DE2920869C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen
einer Flüssigkeit der im Oberbegriff des Patentanspruches 1
genannten Art.
Aus der japanischen Patentanmeldung 48-21 551, bekanntgemacht
am 29. Juni 1973, ist eine solche Vorrichtung
bekannt. Sie umfaßt eine Flüssigkeits-Behandlungssäule
sowie eine an deren oberem Ende befestigte
und mit dieser durch einen Verbindungskanal in Verbindung
stehende Regeneriersäule. Der Verbindungskanal
erstreckt sich zwischen der Spitze der Behandlungssäule
und dem nach unten konisch zulaufenden Boden
der Regeneriersäule. Die Behandlungssäule ist mit
ihrem nach abwärts konisch zulaufenden Boden mit einer
Druckmittelquelle verbunden, die entweder Druckluft
oder eine unter Druck stehende Flüssigkeit liefert,
und weist eine Ablaßöffnung in der Nähe ihres
oberen Endes auf. Der Verbindungskanal zwischen der
Behandlungssäule und der Regeneriersäule steht ebenfalls
mit der Druckmediumquelle in Verbindung. Erste
und zweite Ventile sind jeweils an einer ersten Mediumleitung
zwischen dem Boden der Behandlungssäule
und der Druckmediumquelle sowie an einer zweiten Mediumleitung
zwischen der Auslaßöffnung und der Druckmediumquelle
angeordnet.
Die Vorrichtung weist ferner ein sich vertikal erstreckendes
Führungsrohr auf, dessen unteres Ende im
Inneren der Behandlungssäule in Ausrichtung mit sowie
in Abstand zu der Öffnung an dem Boden der Behandlungssäule
positioniert ist, mit welchem die erste
Mediumleitung in Verbindung steht, die sich koaxial
durch den Verbindungskanal erstreckt und im Innern
der Regeneriersäule endet. Das Führungsrohr weist ein
Verteilerrohr mit größeren Durchmesser als das Führungsrohr
auf, welches mit einem Teil des Führungsrohres
im Inneren der Behandlungssäule starr verbunden
ist und mit einer Quelle von zu reinigendem, verunreinigten
Medium durch eine Versorgungsleitung in
Verbindung steht.
Zunächst wird die Behandlungssäule mit einem Filtermaterial
vollständig gefüllt und ein Filtermaterialbett
geschaffen. Die Regeneriersäule wird mit dem
gleichen Filtermaterial wie die Behandlungssäule gefüllt,
und zwar in einer Menge, die ausreicht, daß
die im Innern der Regeneriersäule befindlichen Partikel
des Filtermaterials falls nötig fluidisiert bzw.
strömungsfähig gemacht werden können. Das Filtermaterial
im Innern der Regeneriersäule füllt nicht nur
einen Teil der Regeneriersäule, sondern auch den Verbindungskanal
vollständig aus.
Bei dieser Vorrichtung wird eine wesentliche Reinigung
des verunreinigten flüssigen Mediums ausgeführt,
während das erste und zweite Ventil geschlossen sind.
Verunreinigtes flüssiges Medium wird in das Verteilerrohr
eingeleitet, wonach das verunreinigte flüssige
Medium im Innern des Verteilerrohres in radial
nach außen weisender Richtung und dann diagonal aufwärts
durch das Filtermaterialbett strömt. Wenn das
Filtermaterial im Innern der Behandlungssäule verunreinigt
ist oder während bzw. nach dem Reinigungsverfahren
für verunreinigtes flüssiges Medium in der
vorstehend erläuterten Weise wird das erste Ventil
geöffnet, so daß unter Druck stehendes Medium in die
Behandlungssäule eindringen kann. Das auf diese Weise
zugeführte Druckmedium strömt in das Führungsrohr und
reißt Partikel des Filtermaterials nahe dem Boden der
Behandlungssäule mit, wodurch die verunreinigten Filterpartikel
durch das Führungsrohr nach oben in die
Regeneriersäule transportiert werden.
Während der weiteren Zufuhr von Druckmedium in das
Führungsrohr werden die suspendierten Feststoffe, die
an den Filterpartikeln anhängen und diese verunreinigen,
von den Filterpartikeln getrennt, die nicht nur
durch das Führungsrohr transportiert, sondern auch in
der Regeneriersäule fluidisiert werden. Die abgetrennten
suspendierten Feststoffe werden danach zusammen
mit einer flüssigen Komponente aus der Regeneriersäule
ausgegeben. Eine Zwangstrennung der suspendierten
Feststoffe von den in die Regeneriersäule
transportierten Filterpartikeln kann dadurch ausgeführt
werden, daß nachher Druckmedium durch die zweite
Mediumleitung in den Verbindungskanal gegeben
wird, während die Zufuhr von Druckmedium über die
erste Mediumleitung unterbrochen wird.
Aus der DE-OS 14 11 722 ist eine ähnliche Vorrichtung
bekannt, die jedoch kein Transportrohr aufweist.
Statt einer kontinuierlichen Kreislaufförderung des
Filtermaterials, bei welcher suspendierte Festststoffe
unproblematisch aus der Regeneriersäule abtransportiert
werden können, ist hier vorgesehen, das Filtermaterial
chargenweise zu fördern. Hierzu dient ein
gegebenenfalls zu öffnendes Rückschlagventil.
Aus der DE-AS 10 04 592 ist es außerdem bekannt, einen
Druckfilter oberhalb des Filtermaterials mit einer
gitterartigen Struktur zu versehen, die verklebtes
Filtermaterial aufbrechen soll, damit dieses
nicht mitgerissen und weggespült werden kann. Für
eine kontinuierliche Kreislaufführung des Filtermaterials
eignet sich diese Vorrichtung nicht.
Ansatzpunkt für die Erfindung ist die bereits genannte
Vorrichtung gemäß der JP-A-48-21 551.
Von dieser ausgehend liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte gattungsgemäße
Vorrichtung zu schaffen, bei der das verunreinigte,
zu reinigende flüssige Medium durch das
Filtermaterialbett mit relativ hoher Geschwindigkeit
aufwärts zugeführt werden kann, ohne daß die Filtermaterialpartikel
in unerwünschter Weise fluidisiert
werden. Das verunreinigte flüssige Medium soll
schnell und dennoch durchgreifend gereinigt werden
können, ohne daß eine unerwünschte Fluidisierung
und/oder Expansion des Filterbettes auftritt. Die
Vorrichtung soll unaufwendig sein und sich leicht vom
Reinigungsbetrieb auf den Regenerationsbetrieb und
umgekehrt umstellen lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung der im
Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art erfindungsgemäß
mit den im kennzeichnenden Teil dieses
Anspruchs definierten Merkmalen ausgestattet.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2
bis 8 beschrieben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 2 eine grafische Darstellung zur Erläuterung
des Zusammenhangs zwischen Druckverlust
und Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit
in der Vorrichtung;
Fig. 3 einen Längsschnitt in vergrößertem Maßstab
eines Teils der Vorrichtung gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 4 eine perspektivische, vergrößerte Darstellung
eines Teils der in der Vorrichtung
nach Fig. 1 verwendeten Rückhaltevorrichtung;
Fig. 5 eine Schnittansicht einer modifizierten
Ausführungsform der Rückhaltevorrichtung;
Fig. 6 eine Schnittansicht einer weiter modifizierten
Ausführungsform der Rückhaltevorrichtung; und
Fig. 7 ein der Fig. 1 ähnliches schematisches
Diagramm einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. Fig. 1 zeigt eine
Vorrichtung gemäß der Erfindung, welche
eine kombinierte Einheit aus Flüssigkeitsbehandlungs- und
Regenerationssäulen, im ganzen mit 1 bis 8 bezeichnet,
aufweist.
Die Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 besitzt die Form eines
im wesentlichen langgestreckten, zylindrischen Gefäßes,
dessen Bodenfläche 1 a nach unten konisch zu einem Materialauslaß 3
zuläuft. In die Flüssigkeits-Behandlungsstufe 1
ist ein Bett eines an sich bekannten Filtermaterials 6
eingefüllt und eine perforierte Rückhaltevorrichtung 24
wird im Innern der Flüssigkeitsbehandlungssäule 1 gehalten
(die Einzelheiten der Rückhaltevorrichtung 24 werden noch
weiter unten beschrieben). Die Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
weist einen Flüssigkeitseinlaß 2 an einer Stelle
auf, die in der Nähe der nach unten konisch zulaufenden
Bodenfläche 1 a angeordnet ist und durch die zu filtrierende
oder zu reinigende Flüssigkeit (nachfolgend als
verunreinigte Flüssigkeit bezeichnet) aus einer Vorratsquelle S
üblicher Art, etwa einer Pumpe oder einem Flüssigkeitsvorratsbehälter
in die Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
über eine Zufuhrleitung SL eingeführt wird. Die Pumpe oder
das Flüssigkeitsreservoir entwickeln einen Flüssigkeitsdruck
wenigstens in solchem Ausmaß, daß die verunreinigte
Flüssigkeit bis zu einer Höhe einer noch zu erläuternden
Auslaßöffnung 13 strömen kann. Der Flüssigkeitseinlaß 2 kann
so ausgelegt sein, daß die aus der Zufuhrleitung SL
herangeführte und austretende verunreinigte
Flüssigkeit nach oben durch das Filterbett 6 strömen kann,
wobei das Filtrieren während der Aufwärtsströmung der
verunreinigten Flüssigkeit durch das Filterbett 6 eintritt.
Von dem konisch zulaufenden Boden der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
erstreckt sich nach unten eine
Materialauslaßröhre 3 a, deren eines Ende mit dem
Materialauslaß 3 in Verbindung steht und deren anderes
Ende mit der Ansaugöffnung einer Strahlpumpe 5 an sich
bekannter Bauweise in Verbindung steht, wobei ein Absperrventil 4
in die Materialauslaßröhre 3 a eingebaut
ist.
Die Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 besitzt ferner einen
Flüssigkeitsauslaß 7 an einer Stelle in der Nähe und
unterhalb ihres oberen Endes, das teilweise zur Aufnahme
der Regeneriersäule 8 geöffnet ist. Diese Regeneriersäule 8
besitzt die Form eines langgestreckten zylindrischen
Gefäßes, dessen Bodenfläche bei 10 nach unten konisch
zuläuft und in die Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
so hineinragt, daß die Bodenöffnung 9 der Regeneriersäule 8
von der Spitze der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 in
Abwärtsrichtung einen Abstand besitzt und oberhalb der perforierten
Rückhaltevorrichtung 24 in der Säule 1 liegt.
Das der Bodenöffnung 9 gegenüberliegende Ende der Regeneriersäule 8
ist geschlossen. Die Regeneriersäule 8
enthält eine zusätzliche Menge Filtermaterial 6′, das
das gleiche ist wie das Filtermaterial 6 in der Flüssigkeits-
Behandlungssäule 1. Im Betrieb liegt
keine Unterbrechung zwischen den Filtermaterialien 6′,
und 6 vor, da das Filtermaterial 6′ in die
Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 durch die Bodenöffnung 9
herabsinken kann. Die Bodenfläche der
Regeneriersäule läuft zwar wie erläutert bei 10 nach unten konisch,
um eine laminare Strömung der gereinigten
Flüssigkeit durch das Filterbett ohne Erzeugung turbulenter
Strömung der durch den Flüssigkeitsauslaß 7 abzugebenden
suspendierten Flüssigkeit zu schaffen, wobei
jedoch das untere Ende bzw. die Bodenfläche der Regeneriersäule 8
auch rein zylindrische Form haben kann, was jeweils
von der Größe und Form der Regeneriersäule 8 abhängt.
Um einen Teil des Filtermaterials 6, der in die Materialablaßröhre 3 a
während der Öffnungszeiten des Absperrventils 4
hineingezogen ist, unter dem Einfluß der Schwerkraft
in die Regeneriersäule 8 zur Regenerierung jenes Teils des
Filtermaterials zuzuführen, wird ein Transportrohr 12 benutzt,
dessen eines Ende mit der Auslaßöffnung der Strahlpumpe 5
in Verbindung steht, und deren anderes Ende in
die Regeneriersäule 8 an einer Stelle mündet, die im
wesentlichen in der Mitte der Höhe der Regeneriersäule 8
liegt. Im praktischen Betrieb wird jener Teil des Filtermaterials
zur Regeneriersäule 8 durch das Transportrohr 12
zusammen mit einer Druckflüssigkeit gefördert, welche mit
hoher Geschwindigkeit von einer Zufuhröffnung zur Abgabeöffnung
in der Strahlpumpe 5 strömt. Dazu steht die Zufuhröffnung
der Strahlpumpe 5 über ein Zufuhrrohr 21 mit einer
Flüssigkeitsquelle, beispielsweise einem Tank 18 über eine
Pumpe 19 und ein Absperrventil 20 in Verbindung, wobei
Pumpe 19 und Absperrventil 20 in der Zufuhrleitung 21 angeordnet
sind.
Die Regeneriersäule 8 weist eine Auslaßöffnung 13 auf, die
oberhalb des offenen Ende 11 des sich in die Regeneriersäule 8
öffnenden Transportrohres 12 angeordnet ist und
einen gewissen Abstand vom oberen Ende der Regeneriersäule 8
hält. Gemäß Darstellung in Fig. 1 steht diese Auslaßöffnung 13
mit dem Tank 8 über ein Auslaßrohr 18 in
Verbindung, dessen eines Ende mit der Auslaßöffnung 13
kommuniziert und dessen anderes Ende in die Flüssigkeit
im Tank 18 eintaucht, wobei der Flüssigkeitsspiegel im
Tank 18 einen vorbestimmten Abstand H₂ unterhalb der Höhe
der Öffnung der Auslaßöffnung 13 in der Regeneriersäule 8
liegt.
Der Flüssigkeitsauslaß 7 in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1,
durch welchen eine gereinigte Flüssigkeit, d. h.
die verunreinigte Flüssigkeit, aus der sie verschmutzende,
suspendierte Feststoffe während des Aufwärtsströmens durch
das Filterbett in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 abgetrennt
wurden, aus der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
ausgegeben wird, steht mit einem Flüssigkeitsablaßrohr 14
in Verbindung. Dieses Flüssigkeitsablaßrohr 14 erstreckt
sich vom Flüssigkeitsauslaß 7 zur höchsten Stelle nach
außen, die einen vorgegebenen Abstand H₁ von der Höhe der
Öffnung der Auslaßöffnung 13 in der Regeneriersäule 8
einhält, und steht dann mit einem Siphonrohr 15 in Verbindung,
dessen gegenüberliegende Enden oberhalb bzw.
unterhalb des höchsten Punktes des Flüssigkeitsabgaberohrs
14 angeordnet sind.
Es sei darauf hingewiesen, daß der höchste Punkt, d. h. der durch den
Siphon bestimmte "Siphon-Brech"-Punkt des Flüssigkeitsabgaberohres 14
zwar so dargestellt und beschrieben ist,
daß er sich um den Abstand H₁ über den Pegel der Öffnung
der Ablaßöffnung 13 erhebt, daß jedoch der höchste Punkt
auch auf gleicher Höhe mit der Öffnung der Auslaßöffnung 13
liegen kann, in welchem Fall der vorbestimmten Abstand H₁
den Wert Null annimmt, oder auch unter der Höhe der Öffnung
der Auslaßöffnung 13, wie in Fig. 7 dargestellt,
sein kann, in welchem Fall der vorgegebene Abstand H₁
einen negativen Wert annimmt.
Die Einzelheiten der perforierten Rückhaltevorrichtung 24
werden jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 4-6 erläutert.
Gemäß Fig. 4 weist die Rückhaltevorrichtung 24 mehrere
langgestreckte Wandteile 25 auf, von denen jedes eine
vorbestimmte Wandstärke d und eine vorgegebene Wandbreite W
hat, und alle Wandteile 25 zu einer Gitterstruktur zusammengesetzt
sind, die eine Vielzahl von Öffnungen 26 mit
rechtwinkligem Querschnitt und einer Tiefe, die gleich
der Breite jedes Wandteils ist, haben. Jedes der Wandteile 25
kann aus geeignetem steifem Material, beispielsweise
Stahl oder Kunstharz wie etwa Polyvinylchlorid,
hergestellt sein und muß eine Breite W haben, die größer
als die Wandstärke d ist. Die Wandstärke d
kann im Bereich von 1 bis 10 mm liegen.
Die Rückhaltevorrichtung 24 muß ein vorbestimmtes Verhältnis
der gesamten Querschnittsfläche der Öffnungen 26 relativ
zur Summe der gesamten Querschnittsfläche der Öffnungen 26
und der gesamten Querschnittsfläche der Wandteile 25 einhalten,
ein Verhältnis, das nachstehend als Öffnungsverhältnis
bezeichnet wird. Je größer das Öffnungsverhältnis
und/oder die Höhe der Rückhaltevorrichtung 24 ist, desto
größer ist die Kontaktoberfläche des Filtermaterials 6
mit der Rückhaltevorrichtung und daher kann die Rückhaltevorrichtung 24
einen Widerstand gegenüber möglicherweise auftretender
Fluidisierung des Filtermaterials in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
ausüben. Jedoch sollte die Rückhaltevorrichtung 24
nicht von einer Bauweise sein, die eine
glatte gravitatorische Bewegung des Filtermaterials 6 in
der Flüssigkeits-Behandlungssäule stören könnte, die eine
Geschwindigkeit von etwa 1 bis 10 cm/min hat, wenn jener
Anteil des Filtermaterials 6 am unteren Bereich der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
abgezogen wird. Außerdem sollte
die Rückhaltevorrichtung 24 nicht von einer Bauweise sein,
die ein Zusammenklumpen des Filtermaterials in einigen oder
allen Öffnungen 26 hervorrufen könnte. In Anbetracht dieser
Umstände sollte das Öffnungsverhältnis und die Höhe der
Rückhaltevorrichtung 24 sorgfältig gewählt werden, worauf
nachfolgend eingegangen wird.
Das Öffnungsverhältnis der Rückhaltevorrichtung 24 gemäß
obiger Definition ist bestimmt durch die Wandstärke d
jedes der Wandteile 25 und die Form jeder Öffnung 26, die
durch die Wandteile 25 definiert ist.
Experimentell wurde gefunden, daß sich eine glatte Absatzbewegung
des Filtermaterials in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
ohne Störung durch die Rückhaltevorrichtung
ergab, wenn die Rückhaltevorrichtung 24 eine Höhe von 10 cm hatte
und von solcher Bauweise war, daß mehrere langgestreckte
Wandteile parallel zueinander angeordnet waren und je zwei benachbarte
Wandteile einen Abstand von 5 mm hatten, wobei
Sand einer mittleren Partikelgröße von 1,08 mm als
Filtermaterial eingefüllt wurde und Wasser bis zur Oberfläche
des Sandes eingefüllt wurde, und das Filtermaterial
mit einer Geschwindigkeit von 10 cm pro Minute während der
Öffnung des Absperrventils 4 herniedersank.
Wie man leicht sieht,
muß die Größe jeder Öffnung 26 in der Rückhaltevorrichtung
so gewählt werden, daß der minimale Raum zwischen je zwei
benachbarten Wandteilen 25 größer als wenige Vielfache
der durchschnittlichen Partikelgröße des verwendeten Filtermaterials
ist und daß gleichzeitig die Höhe der Rückhaltevorrichtung 24,
dargestellt durch die Breite W jedes
Wandteils 25, größer als 5% der Höhe des Filterbettes gewählt
wird. Durch diese Wahl ist sichergestellt, daß das
Filtermaterial in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
sanft und glatt an der Rückhaltevorrichtung 24 vorbei
während der Öffnung des Absperrventils 4 abwärts sinken
kann. Die maximale Höhe der Rückhaltevorrichtung
sollte nicht größer sein als 50% der Höhe des
Filterbettes. Wenn die Höhe der Rückhaltevorrichtung
größer als 50% der Höhe des Filterbettes ist, treten
nicht nur Schwierigkeiten im Hinblick auf die gleichförmige
Verteilung der verunreinigten Flüssigkeit durch das Filterbett
in der Flüssigkeits-Behandlungsweise auf, sondern
die Vorrichtung würde auch in der Herstellung teurer.
Das Öffnungsverhältnis der Rückhaltevorrichtung sollte so
groß sein, daß die lineare Strömungsgeschwindigkeit
der verunreinigten Flüssigkeit nach oben durch das Filterbett
in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 nicht zunimmt,
wenn die verunreinigte Flüssigkeit durch die Öffnungen in
der Rückhaltevorrichtung hindurchströmt. Jedoch je nach
der linearen Strömungsgeschwindigkeit der verunreinigten
Flüssigkeit kann das Öffnungsverhältnis der Rückhaltevorrichtung
einen kleinen Wert annehmen, vorausgesetzt,
daß die erhöhte lineare Strömungsgeschwindigkeit der verunreinigten
Flüssigkeit nach oben durch die Öffnungen
in der Rückhaltevorrichtung nicht dazu führt, daß die
Filterpartikel fluidisieren und/oder in einem Bereich in
der Nähe der Rückhaltevorrichtung expandieren. Im Hinblick
darauf hat das Öffnungsverhältnis der Rückhaltevorrichtung
einen minimalen Wert, der in Anbetracht der linearen Strömungsgeschwindigkeit
der verunreinigten Flüssigkeit in
der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 relativ bestimmt ist.
Bei einer speziellen Bauweise der
Vorrichtung gemäß dem nachstehend beschriebenen
Beispiel der Erfindung
reichte es, daß das Öffnungsverhältnis der Rückhaltevorrichtung
größer als 75% war, da es sich ergeben hatte,
daß die Filterpartikel in der Nähe der
Rückhaltevorrichtung fluidisieren oder expandieren,
wenn die lineare Strömungsgeschwindigkeit der verunreinigten
Flüssigkeit gleich oder größer als 40 m/h ist,
wobei in der Vorrichtung dann die verunreinigte Flüssigkeit
durch das Filterbett mit einer linearen Geschwindigkeit
von 30 m/h nach oben strömte. Wenn andererseits die verunreinigte
Flüssigkeit durch das Filterbett mit einer
Lineargeschwindigkeit von 20 m/h nach oben strömt, reicht
ein Öffnungsverhältnis von mehr als 50% aus.
Die Rückhaltevorrichtung 24 ist in ihrer
Gestaltung nicht auf eine Gitterstruktur gemäß Fig. 4
oder auf die parallele Anordnung
der Wandteile beschränkt; vielmehr kann die
Rückhaltevorrichtung beispielsweise aus mehreren gebündelten Röhren
bestehen. Weiter können die Öffnungen in der Rückhaltevorrichtung
auch einen anderen als rechtwinkligen Querschnitt
gemäß Fig. 4 haben, beispielsweise einen dreieckigen
oder hexagonalen Querschnitt.
Fig. 1 und 4 zeigen, daß die Öffnungen der Rückhaltevorrichtung
parallel zur Längsachse der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
verlaufen; dies ist jedoch nicht
notwendig, vielmehr kann die Längsachse der Öffnungen
auch zur Längsachse der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
geneigt sein, wie beispielsweise Fig. 5 zeigt. Die in
Fig. 5 dargestellte Anordnung der Rückhaltevorrichtung 24
besteht aus mehreren Wandteilen, die parallel und mit
Abstand zueinander sowie in gleicher Richtung relativ zur
Längsachse der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 geneigt
angeordnet sind. Die Rückhaltevorrichtung 24 von der in
Fig. 5 gezeigten Art kann einzeln oder in Kombination
mit einer ähnlichen Rückhaltevorrichtung verwendet werden,
die auf diese Rückhaltevorrichtung aufgesetzt wird,
um eine Rückhaltevorrichtung gemäß Fig. 6 zu erhalten. Bei
der Rückhaltevorrichtung gemäß Fig. 6 ist jede der Öffnungen
gebogen.
Das Filtermaterial, das im Rahmen der Erfindung verwendet
werden kann, kann außer den bereits erwähnten Sanden auch
Anthrazit, Glas oder Porzellan und adsorbierendes Material
sein, wie etwa Aktivkohle, aktivierte Tonerde,
Silica Gel, künstlicher Zeolit oder Kunstharz.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Vorrichtung
beschrieben.
Wenn man annimmt, daß die verunreinigte Flüssigkeit unter
Druck zum Flüssigkeitseinlaß 2 durch die Versorgungsleitung SL
bei geschlossenen Absperrventilen 4, 16 und 20
eingeleitet worden ist, wird die aus dem Flüssigkeitseinlaß 2
hervorkommende verunreinigte Flüssigkeit gezwungen,
nach oben durch das Filterbett in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
zu strömen. Während des Durchlaufs
der verunreinigten Flüssigkeit durch das Filterbett werden
die in der verunreinigten Flüssigkeit enthaltenen suspendierten
Feststoffe abgetrennt und eine wesentlich gereinigte
Flüssigkeit wird durch den Flüssigkeitsauslaß 7
abgegeben.
Bei Intervallen vorbestimmter Zeitdauer, die bestimmt
werden kann in Abwägung des Ausmaßes, auf welches das
das Filterbett in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
bildende Filtermaterial durch die aus der verunreinigten
Flüssigkeit abgetrennten suspendierten Feststoffe verunreinigt
ist, wird ein Teil des Filtermaterials am unteren
Bereich der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 abgezogen.
Dies wird leicht durch Öffnen der Absperrventile 4, 16
und 20 und gleichzeitiges Inbetriebsetzen der Pumpe 19
erreicht. Wie oben beschrieben, wird der Teil des so abgezogenen
Filtermaterials zur Regeneriersäule durch das
Transportrohr 12 zusammen mit der durch die Pumpe 19 aus
dem Tank 18 gepumpten und durch die Strahlpumpe 5 laufenden
Flüssigkeit transportiert. Danach wird das Absperrventil 4
und danach das Absperrventil 20 geschlossen und
die Pumpe wird unwirksam gemacht, während das Absperrventil 16
offen bleibt. Die Zeitpunkte, an denen die
Absperrventile 24 geschlossen werden, können in Abwägung
der Menge des vom unteren Bereich der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
erforderlicherweise abzuziehenden
Filtermaterialteils bestimmt werden, sowie in Abwägung
des Volumens der Regeneriersäule 8. Man bemerke, daß der
Durchflußregler 23 zu diesem Zeitpunkt offen ist, wobei
die Öffnung des Durchflußreglers 23 so gewählt ist, daß
die Strömung einer Flüssigkeit durch das Ablaßrohr 17
einen vorbestimmten Widerstand aufgeprägt erhält, so daß
ein Teil der gereinigten Flüssigkeit mit gesteuerter Geschwindigkeit
in die Regeneriersäule durch die Bodenöffnung 9
der Regeneriersäule 8 strömen kann, um das
Filtermaterial 6′ in der Regeneriersäule 8 stabil zu
fluidisieren. Jedoch braucht der Durchflußregler 23 nicht
stets vorgesehen zu sein, da das Abschlußventil 16 den
gleichen Zweck erfüllen kann.
Damit die gereinigte Flüssigkeit, die durch das Filterbett
in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 hindurchgelaufen
ist, in die Regeneriersäule 8 durch die Bodenöffnung 9
eintreten kann, sollte der Abstand H₁ zwischen
der Höhe der Öffnung der Auslaßöffnung 13 und dem Siphonpunkt
des Flüssigkeitsabgaberohrs 14 und der Abstand H₂
zwischen der Höhe der Öffnung der Auslaßöffnung 13 und
der Flüssigkeitsoberfläche im Tank 18 die folgende
Bedingung erfüllen:
H₁ < Δ P - H₂
wobei Δ P den Druckverlust der von der Bodenöffnung 9
zur Abgabeöffnung 13 in der Regeneriersäule 8 nach oben
strömenden gereinigten Flüssigkeit darstellt.
Da der Druckverlust Δ P nicht nur in Abhängigkeit von
den physikalischen Eigenschaften und der Menge des Filtermaterials
und der Strömungsgeschwindigkeit der verunreinigten
Flüssigkeit, sondern auch von der Form der Regeneriersäule 8
variiert, sind sämtliche Abstände H₁ und
H₂ sowie der Druckverlust Δ P als Variablen anzusehen,
und die vorstehend genannte Relation kann durch geeignete
Wahl beispielsweise der Höhe der nach unten konisch zulaufenden
Bodenfläche 10 und der Größe der Bodenöffnung 9
der Regeneriersäule 8 eingehalten werden.
Die in die Regeneriersäule 8 durch die Bodenöffnung 9
eingeführte gereinigte Flüssigkeit dient zum Fluidisieren
des Filtermaterials in der Regeneriersäule 8, so daß die
an den in die Regeneriersäule 8 durch das Transportrohr 12
geförderten Filterpartikel anhängenden suspendierten Feststoffe
von den Filterpartikeln abgetrennt werden können,
während letztere durch Fluidisierung gewaschen werden.
Die so getrennten suspendierten Feststoffe werden von
der Flüssigkeit in die Auslaßöffnung 13 transportiert und
dann in den Tank 18 durch das Auslaßrohr 17 überführt.
Man bemerke, daß die Menge des Filtermaterials 6′ innerhalb
der Regeneriersäule 8 der Menge des verschmutzten
Filtermaterials entspricht, die aus der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
durch die Materialabgabeöffnung 3
während jeder Öffnung des Absperrventils 4 abgezogen
werden soll.
Gleichzeitig mit der Entnahme des verschmutzten Filtermaterials
aus der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 durch
die Materialabgabeöffnung 3 für den Transport zur Regeneriersäule 8
während der Öffnung des Absperrventils 4
sinkt das Filterbett in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
hernieder, während jedoch die sich dadurch ergebende Reduzierung
der Filtermaterialmenge, die in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
bleibt, durch das Filtermaterial in
der Regeniersäule 8 leicht kompensiert wird, welches
in die Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 durch die Bodenöffnung 9
herniedersinkt. Daher besteht keine Möglichkeit
dafür, daß das Filtermaterial, das in der Regeneriersäule 8
transportiert worden ist, schnell die Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
unmittelbar nach dem Eintritt in die Regeneriersäule 8
wieder erreicht. Da das Filtermaterial in
der Regeneriersäule 8 und die nach abwärts konisch zulaufende
Bodenfläche 10 der Regeneriersäule 8 definierende
Wand einen Widerstand der Strömung der Flüssigkeit nicht
nur während der Filtration, sondern auch während
der Regeneration entgegensetzt, besteht keine Möglichkeit,
daß die Flüssigkeit, die in der Regeneriersäule 8
verschmutzt wird, in die Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
strömt und sich dann mit der gereinigten Flüssigkeit vermischt.
Nach Abschluß der Regeneration, bei der das in die
Regeneriersäule 8 geförderte Filtermaterial durch Waschen
regeneriert worden ist, wird das Absperrventil 16 geschlossen
und verschmutzte Flüssigkeit wird wieder der
Flüssigkeits-Behandlungssäule durch die Versorgungsleitung SL
zugeführt, um die Filtration erneut auszulösen.
Man bemerke, daß gemäß Fig. 3 eine Zweigleitung 22, die
mit einem Ende mit dem Flüssigkeitsabgaberohr 14 in Verbindung
steht und mit dem anderen Ende in den unteren
Bereich der Regeneriersäule 8 hineinragt, verwendet
werden kann, um die Fluidisierung des Filtermaterials 6′
in der Regeneriersäule während der Regenerieroperation
zu unterstützen.
Vorstehend wurde die Flüssigkeitsquelle, die zum Transport
des verunreinigten Filtermaterials zur Regeneriersäule 8
notwendig ist, als Tank 18 beschrieben, in den
verunreinigte Flüssigkeit aus der Regeneriersäule 8 über
das Ablaßrohr 17 abgegeben wird; die genannte Quelle
kann natürlich auch durch eine andere vom Tank 18 separate
Quelle ersetzt werden, wie beispielsweise Fig. 7 in
Form der Quelle für verunreinigte Flüssigkeit zeigt.
Wenn die Quelle der verunreinigten Flüssigkeit als Flüssigkeitsquelle
für den Transport des verunreinigten Filtermaterials
zur Regeneriersäule über das Transportrohr 12
verwendet wird, sollte die Versorgungsleitung SL sich derart
verzweigen, daß ein Teil der Versorgungsleitung 21
zwischen Pumpe 19 und Absperrventil 20 sowie einem entsprechenden,
jedoch gegensätzlich zu diesem betätigten
Absperrventil 20′ gebildet wird mit der Maßgabe, daß das
Absperrventil 20 in der Versorgungsleitung SL vorgesehen
ist.
In den beiden Ausführungsformen gemäß Fig. 1 oder Fig. 7
kann das Absperrventil 20 in der Transportleitung 12
vorgesehen sein.
Die grafische Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt den Zusammenhang
zwischen der Raumgeschwindigkeit U der Strömung
der gereinigten Flüssigkeit in der Regeneriersäule 8 von
der Bodenöffnung 9 bis zur Höhe der Öffnung der Ablaßöffnung 13
und dem Druckverlust. In dieser Darstellung
stellen die ausgezogenen Linien den Druckverlust Δ P der
von der Bodenöffnung 9 zur Auslaßöffnung 13 strömenden
gereinigten Flüssigkeit dar, die einfach gestrichelte
Linie stellt den Druckverlust Δ Pr der durch den Durchflußregler 23
strömenden Flüssigkeit dar, welche einfach
ein bestimmter Querschnitt sein kann und im Auslaßrohr 17
vorgesehen sein kann, und die zweifach gestrichelte
Linie stellt die Summe der Druckverluste Δ P und Δ Pr dar.
Man sieht leicht aus der grafischen Darstellung, daß
der in der Regeneriersäule 8 auftretende Druckverlust Δ P
einen Maximalwert Δ P (max) annimmt, wenn die Geschwindigkeit U
den Wert U₁ hat, bei welchem eine Fluidisierung
des Filtermaterials 6′ in der Regeneriersäule 8 beginnt.
Wenn die Fluidisierung des Filtermaterials 6′ in der
Regeneriersäule zunimmt, fällt der Druckverlust in der
Regeneriersäule 8 beträchtlich ab.
Da andererseits die Strömungsgeschwindigkeit der durch
das Auslaßrohr 17 strömenden verunreinigten Flüssigkeit
im Verhältnis zur Geschwindigkeit U steht, steht der
Druckverlust Pr, der während des Durchlaufs der verunreinigten
Flüssigkeit durch den Durchflußregler 23 auftritt,
im Verhältnis zur Fluidgeschwindigkeit U.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß dann, wenn die Höhe
(H₁ + H₂) so gewählt ist, daß die nachfolgende Bedingung
(1) erfüllt ist, daß dann das Filtermaterial 6′ in der
Regeneriersäule fluidisiert werden kann:
H₁ + H₂ ≧ ΔP (max) + Δ Pr₁ (1)
wobei Δ Pr₁ den während des Durchlaufs der verunreinigten
Flüssigkeit durch den Durchflußregler 23 auftretenden
Druckverlust darstellt, wenn die Mediumgeschwindigkeit U
einen Wert von U₁ angenommen hat. Folglich wird eine gestrichelte
Fläche P in der grafischen Darstellung nach
Fig. 2 den Bereich repräsentieren, in welchem die vorstehende
Bedingung (1) erfüllt werden kann.
Wenn andererseits die Summe der Abstände H₁ und H₂ so
gewählt ist, daß die Bedingung (1) gilt, kann
die Mediumgeschwindigkeit U₂, die die nachfolgende Bedingung
(2) erfüllt, bestimmt werden und als Folge
davon kann das Filtermaterial 6′ in der Regeneriersäule 8
durch die mit der Geschwindigkeit U₂ strömende gereinigte
Flüssigkeit fluidisiert werden, die von der Bodenöffnung 9
zur Auslaßöffnung 13 strömt:
H 1 + H 2 = Δ P 2 + Δ Pr 2 (2)
Die Mediumgeschwindigkeit U₂, die in der grafischen Darstellung
der Fig. 2 angegeben ist, ist so gewählt, daß
der Druck (H₁ + H₂) den untersten Grenzwert annimmt, der
ausreicht, die obige Bedingung (1) zu erfüllen. Folglich
kann die Mediumgeschwindigkeit U in der Regeneriersäule 8
während der Regenerieroperation beliebig zu einem Wert
gewählt werden, der gleich oder größer ist als die Mediumgeschwindigkeit U₂.
Die Erfindung wird nachstehend nun anhand eines Ausführungsbeispiels,
das lediglich Erläuterungszwecken dienen soll,
und nicht beschränkend wirkt, erläutert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat die in Fig. 1 dargestellte
Konstruktion sowie die folgenden Abmessungen:
Flüssigkeits-Behandlungssäule 1: 500 mm Innendurchmesser
Rückhaltevorrichtung 24:
Parallel zueinander angeordnete langgestreckte Wandteile von jeweils 3 mm Wandstärke und 200 mm Breite mit einem Abstand von 27 mm zwischen je zwei Wandteilen. Diese Rückhaltevorrichtung war im Filtermaterialbett so eingebettet, daß ihr oberes Ende 100 mm unterhalb der obersten Höhe des Filterbettes sich befand. Die Wandteile bestanden jeweils aus Polyvinylchlorid. Das Öffnungsverhältnis betrug 89% und die Kontakt-Oberfläche der Rückhaltevorrichtung für das Filtermaterial betrug 1,4 m²/m².
Filtermaterial:
Sand, 1,08 mm durchschnittliche Partikelgröße, 0,83 effektive Größe und 1,47 Gleichförmigkeits-Koeffizient. Die effektive Größe ist die Maschinengröße eines Siebes, das 10 Gew.-% der Gesamtmenge des verwendeten Filtermaterials durchläßt. Der Gleichförmigkeits-Koeffizient ist ein Quotient aus der Maschengröße eines Siebes, das 60 Gew.-% der Gesamtmenge des verwendeten Filtermaterials durchläßt, dividiert durch die Maschengröße eines Siebes, das 10 Gew.-% der Gesamtmenge des verwendeten Filtermaterials durchläßt. Die Menge des verwendeten Filtermaterials war so groß, daß ein Filtrierbett von 1000 mm Höhe in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 gebildet werden konnte.
Regeneriersäule 8:
Zylindrisches Gefäß mit einem Innendurchmesser von 150 mm, dessen Bodenfläche gemäß Fig. 1 nach unten konisch zuläuft.
Rückhaltevorrichtung 24:
Parallel zueinander angeordnete langgestreckte Wandteile von jeweils 3 mm Wandstärke und 200 mm Breite mit einem Abstand von 27 mm zwischen je zwei Wandteilen. Diese Rückhaltevorrichtung war im Filtermaterialbett so eingebettet, daß ihr oberes Ende 100 mm unterhalb der obersten Höhe des Filterbettes sich befand. Die Wandteile bestanden jeweils aus Polyvinylchlorid. Das Öffnungsverhältnis betrug 89% und die Kontakt-Oberfläche der Rückhaltevorrichtung für das Filtermaterial betrug 1,4 m²/m².
Filtermaterial:
Sand, 1,08 mm durchschnittliche Partikelgröße, 0,83 effektive Größe und 1,47 Gleichförmigkeits-Koeffizient. Die effektive Größe ist die Maschinengröße eines Siebes, das 10 Gew.-% der Gesamtmenge des verwendeten Filtermaterials durchläßt. Der Gleichförmigkeits-Koeffizient ist ein Quotient aus der Maschengröße eines Siebes, das 60 Gew.-% der Gesamtmenge des verwendeten Filtermaterials durchläßt, dividiert durch die Maschengröße eines Siebes, das 10 Gew.-% der Gesamtmenge des verwendeten Filtermaterials durchläßt. Die Menge des verwendeten Filtermaterials war so groß, daß ein Filtrierbett von 1000 mm Höhe in der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 gebildet werden konnte.
Regeneriersäule 8:
Zylindrisches Gefäß mit einem Innendurchmesser von 150 mm, dessen Bodenfläche gemäß Fig. 1 nach unten konisch zuläuft.
Durch die Verwendung der vorstehend im einzelnen erläuterten
Vorrichtung wurde verunreinigte Flüssigkeit, die suspendierte
Feststoffteile in einer Menge von 100 ppm enthielt,
mit einer Geschwindigkeit von 30 m/h einerseits während
der Filtrieroperation filtriert, und das benutzte Filtermaterial
wurde aus der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
durch die Materialausgabeöffnung 3 in Intervallen von einer
Stunde abgezogen. Die Geschwindigkeit, mit der sich das
Filtermaterial während des Abziehens von der Flüssigkeits-Behandlungssäule
bewegte, betrug etwa 6 cm/min.
Die Vorrichtung arbeitete zufriedenstellend und wirksam
über 10 Stunden hin, ohne daß das Filtermaterial in der
Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 fluidisierte oder expandierte.
Wenn die Vorrichtung ohne Rückhaltevorrichtung 24 betrieben
wird, hat sich ergeben, daß eine Stunde nach Beginn des
Filtrierens das Filtermaterial durch die von der verunreinigten
Flüssigkeit abgetrennten suspendierten Feststoffe
in einem gewissen Ausmaß kontaminiert war, und daß nicht
nur das Filterbett expandierte, sondern daß das Filtermaterial
außerdem fluidisierte.
Mit Rückhaltevorrichtung 24 hat sich dagegen ergeben, daß
weder eine Expansion noch eine Fluidisierung des Filtermaterials
stattfand, wenn die Filtriergeschwindigkeit
nicht größer als 40 m/h betrug.
Das benutzte Filtermaterial, das aus der Flüssigkeits-Behandlungssäule
durch die Materialausgabeöffnung 3 abgezogen
worden war, das bei den einzelnen Entnahmen eine
Menge von 8,0 Liter betrug, wurde durch die Strahlpumpe
zur Regeneriersäule durch das Transportrohr gefördert.
Das zum Transport des benutzten Filtermaterials zur Regeneriersäule 8
verwendete flüssige Medium wurde dem Tank 18
durch das Ablaßrohr 13 in der Regeneriersäule 8 zurückgeführt.
Während dieser Prozedur waren die Absperrventile
4, 16 und 20 geöffnet und die Pumpe 19 lief.
Nachdem 8 Liter des abgenutzten Filtermaterials in die
Regeneriersäule in der eben erwähnten Weise transportiert
waren, wurden die Absperrventile 4 und 20 geschlossen
und die Pumpe 19 wurde abgestellt. Kurz danach, nicht eher
als bis verunreinigte Flüssigkeit in die Flüssigkeits-Behandlungssäule 1
eingeführt worden war, wurde die
gereinigte Flüssigkeit teilweise aus der Flüssigkeits-Behandlungssäule
durch den Flüssigkeitsauslaß 7 ausgegeben
und teilweise in die Regeneriersäule 8 durch die Bodenöffnung 9
eingelassen und dann aus der Regeneriersäule 8
durch die Auslaßöffnung 13 abgezogen. Die durch die Regeneriersäule 8
nach oben steigende gereinigte Flüssigkeit
betrug 2 m³/h. Das heißt, die Strömungsgeschwindigkeit
der gereinigten Flüssigkeit nach oben durch die Regeneriersäule 8
betrug 113 m/h, was ausreichte, das Filtermaterial
in der Regeneriersäule 8 zu fluidisieren. Die Fluidisierung
des Filtermaterials in der Regeneriersäule 8 und die Abgabe
der gereinigten Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsauslaß 7
wurden 30 Sekunden lang aufrechterhalten, und danach wurde
das Absperrventil 16 geschlossen.
Während des Betriebs der Vorrichtung über 10 Stunden hin
konnte die Menge an in der gereinigten Flüssigkeit, die
aus der Flüssigkeits-Behandlungssäule 1 durch den Flüssigkeitsauslaß
abgegeben wurde, suspendierten Feststoffen
auf einer Menge von nicht mehr als 1 ppm gehalten werden.
Während des Regenerierens strömte die gereinigte Flüssigkeit
in die Bodenöffnung 9 der Regeneriersäule 8 mit
einer Lineargeschwindigkeit von 35 bis 37 m/h, was ausreichte,
das Filtermaterial in der Regeneriersäule 8 zu
Waschzwecken zu fluidisieren. Jetzt betrug der maximale
Druckverlust Δ P (max) 0,85 kg/cm², wenn die Höhe des Filterbettes
in der Regeneriersäule 8 den Wert von 1000 mm betrug
und 0,78 kg/cm², wenn die Höhe des Filterbettes 500 mm
betrug. Wenn dementsprechend der Druckverlust Δ P + Δ Pr
zu einem Wert von 0,86 kg/cm² gewählt wurde, und wenn der
Abstand H₂ 5 m betrug, wurde der Abstand H₁ zu 3,6 m gewählt,
so daß die Beziehung H₁ < Δ P - H₂ = 0,36 - Δ Pr (kg/cm)
erfüllt werden konnte.
Obgleich vorstehend die Erfindung im Zusammenhang mit
den bevorzugten Ausführungsformen derselben vollständig
beschrieben worden ist, ist dem Fachmann ohne weiteres
klar, daß verschiedene Änderungen oder Modifikationen
vorgenommen werden können, ohne daß dadurch vom Erfindungsgedanken
abgewichen wird. Beispielsweise ist die Rückhaltevorrichtung 24
nicht stets notwendig. Da jedoch die Rückhaltevorrichtung 24
eine größere Kontaktoberfläche für das
Filtermaterial und demzufolge einen Widerstand für eine
mögliche Aufwärtsbewegung des Filtermaterials in der Flüssigkeitsbehandlungssäule 1
darstellt, ohne daß die Strömungsgeschwindigkeit
der verunreinigten Flüssigkeit nachteilig
beeinflußt werden würde, und ohne daß der Abwärtsbewegung
des Filtermaterials ein Hindernis in den Weg
gestellt wird, kann eine erhöhte Filtriergeschwindigkeit
mit besonderem Vorteil erreicht werden, wenn die Rückhaltevorrichtung 24
benutzt wird.
Statt einen Tank 18 zu verwenden, kann natürlich auch,
wie in Fig. 7 dargestellt ist, ein entsprechend einem
umgekehrten U gebogenes Rohr 18′ dazu verwendet werden,
das Ende des Ablaßrohres 17, welches von der Ablaßöffnung 13
entfernt liegt, durch Flüssigkeit abzuschließen.
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Reinigen einer Flüssigkeit durch
Gegenstrom-Flüssig/Fest-Kontakt sowie zur Regenerierung
eines zur Reinigung der Flüssigkeit benutzten
Filtermaterials, mit
- 1. einer Flüssigkeits-Behandlungssäule, die ein Bett aus Filtermaterial, einen Materialeinlaß und einen Materialauslaß an ihrem oberen bzw. unteren Ende, sowie einen Flüssigkeitseinlaß und einen Flüssigkeitsauslaß an einem unteren bzw. oberen Abschnitt umfaßt, wobei der Flüssigkeitseinlaß oberhalb des Materialauslasses angeordnet ist und mit einer Quelle zu reinigender Flüssigkeit verbunden werden kann;
- 2. einer mit dem gleichen Filtermaterial wie die Flüssigkeits-Behandlungssäule gefüllten Regeneriersäule;
- 3. einer Materialauslaßröhre, die mit einem Ende mit dem Materialauslaß in Verbindung steht und ein Absperrventil aufweist, durch welches bei Öffnung ein Teil des in der Nähe des Bodens der Flüssigkeits- Behandlungssäule befindlichen Filtermaterials hindurchsinken kann, während gleichzeitig das Filtermaterial in der Flüssigkeits-Behandlungssäule nachsinkt und das Filtermaterial in der Regeneriersäule zur Kompensation des durch den Materialauslaß abgezogenen Teils des Filtermaterials in die Flüssigkeits-Behandlungssäule nachsinkt;
- 4. einem Transportrohr, das mit einem Ende mit dem Inneren der Regeneriersäule in Verbindung steht;
- 5. einer Fördereinrichtung, die zwischen dem von der Flüssigkeits-Behandlungssäule wegweisenden Ende des Materialauslaßrohres und dem von der Regeneriersäule wegweisenden Ende des Transportrohres zum Transport des auf dem Boden der Flüssigkeits-Behandlungssäule abgezogenen Teils des Filtermaterials zur Regeneriersäule eingeschaltet ist, und
- 6. einem Flüssigkeitablaßrohr, das mit einem Ende mit dem Flüssigkeitsauslaß in Verbindung steht und gereinigte Flüssigkeit aus der Flüssigkeits-Behandlungssäule abfördert,
dadurch gekennzeichnet, daß
- 7. die Regeneriersäule (8) am oberen Ende zur Umgebung hin abgeschlossen ist und am unteren Ende in die Flüssigkeits-Behandlungssäule (1) durch den Materialeinlaß hineinragt, das Filtermaterial in der Regeneriersäule (8) mit dem Filtermaterial in der Flüssigkeits-Behandlungssäule (1) in ununterbrochener Verbindung steht, und die Regeneriersäule (8) eine Auslaßöffnung (13) aufweist, und
- 8. ein Ablaßrohr (17) mit einem Ende mit der Auslaßöffnung (13) der Regeneriersäule (8) in Verbindung steht und das andere Ende des Ablaßrohres (17) durch eine Flüssigkeit gegenüber der Umgebung abgesperrt ist, welche einen vorgegebenen Abstand H₂ von der Höhe der Auslaßöffnung (13) aufweist, so daß suspendierte Feststoffe, die von den in die Regeneriersäule (8) zurückgeförderten Filtermaterial-Partikeln abgetrennt wurden, durch das Ablaßrohr (17) aus der Regeneriersäule (8) heraus abtransportiert werden können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Medium, welches
das andere Ende des Ablaßrohres (17) gegenüber
dem Umgebung absperrt, in einem Tank (18) enthalten
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Fördereinrichtung eine Strahlpumpe (5) ist, deren
Einlaßöffnung mit dem Tank, deren Ansaugöffnung mit
der Materialauslaßröhre (3 a) und deren Auslaßöffnung
mit dem Transportrohr (12) in Verbindung steht,
die Strahlpumpe so betrieben werden kann, daß dann,
wenn Flüssigkeit durch die Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung
strömt, das Filtermaterial in der Materialauslaßröhre
(3 a) durch die Ansaugöffnung in den die
Strahlpumpe durchströmenden Flüssigkeitsstrom eingesaugt
und in das Transportrohr gefördert wird,
und daß Ventileinrichtungen (20) zur Unterbrechung
der Flüssigkeitsströmung aus dem Tank (18) zur Regeneriersäule (8)
durch die Strahlpumpe (5) vorgesehen
sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Fördervorrichtung eine Strahlpumpe (5) ist, deren
Einlaßöffnung mit der Quelle zu reinigender Flüssigkeit
verbunden ist, deren Ansaugöffnung mit der Materialauslaßröhre (3 a)
verbunden ist und deren Auslaßöffnung
mit dem Transportrohr (12) verbunden ist;
ein erstes (20) und ein zweites (20′) Ventil in entgegengesetztem
Sinne betreibbar sind, wobei das erste
Ventil zwischen der Quelle zu reinigender Flüssigkeit
und der Einlaßöffnung der Strahlpumpe (5) und das
zweite Ventil zwischen der Quelle zu reinigender
Flüssigkeit und dem Flüssigkeitseinlaß (2) der
Flüssigkeits-Behandlungssäule (1) in jeweilige Förderleitungen
eingeschaltet sind (Fig. 7).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsablaßrohr
(14) sich vom Flüssigkeitsauslaß (7) der Flüssigkeits-Behandlungssäule (1)
bis zu einem höchsten
Punkt erhebt, der in einem vorbestimmten Abstand H₁
über der Auslaßöffnung (13) der Regeneriersäule (8)
liegt und ein Siphon-Entlüftungsrohr (15) aufweist,
dessen Öffnung mit der Umgebung verbunden ist, wobei
die Auslaßöffnung (13) der Regeneriersäule (8) um
einen zweiten vorbestimmten Abstand H₂ über dem
Niveau der das andere Ende des Ablaßrohres (17) abschließenden
Flüssigkeit (in 18) liegt und die Abstände H₁
und H₂ der folgenden Relation genügen:
H₁ < Δ P - H₂wobei Δ P den Druckverlust der durch das Filtermaterial
in der Regeneriersäule (8) nach oben strömenden
Flüssigkeit bedeutet.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsablaßrohr
ein Zweigrohr (22) aufweist, dessen eines Ende in
einen unteren Bereich der Regeneriersäule (8) hineinreicht
und dessen anderes Ende in einem sich nach
oben erstreckenden Teil des Flüssigkeitsablaßrohres
(14) mündet, um einen Teil der gereinigten Flüssigkeit
zum Fluidisieren des in der Regeneriersäule (8)
enthaltenen Filtermaterials (6′) in die Regeneriersäule
(8) einzuleiten.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückhaltevorrichtung
(24) mit mehreren Öffnungen vorbestimmter Tiefe in
einem oberen Bereich des Filterbettes in der Flüssigkeits-Behandlungssäule (1)
angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende (9) der
Regeneriersäule (8), das sich in die Flüssigkeits-Behandlungssäule (1)
erstreckt, abwärts konisch zuläuft.
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