DE3007007A1

DE3007007A1 - Cleaning water-filtering material - by downward flush of water produced by sudden release of internal air pressure

Info

Publication number: DE3007007A1
Application number: DE19803007007
Authority: DE
Inventors: Georg 5275 Bergneustadt Plura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1981-09-03
Also published as: DE3007007C2

Abstract

The accumulated soil in a column of water filtering material occupying the central region of a vertical cylindrical casing with a body of water above the material but sepd. from the upper cap by a cushion of compressed air is removed by a sudden downward flush of that water caused by the rapid release of pressure in a further cushion of compressed air inside the base of the casing. The resulting sediment is allowed to settle, e.g. over a period of hours during the next filtering cycle, before the settled solids are removed through a base outlet. The sequence is repeated by first feeding compressed air into the lower cushion area. Only a small amt. of water is lost in each flushing operation which mainly involves merely a change in water location.

Description

" Verfahren und Vorrichtung zur Spülung eines Filter-"Method and device for flushing a filter

gutes mit einem stets im Filterapparat verbleibendem Spülwassers Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spülung eines Filtergutes mit einem stehts im Filterapparat verbleibendem Spülwassers, ausgenommen einer im Literbereich großen Abschlämmwassermenge, herbeigeführt durch auslösen einer stoßartigen Druckentspannung eines Druckluftpolsters unterhalb und durch Einwirkung einer Mitentspannug eines oberhalb einer Filtergutbettsäule befindlichen Druckluftpolsters, wodurch in der Folge ein Spülwasserhaltevolumen sturzschnell eine Durchströmung der gesamten Filtergutbettsäule vollführt, deren Strömungsenergie Schmutzpartikel mitreißend in untere Sedimentierräume und weiterhin flutend in eine sich von einem unterem Druckluftpolster entleerenden Fiiterringkammer gefördert wird, für die Dauer eines Fiiterarbeitsspieles und um während dieser Zeit in einer Strömungsruhe die Schmutspartikeln absinken zu lassen, wenngleich davon völlig unabhängig der nächste Pilterlauf wieder aufgenommen werden kann, obwohl bis dahin kein Spülwasser verloren wurde, bis auf eine geringe Sedimentabschlämmung, im weiteren für den näch -sten Spülvorgang das Hauptspülwasser durch Verdrängen mit einer Druckluftzufubr auf seinen Ausgangsplatz verlegt wird, dessen Entleerungsabschluß durch den Spüiwaserspiegel signalisiert wird, im Sinne eines sich immerwieder wiederholen dem Platzwechsel. good with a rinse water that always remains in the filter apparatus The invention relates to a method and a device for flushing a filter material with one of the rinse water remaining in the filter apparatus, with the exception of one in the Liter area large amount of blowdown water, brought about by triggering a jerky Pressure release of a compressed air cushion below and through the action of a co-release a compressed air cushion located above a filter material bed column, whereby as a result, a rinse water holding volume rapidly flows through the entire area Filter material bed column performs, the flow energy of which entrains dirt particles into lower sedimentation rooms and continue to flood into one from a lower one Compressed air cushion emptying ring filter chamber is promoted for the duration of a Fiiterarbeitsspiel and around the dirt particles in a calm flow during this time to let it sink, albeit completely independently of the next pilter run again can be absorbed, although no rinse water has been lost until then, except for a small amount of sediment drainage, furthermore for the next flushing process Main rinsing water by displacing it with a compressed air supply to its starting point is laid, whose emptying completion is signaled by the flushing water level will, in the sense of repeating itself over and over again, the change of place.

Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt bei denen für Spülzwecke Druckluftpolster verwendet werden.Various methods and devices are known in which compressed air cushions can be used for flushing purposes.

Zu den bekanntesten Arten gehört ein Verfahren zur Wasseraufbereitung in einem Druckwind-Schaltkessel und Vorrichtung zu seiner Durchführung gemäß der Patentschritt 1816527 und des weiteren eine Vorrichtung als Zusatz dazu zur Wasserbehandlung in einem Druckwindkessel gemäß der Auslegeschrift 1947538. Entweder befindet sich der Windkessel in einem gesonderten Apparat oder ist in einem Filterapparat mit intrigiert.One of the best-known types is a water treatment process in a pressure wind switchgear and device for its implementation according to the Patent step 1816527 and furthermore a device as an addition to it for water treatment in a pressure air vessel according to Auslegeschrift 1947538. Either is the air chamber in a separate apparatus or is in a filter apparatus with intrigued.

Ohne Ausnahme beschränkt sich die Anwendung in beiden Fällen auf die allgemeine Hydrophorwirkung allein mit den Nachteilen, einmal der hydraulischen Druckentspannung und andermal inkaufnehmen des dabei anfallendem und totalen Wasserverlustes. Hervorgehoben wird darin die Möglichkeit des Spülvorganges als Anwendung während eines Filterspieles, was eher einen theoretischein Wert zukommt, infolge eines nicht unerheblichen Pilterleistungsabfalles während der Spüldauer, oder das System muß extra für diese kurze Betriebsdauer unvertretbar hoch ausgelegt werden.Without exception, the application is limited to the in both cases general hydrophoric effect only with the disadvantages, once the hydraulic one Relaxation of pressure and at other times accept the total loss of water that occurs in the process. It emphasizes the possibility of the flushing process as an application during of a filter game, which is more of a theoretical value, as a result of one not insignificant piling performance decrease during the flushing time, or the system must specially designed to be unacceptably high for this short operating time.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt in der Hauptsache das ganze Spülwasservolumen nahezu voll erhalten zurückzugewinnen und es immerwieder zu verwenden in einer Art eines Platzwechselverfahrens innerhalb eines Pilterapparates, durch Zwischensedimentationen analog eines Jeden Filterspielsykluses und gleichermaßen eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, derer Punktionsablaut und Ausbildung der Skizze I zugrunde liegen und nachfolgend näher beschieben werden. Der Filterapparat besteht aus aewähren Bauelementen und zwar: ober- und unterseits verschließenden Böden 1 und 2, einem zylindrischen Manteilteil 5, dazu einem Trichterteil 4, den zentrisch eingelegten Düsenboden 5, den bis in dessen Nähe von unten eingetauchten Wassereintrittsrohr 6, dem Wasserautrittssystem mit Rohr 7, einer Druckluftzufuhr 8, weiterhin mit einer Druckluftentspannung 9, alsauch der Sedimentabschlämmung 10.The invention has set itself the task in the main that regain entire volume of flush water almost fully and use it again and again to be used in a kind of place change procedure within a pilter apparatus, through intermediate sedimentations analogous to each filter game cycle and equally a device for carrying out the procedure, its puncture ablaut and training sketch I are based on and are described in more detail below will. The filter apparatus consists of different components, namely: above and below sealing bottoms 1 and 2, a cylindrical M component part 5, to a funnel part 4, the centrally inserted nozzle base 5, which immersed in its vicinity from below Water inlet pipe 6, the water inlet system with pipe 7, a compressed air supply 8, furthermore with a compressed air release 9, as well as the sediment removal 10.

Daraus ergeben sich folgende Filterraumaufteilungen: Da ist zu oberst der Filterraum 11 für das obere Druckluftpolster, darunter der Filterraum 12 für das Spülwasserhaltevolumen anschließend ein Filterraum 13 für das oberste Filtergutmaterial als Kraftkolben gegen den Durchflußwiderstand aus dem Wassereintrittsstrom nach oben, den Hauptfilterraum für das zur Behandlung erforderliche Filtergutmaterial 14, unterhalb diesem und schon in den oberen Trichterteil 4 hinreichende Filterraum 15 zur Aufnahme eines gröberen Piltergutmaterial, durch den Düsenboden getrennt liegt unter diesem der Sedimentierraum 16, darunter breitet sich ein weiterer Sedimentierraum 17 aus und schließlich ist da noch der untere Filterringraum 18, darin das untere Druckluftpolster untere gebracht ist im Wechsel zum Fluten mit dem Spülwasserhaltevolumen aus dem oberem Filterraum 12.This results in the following filter room divisions: There is to top the filter space 11 for the upper compressed air cushion, below the filter space 12 for the rinsing water holding volume then a filter space 13 for the top filter material as a power piston against the flow resistance from the water inlet stream above, the main filter room for the filter material required for treatment 14, below this and already in the upper funnel part 4 sufficient filter space 15 for receiving a coarser pile material, separated by the nozzle bottom The sedimentation space 16 lies below this, and a further sedimentation space extends below it 17 and finally there is the lower annular filter space 18, in it the lower one Compressed air cushion lower is brought in alternation to flooding with the flushing water holding volume from the upper filter space 12.

Der ?ilterfunktionsablauf, ans ich schon zum Stand der Technik in der Hauptsache zählend, wird zur Verständigung des erfindungsgemäßen Spülvorganges und infolge der verfahrensgebundenen Wasserführung innerhalb des Filterap -parates mit Ergänzungen vorgetragen, aber auch zur Darstellung des sich abhebenden Eintauchens des Wassereintrittes in der erfinderfolglichen Art.The filter function sequence, which I already talked about the state of the art in the main thing is to understand the flushing process according to the invention and as a result of the process-related water flow within the filter apparatus presented with additions, but also to illustrate the contrasting immersion of the water entry in the inventive manner.

Das zu reinigende Wasser tritt von unten her im Aufstrom an einer erfinderentscheidenden Nähe des Düsenboden 5 in den Filterapparat, von dort seine Reinigungsbehandlung beginnt und ferner die sonst dort befindliche Wasserkammer mit der Positionierung des Wassereintrittes 6 in untereinander liegende Sedimentierräume 16 und 17 wie auch einen Filterringraum 18 bildet, bei Hinzuziehung der Anordnungslage des Trichterteils 4. Mit dem jeweiligem Durchflußdruck des Austromes wird, mit Druckausübung auf einen im Filterringraum 18 befindliches Druckluftpolster, das zu reinigende Wasser über den Düsenboden 5 in den mit gröberen Filtergutmaterial aufgefüllten Filterraum 15 gefördert und weiter in einen anschlie(3enden Filterraum 14, darinn die Hauptreinigung des Wasse;5in einer feineren Filtergutschüttung abläuft, von dort der Weiterfluß über ein Wasseraustrittssystem 7 und schließlich ins Freihe vorsich geht. Ein Gewicht der gleichen Füllung im Filterraum 13 lagernd, fixiert das darunterliegende Filtergutbett gegen die wirkenden Durchflußdifferenzdrücke, dadurch auf Wasserdurchlässige Apparateelemente verzichtet werden kann.The water to be cleaned flows upstream from below inventively crucial proximity of the nozzle bottom 5 in the filter apparatus, from there his Cleaning treatment begins and also the water chamber that is otherwise located there with the positioning of the water inlet 6 in sedimentation rooms lying one below the other 16 and 17 as well as an annular filter space 18 when the arrangement position is included of the funnel part 4. With the respective flow pressure of the outlet, with exertion of pressure on a compressed air cushion located in the filter annulus 18, the one to be cleaned Water through the nozzle bottom 5 into the filled with coarser filter material Filter space 15 promoted and further into a subsequent (3-end filter space 14, therein the main cleaning of the water; 5 takes place in a finer filter material bed, of there the flow through a water outlet system 7 and finally into the open go ahead. A weight of the same filling stored in the filter space 13, fixed the underlying filter material bed against the effective flow differential pressures, this means that water-permeable apparatus elements can be dispensed with.

Hinzu kommend werden durch diese Strömungserscheinungen, das oben aufliegende Spülwasserhaltevolumen in der Höhenlage und das aufruhende Druckluftpolster, in den Filterräumen 12 und 11, in den Zuständen entsprechend beeinflußt.Added to this are the flow phenomena above flushing water holding volume on top of the altitude and the resting compressed air cushion, in the filter chambers 12 and 11, influenced accordingly in the states.

Das obere Druckluftpolster, das Spülwasserhaltevolumen und das untere Druckluftpolster dienen gemeinsam nur der erfindergemäßen Spülmethode, obwohl diese bereits eine einleitende Verfahrensausübung bei Filterlaufende aufnehmen und daher sowohl zum Filterarbeitspiel und zum Spülbeginn kurzzeitig gehören. Zum Einleiten des erfindergemäßen Spühlverfahren ist es unbedingt erforderlich, daß zuallererst die Luftzufuhr 8 geöffnet wird, zur Verdrängung des Spülwassers aus dem Filterringraumes 18 und erst dann kann die Schließung des Wasseraustrittes nach kürzerer Pauseszum~Aufbau eines Filterapparatedruckesi Nach Erreichen eines Druckgrenzwertes und nach der Platzverlegung des Spülwassers resterfolgen lich aus dem Filterraum 18, in die oberen beiden Silterräume 11 und 12, womit der VerlegungsabsehluX durch das Absinken des Spülwasserspiegels im Filterraum~18 bis an die Ringkante des Trichterteil 4-mit der-Annäherung signalisiert wird, setzt dasSchließen des Wasseraustrittes mit der Druckluftzufuhr 8 ein. Bis hierhin alTe Vorbereitungen tungen für die der erfindermäßigen Spülung getroffen -zuhaben, wird nun diese durch eine stoßartige Druckentspannung des Druckluftpolsters im Filterraum 18 über die Druckluftentspannung 8 ausgelöst. infolge der.-organisch verbindenden Mit entspannung des oberen Druckluftpolsters aus dem Filterraum 11, setzt eine sturzschnelle Durchströmung der gesamten Filtergutmaterialsänle mit dem- Spülwasserhaltevolumen aus dem Filterraum 12 ein, sodaß mit dieser Strömungs energie Schmutzpartikel mitreissend in die Sedimentierräume 16 und 17 gefördert werden, um letzthin flutend in den unten vom Druckluftpolster sich entleerenden Filterringraum 18 volumenvoll darin aufgenommen werden zu können, für die Dauer eines Filterspielablaufes lang und um während dieser gleichen Zeit in einer Strömungsruhe die Schmutzpartikel absinken zu lassen. Davon völlig unabhängig kann der nächste Filterlauf wieder aufgenommen werden, wennauch bis dahin noch nicht mit der Abschlämmung der Schmutzpartikeln begonnen wurde und dies beliebig zeitlich untergebracht stattfinden kann. Zum Inhalt des erfinderischen Gedankens ist die gesamte aufgewendete Spülwassermenge sonst ganz im Filterapparat erhalten geblieben und wird für den nächsten Spülvorgang vorbereitend auf den oberen Ausgangsort im Filterraum 11 unterbringend verlegt, mit Hilfe der Druckluft von aussen über die Suftsufuhr 18 und ist mit Erreichen des absinkenden Spülwasserspiegel bis zu der Nähe der Ringkante des Filterteiles 4 dann abgeschlossen, im Sinne eines sich immerwieder wiederholendem Platzwechsels.The upper compressed air cushion, the flushing water holding volume and the lower Compressed air cushions serve together only the flushing method according to the invention, although this already take up an introductory exercise of the procedure at the end of the filter and therefore briefly belong to both the filter work cycle and the start of flushing. To initiate of the inventive flushing process, it is imperative that first of all the air supply 8 is opened to displace the flushing water from the filter annulus 18 and only then can the water outlet be closed after a short pause to build up of a filter apparatus pressure after reaching a pressure limit value and after Relocate the remaining rinse water Lich from the filter room 18, in the upper two filter rooms 11 and 12, with which the relocation refusal is through the sinking of the flushing water level in the filter chamber ~ 18 to the ring edge of the funnel part 4-is signaled with the-approach, the closing of the water outlet continues with the compressed air supply 8. So far, old preparations for the Inventive flushing to have taken, this is now through a jerky Pressure release of the compressed air cushion in the filter space 18 via the compressed air release 8 triggered. as a result of the organic connection with relaxation of the upper compressed air cushion from the filter space 11, there is a rapid flow through the entire filter material with the rinsing water holding volume from the filter chamber 12, so that with this flow Energy entrained dirt particles in the sedimentation rooms 16 and 17 promoted are recently flooding into the bottom of the compressed air cushion emptying Filter annulus 18 volume can be included therein for the duration a filter cycle long and around during this same time in a steady flow to let the dirt particles sink. The next one can be completely independent of this Filter run can be resumed, even if not yet with the blowdown the dirt particles was started and this can take place at any time can. The total amount of flushing water used is part of the inventive concept Otherwise it is completely retained in the filter apparatus and is used for the next rinsing process laid in preparation for the upper starting point in the filter room 11, with the help of the compressed air from the outside via the Suftsufuhr 18 and is reached with of the sinking flushing water level up to the vicinity of the ring edge of the filter part 4 then completed, in the sense of a repetitive change of place.

Das Hauptmerkmal der Erfindung liegt in der Verwendung von zwei Druckluftpolstern in einem Filterapparat, in der Position zwischen beiden eine Filtergutbettsäule mit einem daraufruhendem Spülwasserhaltevolumen sich befinden, sodaß infolge einer ausgelösten und stoßartigen Druckentspannung des unteren Druckluftpolsters ein sturzschneller Spülvorgang erfolgt mit der ungewöhlich hohen Strömungsenergie die Schmutzpartikel mitgerissen werden, wodurch ans ich schon wenig Spülwasser benötigt wird und dazu selbst dieses wenige Spülwasser nahezu voll im Filterapparat erhalten bleibt, bis auf eine im litertereich liegende Sedimentabschlämmwa ssermenge und insbesondere liegtdem erfinderischen Gedanken zugrunde, daß die Sedimentation in völliger Strömungsruhe von vielen Filterlaufstunden erfolgen kann, sozusagen als verfahrensmäßiges Beiprodukt. Für die weitere Beurteilung des erfinderischen Verfahrens wird auf die Aufkonzentrierung der geringen Abschlämmvolumen hingewiesen, deren weitere Behandlung kleinste Aufbereitunganlagenvolumen benötigen. The main feature of the invention lies in the use of two compressed air cushions in a filter apparatus, in the position between the two a filter material bed column with a rinsing water holding volume thereon, so that as a result of a triggered and sudden pressure release of the lower compressed air cushion a quick fall The rinsing process takes place with the unusually high flow energy, the dirt particles be carried away, which means that little rinse water is needed and in addition even this little rinse water is retained almost completely in the filter apparatus until on a quantity of sediment drainage water lying in the liter range and in particular the inventive idea is based on the fact that the sedimentation occurs in complete calm can take place over many hours of filter operation, as a procedural by-product, so to speak. For the further assessment of the inventive method, the concentration is referred to the low blowdown volume pointed out, the further treatment of which is the smallest processing plant volume require.

Da ist noch ein weiterer Vorteil des Verfahrens, damit auch Filtergutmaterial verwendet werden kann, was kleiner im Gewicht ist als das Wasser. Dafür benötigt man nur zusätzlich ein wasserdurchlässiges Anschlagelement, welches das schwimmende Filtergutmaterial nach oben hin begrenzt und dieses vorzugsweise über dem Wasseraustrittssystem zur Anordnung kommt, ohne dadurch das Wesen des erfinderischen Gedanken verlassen zu brauchen. Zur Unterstützung der Sedimentationsabgrenzung ist auch ein Strömungsruheelement, direkt unterhalb des Wassereintrittes angeordnet vorgeschlagen. Für Reinigungsfälle mit Belastungen von viel Schwebestoffanteilen, ist an Zeitdosierungen mit geeigneten Fällungsmittel gedacht, in der allgemeinen Anwendungsart, vorzugsweise nur als Stoßdosierung kurz vor einem jeweiligem Filterlaufende.There is another advantage of the process, thus also filter material what is smaller in weight than the water can be used. Needed for that you only need a water-permeable stop element, which is the floating Filter material limited towards the top and this preferably above the water outlet system comes to the arrangement without thereby leaving the essence of the inventive thought need to. To support the sedimentation delimitation, a flow rest element is also Proposed arranged directly below the water inlet. For cleaning cases with loads with a lot of suspended matter, time dosing with suitable Precipitants intended for general use, preferably only as a shock dosage shortly before the respective end of the filter.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims: 1. A method for flushing a filter material with a there is main rinse water remaining in the filter apparatus, with the exception of one in the liter range large amount of blowdown water, brought about by triggering a sudden pressure release a compressed air cushion underneath and a Pressure air cushion above a bed column, which in turn creates a holding volume for flushing water a flow through the entire filter material bed column is carried out as quickly as a fall, whose Flow energy carried away by dirt particles in sedimentation rooms and flooding further conveyed into a filter ring chamber emptying itself from the lower compressed air cushion will, for the builder of a filter work game and around during this same time to let the dirt particles sink in a btr> calm, but completely from it independently the next filter room can be resumed, even if until then A desludging of the dirt particles has not yet started and this has been timed can be accommodated in any way and, finally, the main rinse water, Relocated to their upper starting point in preparation for the next game is, with the help of a compressed air supply in the filter ring chamber filled up to then flushing water, whose emptying is signaled by a sinking flushing water level and thus the laying down of the rinsing water holding volume is complete, in the sense of a repeating itself repetitive change of place, d u r c h marked that the process sequence begins shortly before the usual end of the filter game, as a result of the supply of compressed air in the lower filter annulus to relocate the flushing water holding volume to his upper starting point, for this and furthermore two compressed air cushions are used, with the inclusion of the directly drawn water inlet flow to the underside of the nozzle base (5) with the combination as a media distributor and builder of the after sedimentation spaces (16) and (17) which divide down below and which have a functional space are surrounded for the optional inclusion of rinse water and one at the same time decomposing compressed air cushion as well as vice versa for receiving a pressure cushion at the same time a flushing water holding volume contained therein on its starting point is relocated9 on the basis of a recurring mutual change of place, with the help of a compressed air supply 8, furthermore a deposition in the sedimentation rooms (16) and (17) takes place, with the inclusion of the volume flooded with pü1wasserhaltem Filter annulus (18) Regardless of a beginning and during a filter running game, without loss of flushing water apart from an occasional sediment drainage over the tlblaß (10) 2. The method according to claim 1, d a d u r c h characterized in that a Filter material can be used in weight less than water, the Filter material limitation with a water-permeable stop element, behind the water outlet system is provided without affecting the essence of the inventive Leaving basic thoughts.

3. The method according to claims 1 and 2, d a d u r c h characterized, that directly below the water inlet stream a forced flow rest limit is applied.

4. Forrichtung for performing the method according to in claims 1, 2 and 3, d a d u r c h marked that the floor plan is dependent of the required lower compressed air cushion designed by the filter annulus is provided in the filter apparatus according to FIG and when using of the lower part of the judge £ (4) and the nozzle base (5) inserted therein, in particular the inclusion of the position of the water inlet (G) through the, the lower filter chambers (16), (17) and (18), based on the funnel position, are formed decisively also the process-related shaping of the filter spaces (16) with (17) including of all connections (1) to (io) shown in FIG. 1 with respect to their dependent Functional tasks within the meaning of Claims 1 to 3 inclusive.