DE304658C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

._;: Vorliegende ,Erfindung betrifft ein Ve'rfah- ■■■■■' ren zum Betriebe und zum Reinigen von Filtern offener oder geschlossener Bauart unter Anwendung eines auf der Reinwasserseite an- ; 5 ' geordneten Windkessels. In diesen tritt gemäß der Erfindung das das Filtermaterial verlassende Reinwasser "durch ein oder ■;. mehrere ^,er^jdi^^geBamte^üterfjä^e^^^ich- : mäßig verteilte^Rohre unterhalb des Wasser-ίο spiegeis aus. Dieser" Windkessel dient während des Filtrationsbetriebes dazu, etwa durch . ,■'■■■'■■ plötzliche Wasserentnahme auftretende Stöße vom Filter fernzuhalten und'eine gleichmäßige . ■..■-.' Belastung, der gesamten Filterfläche in deren ganzer Höhe zu --erzielen. Dem Windkessel ■■.·■:■ wird nun während der Spülung* des Filters V , plötzlich JDruckwasser zugeführt, das zusam-_ men mit dem, Wasservorrat des Windkessels durch die im_3Vindkessel aufgesge^cherte und J^löjteJ^c^entspännte Druckluft, in und durchj _^a^^^iltenn^terial^gedM^t_ WJXd₁ wodurch dieses eine kräftige Durchwirbelung und da-■·■'■ mit Reinigung erfährt.

Bei der bisherigen Betriebsweise von FiI-teranlagen hat sich als störend für· die Filtration erwiesen, daß jeder von der Reinwasser-" seite kommende Stoß, wie er z. B. durch Entnahme größerer'Wassermengen entsteht, sich auf das Filter ungeschwächt fortpflanzt und den .Filterbetrieb nachteilig beeinflußt, weil infolge Beunruhigung des Filters schon zurückgehaltene Schlammteilchen, sich loslösen und durch das Reinwasser;wieder mitgerissen werden. .'[:.''.. ■··■ . ■ ^{: ;}' ;

, Zur Spülung von Filtern wurde bisher entweder Druckwasser durch, eine' besondere Rohrleitung unterhalb des Filtermaterials direkt zugeführt, oder es wurden Behälter in unmittelbarer Nähe des Filters oder: der FiI-.terschicht vorgesehen, in denen das gesamte für; die. Spülung des Filters erforderliche Wasser aufgespeichert wurde, um durch Druckluft oder entsprechendes Gefalle unter Anwendung großer Querschnitte in das Filtermaterial gepreßt zu: werden.

Beide Verfahren haben wesentliche Nachteile, das. erste den, daß die Spülung bei größerem Schlammgehalt des Rotuvassers und großen Filterflächen: unzureichend ist^: und sehr viel: Zeit'erfordert, das zweite den Nachteil, daß die Räume zur Aufspeicherung des gesamten, für die Spülung erforderlichen Wassers unverhältnismäßig groß und damit : auch die Baukosten des Filter's sehr hohe werden. .

. Bei vorliegender Erfindung _β sind beide ■: Nachteile vermieden,. da nur ein Teil, des Spülwassers aufgespeichert wird, gerade so groß, als durch die für den Filtrationsbetrieb, erforderliche Windkesselgröße bedingt ist, während der. Rest des erforderlichen Spülwassers während der Spülung selbst entweder neu zugeführt wird oder die einmal, jschon^ verwendete Spülwasserrnenge mehrmals benutzt wird. ■■

Ih der Zeichnung ist ein Beispiel der Anordnung und Wirkungsweise des Luftkissens nach vorliegender Erfindung in Fig. 1 wäh-

rend der Filtration und in Fig. 2 und 3 während der Spülung in verschiedener Ausfüh-. . rungsforrn dargestellt. JFig. 4. ^eigt__ein_en J^HIML¹^ S^es W^indkessels mit der Anordnung .der.JVerteilungsrphre„für „das Wasser..

Während des Filtrationsbetriebes fließt das . Rohwasser durch die Leitung α dem Filter b ';.'■ zu, durchfließt die Filterschicht c und gelangt ■ .. durch den Filterboden d auf die Reinwasserseite des Filters. In dem Reinwasserraum des . Filters' ist ein- Zwischenboden e angeordnet, ■ der den ,,Windke,ssel_/_ gegen den Filterraum nach oben hin'begrenzt. Beide Räume (der Reinwasserraum und der Windkessel) stehen durch Rohre h derart in Verbindung miteinander, daß das Wasser aus dem einen Raum in den andern f treten kann, nicht aber die Luft, bevor nicht der Wasserspiegel im Windkessel bis zur Unterkante der Rohre h gesunken ist. Die Anordnung des Windkessels / und der Rohre h, kann auch in anderer Weise erfolgen, wenn nur das Reinwasser und das Spülwasser stets unter dem Einfluß eines _Luftkissejis

stehen und gleichmäßig verteilt werden.""" ""

Bei. der Filtration muß nun das gereinigte Wasser aus dem Filterraum b, c durch die Rohre h in den Windkessel / strömen und von

• dort durch die Reinwasserleitung i nach den Versorgungsstellen oder dem Hochbehälter.

Wird nun aus der Leitung i plötzlich eine ' größere Wassermenge entnommen, beispiels-

■ weise wenn ein zweites P'ilter von der Reinwasserleitung-her gespült wird, so. tritt in der _L§iturig.ein.,SjoB^uf^dsr^.^ictLbis. ZUm_-WiIId^ JiesseiX^fortpfllanzt^..dojL^abe£^durch_das._jfe^ _dernde_Luftkissen aufgefangen jvird-.

Bei Filtern von" einer gewissen Größe der

■ ■,. Filterfläche an werden immer mehrere Rohre h

zur Anwendung kommen, damit' das Wasser durch das Filtermaterial möglichst senkrecht ' strömt und keine toten Räume entstehen, die die Filterfläche vermindern und die Reinigung des Wassers beeinträchtigen. Jedes der Rohre übernimmt dann die Ableitung des Wassers aus dem ihm nächstgelegenen Wirkungsbereich, dessen Größe von der Beschaffenheit des Filtermaterials, der Schichthöhe und der Filtrationsgeschindigkeit abhängt.

Die Spülung des Filters unter Benutzung des Windkessels ist auf der Zeichnung in Fig. 2 schematisch dargestellt.

Das Filter b wird vor der Spülung durch Schließen des Rohwasserzuflusses α und des Reinwasserablaufes i abgestellt, steht also noch unter dem vollen Betriebsdruck, und dementsprechend hat die Luft im Windkessel eine bestimmte Spannung. In der Schlamm-

_wasserableitung; k_ und in der DrucKwasserzü"-leitung / sind je ein schnell zu öffnendes -"Absperrorgan m und n, z. B. ein entlasteter

Rundschieber, ein Schütz,, eine zweckentsprechend eingebaute Rückschlagklappe mit Gegengewicht oder dergleichen anzubringen. Werden diese nun in beiden Leitungen I, k schnell hintereinander öder durch entsprechende gegenseitige Verbindung gleichzeitig geöffnet, so wird zweierlei erreicht; erstens erfährt der obere Teil des Filters & bis.in den Windkesself eine augenblickliche Druckentlastung, i.ie^im^^indkeas.eLJig.fen.d^

lSä.^iäSSlää.s Wass,er d^s_Wir^kejsds^d_urch__ __d.as _ Fjlite.rmat.e.rial_i;__ stoßartig n'ach dem Schlammwasserablauf k; zweitens tritt durch die Druckwasserzuleitung I plötzlich Druckwasser in den Windkessel f, so daß dieser sich nicht ganz entleeren kann und stets genügend Wasser zum Nachschub in das Filtermaterial c vorhanden ist. Zur Unterstützung der Wirkung kann auch noch dem Windkessel Druckluft von irgendeinerjD^ckJjaftg^uejleher, besonders z.B. durch eine Leitung 0, züge-¹ führt werden. ■ . .

Das Wasser tritt nun aus dem Windkessel/ durch die Rohre h sehr schnell unter und in das Filtermaterial c und hebt dieses an, so daß es stark durcheinandergewirbelt wird und hierbei eine gründliche Reinigung infolge, der gegenseitigen Reibung der Filterkörner an- 9°, einander erfährt. '■':

_Rohre'_r h . in__das. Filtermaterial c eintreten Jassen^was stattfindet, sobald der Wasservorrat im Windkessel / z. B. durch teilweises Schließen des Absperrorganes η in der Leitung I zu klein wird, oder wenn die Leitung ; von vornherein entsprechend bemessen ist. , Ein nochmaliges Nachspülen des Filters mit Wasser allein macht es wieder betriebsfertig, . ist aber auch nicht immer erforderlich. .

In gewissen Fällen, wo· z.B. die aus dem Rohwasser im Filtermaterial zurückgehaltenen Stoffe die Eigenschaft haben, das Filtermaterial zu Klumpen zusammenzubacken, ermöglicht die Anordnung des Windkessels nach vorliegender Erfindung folgende Betriebsweise der Filterspülung: · :

Nachdem das Filter, wie beschrieben, abgestellt würde, wird das Absperrorgan m in der ¹¹P Schlammwasserableituiig k schnell geöffnet. Die sofort eintretende Entspannung der Druckluft im Windkessel/ drückt das darin aufgespeicherte Wasser beinahe augenblick- , lieh durch das> Filtermaterial c nach oben, so ¹¹S daß dieses einen ,starken Stoß erfährt. JSck bald alles Wasser aus dem Windkessel.durch_; ·.. Ä_nach_oben_ gedrängt btjjritf die_

und entweicht durch'die Schfammwasserablei-. tungfe; hierbei wird wieder das Filtermaterial c stark durcheinandergewirbelt, so daß

zusammengebackene; Klumpen zertrümmert > werden. ''"■■;'■ ' :'[■''■' · ' ■ .. ''·...' . , ■·:.'■' ' Nach dem Entweichen der Luft sinkt'das Wasser wieder durch das Filtermaterial nach unten und füllt den Windkessel f. Nun wird : aus der Druckluftleituhg o; durch Öffnen; des Ventils^ Druckluft in den Windkessel eingelassen, nachdem vorher das;Wasser aus dem Filter Ip bis zur Oberkante des Filtermäterials ίο abgelassen wurde. Die Druckluft treibt das Wasser aus, dem Windkessel / wieder plötzlich', durch das.' Filtermaterial·c, und. hierbei werden durch das stoßweise Anheben, des' ' Filtermäterials . die . zusammengebackenen. Klumpen erneut zertrümmert.

■ '■■■JQISSSS-ÄßiiSlJKiijd^sp lass's wied.erholt,'bis Gewähr dafür "gegeben ist, daß das Filter-. material frei vpn ,Klumpen ist und, ,nur:;noch' nachgewaschen zu' werden braucht. ■ ' ., '20 : Bedingen die vorbeschriebenen Spülmethoden unter Verwendung des Windkessels gemäß vorliegender Erfindung nur einen, ganz geringen Spülwasserverbrauch, so ist es häufig doch nötig, ^?aucE diesen noch weiter zu ver-. mindern, was durch folgende Abänderung des , Erfindungsgegenstandes erreicnt wird. .' :.

Innerhalb, des Windkessels / ist in die ■■.-■ Dfuckwässerzuleitune· I ein Strahlapparat r. ;' (Fig. 3) oder dergleichen eingebaut, dem. durch ein Rohr\'s. Wasser aus.dem oberen Filterräum zuläuft. Damit während der Filtra-' : - ■ tion das Rohwasser nicht direkt, ohne durch ' - das: Filtermaterial· zu strömen, in den Windkessel fließen liann, wird das Rohr.? durch.' eine Absperrvorrichtung t. abgesperrt.-.

. Die, Spülung geht nun wie folgt vor sich:. Nach , Öffnen .,der,: beiden Absperrorgane m : und -n in den Leitungen k und: I wird- die ",;, Druckluft im Windkessel f entspannt_: und drückt, das',Wässer aus dem, Windkessel in 'und. durch das Filtermaterial. Wird nun das-Absperrorgan t in dem Rohr .? . geöffnet,, so fließt das Waschwässer, von oberhalb der FiI-,, terschicht dem' Strahlapparat r zu und ver-. mehrt so im Kreislauf die- dem. Windkessel zufließende Wasserrnenge und damit auch :die Menge, die durch das Filtermaterial c gedrückt wird.': Auch hierbei kann zur Uhter-■; Stützung/ der . Wirkung dem Windkessel dauernd noch Druckluft zugeführt "werden. . Durch die im Kreislauf dauernd erfolgende Wiederverwendung des J^'aschwassers wird die Menge des zuzuführenden Druckwassers ganz erheblich vermindert, ohne daß die Reinigung des- Filters, darunter im .geringsten leidet, wie dies bei allen, bisher bekannten Verfahren der Fall ist. Der Strahlapparat. '■ , kann auch außerhalb /des Windkessels / angeordnet werden, ohne daß die Wirkung sich hierdurch.ändert. , .'■.■.■■' ■ ;

der Zeichnung ist noch darge

stellt, in welcher Weise die das Reinwasser nach. dem Windkessel und das Waschwasser unter das Filtermaterial leitenden Rohre h zweckmäßig angeordnet werden.

Jedem der einzelnen Rohre ist ein bestimmter Teil der Filterfläche sowohl während der FiI-tration als auch während der Spülung züge- ; wiesen, so daß alle Teile der Filterfläche unter gleichen Bedingungen während der Filtration und_: der Spülung stehen. Damit wird erreicht, : daß die Filterfläche für die Filtration in voller Größe und Höhe ausgenutzt und bei der Spülung gleichmäßig gereinigt wird.

Für die Überwachung des Filtrationsbetriebes empfiehlt es sich noch, den Windkessel ' mit einem Wasserstandsanzeiger zu versehen, der jederzeit erkennen läßt, ob .genügend -Luft ; im Windkessel vorhanden ist. In gleicher Weise läßt sich auch, ein selbsttätiges Luft- 80: ventil' anordnen,.-das bei zu geringem Luftinhalt im. Windkessel die Luftleitung von einem Druckluftbehälter oder sonst einer Druckluftquelle her öffnet, und bei zu großem' , Luftvolumen im Windkessel die überschüssige 85 ^: Luft selbsttätig abströmen läßt.

Claims (3)

1. : : Patent-Ansprüche: . ,

   ι. Verfahren zum Betriebe und zur Spü- . ■', lung von Filtern unter Anwendung eines auf der Reinwasserseite angeordneten Windkessels, dadurch gekennzeichnet, daß während der Filtration beim Übertritt des .Reinwassers aus dem. Filter in den ' Wasserraum des Windkessels (/) eine möglichst.gleichmäßige Belastung der ,gesamten Filterfläche in ganzer Höhe; (z.B. _: durch mehrere über die gesamte Filterfläche gleichmäßig verteilte Rohre [Zi]) .' bewirkt wird, und zur^pu*fiIng^^Tn"iter& durch die augenblickliche Entspannung der Druckluft im Windkessel. einerseits und - die plötzliche Zufuhr von Druckwasser zum Windkessel andererseits das Wasser aus dem Windkessel plötzlich und unabhängig von der Einführungs·- ' stelle des Druckwassers allen Teilen der. Filterfläche _gleichmäßig__ zuströmt, das Filtermaterial anhebt und durcheinanderwirbelt und seine Reinigung von Schlamm bewirkt, wobei zur Unterstützung der Spülwirkung -gegebenenfalls dem Windkessel noch Druckluft von irgendeiner Druckluftquelle Her zugeführt'wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Spülung des Filters (fc) die im Windkessel (/^vorhandene Wässermenge mehrere Male hinter- einander durch das Filtermaterial (c) gedrückt wird, z.B. derart, daß erstmalig

   die Druckluft des Windkessels, die weiteren Male neu zugeführte Druckluft benutzt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Spülung des Filters (b) einem Strahlapparat (V) o. dgl. Waschwasser aus dem . oberhalb der Filterschicht befindlichen Wasserraum zuläuft oder von diesem angesaugt wird, das zusammen mit dem dem Strahlapparat zugeführten .Druckwasser ' durch die inrWindkessel (/) während.des Betriebes aufgespeicherte oder durch diese unter Hinzuführung '' neuer ^: Druckluft in und durch das Filtermaterial (c) gedrückt wird, so daß trotz schneller und stärker Spülwirkung die Menge des neu zuzufüh-, renden Wassers nur gering ist. .,

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.