DE334113C - Verfahren und Vorrichtung zum Auswaschen von Filtermaterial durch Druckwasser und Gas (Luft) - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Auswaschen von Filtermaterial durch Druckwasser und Gas (Luft).
• Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf serine Einrichtung zum Auswaschen von Filtermaterial und zum Abheben und Abschwemmen des ausgewaschenen Filterschlammes durch hindurchleiten von Druckwasser und Luft. Die Erfindung bezweckt eine sparsame Verwendung der Waschmittel und zugleich die Vermeidung von Verlusten an Filtermaterial und. erreicht ihren Zweck dadurch, daß das für die Waschung dienende Druckwasser, zuvor unter höherem Druck, als er unter dem Filter herrscht, mit Gasen, vorzugsweise mit Luft, gesättigt worden ist. Wenn derartiges, bei höherem Druck mit Luft gesättigtes Nasser von dem auf ihm ruhenden Druck entlastet wird, dann tritt ein erheblicher Teil der Luft, den das Wasser infolge der Druckentspannung nicht mehr in Lösung zu halten vermag, in Form von zahllosen, unendlich feinen Bläschen aus der Lösung aus und bildet mit dem Wasser eine Art Emulsion oder Luftmilch, die sich geraume Zeit hält. Beim Waschen von Filter, material mit derartigem, mit Luft (oder sonstigen Gasen) gesättigtem Druckwasser wirkt die allmählich in Gestalt sehr feiner Bläschen frci werdende Luft als Beförderungsmtitel für die Schlammteilchen, indem sich !die Luftbläschen an die Schlammteilchen anhängen und sie mit sich führen.
• Gewisse Stoffe, wie Zellulose, Papierstoffe, Textilfasern oder an sich flockige, wie Eisenhydroxyd u.dgl., bilden dabei förmlich eine aus diesen Stoffen und aus den sie tragenden Luftbläschen bestehende, längere Zeit zusammenhängende Schwimmdecke. auch, wo sich eine solche nicht bildet, erfolgt bei der allmählichen Vereinigung kleinerer Luftbläschen gleichzeitig ein Zusammenschluß der fein verteilten Trübstoffe zu gröberen Flocken u. dgl. Diese Zusammenballungen sind beständig und beeinflussen aufs günstigste die in den meisten Fällen nicht zu umgehende mechanische Klärung des von den Filtern abgespülten Schlammwassers. Dagegen vermögen die freiwerdenden Luftbläschen den Filtersand nicht mit sich zu führen, so dar dieser, wenn er vorübergehend durch einen Wasser- oder Druckluftstrom angehoben worden, wieder auf die Filtermasse zurücksinkt. Es liegt auf der Hand, daß auf diese Weise sowohl wiederholte aufwirbelungen der Filtermasse wie auch anhaltende Starkstromspülungen, beides behufs erneuter oder andauernder Anhebung der auf die Filtermasse zurücksftebenden Schmutzteilchen, überflüssig werden.
• Es ergibt sich also eine sehr sparsame Verwendung von Waschwasser und Luft. Es ergibt sich aber auch eine überaus einfache Apparatur. Es genügt die Anordnung eines unter Druck zu bringenden Sättigungsbehäl ters für das Waschwasser und eines an den Sättigungsbehälter angeschlossenen, in der Sohle des Filterbehälters ausgesparten, verzweigten Gerinnes, um das mit Luft übersättigt Wasser gleichmäßig unter den ganz nahe über der Behältersohle anzuordnenden durchlässigen Filterboden zu führen.
• Wichtig für die Erreichung der erstrebten Zwecke ist, daß das als Transportmittel dienende Gas im Zustande überaus feiner Verteilung zur Anwendung gelangt, wie es der Fall ist, wenn das Gas aus einer übersättigten Lösung entbunden wird.
• Unter Umständen kann die Freisetzung des als Transportmittel dienenden Gases auch durch chemische Reaktion erfolgen, obwohl dieser Weg in oder Regel aus mannigfachen Gründen nicht in Frage kommt.
• Immerhin könnte man beispielsweise bei Trinkwasserenthärtungsfiltern, die aus Marmorstücken aufgeschichtet werden, eine Gaswaschung vornehmen, indem man das Filter mit schwachen Säuren ausspült, welche unter Gasentwicklung zersetzend auf das Filtermaterial und unter Umständen auch auf den Schlamm wirken.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der zur Durchführung des neuen Verfahrens erforderlichen Einrichtung dargestellt. Fig. r zeigt ein Filter im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt nach m-s, Fig. 3 einen solchen nach z-z und Fig. 4 die Gesamtanordnung der für den Betrieb erforderlichen Apparatur. a ist der Filterbehälter, b die Filtermasse, c deren ganz nahe über dem Boden des Behälters a befindliche durchlässige Filterunterlage, d das gemeinschaftliche Ab- tmd Zuleitungsrohr für die filtrierte Flüssigkeit bzw. für das unter Druck gesättigte Waschwasser und e das in bekannter Weise in die Sohle des Behälters a eingelassene, zweckmäßig gräten-oder fächerförmig verzweigte Gerinne zur gleichmäßigen Abnahme des filtrierten Wassers bzw. zur gleichmäßigen Verteilung des Waschwassers unter der durchlässigen Filterunterlage c. f ist die Ableitung für die Reinflüssigkeit (Filtrat), g die Zuleitung vom Druckkessel für unter Druck mit Luft gesättigtes Waschwasser Mit h sind die Ablaufringen für das die durch Luftauftrieb schwimmenden SchmutzstofEe abführende Waschwasser bezeichnet. Der aus Fig. 3 ersichtliche Hauptstrang des verzweigten Gerinnes e trägt eine gelochte Abdeckung, die zugleich als Unterstützung des Filterbodens c dient. Natürlich können auch die seitlichen Abzweige des Gerinnes e ebenso ausgebildet werden. In Fig.4 bedeutet m einen Hochbehälter, l die Leitung vom Hochbehälter zu einem Druckkessel, i diesen Druckkessel, k die darin befindlichen Spritzrohre, g die Leitung vom Druckkessel i bis unter die Filterunterlage in dem Filter a, das nach Fig. I und 2 bereits näher beschrieben worden ist.
• Bei der nachfolgenden Beschreibung des Betriebsvorganges zur Waschung eines Filters wird davon ausgegangen, daß der Absperrschieber in der Leitung I bereits einige Zeit offen ist, so daß sich in dem Kessel i oben ein dem Druck vom Hochbehälter entsprechend zusammengedrücktes Luftkissen und unten leine wider Zusammenpressung indes ursprünglichen Luftvolumens im Behälter i entsprechende Menge Wasser befindet, das unter dem vorhandenen Druck mit Luft gesättigt ist.
• Nachdem die Rohwasserzuleitung zum Filtera abgestellt und der Wasserspiegel über der Filtermasse durch Weiterflltrieren noch etwas abgesunken ist, wird der Schieber der Filtratableitung f geschlossen und die Leitung g rasch geöffnet. Es strömt dann unter dem Druck der im Kessels zusammengepreßten Luft, welcher durch Offenlassen Ider Leitung I beliebig lang konstant gehalten werden kann, das unter dem erhöhten Druck mit Luft gesättigte Wasser, des Kessels plötzlich mit großer Geschwindigkeit durch die Leitung d in das Verteilungsgerinne e und von dort nach Fortpflanzung des fast stoßartig wirkenden plötzlichen hydraulischen Druckes in die Filtermasse b und durch diese nach oben. Infolgedessen hebt sich und zerfällt die Filtermasse unter Loslösung der daran haftenden Schmutzstoffe. Zugleich entwickelt sich aus dem von dem Kessel her unter und durch das Filter nachdrängenden Druckwasser, unter dessen erstem Druck der geringe Wasserinbalt rades Verteilungsgerinnes e mit dem Erfolg der Aufwirbelung des Filtermaterials b durch dieses gestoßen worden ist, infolge der plötzlichen Entspannung die überschüssige gelöste Luft und die so entstehende, als Luftmilch anzusprechende Emulsion trägt, wie eingangs beschrieben, die von ihr sofort eingehüllten 5 chmutzteilchen an die Wasseroberfläche über der Filtermasse, von wo sie nach der jetzt erfolgenden Freigabe EdérUberfälle h schwimmend abgehen. Die die Überfälle freigebenden Schmutzwasserauslässe werden zweckmäßig nicht früher geöffnet, Zdamit nicht etwa beim ersten Spülstoß hochgerissenes Filtermaterial mit abfließt. Die überfalfrinnen h sind außerdem unten an ihren schrägen Sohlen mit Längsschlitzen oder bei anderer Ausbildung mit entsprechenden anderen Unterbrechungen, z. B. Querschlitzen, versehen, durch welche erstmalig doch etwa darüber geschleudertes Filtermaterial wieder in die Filterkammer zurücksinken kann. Die Auswaschung des Filters mit der Luftmilch vollzieht sich in sehr kurzer Zeit, d h. man braucht davon nur geringe Mengen, weil eben, wie obeff erläutert, dem Sinkhestreben der losgelösten Schmutzstoffe - meht mit einer anhaltenden starken Wasserströmung begegnet werden muß, sondern weil diese Arbeit von der aus einer ganz geringen Druckwassermenge frei werdenden emulgierten Luft geleistet wird. Es kann deshalb im allgemeinen behufs äußerster Einschränkung des Wasserverbrauchs von einer Iden Druck im Kessel i erhaltenden Nachspeisung vom Hochbehälter rn aus während der Filterwaschung verzichtet werden, so daß mit Ider im Verlauf der letzteren eintretenden Entspannung des Luftkissens im Kessel i auch die Geschwindigkeit und somit die Menge der in der Zeiteinheit unter das Filter tretenden Luftmilch allmählich nachläßt. Nach beendeter Filterwaschung werden die Leitung g geschlossen, die Schmutzwasserauslässe in den Überfallrinnen h gesperret, der Rohflüssigkeitszufluß über dem Filter und die Reiniflüssigkeitsleitung f wieder geöffnet.

Claims (3)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Auswaschen von Filtermaterial und zum Anheben und Abschwemmen des ausgewaschenen Filterschlammes, durch Druckwasser und Gas (Luft), dadurch gekennzeichnet, daß Idas Druckwasser zuvor unter höherem Druck, als er unter dem Filter herrscht, mit Gasen, vorzugsweise mit Luft, gesättigt worden ist, so daß in und über der Filtermasse aus der infolge Ides geringeren Drucks daselbst entspannten und deshalb übersättigten Gaslösung Gase in emulsionsartiger Verteilung frei werden, in welcher sie sich fest an die aufgewirbelten Schlam-mstoffe hängen oder diese einhüllen und sie durch ihren Auftrieh zum Schwimmen bringen.
2. 2. Abänderung Ides Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasemulsion im Druckwasser durch chemische Einwirkung, wie z. B. durch Einwirkung von Säuren auf unter, in oder über der Filtermasse zu lagernde Stoffe hervorgerufen wird.
3. 3. Filter zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit durchbrochenem Boden und unterhalb desselben verzweigtem, an einen Druckbehälter angeschlossenem Gerinne zur Zuführung und Verteilung des Waschmittels, dadurch gekennzeichnet, daß in den Druckbehälter ein Zerstäubungs- oder Verteilungssystem zur Sättigung der Flüssigkeit mit Luft oder Gas mündet