DE3800613A1 - Vorrichtung zur behandlung von wasser - Google Patents
Vorrichtung zur behandlung von wasserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbe
reitung von Wasser oder Reinigung von Abwasser, vornehm
lich zu dessen Endreinigung, bei dem das Wasser durch
Filter von unten nach oben hindurchgeführt wird und die
Filter in umgekehrter Richtung von oben nach unten
gespült werden.
Es ist bekannt, insbesondere zur Aufbereitung
von Trinkwasser einen Filter von unten nach oben durch
strömen zu lassen. Oberhalb des Filterraums befindet sich
ein Wassersammelraum, in dem das Wasser, das den Filter
passiert hat, angesammelt wird. Bei dem Spülvorgang strömt
Wasser mit Unterstützung der Schwerkraft von dem Wasser
sammelraum durch das Filter und reinigt dieses durch
einen sogenannten Spülstoß, wobei das Spülwasser
abgeführt wird.
Die Entsorgung des Spülwassers stellt ein Problem
dar und ist insbesondere bei einer Vielzahl von Filtern
aufwendig. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren der eingangs genannten Art verfügbar zu
machen, das bei einem minimalen Aufwand die Spülwasser
entsorgung in optimaler Weise ermöglicht.
Die Erfindung besteht darin, daß die von den
Filtern rhythmisch anfallenden Spülschlammabwässer in
einen Spülwasserentsorgungsbehälter geführt werden, daß
dort der Schlamm vom Spülwasser, vorzugsweise durch
Sedimentation, getrennt wird und das Spülwasser anschließend
mittels Druckluft allen Filterbehältern rohwasserseitig
proportional der Durchsatzmenge zugeführt wird und daß
der eingedickte Schlamm aus dem Spülwasserentsorgungs
behälter diskontinuierlich abgezogen wird.
In einer zweckmäßigen Ausbildung des Verfahrens
werden die Filter mechanisch-flockulativ und/oder
adsorptiv betrieben, wobei den einzelnen Rohwasser
leitungen wahlweise Flockungs-chemikalien und/oder
Pulverkohle zugesetzt werden.
Eine vorteilhafte Ausbildungsform des Verfahrens
besteht darin, daß die Filter biologisch-aerob betrieben
werden, wozu den einzelnen Rohwasserleitungen entsprechend
der druckabhängigen Löslichkeit reiner Sauerstoff als
Oxidationsmittel zugesetzt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet
sich dadurch aus, daß die Filter biologisch-anaerob betrieben
werden, wozu den einzelnen Rohwasserleitungen entsprechend
der druckabhängigen Löslichkeit wahlweise Reduktionsmittel,
wie Methan, oder reiner Wasserstoff oder ein Teilstrom
vorgeklärten Abwassers zugesetzt wird.
Die Erfindung macht gleichermaßen eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens verfügbar, wobei insbesondere
nur ein minimaler Verrohrungsaufwand erforderlich ist.
Die Vorrichtung geht aus von einem Filter, den
das Wasser während des Filtervorgangs von unten nach oben
durchströmt und einen dem Filter nachgeordneten Wasser
sammelraum, von dem Wasser während des Spülvorgangs das
Filter von oben nach unten durchströmt, und zeichnet sich
dadurch aus, daß der Filterraum in eine Vielzahl von
Filterbehältern aufgeteilt ist, die den Spülwasserent
sorgungsbehälter umgeben, daß jeder Filterbehälter durch
ein Spülwasserabführrohr mit dem Spülwasserentsorgungs
behälter verbunden ist, wobei das Spülwasserabflußrohr
von der Rohwasserzuführleitung zwischen der Rohwasserpumpe
und den Filterbehältern abzweigt, und daß ein Spülwasser
rückführrohr vom Spülwasserentsorgungsbehälter zu jedem
Filterbehälter vorgesehen ist.
In zweckmäßiger Weise ist das Spülwasserrückführ
rohr innerhalb des Rohwasserabführrohres angeordnet und
mit einer Rückschlagklappe versehen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
besteht darin, daß der Wassersammelraum als ein gemein
samer, alle Filterbehälter überdeckender, offener Speicher
raum ausgebildet ist.
Eine andere zweckmäßige Ausführungsform besteht
darin, daß der Wassersammelraum über jeden Filterbehälter
als gesonderter Druckraum ausgebildet ist und mit dem
Filterbehälter zu einer gemeinsamen Einheit verbunden
ist.
Eine günstige Anordnung besteht darin, daß die
Filterbehälter und der Spülwasserentsorgungsbehälter mit
ihrer Bodenfläche etwa mit dem Erdboden fluchten und daß
die Zuführleitungen in einem unter der Erdoberfläche vor
gesehenen Kellerraum angeordnet sind.
Dabei besteht eine zweckmäßige Ausführungsform
darin, daß der Spülwasserentsorgungsbehälter einen konisch
zulaufenden Schlammsammelraum aufweist, der sich in den
Kellerraum etwa von der Ebene der Erdoberfläche nach unten
verjüngend erstreckt.
In ihrer Weiterbildung schlägt die Erfindung
vor, daß die Filterbehälter rechteckig in Kassetten
bauweise den Spülwasserentsorgungsbehälter umgeben oder
daß die Filterbehälter als zylindrische Kolonnen um den
zentrisch vorgesehenen Spülwasserentsorgungsbehälter
angeordnet sind.
Eine Fortbildung der Erfindung für einen
automatischen Betrieb besteht darin, daß automatisch
gesteuerte Ventile zwischen der Rohwasserzuführpumpe und
den Abzweigungen zum Spülwasserentsorgungsbehälter
vorgesehen sind.
Die Vorrichtung kann auch dadurch fortgebildet
sein, daß die einzelnen Rohwasserzuführleitungen der
Filterbehälter mit Dosiereinrichtungen in Form von
Gasdüsen oder keramischen Verteilern zur Lösung der Gase
bzw. in Form von Mischdüsen für Flockungschemikalien oder
die Teilströme vorgeklärten Abwassers versehen sind.
Eine weitere Fortbildung der Erfindung zeichnet
sich durch die Besonderheit aus, daß eine Gruppe von
Filterbehältern zur Vorbehandlung mit Refiltrationsleitungen
versehen ist und eine andere Gruppe von Filterbehältern
ausschließlich der Nachbehandlung dient und daß die
Filterbehälter zur Reinwasserbevorratung mit Druckräumen
versehen sind.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher erläutert werden.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 die Schnittdarstellung durch eine Vorrich
tung zur Behandlung von Wasser, wobei
die linke Seite den Betriebszustand und
die rechte Seite den Spülvorgang darstellen,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach
Fig. 1 ohne Deckel, wobei in der oberen
rechten Hälfte das Filtermaterial entfernt
ist und in der unteren Hälfte die Filter
fehlen,
Fig. 3 eine Vorrichtung entsprechend der nach
Fig. 1 in geschlossener Ausführungsform,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach
Fig. 3 in der von Fig. 2 entsprechenden
Darstellungsweise,
Fig. 5 eine Vorrichtung entsprechend der nach
Fig. 3 in einer abgewandelten Ausführungs
form mit zu einer Einheit verbundenen
Filterbehältern mit Druckraum, und
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach
Fig. 5 in der von Fig. 2 und 4 entspre
chenden Darstellungsweise.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von
Wasser dargestellt, die sowohl der Aufbereitung von Trink
wasser als auch der Reinigung von Abwasser dienen kann
und sich insbesondere für die Endstufe einer Abwasser
reinigung eignet. Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen
ist, sind je nach Bauweise Filterbehälter 1 bis 7 bzw. 8
um einen mittig vorgesehenen Entsorgungsbehälter 9 ange
ordnet. Zu jedem Filterbehälter 1 bis 7 führt eine
Rohwasserleitung 10, die in eine Ringleitung 11 einmündet,
von der das Rohwasser über Rohwasserpumpen 12 und eine
Rohwasserzuführleitung in jeden Filterbehälter 1 bis 7
gelangt. Wie in der linken Hälfte in Fig. 1 dargestellt
ist, durchströmt das Rohwasser das Filtermaterial 14 von
unten nach oben, wobei es dieses verdichtet und gegen
einen Siebboden 15 drückt. Das Rohwasser, das das Filter
material 14 durchströmt hat, sammelt sich anschließend
in einem Wassersammelraum 16 und kann über eine Refiltrations
leitung 17 teilweise dem Rohwasser wieder zugemischt werden.
Hat das Filtermaterial 14 einen Zustand erreicht,
in dem ein Spülvorgang erforderlich ist, so wird ein Rückstoß
durchgeführt, wie er in der rechten Hälfte in Fig. 1
dargestellt ist. Zu diesem Zweck wird die Rohwasserzuführ
pumpe 12 abgeschaltet und gleichzeitig ein Ventil 18
geschlossen. Der statische Druck des Wassers im Wasser
sammelraum 16 bewirkt, daß das Wasser von oben nach unten
strömt und dabei das Filtermaterial 14 auflockert. Der
so entstehende Spülwasserstrom gelangt über ein Spülwasser
abführrohr 19, das von der Rohwasserzuführleitung 13 zwischen
der Rohwasserpumpe 12 und dem ihr zugeordneten Absperr
ventil 18 abzweigt, in den Spülwasserentsorgungsbehälter 9
und komprimiert die dort vorhandene Luft im oberen Teil 20 a.
Hier kommt das Spülwasser zur Ruhe, und die mitgeführten
Teilchen setzen sich in einem konisch nach unten zulaufen
den Sammelraum 20 des Spülwasserentsorgungsbehälters 9
ab.
Ist der Spülvorgang beendet, schließt das Ventil
18, und die Rohwasserpumpe 12 nimmt ihre Arbeit auf, so
daß der in der linken Hälfte von Fig. 1 dargestellte
Zustand wieder eintritt. Dabei drückt die oben im
Spülwasserentsorgungsbehälter 9 bei 20 komprimierte Luft
das Spülwasser durch ein Spülwasserrückführrohr 22 mit
Rückschlagklappe in die Rohwasserzuführleitungen 13 der
Filterbehälter 1 bis 7, so daß das entsorgte Spülwasser
gleichmäßig verteilt zu allen Filtern 14 zugeführt wird.
Ein Ventil 23 stellt sicher, daß in diesem Betriebszustand
Rohwasser nicht in den Spülwasserentsorgungsbehälter 9
gelangen kann.
Indem automatisch die den einzelnen Filterbehältern
1 bis 7 zugeordneten Rohwasserpumpen 12 und Ventile 18
betätigt werden, ist ein vollautomatischer Betrieb der
Vorrichtung gewährleistet, indem in bestimmten Zeitab
ständen oder bei Erreichen bestimmter Drücke, wodurch die
Belastung des Filters 14 angezeigt wird, eine automatische
Auslösung der Schaltvorgänge erfolgt.
Von Zeit zu Zeit wird auf nicht dargestellte
Weise der Schlamm aus dem Schlammsammelraum 20 unten
entfernt.
Wie Fig. 1 zeigt, kann der Wassersammelraum 16
als ein gemeinsamer, alle Filterbehälter 1 bis 7 über
deckender, offener Speicherraum ausgebildet sein, der
mit einer Abdeckung 24 versehen sein kann.
In den Fig. 3 und 4 ist eine den Fig. 1 und 2
entsprechende, geschlossene Ausführungsform dargestellt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen, daß es auch möglich
ist, die vorgesehenen Filterbehälter 1 bis 6 mit je einem
gesonderten Druckraum 25 zu versehen, wobei jeder Filter
behälter 1 bis 6 mit dem zugehörigen Druckraum 25 zu einer
Einheit verbunden ist. Im übrigen entspricht der Betriebs
vorgang wie auch der Spülvorgang dem, wie er unter Bezug
nahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist.
In den Fig. 1 und 2 ist weiter gezeigt, daß zweck
mäßig die Filterbehälter 1 bis 7 und der Spülwasser
entsorgungsbehälter 9 mit ihrer Bodenfläche etwa mit dem
Erdboden fluchten, wobei die Zuführleitungen 13, 17, 19,
22 in einem unter der Erdoberfläche vorgesehenen
Kellerraum 26 angeordnet sind. Die Wände des Kellerraums
27 können dabei gleichzeitig als tragende Fundamente für
die Zylinderbehälter 1 bis 7 dienen.
Neben der in Fig. 2 dargestellten rechteckigen
Kassettenbauweise der Filterbehälter 1 bis 7 zeigen die
Fig. 4 und 6, wie die Filterbehälter 1 bis 6 als zylndri
sche Kolonnen um den zentrisch vorgesehenen Spülwasser
entsorgungsbehälter 9 angeordnet sind. Je nach der Menge
des zu behandelnden Wassers kann somit baukastenartig
die Vorrichtung aufgebaut werden, wobei es möglich ist,
Kapazitätserweiterungen vorzusehen, indem entsprechend
Platz für weitere Filterbehälter vorgesehen wird.
Wie Fig. 3 und 5 zeigen, ist es auch möglich,
auf einen Kellerbau zu verzichten und die Filterkolonnen
1 bis 6 und den Entsorgungsbehälter 9 auf Stützen 28
anzuordnen und mit Hilfe eines Konstruktionsrahmens 29
festzulegen.
Wie weiter aus Fig. 2 zu entnehmen ist, kann
die Vorrichtung auch ohne Schwierigkeiten mit einer
Dosiereinrichtung PKE zur Pulverkohleeinlagerung oder
einer Dosiereinrichtung PAC für Aluminiumchlorid versehen
werden, wobei die Dosiermittelbehälter 30 im Kellerraum
26 angeordnet sind. Weitere nicht dargestellte Dosier
einrichtungen sind möglich, so daß die gewünschte
Qualität des durch die Leitung 31 die Vorrichtung
verlassenden Reinwassers erzielbar ist.
Ohne besondere Schwierigkeiten können in der
Vorrichtung verschiedene Verfahrensschritte durchgeführt
werden. Neben der beschriebenen mechanisch-flockulativen
und/oder adsorptiven Filtration mit Zusatz von PAC, PKE
oder anderen Chemikalien, ist es auch möglich, eine
biologisch-aerobe Filtration durch Zusatz von reinem O2
in jede Rohwasserleitung oder eine biologisch-anaerobe
Filtration durch Zusatz von Methan oder Wasserstoff oder
eines Teilstroms vorgeklärten Abwassers durchzuführen.
In vorteilhafter Weise ist es lediglich erforderlich,
in die einzelnen Rohwasserzuführleitungen 13 der Filter
behälter 1 bis 6 mit Hilfe von Dosiereinrichtungen 32
in Form von Gasdüsen oder keramischen Verteilern zur Lösung
der Gase bzw. in Form von Mischdüsen für Flockungschemika
lien die entsprechenden Mittel zuzuführen oder Teilströme
vorgeklärten Abwassers wieder einzuleiten. Im übrigen
erfolgt durch gleiche Kalibrierung der Spülwasserrückführ
rohre 22 eine mengenproportionale Spülwasserrückführung
entsprechend dem durch die jeweilige Verschlammung der
einzelnen Filter 1 bis 6 bzw. 7 unterschiedlichen Gegen
drücken.
Nach einer weiteren Variante der Vorrichtung
ist es möglich, wie in Fig. 4 dargestellt ist, eine Gruppe
von Filterbehältern 3 a, 4 a, 6 a zur Vorbehandlung mit
Refiltrationsleitungen zu versehen und eine andere Gruppe
von Filterbehältern 1 b, 2 b, 5 b ausschließlich zur Nachbe
handlung vorzusehen. Durch Schließen der Ventile 33 in
der Ringleitung 11 und der Ventile 34 in der Ringleitung
35 entstehen zwei Einheiten, indem die Filterbehälter
3 a, 4 a von der Rohwasserleitung 10 versorgt werden und
die Filterbehälter 1 b, 2 b und 5 b das nachbehandelte Wasser
über die Ringleitung 35 durch die Leitung 31 abgeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht so
bei einem Minimum an Rohrleitungsaufwand eine günstige
Entsorgung des von allen Filtern anfallenden Spülwassers,
wobei mit einem geringen Aufwand in optimaler Weise ein
automatischer Betrieb der gesamten Vorrichtung ermöglicht
wird, wobei ohne Schwierigkeiten wahlweise verschiedene
Verfahrensschritte durchgeführt werden können.
Claims (15)
1. Verfahren zur Aufbereitung von Wasser oder
Reinigung von Abwasser, vornehmlich zu dessen Endreinigung,
bei dem das Wasser durch Filter von unten nach oben hin
durchgeführt wird und die Filter in umgekehrter Richtung
von oben nach unten gespült werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von den Filtern rhythmisch anfallenden Spülschlamm wässer in einen Spülwasserentsorgungsbehälter geführt werden,
daß dort der Schlamm vom Spülwasser, vorzugsweise durch Sedimentation, getrennt wird und das Spülwasser anschließend mittels Druckluft allen Filterbehältern rohwasserseitig proportional der Durchsatzmenge zugeführt wird und
daß der eingedickte Schlamm aus dem Spülwasserentsorungs behälter diskontinuierlich abgezogen wird.
daß die von den Filtern rhythmisch anfallenden Spülschlamm wässer in einen Spülwasserentsorgungsbehälter geführt werden,
daß dort der Schlamm vom Spülwasser, vorzugsweise durch Sedimentation, getrennt wird und das Spülwasser anschließend mittels Druckluft allen Filterbehältern rohwasserseitig proportional der Durchsatzmenge zugeführt wird und
daß der eingedickte Schlamm aus dem Spülwasserentsorungs behälter diskontinuierlich abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filter mechanisch
flockulativ und/oder adsorptiv betrieben werden, wobei
den einzelnen Rohwasserleitungen wahlweise Flockungs
chemikalien und/oder Pulverkohle zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 ,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filter biologisch
aerob betrieben werden, wozu den einzelnen Rohwasser
leitungen entsprechend der druckabhängigen Löslichkeit
reiner Sauerstoff als Oxidationsmittel zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filter biologisch
anaerob betrieben werden, wozu den einzelnen Rohwasser
leitungen entsprechend der druckabhängigen Löslichkeit
wahlweise Reduktionsmittel, wie Methan, oder reiner Wasser
stoff oder ein Teilstrom vorgeklärten Abwassers zugesetzt
wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Filter, den
das Wasser während des Filtervorgangs von unten nach
oben durchströmt und mit einem dem Filter nachgeord
neten Wassersammelraum, von dem Wasser während des
Spülvorgangs das Filter von oben nach unten durchströmt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Filterraum in eine Vielzahl von Filterbehältern (1 bis 7) aufgeteilt ist, die den Spülwasserentsorgungs behälter (9) umgeben,
daß jeder Filterbehälter (1 bis 7) durch ein Spülwasser abführrohr (19) mit dem Spülwasserentsorgungsbehälter (9) verbunden ist, wobei das Spülwasserabflußrohr (19) von der Rohwasserzuführleitung (13) zwischen der Rohwasserpumpe (12) und den Filterbehältern (1 bis 7) abzweigt, und
daß ein Spülwasserrückführrohr (22) vom Spülwasserentsor gungsbehälter (9) zu jedem Filterbehälter (1 bis 7) vorge sehen ist.
daß der Filterraum in eine Vielzahl von Filterbehältern (1 bis 7) aufgeteilt ist, die den Spülwasserentsorgungs behälter (9) umgeben,
daß jeder Filterbehälter (1 bis 7) durch ein Spülwasser abführrohr (19) mit dem Spülwasserentsorgungsbehälter (9) verbunden ist, wobei das Spülwasserabflußrohr (19) von der Rohwasserzuführleitung (13) zwischen der Rohwasserpumpe (12) und den Filterbehältern (1 bis 7) abzweigt, und
daß ein Spülwasserrückführrohr (22) vom Spülwasserentsor gungsbehälter (9) zu jedem Filterbehälter (1 bis 7) vorge sehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spülwasserrückführrohr
(22) außerhalb des Spülwasserabführrohres (19) angeordnet
ist und mit einer Rückschlagklappe (23) versehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wassersammelraum (16) als
ein gemeinsamer, alle Filterbehälter überdeckender, offener
Speicherraum ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wassersammelraum über
jedem Filterbehälter (14) als gesonderter Druckraum (25)
ausgebildet und mit dem Filterbehälter (1 bis 6) zu einer
gemeinsamen Einheit verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbehälter (1 bis 7)
und der Spülwasserentsorgungsbehälter (9) mit ihrer
Bodenfläche etwa mit dem Erdboden fluchten und
daß die Zuführleitungen (17, 19, 22) in einem unter der
Erdoberfläche vorgesehenen Kellerraum (26) angeordnet
sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Spülwasserentsorgungs
behälter (9) einen konisch zulaufenden Schlammsammelraum
(20) aufweist, der sich beispielsweise in den Kellerraum
(26) etwa von der Ebene der Erdoberfläche nach unten
verjüngend erstreckt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbehälter (1 bis 7)
rechteckig in Kassettenbauweise (Fig. 2) den Spülwasser
entsorgungsbehälter (9) umgeben.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbehälter (1 bis 6)
als zylindrische Kolonnen (Fig. 4) um den zentrisch vorge
sehenen Spülwasserbehälter (9) angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß automatisch gesteuerte Ventile
(18) zwischen der Rohwasserzuführpumpe (12) und den
Abzweigungen der Spülwasserabführrohre (19) zum Spülwasser
entsorgungsbehälter (9) vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rohwasser
zuführleitungen (13) der Filterbehälter (1 bis 6) mit
Dosiereinrichtungen (32) in Form von Gasdüsen oder
keramischen Verteilern zur Lösung der Gase bzw. in Form
von Mischdüsen für Flockungschemikalien oder die Teil
ströme vorgeklärten Abwassers versehen sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Filterbehältern
(3 a, 4 a, 6 a) zur Vorbehandlung mit Refiltrationsleitungen
versehen ist und eine andere Gruppe von Filterbehältern
(1 b, 2 b, 5 b) ausschließlich der Nachbehandlung dient
und daß die Filterbehälter zur Reinwasserbevorratung
mit Druckräumen (25) versehen sind.
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