DE3900754A1

DE3900754A1 - Verfahren und vorrichtung zur separation von suspendierten in einer fuellung anhaftenden stoffen

Info

Publication number: DE3900754A1
Application number: DE3900754A
Authority: DE
Inventors: Pavel Dipl Ing Huebner; Vaclav Dipl Ing Kadlec; Jiri Dipl Ing Kittler; Jiri Famera
Original assignee: CKD DUKLA
Current assignee: CKD DUKLA
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1989-07-27
Also published as: CS269111B1; CS23888A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Separation von ungelösten Stoffen aus Sorptions- oder Filtermaterial und ist in erster Linie zur Rückspülung von Ionenaustauschern, mechanischen Filtern u. dgl. bei der Wasseraufbereitung bestimmt.

Gegenwärtig erfolgt die Rückspülung von Ionenaustauschern in Druckkolonnen mit Wasser von unten nach oben, wobei der Ionenaustauscher um 60 bis 100% expandiert. Dadurch kommt es zum Ausschwemmen von ungelösten Stoffen, welche in der vorhergehenden Arbeitsperiode im Ionenaustauscher bett festgehalten wurden. Bei der Aufbereitung von stark verschmutztem Abwasser wird die Rückspülung der Ionenaus tauscher intensiviert, indem abwechselnd mit Wasser und Luft gespült wird. Einen Nachteil dieser Verfahren stellt ihre verhältnismäßig geringe Wirksamkeit der Spülung dar, wodurch eine fortschreitende Verschlämmung und Entwertung der Ionenaustauscher stattfindet. Durch die niedrige Effektivität der Rückspülung wird ein hoher Spülwasser verbrauch, eine Vergrößerung des Spülwasservolumens, er hebliche Anforderungen an die Bedienung und ein fortschrei tendes Ausschwemmen der Ionenaustauscher aus den Filtern verursacht. Einen weiteren Nachteil bezüglich der Kon struktion von Ionenaustauscherfiltern stellt die Tatsache dar, daß die Ionenaustauscherkolonnen einen leeren Ex pansionsraum von 50 bis 100% ihres Volumens aufweisen müssen, so daß die Investitionskosten und der Platzbedarf, bezogen auf die Wasserdurchflußmenge, verhältnismäßig hoch sind. Kleinere Expansionsräume von 10 bis 30% haben ledig lich kleine Ionenaustauscherkolonnen zur Trinkwasseraufbe reitung oder große Filter, bei welchen allerdings eine aufwendige Vorbehandlung oder Spülung in externen Kolonnen erforderlich ist. Dadurch steigen aber die Kosten für den bebauten Raum, die maschinelle Einrichtung und für die Wasservorbehandlung. Ähnliche Probleme treten bei den zur mechanischen Filtration bestimmten Druckfiltern auf, und zwar insbesondere dort, wo das Filter eine körnige Füllung mit einem niedrigeren spezifischen Gewicht, wie Kohle, Anthrazit usw., enthält.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Separation von in einer Füllung suspendierten Stoffen, insbesondere bei der Abwasseraufbereitung zu schaffen, das bei geringem apparativen Aufwand einen höheren Wirkungsgrad gewähr leistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Fluidschicht der Füllung durch eine Strömung von Wasser oder ein Wasser-Luftgemisch von unten nach oben erzeugt wird und daß das die suspendierten Stoffe enthaltende Wasser aus der Füllung mit Hilfe einer Schicht eines in Wasser und in anorganischen Säuren und Basen unlöslichen Granulats mit einer Teilchengröße von 1 bis 10 mm und einem spezifi schen Gewicht von höchstens 1 g/cm³ abgetrennt wird.

Eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der zylindrische Teil eines mit der Füllung gefüllten und mit einer Vorrichtung zur Ableitung des aufbereiteten Wassers und zur Zufuhr des zur Spülung bestimmten Wassers und der Druckluft versehenen Körpers mit einer Schicht der Füllung, deren Volumen 60 bis 80% des Volumens des Körpers beträgt, gefüllt ist. Der Körper ist oberhalb der Granulatschicht mit einer Vorrichtung zur Ableitung des die suspendierten Stoffe enthaltenden Abwassers versehen.

Die Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung liegen in der vollständigeren Spülung der Ionen austauscher und somit in der Verlängerung der Lebensdauer derselben, in vermindertem Spülwasserverbrauch und auch in kleineren Spülwassermengen, in einer einfacheren Be dienung und in kürzeren Spülzeiten. Beim Spülen von Ionen austauschern wird der höchste Effekt mit einem Granulat einer Teilchengröße von 1 bis 2 mm und einem spezifischen Gewicht von höchstens 0,1 g/cm³ erzielt. Im Falle der Spü lung einer andersartigen Füllung, beispielsweise Aktivkohle oder Filtersand, ist es von Vorteil, ein Granulat mit einer Teilchengröße von 3 bis 6 mm und einem spezifischen Gewicht von höchstens 0,5 g/cm³ zu verwenden. Einen weiteren Vorteil stellt die Tatsache dar, daß mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung der Expansionsraum bzw. der Leerraum in den Kolonnen auf ein Minimum vermindert werden kann, wodurch Materialeinsparungen und geringere Filterhöhen erzielt werden. Ferner ist es vorteilhaft, daß das Entweichen der Füllung während der Spülung wirksam verhindert wird. Dieser Vorteil gilt auch für die zur me chanischen Filtration bestimmten Druckfilter.

Die praktische Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfin dung geht aus folgenden Beispielen hervor:

Beispiel 1

Ein vertikaler Behälter 3 bildet einen Ionenaustauscher- Druckfilter und weist im oberen Raum seines zylindrischen Teils 1 eine als Düsenboden gestaltete Vorrichtung 5 zur Wasserableitung auf. Der vertikale Körper 3 ist mit einer Schicht einer Füllung 2 gefüllt, die ein lonenaustauscher darstellt. Das Volumen der Schicht der Füllung 2 nimmt 70% des Behältervolumens ein. Neben dem Ionenaustauscher befindet sich im Behälter 3 eine Granulatschicht 4 aus vorgeschäumtem Polystyrol mit einem Teilchendurchmesser von etwa 1 bis 2 mm und mit einem spezifischen Gewicht von 0,03 g/cm³. Die Granulatschicht 4 nimmt 5% des Be hältervolumens ein und ihre Höhe beträgt 100 mm. Bei der Rückspülung wurde in den unteren Teil des Behälters 3 Druck wasser sowie Druckluft gleichzeitig eingeführt, wodurch die am Ionenaustauscher festgehaltenen suspendierten Stoffe vollkommen aufgelockert wurden. Das die aufgelockerten suspendierten Stoffe und Luft enthaltende Spülwasser wurde durch die Vorrichtung 5 zur Wasserableitung, welche mit der Granulatschicht 4 bedeckt war, abgeleitet. Das schwim mende Granulat 4 trennte den gereinigten Ionenaustauscher vom Spülwasser und von der Luft ab. Im Spülwasser wurde die Menge des mitgerissenen Ionenaustauschers mittels der Siebanalyse kontrolliert und es wurde kein Entweichen des Ionenaustauschers mit einer Teilchengröße über 0,25 mm festgestellt.

Beispiel 2

Der Behälter 3 eines Druckfilters war im oberen Raum mit einer als Düsenboden gestalteten Vorrichtung 5 zur Wasser ableitung versehen. Der Behälter 3 wurde mit Quarzsand von 0,5 bis 1 mm Korngröße so beschickt, daß dessen Volumen 70% des Behältervolumens betrug. Zusätzlich enthielt der Behälter 3 eine schwimmende Granulatschicht 4 aus vorge schäumtem Polystyrol mit einer Teilchengröße von 3 bis 6 mm und einem spezifischen Gewicht von 0,1 g/cm³, deren Volumen 10% des Behältervolumens betrug. Die Höhe der Granulatschicht 4 betrug 200 mm. Bei der Rückspülung wurde in den unteren Teil des Körpers 3 gleichzeitig Druckwasser und Druckluft eingeführt, wodurch die suspendierten Stoffe von der Schicht der Sandfüllung aufgelockert wurden. Das die suspendierten Stoffe und Luft enthaltende Abwasser wurde durch die mit einer schwimmenden Granulatschicht 5 bedeckte Vorrichtung 5 zur Wasserableitung abgeleitet. Das Granulat 4 trennte den gereinigten Sand vom Spül- Abwasser und von der Luft ab. Im Abwasser wurde die Menge des mitgerissenen Sands mittels der Siebanalyse kontrolliert und es wurde kein Entweichen von Sand aus dem Filter fest gestellt.

Beispiel 3

Das Spülwasser eines Ionenaustauscherfilters wurde in den Behälter 3 zugeführt. Die Vorrichtung 5 zur Wasserableitung, gestaltet in Form eines Seihenorgans, enthielt eine Granu latschicht 4 aus Polyäthylen, mit einer Teilchengröße von 6 bis 10 mm und einem spezifischen Gewicht von 0,9 g/cm³. Der Austritt des Spülwassers aus dieser Vorrichtung wurde mittels der Siebanalyse kontrolliert und es wurde kein Entweichen des Ionenaustauschers festgestellt.

Die Erfindung kann in der Energetik und in der chemischen Industrie Anwendung finden.

Claims

1. Verfahren zur Separation von suspendierten an Füllstoffen zur Wasseraufbereitung anhaftenden Stoffen, bei dem mittels des Durchflusses von Wasser oder eines Wasser- Luftgemisches von unten nach oben eine Fluidschicht der Füllung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Bildung der Fluidschicht der Füllung das die suspendierten Stoffe enthaltende Spülwasser von der Füllung mit Hilfe einer Schicht eines in Wasser, anor ganischen Säuren und Basen unlöslichen Granulats mit einer Teilchengröße von 1 bis 10 mm und einem spezifi schen Gewicht von höchstens 1 g/cm³, beispielsweise des vorgeschäumten Polystyrols, abgetrennt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, mit einem Behälter, der mit einer Füllung gefüllt und mit einer Vorrichtung zur Ableitung des aufbereiteten Wassers und einer Vorrichtung zur Zufuhr von Wasser und Druckluft zur Spülung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil (1) des Behälters (3) mit einer Schicht der Füllung (2), deren Volumen 60 bis 80% des Behältervolumens beträgt, und mit einer Granu latschicht (4), deren Volumen 5 bis 10% des Behälter volumens beträgt, gefüllt ist, wobei im Behälter (3) oberhalb der Schicht (4) des inerten Granulats eine Vorrichtung (5) zur Ableitung des die suspendierten Stoffe enthaltenden Wassers angeordnet ist.