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Rückspülbares Filter mit körniger Filtermasse für Flüssigkeiten Der
Erfindungsgegenstand betrifft ein mit körniger Filtermasse ausgestattetes rückspülbades
Filter für Flüssigkeiten, dessen Rückspülung durch Einführen von Preßluft und Wasser
bzw. eines Preßlltft-Wasser-Gemisches in ein mit Tauchrohrdüsen versehenes Verteilungsrohrnetz
erfolgt.
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Das Neue liegt darin, daß die im Querschnitt rechteckigen Verteilungskanäle
ohne Zwischenräume nebeneinander angeordnet und mit einem im Vergleich zu den Verteilulngskanälen
großräumigen, die Spülmittel aufnehmenden, ebenfalls rechteckigen Hauptkanal so
verbunden sind, daß die die Tauchrohrdüsen tragenden, ohne Zwischenräume aneinandergereihten
Kanalabdeckungen in gleicher Höhe liegen und so gleichzeitig den Filtertragbo den
bilden.
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Der Erfindungsgegenstand bezweckt, eine ganz gleichmäßige Verteilung
sowohl des Wassers als auch der Preßluft unter dem Filterkiesbett während der Rückspülung
des Filters herbeizuführen.
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Den bekannten Einrichtungen gegenüber weist der Erfindungsgegenstand
eine Reihe von Merkmalen auf, die einen erheblichen technischen Fortschritt darstellen.
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Es sind rückspülbare Filter bekannt, bei denen nur Wasser oder nur
Luft oder auch beide Spülmittel durch ein Netz von Rohren mit rundem Querschnitt,
bestehend aus einem Stammrohr und einer Anzahl von Zweigleitungen, auf denen die
dem Austritt von Wasser bzw. Luft dienenden Siebköpfe oder Filterdüsen, angeordnet
sind, verteilt werden.
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Mit diesen Einrichtungen läßt sich eine einigermaßen gleichmäßige
Verteilung von Wasser oder Luft nur bei kleinen Filterflächen erreichen. In den
weitaus meisten Fällen aber müssen die Spülmittel über mittelgroße und große Filterflächen
verteilt werden, und bei Anwendung der vorerwähnten Einrichtungen ergeben sich in
den einzelnen Verteilungsrohren so große Druckverluste, daß eine gleichmäßige Verteilung
der Spülmittel nicht mehr erzielt' werden kann. Aus technischen Gründen kann der
Querschnitt der runden Rohrleitungen nicht über zein gewisses Maß gesteigert werden.
Es ist auch nicht möglich, so viele seitliche Abzweigrohre nebeneinander anzubringen,
daß tote Räume nicht entstehen und die gesante Filterfläche lückenlos mit Wasser
oder Luft beaufschlagt werden kann. Die bekannten Bauarten bieten auch größte Schwierigkeiten,
alle Filterdüsen in dieselbe waagerechte Ebene zu legen, wie das für die gleichmäßige
Verteilung der Spülmittel unerläßlich ist.
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Bei einer arideren Bauart soll das angestrebte Ziel - gleichmäßige
Verteilung von Wasser und Luft - dadurch erreicht werden, daß der die Filtermasse
tragende Filterzwischenboden
als eine ebene Platte ausgebildet
ist, wobei in entsprechenden Abständen angebrachte Unterstützungen die Last des
Filterkieses und den Wasserdruck aufnehmen und auf den äußeren unteren Boden des
Filterbehälters übertragen. Die ebene Platte ist in gleicher Weise wie das vorerwähnte,
aus Rohren runden Querschnitts bestehende Verteilungsnetz mit Filterdüsen besetzt,
die in bekannter Weise mit Tauchrohren versehen sind.
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Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Rohrnetzen ist der Luft und
Wasserraum unter der ebenen Platte nicht unterteilt, sDndern bildet einen einheitlichen,
als Windkessel wirkenden Raunt von rechteckiger oder runder Grundfläche. Diese Bauart
hat zunachst den Nachteil, daß der Zwischenboden (ebene Platte), besonders bei hohen
Kies-und Wasserschichten oder großen Filterwiderständen, sehr stark ausgeführt werden
muß, um die durch die Wasser- usTd Kieslast entstehenden Biegungskräfte aufzunehmen.
Zum anderen haftet der Bauart der weitere Mangel an, daß die Spulmittlel nicht zwangsläufig
geführt werden, ihre gleichntäßige Verteilung über die gesamte Filterfläche also
nicht gesichert ist.
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Es wurde zwar geltend gemacht, daß durch Vermeidung jeglicher Unterteilung
des unter dem Filterboden befindlichen Preßlu,ft-Wasser-Raumes eine gleichmäßige
Verteilung vDn Wasser und Luft gewährleistet sei, doch trifft dies nur unter ganz
bestimmten Voraussetzungen zu. Verschmutzt nämlich die über dem Tragboden liegende
Filterschicht ungleichmäßig, wie dies im laufenden Betrieb fast immer der Fall ist,
so wird auch bei der Filterrückspülung diese Kiesschicht den Waschmitteln einen
sehr unterschiedlichen Widerstand entgegensetzen. Infolgedessen werden Wasser und
Luft vorwiegend dort austreten, wo ein höherer Widerstand nicht besteht, während
die Stellen, die am meisten verschmutzt sind, deshalb den größten Widerstand aufweisen
und infolgedessen besonders gut ausgewaschen werden müßten, von den Spülmitteln
am allerwenigsten erfaßt werden.
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Man könnte den Nachteil teilweise ausgleichen, indem man durch entsprechende
Begrenzung der Filterdüsenaustrittsquerschnitte eine Drosselung der Spülmittel herbeiführt,
doch ist das nur in beschränktem Umfange möglich, weil sonst die Verankerung de.s
Filterzwischenbodens mit dem äußeren unteren Behälterboden unwirtschaftlich stark
ausgeführt werden müßte, um die erheblichen Kräfte aufnehmen zu können, die beim
Spülvorgang durch den zwischen Ober- und Unterseite des Filterzwischenbodens auftretenden
großen Druckunterschied entstehen.
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Erfindungsgemäß wird der Raum unter dem Kiesbett in ein mit Tauchrohrdüsen
versehenes Kanalnetz aufgeteilt, wobei die Verteiinngskanäle oder die Kanalrohre
qnndratiachten oder rechteckigen Querschnitt erhalten und ohne jeden Zwischenraum
nebeneinander angeordnet, also nur durch die Dicke der Kanalseitenwände oder durch
die Wandstärke der Rohre getrennt sind. Die Verteiluiigskanäle sind unmittelbar
mit dem das Wasser-Luft-Gemisch zuführenden Hauptkanal verbunden, dessen Fassungsvermögen
dasjenige der Seitenkanäle. um ein Vielfaches übersteigt.
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Es können auch mehrere Hauptkanäle vorhanden sein.
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Die überall in gleicher Höhe liegende Abdeckung sämtlicher Kanäle
trägt eine große Anzahl von an sich bekannten und ebenfalls überall in gleicher
Höhe ausmündenden Filtertauchrohrdüsen, deren Tauchrohre in an sich bekannter Weise
mit je einem seitlichen Loch oder mehreren solcher Löcher, auch in verschiedener
Höhe liegend, oder am unteren Ende mit einem Schlitz versehen sind, zwecks Erzeugung
eines Druckluftpolsters.
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Das Spülwasser wird in dem dem Kiesbett abgekehrten Teil des Hauptkessels
entweder in der Mitte oder an einem Ende oder an beiden Enden gieiclizeitig eingeführt,
während die Zuleitung der Preßluft in die unmittelbar unter dem Kiesbett liegende
Zone des Hauptkanals ebenfalls in der Mitte jeder an einem Ende oder an beiden Enden
gleicher zeitig erfolgt.
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Der Erfindungsgegenstand vermeidet die Nachteile der bisher bekannten
Bauarten und bietet darüber hinans wesentliche Vorteile.
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Gegenüber den aus Rohren runden Querschnitts bestehenden Verteilungssystemen
hat die erfindungsgemäße Einrichtung den Vorzug, daß mit geringstem Aufwand an Baukosten
die Kanal querschnitte so ausgeführt werden können, daß der Druckverlust im Rohrnetz
auch bei großen Filterflächen auf zulässige Werte beschränkt bleibt. Die teuren
Rohrverbindungen entfallen; die Filterdüsen liegen alle in gleicher Höhe, erfüllen
so die Voraussetzung für eine gleichmäßige Verteilung der Spülmittel und können
so nahe aneinandergerückt werden, wie das notwendig ist, um tote, d. h. nicht vom
Spülwasser be strichene Stellen zu vermeiden.
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Gegenüber der Bauart mit ungegliedertem Luft-Wasser-Raum gewährt
die erfindungsgemäße Einrichtung den Vorteil, daß durch die zahlreichen, durch die
Kanalwände gebildeten Unterstützungsstellen die am Tragboden angreifenden Biegungskräfte
klein blei. ben. Die Deckplatte kann deshalb viel schwächer ausgeführt werden, auch
dann, wenn sie aus einem nichtmetallischen, gegen Biegung
wenig
widerstandsfähigen Baustoff, wie beispielsweise Beton, hergestellt wird.
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Der Erfindungsgegenstand hat schließlich gegenüber dem ungegliederten
Luft-Wasser-Raum auch noch den weiteren wesentlichen Vorzug, daß das Spülwasser
geführt und die Wasserverteilung in günstigster Weise beeinflußt werden kann. Ist
beispielsweise an einer bestimmten Stelle des Filterqueschnitts die Kiesffilllung
wenig verschlammt und steigt infolgedessen an dieser Stelle die Spülgeschwindigkeit
zu sehr an, so muß zwangslälsig auch der Dur,chflußwiderstand in dem in Betracht
kommenden Verteilungskanal oder der Kanäle ansteigen und damit eine Absenkung des
Wasserspiegels eintreten, durch die wiederum der Wasseraustritt aus den Filterdüsen
entsprechend vermindert wird. Umgekehrt wird an den Stellen größerer Filterverschmutzung
und damit geringeren Wasserdurchtritts oder Wasserspiegel entsprechend hoch gehalten
und damit die durch die Filterdüsen austretende Wassermenge vergrößert.
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Durch dieses Wechselspiel wird selbsttätig ein Ausgleich in der Wasserverteilung
geschaffen, der dem ungleichmäßigen Widerstand des Kiesbettes entgegenwirkt und
der bei der Bauart des ungegliederten Wasser Luft-Raumes nicht vorhanden ist.
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Die Anordnung des Erfindungsgegenstandes ist aus den Abb. I bis 6
zu ersehen, die beispielsweise Ausführungen darstellen. ln Abb. I ist eine Aufsicht
auf den durch die Kanalabdeckung hergestellten Filtertragboden dargestellt. I bezeichnet
den Hauptkanal, in welchen die Spülmittel, und zwar beispielsweise durch 4 die Luft
und durch 5 das Wasser, eingeleitet werden. Von dem Hauptkanal verteilen sich die
Rückspülmittel in die Seitenkanäle 2 und treten durch ,die Filterdüsenköpfe 8 in
die Filtermasse über.
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Die Anordnung des Hauptkanals und der Verteilungskanäle kann auch
eine andere als die in der Abb. I gezeigte sein, z. B. kann der Hauptkanal an einer
Seite des Filters liegen, und es können, von diesem seitlichen Hauptkanal abzweigend,
über die Filterfläche hinweg Verteilungskanäle führen. Ebenso kann der Hauptkanal
auch in zwei oder mehrere Hauptkanäle unterteilt sein.
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In Abb. 2 ist ein Querschnitt der Anordnung gezeigt. I bezeichnet
wieder den Hauptkanal bzw. die Hauptkanäle; 2 bezeichnet die Seitenkanäle. 3 stellt
die beispielsweise aus Beton oder aus einem anderen Material her-, gestellte Bettung
für das Kanalnetz dar, während 4 die Einführung der Luft, die gegebenenfalls auch
an mehreren Stellen erfolgen kann, und 5 die Wassereinführung entweder von oben
oder von unten und gegebenenfalls an mehreren Stellen veranschaulicht. Das Bild
zeigt außerdem deutlich die verschiedene Höhenlage der Einführungsstellen für das
Spülwasser bzw. die Preßluft. 6 bezeichnet die Wandung des Filterbehälters.
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Blei den Tauchrohren der Düsen sind der Übersichtlichkeit halber
die Luftlöcher oder Lusftschlitze fortgelassen. 8 bezeichnet die Köpfe der Filterdusen.
Die Abb. 2 zeigt ferner, daß die obere Abdeckung des Hauptkanals und der Seitenkanäle
und damit auch die Filterdüsen in gleicher Höhe liegen.
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Die Abb. 3 bis 5 zeigen Ausführungsformen der I(anäle in Gestalt
von Rohren mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, deren Decke g die Tauchrohrdüsen
trägt.
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7 bezeichnet das Tauchrohr des Düse, bei dem auch die Luftlöcher kenntlich
gemacht sind. 8 bezeichnet den Düsenkopf. Es ist ferner ersichtlich, daß die Kanalrohrwände
10 dhne Zwischenraum nebeneinander angeordnet sind und Idaß die Kanalrohrdecke auch
mehrere Düsenreihen tragen kann, wobei die Düsen so eng als bautechnisch möglich
und hydraulisch zweckmäßig nebeneinandergestellt werden können.
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An Stelle der Tauchrohrdüsen können auch Düsen ohne Rohransatz Verwendung
finden, wenn z. B. aus irgendwelchen Gründen das Filter nur mit Wasser oder einer
anderen Waschflüssigkeit gespült werden soll.
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Die Verteilungskanäle brauchen nicht rechtwinklig von den Hauptkanälen
abzuLzweigen, sie können auch in sinngemäß er Weise um einen oder mehrere Hauptkanäle
herum angeordnet sein, wie dies beispielsweise in Abb. 6 dargestellt ist, auf der
die kreisförmig angelegten Verteilungskanäle durch den Hauptkanal radial geschnitten
werden.
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Es kann aber auch der Hauptkanal ringförmig ausgestaltet und beispielsweise
an die Außenwand des Filter verlegt werden, während die Verteilungskanäle innerhalb
des Hauptkanalringes angeordnet sind. Umgekehrt kann auch der Hauptkanal kreisförmig
ausgestaltet und zentral im Filter angeordnet werden, während die Verteilungskanäle
radial von dem Hauptkanal abgezweigt sind.
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Die Abdeckungen der Kanäle können auch in einzelne Platten, die bei
eintretendem Bruch auswechselbar sind, unterteilt werden. Die Kanaltrennwände stellen
gleichzeitig die Tragstützen für den durch die Kanalabdeckung gebildeten und das
Kiesbett tragenden Filterboden dar.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es erreicht, Spülluft- und
Spülwasser zwangsläufig gleichmäßig auf die gesamte Filterfläche zu verteilen und
hierdurch eine gleichmäßige Auswaschtmg des Filterkieses in seiner ganzen Ausdehnung
zu erzielen