HU194065B

HU194065B - Filtering device for separating solid matters from fluids

Info

Publication number: HU194065B
Application number: HU853377A
Authority: HU
Inventors: Ludwig Scheibinger
Original assignee: Lintex Umwelttechnik
Priority date: 1984-09-12
Filing date: 1985-09-06
Publication date: 1988-01-28
Also published as: HUT41650A; DE3433472A1

Abstract

A filter for separating solids from liquids contains a vessel 1 through which the liquid to be purified flows from bottom to top, in which vessel a filter bed 5 composed of buoyant filter material is arranged beneath a retaining screen 6 holding the filter material against the liquid buoyancy. Beneath the filter bed 5, the vessel 1 is provided with an outlet orifice 11 for a batchwise withdrawal of liquid present in the vessel interior 18 intended for backwashing and cleaning of the filter bed 5. The outlet orifice 11 is connected via an outlet pipe 12 conducted upwards and a pipe elbow 13 arranged at its upper end to a discharge pipe 14 conducted downwards beneath the bottom of the vessel 1. In the discharge pipe 14 there is arranged a shut-off valve. Between the apex 17 of the pipe elbow 13 and the vessel interior 18, there is a pipe connection 19 whose vessel-side end 20 is at the height of the liquid level 21 present after the backwash process. <IMAGE>

Description

A találmány tárgya szűrőberendezés, amely szilárdanyagok folyadékokból történő leválasztására való. Ennek a tisztítandó folyadék bevezetőcsövének beőmlésétől alulról felfelé a folyadékot átvezető tartálya, a tartályban a folyadékáramban fekvőén elrendezett szűrőágya, a szűrőágy fölött elhelyezkedő és a szűrőanyagot a folyadék felhajtóerejével szemben visszatartó szitája, a tisztított folyadék számára a szita felett kialakított kiömlése és a tartálynak a szűrőágy alatti elvezetőnyílása van.The present invention relates to a filtering device for separating solids from liquids. From the bottom upstream of the inlet of this fluid to be cleaned, the fluid transfer tank, the filter bed arranged in the fluid stream in the container, the screen above the filter bed and retaining the filter material against the buoyancy of the liquid, and the has a drain hole.

Ilyen szűrőbrendezés ismert például az 1 536 762 számú NSZK-beli leírásból, amely szennyvíztisztító berendezés leválasztóláncában az utolsó leválasztóegységként szerepelliet, pl. felszíni vizek, vagy általában szennyezett vizek kémiai tisztítására.Such a filtering device is known, for example, from German Patent No. 1,536,762, which is the last separating unit in the separation circuit of a sewage treatment plant, e.g. chemical treatment of surface water or polluted water in general.

A jelen találmánnyal célunk a bevezetőben leírt típusú szűrőberendezést úgy továbbfejleszteni, hogy a szűrőágy, illetve a szűrőanyag egyszerűbb módon legyen regenerálható, azaz nyomás alatti külső víz és bonyolult vezérlőszerkezet alkalmazása nélkül. Továbbá, a szűrőberendezés szerkezeti kialakítását tekintve egyszerűbb legyen és tisztítóberendezésekbe könnyen beépíthető legyen, amelyek méretei megegyeznek a szabványos konténerméretekkel.It is an object of the present invention to improve the filter apparatus of the type described in the introduction so that the filter bed and the filter material can be regenerated in a simpler manner, i.e. without the use of pressurized external water and a complicated control device. In addition, the structure of the filtration device should be simpler and easy to install in purification devices having the same dimensions as standard container sizes.

A kitűzött feladatot a találmány szerint azzal oldottuk meg, hogy az elvezetőnyüásra csatlakozó elvezetőcső felfelé van vezetve és a felső vége fölött elrendezett csőkönyökön keresztül egy lefelé vezető kiömlőcsőben folytatódik, továbbá a kiömlőcsőbe a szűrőágy előtti hidraulikus túlnyomás meghatározott értékénél nyit képes elzárószelep van iktatva, továbbá a csőkönyök felső burkolata és a tartály belső tere között szellőztetőcső van elrendezve, amelynek a tartály felőli vége a visszöblítés befejezésekor folyadékszint magasságában helyezkedik el.The object of the present invention has been solved by the fact that the drain pipe connected to the outlet opening is guided upwards and continues in a downstream outlet pipe through the elbows arranged above its upper end, and is capable of closing at a defined value of the hydraulic a vent pipe is provided between the upper casing of the pipe elbow and the interior of the container, the end of which is located at the level of the liquid at the completion of the flushing.

A fenti elrendezés révén a kiömlőcsőben elrendezett elzárószelepet csak akkor kell nyitni, ha meghatározott túlnyomást érünk el a tisztítandó víz bevezetőcsövében, hogy ezáltal a tartályban lévő folyadékszint csökkenjen és következésképpen lökésszerűen megváltozzék az áramlásirány a szűrőágyban, azaz a szűrőanyagot tisztítsuk és regeneráljuk. A tartályban a folyadékszint süllyedése önműködően befejeződik a szellőztetőcső tartály felőli végénél. Ha ennek a szintnek az elérésekor az elzárószelep nincs zárva, akkor a bevezetőcsövön keresztül tovább folyik a folyadék a közlekedőedények elvén anélkül, hogy a tartályban a folyadékszint emelkedne. A szűrési művelet ilyenkor automatikusan elmarad. Csak ha az elzárószelep újból zár, akkor lép újból automatikusan működésbe a szűrő.With the above arrangement, the shut-off valve in the outlet need only be opened when a certain excess pressure in the inlet pipe of the water to be purified is achieved to reduce the fluid level in the reservoir and consequently to change the flow direction in the filter bed. In the tank, the liquid leveling is automatically stopped at the tank end of the vent pipe. If, at this level, the shut-off valve is not closed, fluid will continue to flow through the inlet pipe on the principle of the containers without raising the level in the tank. The filtering operation is then automatically canceled. Only when the shut-off valve re-closes will the filter automatically reactivate.

A találmány további jellemzője szerint az elvezetőcső keresztmetszete nagyobb, előnyösen kétszer akkora, mint a bevezetőcsőé. Ezáltal a tartályon belüli folyadékszint süllyedése nagyobb sebességgel történhet, mint a szűrőágyon áthaladó folyadék sebessége. Ezáltal igen hatásos, lökésszerű szűrőágy-tisztítást, illetve visszaöblítést érünk el. Ezen túlmenően az az előny is jelentkezik, hogy a beáramló folyadék a folyadékszint süllyedése után az elzárószelep újbóli zárása nélkül, torlódásmentesen elfolyhat a kiöinlőcsövön és nem keveredik a tisztított folyadékkal.According to a further feature of the invention, the drainage pipe has a larger cross section, preferably twice as large as the drainage pipe. Thus, the level of fluid in the container can be lowered at a faster rate than the rate of fluid passing through the filter bed. In this way, a very effective jet filter bed cleaning or back flushing is achieved. In addition, there is the advantage that the inlet fluid, after lowering the fluid level, can flow without blocking the shut-off valve, without congestion, and does not mix with the purified liquid.

A találmány további előnyös továbbfejlesztéseit az aligénypontok és a csatolt rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon:Further advantageous improvements of the invention will be described in more detail on the basis of the dependent claims and the accompanying drawings. In the drawing:

az 1. ábra a találmány szerinti szűrőberendezésen keresztül vett függőleges metszet;Figure 1 is a vertical section through the filter apparatus according to the invention;

a 2, ábra az 1. ábrán H-II vonal mentén vett metszét;Figure 2 is a sectional view taken along line H-II in Figure 1;

a 3. ábra oldalnézet, az 1. ábrán III nyíl irányában tekintve;Figure 3 is a side view, in the direction of arrow III in Figure 1;

a 4. ábra felülnézet, a 3. ábrán IV nyíl irányába tekintve.Figure 4 is a top plan view of Figure 3 in the direction of arrow IV.

A találmány szerinti szűrőberendezésnek - amint a rajzon feltüntettük - 1 tartálya van. A tisztítandó folyadék 3 bevezetőcső 2 beömlésén keresztül 4 nyíl irányában alulról felfelé halad az 1 tartályban. Az 1 tartályban a folyadékáramra keresztirányban 5 szűrőágy van elrendezve, amely úszóképes szflrőanyagból áll. Az 5 szűrőágy fölött a tartály teljes belső térfogatát kitöltőén 6 szita van elrendezve, amelynek az a rendeltetése, hogy az 5 szűrőágy szűrőanyagát a fo? lyadék felhajtóerejével szemben(4 nyű irányában) viszszatartsa. A 6 szita fölött távközzel 7 kiömlés van kiképezve a tisztított folyadék számára. A 7 kiömlést felső oldalán nyitott 8 vályú képezi, amelynek felső 9 széle fölött a tisztított folyadék a 8 vályúba folyhat. A 8 vályú felső 9 széle ezzel tehát az 1 tartályon belüli felső folyadékszintet is meghatározza, amelyet a 2 ábrán 10 hivatkozási számmal jelöltünk.The filter apparatus according to the invention has a container as shown in the drawing. The liquid to be cleaned passes through the inlet 2 of the inlet pipe 3 from the bottom upwards in the container 1 in the direction of an arrow 4. In the container 1, a filter bed 5 consisting of a floating filter material is arranged transverse to the liquid stream. Above the filter bed 5, a sieve 6 is provided on the container to fill the entire internal volume of the container, which is intended to provide the filter material 5 with a filter. hold against the buoyancy of the liquid (in the direction of 4 holes). A spout 7 is provided at a distance above the screen 6 for the purified liquid. The outlet 7 is formed by an open trough 8 on its upper side, above which the purified liquid can flow into the trough 8. The upper edge 9 of the trough 8 thus also defines the upper liquid level within the container 1, denoted by 10 in FIG.

Az 5 szűrőágy alatt az 1 tartályból kivezető 11 elvezetőnyílás van kialakítva a tartályban lévő folyadék lökésszerű elvételére. Az ilyen lökésszerű folyadékelvétel az 5 szűrőágy visszaöblítésére és tisztítására szolgál. All elvezetőnyílásra 12 elvezetőcső csatlakozik, amelyet felfelé vezettünk. A 12 elvezetőcső a felső végéhez csatlakozó 13 csőkönyökön keresztül lefelé vezető 14 kiömlőcsőben folytatódik, amelynek külön nem ábrázolt kiömlése az 1 tartály 11 elvezetőnyílása alatt helyezkedik el. A 14kiömlöcsőben közvetlenül a 13 csőkönyök után 15 elzárószelep van elrendezve. Ez lehet például kézi működtetésű szelep, vagy akár távműködtetésű szelep is. Mindenképpen azonban a 15 elzárószelep csak akkor van nyitva, ha pl. a 3 bevezetőcsőben 16 nyomásmérővel mért túlnyomás egy meghatározott értéket túlhalad.Under the filter bed 5, a drainage outlet 11 is formed from the container 1 for receiving a jolt of liquid in the container. Such a jet of fluid is used to rinse and clean the filter bed 5. 12 drain pipes are connected to each outlet opening, which is guided upwards. The outlet pipe 12 extends through a downwardly extending outlet pipe 14 through an elbow 13 connected to its upper end, the outlet of which, not shown, is located below the outlet opening 11 of the container. A shut-off valve 15 is provided in the outlet 14 immediately below the elbow 13. This may be, for example, a manually operated valve or even a remote operated valve. In any case, however, the shut-off valve 15 is only open when e.g. the overpressure in the inlet pipe 3 measured by a pressure gauge 16 exceeds a predetermined value.

A 13 csőkönyök felső 17 burkolata és a tartály belső 18 tere között 19 szellőztetőcső van építve, amely összeköttetést képez a tartály belső 18 tere és a 13 csőkönyök belső tere között. A 19 szellőztetőcső tartály felőli 20 vége a visszaöblítés befejezésekor kívánatos minimális folyadékszint magasságában helyezkedik el, amelyet 21 hivatkozási számmal jelöltünk.Between the upper housing 17 of the elbows 13 and the inner compartment 18 of the container is provided a vent pipe 19 which connects between the inner compartment 18 of the container and the inner compartment 13 of the elbows. The container end 20 of the vent pipe 19 is at the desired minimum fluid level at the completion of the back flush, designated 21.

A találmány szerint a 12 elvezetőcső lényegesen nagyobb keresztmetszetű, előnyösen kb. kétszeres keresztmetszetű, mint a 3 bevezetőcső. A 19 szellőztetőcső keresztmetszete viszont lényegesen kisebb, mint a 12 elvetőcsőé, a 13 csőkönyöké, illetve a 14 kiömlőcsőé. A 19 szellőztetőcső tartály felőli 20 vége a 13 csőkönyök belső 23 ívének alsó 22 burkolata magasságában helyezkedik el. Az 1. és 2. ábra szerint a 19 szellőztetőcsőnek a tartály felőli 20 vége lefelé néz és nyitott, valamint a 6 szita felett helyezkedik el. A 19 szellőztetőcső nívó szerinti legmagasabb 24 pontja a tartály belső 18 terében helyezkedik el és felfelé irányuló nyílásssal van ellátva, amelyet 25 visszacsapó-szelep zár le. A 25 visszacsapó-szelep önműködően nyit abban az esetben, ha a 19 szellőztetőcsőben túlnyomás uralkodik, majd ennek megszűnte után önműködően záródik.According to the invention, the drain pipe 12 is of a substantially larger cross-section, preferably of approx. of double cross-section as the inlet pipe 3. The vent pipe 19, on the other hand, has a significantly smaller cross-section than the discharge pipe 12, the pipe bend 13 and the outlet pipe 14 respectively. The container end 20 of the vent pipe 19 is located at the height of the lower cover 22 of the inner arcuate 23 of the pipe elbow. 1 and 2, the end 20 of the vent pipe 19 faces downward from the container and is open and located above the sieve 6. The highest point 24 of the vent pipe 19 is located inside the container 18 and is provided with an upwardly opening which is closed by a non-return valve 25. The non-return valve 25 opens automatically in the event of overpressure in the vent pipe 19 and closes automatically after it has ceased.

A 15 elzárószelep nyitása vezérelhető a 16 nyomásmérővel. De olyan egyszerű kiviteli is lehetséges, amelynél a 16 nyomásmérő jeladóként van kialakítva, amely előre meghatározott túlnyomásnál jelet ad a 15 elzárószelep kézi működtetésére.The opening of the shut-off valve 15 can be controlled by the pressure gauge 16. Alternatively, a simple embodiment is possible in which the pressure gauge 16 is configured as a transducer which, at a predetermined overpressure, provides a signal for manually actuating the shut-off valve 15.

194.065194 065

A találmány szerinti szűrőberendezés ábrázolt példakénti kiviteli alakjának működésmódja a következő:The exemplary embodiment of the filtering apparatus according to the invention operates as follows:

Az előirt szűrési folyamat közben az 5 szűrőágyon 4 nyű irányában felfelé haladó folyadék elérj a maximális 10 folyadékszintet. Innen a szilárdanyagoktól megtisztitott folyadék a 8 vályúba kérül és a 7 kiömlésen keresztül távozik. Ha az 5 szűrőágyban leválasztott szilárdanyagok révén a 3 bevezetőcsőben túllépi a nyomásérték az előre meghatározott értéket, akkor a 16 nyomásmérő közvetlenül, vagy közvetve nyitja a 14 kiömlőcső 15 elzárószelepét. Ennek következtében a vízszint lökésszerűen elkezd csökkeni a tartályban a maximális 10 folyadékszintről Ennek során az eredetileg a 6 szita fölött lévő, már megtisztított folyadék a szűrési sebességnél nagyobb sebességgel lefelé áramlik az 5 szűrőágyon keresztül. A 4 nyíliránynyal szemben egy bizonyos út megtétele után örvénylő mozgás jön létre. így az 5 szűrőágy által kiszűrt és a szűrőanyagszemcséken megtapadó szilárdanyagok leválnak és lefelé süllyednek és a 11 elvezetőnyfláson, a 12 elvezetőcsövön, a 13 csőkönyökön és a 14 kiömlőcsövön keresztül az 1 tartály 26 fenéklapja alatti szintjére kerülnek. Abban az esetben, ha a szűrőberendezést vízfolyások, illetve mocsarak, vagy hasonló feszíni vizek tisztítására használjuk, akkor a kiszűrt szilárdanyagokkal szennyezett öblítővíz a 14 kiömlőcsőből visszavezethető adott esetben a vízfolyásba. Abban az esetben pedig, ha a találmány szerinti szűrő biológiai szennyvíztisztító berendezés utolsó leválasztó fokozatként kerül alkalmazásra, akkor egy vagy több leválasztófokozatot, pl. ferdelapos leválasztót, illetve koaguláló fokozatot célszerű elé építeni. így az 5 szűrőágyból kimosott szilárd szennyeződésekkel terhelt öblítővizet, pl. az első leválasztófokozathoz vezethetjük és ott, vagy egy következő durva leválasztófokozatban a magával vitt szilárdanyagok leválaszthatók a folyadékból.During the prescribed filtration process, the fluid passing through the filter bed 5 in the upward direction 4 reaches the maximum fluid level 10. From there, the liquid cleaned of solids is applied to the trough 8 and discharged through the outlet 7. If the pressure in the inlet pipe 3 exceeds the predetermined value due to the solids deposited in the filter bed 5, the pressure gauge 16 opens the shut-off valve 15 of the outlet 14 directly or indirectly. As a result, the water level starts to drop in the tank from the maximum liquid level 10, whereupon the initially cleaned liquid above the screen 6 flows downwards through the filter bed at a rate greater than the filtration rate. Following a certain path, a whirling motion is created against the arrow direction 4. Thus, the solids filtered by the filter bed 5 and adhering to the filter material particles are peeled off and sinking and are passed through the outlet 11, the outlet 12, the elbow 13 and the outlet 14 below the bottom 26 of the container. If the filtration device is used to purify water streams or swamps or similar surface water, the rinsing water contaminated with filtered solids may optionally be recycled from the outlet 14 to the water stream. In the case where the filter biological sewage treatment plant according to the invention is used as the last separating stage, one or more separating stages, e.g. it is advisable to install a slanting separator or coagulating stage in front. Thus, rinse water loaded with solid impurities from the filter bed 5, e.g. lead to the first separation stage and therein, or in a subsequent coarse separation stage, the solids carried with it can be separated from the liquid.

Mihelyt a folyadékszint a 19 szellőztetőcső 11 elvezetőnyílását - azaz a minimális 21 folyadékszintet - elérte, a 19 szellőztetőcsövön keresztül a minimális 21 folyadékszint feletti levegő a tartály belső teréből a 13 csőkönyökbe jut. Ez a levegő megszakítja a 14 kiömlőcsőben elfolyó folyadék által előidézett szívóhatást, amelyet az elvezetőnyíláson keresztül a tartály belső 18 terében lévő folyadékra fejt egyébként ki. Ennélfogva tehát a 19 szellőztetőcső ellátja egyúttal a szívás megszakításának szerepét. A folyadékszint süllyedése az T tartályban egy idő után megszűnik. Ezután a 3 bevezetőcsövön keresztül beömlő tisztítandó folyadék nem emeli meg a folyadékszintet a tartály belső 18 terében a minimális 21 folyadékszint fölé, hanem a 13 könyök belső 23 ívének alsó 22 burkolatán át elfolyik. Ha a 15 elzárószelep zárva van, akkor a folyadékszint a tartály belső 18 terében a 4 nyíl irányában nő. Ugyanez érvényes a 13 csőkönyökben lévő folyadék szintjére. A 19 szellőztetőcső belsejében összegyűlt levegő eközben komprimáiódik, és ezért a 19 szellőztetőcső alsó 20 végén keresztül távozik. A 25 visszacsapószelep alkalmazása esetén ez a 19 szellőztetőcsöben uralkodó túlnyomás hatására megemelkedik, igy a 13 csőkönyökből kinyomott levegő felfelé távozhat. A folyadékszint a maximális 10 folyadékszintig emelkedik, ahonnan azután a tisztított folyadék a fentiekben már ismertetett módon a 8 vályún keresztül a 7 kiömléshez jut.As soon as the fluid level has reached the outlet 11 of the vent pipe 19, i.e. the minimum fluid level 21, air above the minimum fluid level 21 passes through the vent pipe 19 from the interior of the tank into the pipe elbows 13. This air interrupts the suction effect caused by the fluid flowing out of the outlet 14, which is otherwise exerted through the outlet to the fluid inside the container 18. Therefore, the vent pipe 19 also serves the purpose of interrupting suction. The liquid leveling in the T tank ceases after a while. Thereafter, the fluid to be purged through the inlet pipe 3 does not raise the liquid level in the interior of the container 18 above the minimum liquid level 21, but flows through the lower cover 22 of the inner arc 23 of the elbow. When the shut-off valve 15 is closed, the liquid level in the inner compartment 18 of the container increases in the direction of the arrow 4. The same applies to the level of fluid in the elbows 13. The air collected inside the vent pipe 19 is thereby compressed and therefore discharged through the lower end 20 of the vent pipe 19. When the non-return valve 25 is used, it is elevated by the overpressure prevailing in the vent pipe 19 so that the air depressed from the pipe elbow 13 may be discharged upwards. The fluid level rises to the maximum fluid level 10, from whereupon the purified fluid reaches the outlet 7 via the trough 8 as described above.

A 15 elzárószelep a nyitása után idővezérléssel újból zárható. A nyitási időintervallum úgy méretezhető, hogy a 15 elzárószelep zárása csak akkor következzék be, ha már a minimális 21 folyadékszintet a tartály belső 18 terében elértük. Sőt célszerű bizonyos időt arra is hagyni, hogy az szűrőágyból kimosott és lassan süllyedő szilárdanyagok a 3 bevezetőcsövön keresztül bevezetett folyadék segítségével a 12 elvezetőcsövön keresztül a 14 kiömlőcsőhöz jusson.After opening, the shut-off valve 15 can be closed again by time control. The opening time interval can be scaled such that the closing of the shut-off valve 15 will occur only when the minimum fluid level 21 has been reached in the interior space 18 of the container. Moreover, it is advisable to allow some time for the solids washed out of the filter bed and slowly sinking to reach the outlet 14 via the fluid introduced through the inlet pipe 3.

Claims

A filtering device for separating solids from liquids, comprising: a bottom-to-bottom reservoir for transferring liquid from a fluid inlet to be cleaned; a screened overflow for the purified liquid and a container outlet underneath the filter bed for jet draining and rinsing and cleaning of the filter bed, characterized by: - a drain pipe (12) connected to the outlet (11) is guided and extends through a downwardly extending outlet (14) through a pipe elbow (13) disposed above its upper end;

- a shut-off valve (15) can be inserted into the outlet (14) to open the valve at a defined value of the hydraulic overpressure before the filter bed (5);

- a vent pipe (19) is provided between the upper cover (17) of the elbow (13) and the inner space (18) of the container, the container-side end (20) being completed at the end of the back flushing! at the level of the fluid level (21).

Filter device according to Claim 1, characterized in that the outlet pipe (12) has a larger cross-section than the inlet pipe (3), preferably twice.

Filter device according to Claim 1, characterized in that the vent pipe (19) has a substantially smaller cross-section than the drain pipe (12).

Filter device according to claim 1 or 3, characterized in that the container-end (20) of the vent pipe (19) is located at the height of the cover (22) of the inner arc (23) of the pipe elbow (13).

Filter device according to Claim 1 or 3 or 4, characterized in that the vent pipe (19) is located downstream of the container opening (20).

6. Filter device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the container-end (20) of the vent pipe (19) is arranged above the sieve (6).

7. Filter device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the highest point (24) of the vent pipe (29) is located inside the container (1): the opening of which is closed by a non-return valve (25).

Filter device according to Claim 7, characterized in that the non-return valve (25) can be opened in the event of overpressure in the vent pipe (19).

9. A narrow fitting according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the outlet (11) of the container (1) is formed below the inlet (2) of the inlet pipe (3) on the opposite side.

10. Filter device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure-dependent control unit (pressure gauge 16) for opening the shut-off valve (15) in the outlet pipe (14) is mounted in the seed pipe (3),

11. A filtering device according to any one of the claims, characterized in that it has a time-dependent control unit for closing the shut-off valve (15).

12. Filter device according to any one of the preceding claims, characterized in that the shut-off valve (15) is located below the elbow (13) in the outlet (14).