HU198535B - Eljárás szemcsés szűrőanyagú szűrőközeget tartalmazó szűrőberendezés szűrőanyagánsfk a regenerálására, valamint berendezés az eljárás foganatosítására - Google Patents

Abstract

Az eljárás lényege, hogy a szűrőanyagot (3) szűrőanyag résztömegként (a, b, c) időben egymástól eltolt fázisokban öblítik át. A szűrőberendezés egyik kiviteli alakjánál a szűrőlap (4, 3) alatti tér egymástól elkülönített tér-részekre (14-16) van megosztva, és mindegyik tér-részhez független öblítővíz- és öblítőlevegő- -betápláló eszköz tartozik. A másik kiviteli alaknál a szűrőanyagba (3) drénvezeték (17-19) vannak beágyazva, és mindegyik drénvezetékhez (17-19) egymástól független öblítővíz-betápláló csonk és öblítőlevegő-vezeték tartozik.

Description

A találmány szemcsés szűrőanyagú szűrőközeget tartalmazó szűrőberendezés szűrőanyagának a regenerálására szolgáló eljárásra, valamint az eljárás foganatosítására alkalmas szűrőberendezésre vonatozik.

Amint ismeretes, szllárdanyag-tartalmú folyadékokból, pl. szuszpenziókból a szilárd fázis kiválasztása szűrési művelet segítségével történik. A szuszpenziót porózus rétegen vezetik keresztül, amely a szilárd részecskéket visszatartja, a folyékony fázist pedig átengedi. A szilárd fázis kiválasztása a koncentrációtól és a részecskék méretétől függően felületi vagy mélységi szűréssel történhet. Ez utóbbi esetben a szűrőközeget szilárd szemcsés anyag alkotja.

Mélységi szűrőket - amelyek nyitott vagy zárt kivitelben készülhetnek - a vízben levő lebegőanyagok eltávolítására mind az ipari mind az ivóvíz-tisztítási technológiákban elteijedten alkalmaznak. Zárt szűrőkkel a megengedhető nagyobb szűrési sebességnek és szűrési nyomásesének köszönhetően a nyílt szürkénél nagyobb teljesítményű szűrőberendezések alakíthatók ki. Ilyen nagyteljesítményű (nagy felületű) zárt szűrőberendezésre vonatkozik a HU 170 467. számú szabadalmi leírás. E megoldás hátránya, hogy a szűrő eltömődését követően időszakosan szükségessé váló öblítéshez nagyteljesítményű gépekre, illetve berendezésekre van szükség, ami a gazdaságosság rovására megy. Hasonló problémát jelent az öblítés a nagyteljesítményű nyűt szűrők esetében is.

A találmány feladata, hogy olyan szemcsés szűrőanyag-regenerálási eljárást, valamint mélységi szűrőberendezéseket szolgáltasson, amelyek - a szűrés nagy teljesítményének a változatlan fenntartása mellett - lényegesen gazdaságosabb szűrőközeg-öblítést tesznek lehetővé, mint ami a jelenleg ismert nyílt és zárt szűrőberendezésekkel megvalósítható.

A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy amennyíben a szilárd szemcsés szűrőanyagot résztömegenként öblítjük vissza, a szükséges öblítővíz- és öblítőlevegő-intenzitás az egyszerre öblített résztömeg, illetve részfelület arányában csökken, vagyis az öblítéshez nem kell a jelenlegi ismert szűrőknél felhasznált víz- és levegőmennyiséget betáplálni, ami a teljes szűrési üzem költségét csökkenti.

E felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során a szűrőanyagot alulról felfelé irányuló öblítőfolyadék- és öblítőlevegő-árammal öblítjük, és az öblítöfolyadékot a berendezésből eltávolítjuk, és amely eljárásnak az a lényege, hogy a szűrőanyagot szűrőanyag-résztömegenként, időben egymástól eltolt fázisokban öblítjük át.

Az egyik találmány szerinti zárt szűrőberendezésnek a szemcsés szűrőanyagot hordozó, szűrőgyertyákat tartalmazó szűrőlappal megosztott szűrő tere van, amelynek felső részében nyersvíz-betápláló és öblítővíz-kibocsátó, valamint légtelenítő csonk torkollik, és e felső részében egy vagy több, az öblítővíz összegyűjtésére és elvesztésére szolgáló vályú húzódik, alsó részébe pedig öblítővíz-betápláló és -elosztó vezeték húzódik. E szűrőberendezésre az jellemző, hogy a szűrőlap alatti tér egymástól különálló tér-részekre van megosztva, és mindegyik tér-rész önálló öblítővíz- és öblítőlevegő-betápláló eszközzel rendelkezik, előnyösen minden tér-részbe külön-külön öblítőfolyadék-betápláló csonk torkollik, és különálló öblitőlevegő-betápláló és -elosztó vezeték húzódik. Célszerű, ha e berendezésnek hosszúkás fekvőhenger alakú fallal és kívülről nézve domború homlokfalakkal rendelkező háza van, és a szűrőlap alatti szegmens-keresztmetszetű tér függőleges tömör válaszfalakkal van egymástól hermetikusan elzárt tér-részekre megosztva.

Egy másik találmány szerinti zárt szűrőberendezésnek - célszerűen hosszúkás fekvőhenger alakú fallal és kívülről nézve domború végfalakkal határolt háza, abban elhelyezkedő szemcsés szűrőanyaga, a szűrőanyag felett húzódó egy vagy több, az öblítővíz összegyűjtésére és elvezetésére szolgáló vályúja, valamint a szűrőanyagba ágyazott — annak alsó tartományában húzódó a szűrt víz összegyűjtésére, valamint az öblítővíz és -levegő betáplálására alkalmas, perforált drénvezetékei vannak, és a házba nyersvíz-betápláló és légtelenítő csonk torkollik. E berendezésnek az a lényege, hogy külön-külön mindegyik drénvezetékhez egymástól független öblítővíz- és öblítőlevegő-betápláló eszközök, előnyösen önálló öblítővíz-betápláló csontok és öblítőlevegőbetápláló és -elosztó vezetékek vannak hozzárendelve. Előnyös, ha a — célszerűen fekvő téglalap keresztmetszetű drénvezetékek alattuk húzódó tömör falú kollektorcsövekkel állnak kapcsolatban, és az öblítővíz-bevezető csonkok e kollektorcsövekbe torkollnak, illetve az öblítőlevegő-betápláló és -elosztó vezetékek e kollektorcsövekben húzódnak.

Az ugyancsak a találmány tárgyát képező nyűt szűrőberendezésnek a szemcsés szűrőanyagot hordozó, szűrőgyertyákat tartalmazó szűrőlappal megosztott szűrőtere van, amelynek felül nyitott felső részébe nyersvízbetápláló nyílás és öblítővíz-kobicsátó nyílás torkollik, és e felső részben egy vagy több célszerűen a szűrőteret oldalról határoló felmenő falak felső részében kialakított - az öblítővíz összegyűjtésére és elvezetésére szolgáló vályú húzódik, a szűrőtér alsó részébe pedig öblítővíz-betápláló és tisztitottvíz-kibocsátó csonk torkollik, és ugyanitt öblítőlevegő-betápláló és -elosztó vezeték húzódik. E nyílt szűrőberendezésnek az a lényege, hogy a szűrőtérnek a szűrőlap alatti része egymástól különálló térrészekre van megosztva, és mindegyik tér-rész önálló öblít-viz- és öblítőlevegő-betápláló eszközzel rendelkezik, előnyösen mindegyik tér-részbe külön-külön öblitőfolyadék-betápláló csonk torkollik, és különálló öblítőlevegő-betápláló és -elosztó vezeték húzódik. Előnyös, ha a tér-részek célszerűen vasbatonból készült tömör függőleges válaszfalakkal vannak egymástól elválasztva.

A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen, amelyek a szűrőberendezés előnyös kiviteli példáit tartalmazzák, és üzemeltetésének a módját érzékeltetik.

A rajzokon az 1. ábrán egy találmány szerint kialakított zárt szűrő a 2. ábrán bejelölt A-A vonal mentén vett metszetben látható, a 2. ábra az 1. ábrán bejelölt B-B vonal mentén vett metszet, a 3-5. ábrákon az 1. ábra szerinti berendezés szűrőanyagának résztömegenkénti ciklikus visszaöblftését érzékeltettük, a 6. ábrán egy, a találmány szerinti módon kialakított zárt szűrőnek az 1. és 2. ábra szerintitől eltérő kiviteli alakját keresztmetszetben tüntettük fel, a 7. ábrán egy, a találmány szerinti módon kialaki·

-2tott nyílt szűrő látható függőleges metszetben.

Az 1-5. ábrákon látható zárt szűrőberendezésnek hengeres 1 fallal és kívülről nézve domború 2 homlokfalakkal (fenékkel) határolt I háza van, amelynek vízszintes hosszanti geometriai középtengelyét x hivatkozási betűvel (1. ábra) jelöltük. Az I ház alsó részében vízszintes 4 szűrőlap van rögzítve, amely - önmagában ismert módon - 5 szűrőgyertyákat tartalmaz A szemcsés 3 szűrőanyag a 4 szűrőlapon helyezkedik el. A 3 szűröanyagnak a közvetlenül a 4 szűrőlap felett elhelyezkedő rétege nagyobb szemcseméretű, mint a szűrőanyag többi része. Az I ház felső részében az x hosszanti geometriai középtengellyel párhuzamosan befüggesztett, az öblítővíz elvezetésére szolgáló 6 vályúk húzódnak.

A 4 szfírőlap alatti, szegmens alakú tér a függőleges tömör, hosszirányú 7 válaszfalakkal (zárófalakkal) 14, 15 és 16 tér-részekre van megosztva, amelyekbe az 1 ház egyik végén egy-egy szűrtvíz-elvezető öblítővíz-betápláló 8a, 8b, 8c csonk torkollik, ezek egymástól függetlenek. Ugyancsak egy-egy, egymástól független levegőbetápláló és -elosztó 9a, 4b és 9c vezeték húzódik végig hosszirányban mindegyik 14, 15 és 16 tér-részen. A bevitt levegő az öblítővízzel együtt — önmagában ismert módon - az elszennyeződött, eltömődött szűrőanyag regenerálására szolgál. A szűrendő nyersvíz betáplálásához és az öblítővíz elvezetéséhez a 6 vályúkhoz csatlakozó 10 csonkok vannak előirányozva, a légtelenítő csonkot 11 hivatkozási számmal jelöltük. Az I ház belsejébe 12 húvónyQások és 13 töltönyilások torkollnak, amelyek természetesen nyithatók-zárhatók.

Az 1 -5. ábrákon látható szűrőberendezés a következőképpen működik:

a szűrés folyamata azonos azzal, hogy ez a jelenleg ismert hasonló berendezésekben történik, vagyis a szűrendő vizet az 1. ábrán látható 10 csonkokon át tápláljuk az I házba (f nyíl), és a nyers víz a 6 vályúk által elosztva kerül a 3 szűrőanyagra. A 3 szűrőanyagon áthaladó és abban megtisztult'víz az 5 szűrőgyertyákon át a 14-15 tér-részekbe kerül, és a 8a-8c csonkokon át távozik (g nyű, 1. ábra).

A 3 szűrőanyag öblítése a találmány értelmében részmennyiségenként történik, mégpedig e részmenynyiségeket időben egymástól eltolva öblítjük. E műveletet úgy hajtjuk végre, hogy a 4 szűrőlap alatti 14-16 tér-részeknek csak az egyikébe vezetünk öblítővizet és öblítőlevegőt.

A 3. ábra szerinti fázisban a 14 tér-részbe táplálunk a 8a csonkon és a 9a vezetéken át öblítővizet és -levegőt (1. ábra, d és e nyilak), miáltal az e 14 tér-részből a felette levő 5 szűrőgyertyákon át az a jelű, pontozással kiemelt szűrőanyag - résztömegbe hatol az öblítővíz és -levegő, és azon áthaladva, közben azt megtisztíva az I háznak a 3 szűrőanyag feletti tér-részébe kerül. Innen az öblítővíz a 6 vályúkon és 10 csonkon át távozik (1. ábra, h nyíl), az öblítőlevegő pedig a 11 légtelenítő csonkon át lép ki a házból (1. ábra i nyíl). Mivel a 7 válaszfalak tömörek, az a jelű szűrőanyag-tömeg öblítésekor a c jelű szűrőanyag-résztömeg teljes egészében nyugalomban marad, míg a b jelű szűrőanyagrésztömeg határfelülete ugyan résztvesz az öblítésben, belső része azonban nyugalomban marad. (Az a-b szűrőanyag-résztömegek elméleti határfelületeit egyébként a 3-5. ábrákon függőleges szaggatott vonalakkal érzékeltettük.)

A 4. ábra szerinti öblítési fázisban a b jelű szűrőanyagrésztömeget öblítjük át oly módon, hogy a 8b csonkon és 9b vezetéken át a 15 tér-részbe táplálunk öblítővizet és -levegőt, amikoris az a és c szűrőanyagrésztömegek - a határfelületeket nem számítva maradnak nyugalomban. Végül az 5. ábra szerinti öblítést fázisban az előzőekben leírtakhoz hasonlóan a 16 tér rész feletti c szűrőanyag-résztömegeket öblítjük át, miközben az a és b szűrőanyag-résztömegek maradnak nyugalomban (a határfelülettől eltekintve). Az öblítővíz és -levegő kibocsátása az I házból a 3. ábra magyarázata során leírt módon, a 10 és 11 csokokon át történik.

A 3-5. ábrákon az öblítővíz elvezetésének módját a k nyilak érzékeltetik.

A fent leírtakból egyértelműen következik, hogy mivel a teljes szűröanyag-tömeg helyett annak csak részmennyiségeit öblítjük, a szükséges öblítési intenzitás, az öblítőgépek teljesítménye a szűrőanyag-tömeg, illetve a szűrőfelület csökkenésének az arányában csökken. A találmány szerinti öblítési eljárás arra is lehetőséget nyújt, hogy a szűrőanyagnak nem azonos - vagyis egymástól eltérő nagyságú és/vagy alakú - tömegekre ill. felületekre való megosztásával a szűrőtartály egyes helyein (pl. a palást közelében) nagyobb öblítési sebességet idézzünk elő, miáltal a palástgörbületből adódó öblítési problémákat kiküszöbölhetjük.

A találmány szerinti eljárás drénrendszerű szűrőkben is megvalósítható, illetve drénrendszerű találmány szerinti szűrőberendezések is építhetők. A 6. ábra szerinti zárt szűrőberendezésnek is fekvőhenger alakú I háza van, és több vonatkozásban azonos az 1—5. ábrák szerinti berendezéssel, ezért az azonos szerkezeti elemeket a már alkalmazott lúvatkozási számokkal jelöltük. Eltérés elsősorban abban bán, hogy itt nincs szűrőlap, hanem a 3 szűrőanyagba - annak az alul elhelyezkedő durvább frakciójába - keresztmetszetben fekvő téglalap alakú perforált 17, 18 és 19 drénvezetékek vannak beágyazva, amelyek egyrészt a szűrt víz összegyűjtésére és kivezetésére, másrészt az öblítővíz és öblítőlevegő betáplálására és elosztására szolgálnak. Mindegyik 17-19 drénvezetékhez külön-külön vagy egy-egy (nem ábrázolt) öblítővíz-betápláló csonk és öblitőlevegő-vezeték hozzárendelve, amelyek — ugyanúgy mint az 1-5. ábrák szerinti kiviteli példa esetében - egymástól függetlenek. A 17—19 drénvezetékekhez egy-egy, alattuk elhelyezkedő 20, 21 és 22 kollektorcső csatlakozik, ezekbe torkollnak az öblítővízbetápláló és szűrtvízkivezető csonkok, és ezekben húzódnak végig az egymástól független öblítőlevegő-betápláló vezetékek. ·

A 6. ábra szerinti szűrőberendezés természetesen ugyanúgy el van látva nyersvíz-betápláló csonkkal, légtelenítő csonkkal, valamint töltő- és búvónyílásokkal, mint az 1. ábra szerinti berendezés, és üzemeltetése is azzal lényegében azonos módon történik, a szűrési művelet során a 3 szűrőanyagon átáramló és megtisztult vizet a 17-19 drénvezetékek gyűjtik össze, és a tisztított víz a 20-22 kollektorcsöveken át távozik az I házból, míg a 3 szűrőanyag regenerálása — öblítése - részmennyiségenként, és időben eltolva, szakaszosan (ciklikusan) történik. Az egy-egy regenerálási művelet során átöblitett szűrőanyag-résztömegeket ebben az esetben is a-c hivatkozási betűkkel, határfelületeiket pedig függőleges szaggatott vonalakkal je-3löltük.

A 7. ábrán a találmány alkalmazását nyOt szűrő esetében érzékeltettük. E szűrőberendezésnek a szűrőterét vasbaton 28 felmenő falak és 32 fenéklemez határolják, és a szűrőteret a 28 felmenő falaknak mintegy fele magasságban vízszintes 31 szűrőlap osztja meg, amelyen a 3 szűrőanyag helyezkedik el, és amely tartólapba 5 szűrőgyertyák vannak beépítve. (Ezeket részben csak függőleges pontvonalakkal érzékeltettük.) A szemcsés 3 szűrőanyagnak közvetlenül a 31 szűrölapon elhelyezkedő rétege durvább szemszerkezetű, mint a felette levő, lényegesen nagyobb vastagságú réteg. A szűrőtérnek a 31 szűrőlap alatti része a függőleges 23, 24 válaszfalakkal 25-27 tér-részekre van megosztva, és — mint az 1-5. ábrák szerinti kiviteli példa esetében — mindegyik 25-27 térrészbe egy-egy, egymástól független 8a-8c csonk torkollik, és egy-egy levegőelosztó 9a-9c vezeték húzódik végig. A 8a-8c csonkok a szűrt víz kivezetésére és az öblítővíz betáplálására szolgálnak. A 28 felmenő falak felső végében 29 vályúk vannak kiképezve, amelyek az öblitővíz elvezetésére szolgálnak. A szűrendő nyersvíz betáplálásához a 30 nyílások vannak előirányozva.

A szűrés és szűrőanyag-regenerálás művelete a 7. ábra szerinti nyílt szűrő esetében is az 1-5. és 6. ábrákkal kapcsolatban már leírt módon történik: a 30 nyílásokon át betáplált nyersvíz a 3 szűrőanyagon áthaladva megtisztul, és a tiszta víz az 5 szűrőgyertyákon keresztül a 25-27 tér-részekbe jut, és onnan a 8a-8c csonkokon át távozik. Regenerálási üzemben először pl. a 8a csonkon át táplálunk a 25 tér-részbe öblítővizet és a 9a vezetéken keresztül öblítőlevegőt, ily módon átöblítjük az a szűrőanyag-résztömeget a 25 tér-rész felett, majd e műveletet a b és c szűrőanyagrésztömegek vonatkozásában is végrehajtjuk. Az öblítési műveleteket ciklikusan ismételjük. Az öblítővíz minden esetben a 29 vályúkba kerül és azokon át távozik a berendezésből. A 7. ábra jól érzékelteti, hogy a berendezésnek — önmagában ismert módon — több rekesze lehet.

A találmány előnye, hogy jelentősen csökkenti a szűrőanyag regenerálásának az energiaigényét.

A találmány természetesen nem korlátozódik a fentiekben részletezett példákra, hanem az igénypontok által definiált oltalmi körön belül sokféle módon megvalósítható.

Claims (6)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás szemcsés szűrőanyagú szűrőközeget tartalmazó - főként lebegőanyag folyadékból történő kiválasztására szolgáló — szűrőberendezés szűrőanyagának a regenerálására, amely eljárás során a szűrőanyagot alulról felfelé irányuló öblítőfolyadék és öblítőlevegöárammal átöblítjük, és az öblítőfolyadékot a berendezésből eltávolítjuk, azzal jellemezv e , hogy a szűrőanyagot (3) szfirőanyag-résztömegenként (a-c), időben egymástól eltolt fázisokban öblítjük át. ·
2. 2. Zárt szűrőberendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, amely berendezésnek a szemcsés szűrőanyagot hordozó, szűrőgyertyákat tartalmazó szűrőlappal megosztott szűrőteret tartalmazó, célszerűen hosszúkás fekvőhenger alakú és kívülről nézve végfalakkal határolt háza van, amelynek felső részébe nyersvízbetápláló és öblítővizkibocsátó, valamint légtelenítő csonk torkollik, és e felső részben egy vagy több, az öblítővíz összegyűjtésére és elvezetésére szolgáló vályú húzódik, alsó részébe pedig öblítővíz-betápláló és tisztított víz-kibocsátó csonk torkollik, és ugyanitt öblítőlevegőbetápláló és -elosztó vezeték húzódik, azzal jellemezve, hogy a szűrőlap (4) alatti tér egymástól különálló tér-részekre (14-16) van megosztva, és mindegyik tér-rész (14-16) önálló öblítővíz- és öblítőlevegő-betápláló eszközzel rendelkezik, előnyösen minden tér-részbe (14-16) különkülön öblítőfolyadék-betápláló csonk (8a-8c) torkollik, és különálló öblítőlevegő-betápláló és -elosztó ve-, zeték (9a-9c) húzódik.
3. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy hosszúkás fekvőhenger alakú fallal (1) és kívülről nézve domború homlokfalakkal (2) rendelkező háza (I) van, és a szűrőlap (4) alatti szegmens alakú tér függőleges tömör válaszfalakkal (7) van egymástól hermetikusan elzárt tér-részekre (14-16) megsoztva.
4. 4. Zárt szűrőberendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, amely berendezésnek háza célszerűen hosszúkás fekvőhenger alakú fallal és kívülről nézve domború végfalakkal határolt háza, abban elhelyezkedő szemcsés szürőanyaga, a szűrőanyag felett húzódó egy vagy több, az öblítővíz összegyűjtésére és elvezetésére szolgáló vátyúja, valamint a szűrőanyagba ágyazott - annak alsó tartományában húzódó -, a szűrt víz összegyűjtésére, valamint az öblítővíz és -levegő betáplálására alkalmas, perforált drénvezetékei vannak, és a házba nyersvízbetápláló és légtelenítő csonk torkollik, azzal jellemezve, hogy külön-külön mindegyik drénvezetékhez (17-19) egymástól független öblítővíz- és öblítőlevegő-betápláló eszközök, előnyösen önálló öblítővízbetáplálóés -elosztó vezetékek vannak hozzárendelve.
5. 5. A 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a - célszerűen fekvő téglalap keresztmetszetű - drénvezetékek (17-19) alattuk húzódó tömör falú kollektorcsövekhez (20-22) kapcsolódnak, és az öblítővíz-bevezető csonkoké kollektorcsövekbe (20-22) torkollnak, illetve az öblítőlevegő-betápláló és -elosztó vezetékek e kollektorcsövekben (20-22) húzódnak. ’
6. 6. Nyűt szűrőberendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, amely berendezésnek a szemcsés szűrőanyagot hordozó, szűrőgyertyákat tartalmazó szűrőlappal megosztott szűrőtere van, amelynek felül nyitott felső részébe nyersvízbetápláló nyílás és öblítővizkibocsátó nyílás torkollik, és e felső részben egy vagy több - célszerűen a szűrőteret oldalról határoló felmenő falak felső részében kialakított - az öblítővíz összegyűjtésére és elvezetésére szolgáló vályú húzódik, a szűrőtér alsó részébe pedig öblítővfe-betápláló és tisztított víz-kibocsátó csonk torkollik, és -elosztó vezeték húzódik, azzal jellemezve, hogy a szűrőtémek a szűrőlap (31) alatti része egymástól különálló tér-részekre (25-27) van megosztva, és mindegyik tér-rész (25-27) önálló öblítővíz- és öblítőlevegő-betápláló eszközzel rendelkezik, előnyösen mindegyik tér-részbe (25-27) külön-külön öblitőfolyadék-betápláló csonk (8a-8c) torkollik, és különálló öblítőlevegő-betápláló és -elosztó vezeték (9a-9c) Μ4

   198.535 zódik. · rűen vasbetonból készült tömör függőleges válasz7. ‘A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal falakkal (23,24) vannak egymástól elválasztva.

   i e 11 e m e z v e , hogy a tér-részek (25-27) célsze- 5