NL7908688A - Werkwijze en inrichting voor het filtreren van vloeistof, in het bijzonder voor het adsorptief afscheiden van olie uit water. - Google Patents

Description

A

ΪΓ.Ο. 28.342 Λ .

Λ

Werkwijze en inrichting voor het filtreren van vloeistof, in het bijzonder voor het adsorptief afscheiden van olié uit water.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het filtreren van vloeistof, in het bijzonder voor het adsorptief afscheiden van olie uit water, waarbij de vloeistof door een filterbed het uit korrelig filtermateriaal wordt heen geleid en op een inrichting 2 voor het uitvoeren van deze werkwijze.

Filterbedden uit korrelvormig materiaal worden ook als diep-filters aangegeven, omdat het filterproces zich niet alleen in de oppervlaktelaag, maar over de gehele diepte van het filterbed binnen de tussen de korrels gevormde tussenruimten afspeelt. Door af-.|q zetting van de af te scheiden stof, bijvoorbeeld olie, tegen het oppervlak van de korrels wordt het filtermateriaal uitgeput en moet na enige tijd worden gereinigd of verwisseld. Het is gewenst om het filtermateriaal zo gelijkmatig en zo volledig mogelijk te gebruiken om de tijden tussen de reinigingen of verwisselingen van het fil-terbed zo lang mogelijk te maken en om kosten te besparen. In de praktijk is gebleken, dat verschillende gebieden van dergelijke fil-terbedden zich ongelijkmatig uitputten en dat dus een filterbed, dat bijvoorbeeld in zijn centrale gebied voortijdig is uitgeput, zijn noodzakelijke reinigingswerking reeds heeft verloren en ver-20 wisseld moet worden, ofschoon bijvoorbeeld gebieden nabij de rand van het filterbed nog zouden kunnen opnemen. Dergelijke verschijnselen treden bijvoorbeeld op bij ionenwisselaars met een korrelig ionenuitwisselbed, die eveneens onder het begrip filter in de zin van de onderhavige uitvinding moeten vallen.

25 Om het filterbed zo gelijkmatig en volledig mogelijk te. ge bruiken is het bekend om het bed tijdens de filtratie constant of in intervallen te bewegen, bijvoorbeeld door mechanische om-roerinrichtingen of door opwervelen door middel van druklucht en/of terugspoelvloeistof. Een dergelijk bewegen en omroeren van het 2o filterbed vereist echter een aanzienlijke toevoer van energie, betekent aanzienlijke kosten wat de apparatuur betreft voor roerele-menten of dergelijke, en heeft het principiële nadeel, dat door de beweging en onderlinge wrijving van de korrels van het filtermateriaal afgeschuurde deeltjes ontstaan, die met de gefiltreerde vloei-25 stof worden weggespoeld erfaan sluit end moeten worden tegengehouden.

Doel van de uitvinding is om een betere en meer gelijkmatig gebruik van het filterbed met zo min mogelijk kosten en zonder 7908688 2 het optreden van af geschuurde deeltjes te "bereiken.

Dit wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat men gedurende het filtreren luchtbellen of gasbellen door het filterbed laat opstijgen.

5 Verrassenderwijze is gebleken, dat door deze luchtbellen of gasbellen een bijzonder gelijkmatige verdeling van de te filtreren vloeistof in het filterbed en ten gev.olge daarvan een zeer gelijkmatig gebruik van het filtermateriaal in de verschillende gebieden 10 van het filterbed wordt bereikt. Deze werking berust daarop, dat door de opstijgende luchtbellen de tussen de korrels van het filtermateriaal gevormde stromingskanalen voor de vloeistof altijd weer voor een korte tijd worden versperd, zodat de vloeistof gedwongen wordt om zich altijd weer nieuwe, juist niet door de lucht-15 bellen versperde stromingswegen te zoeken en daardoor gelijkmatig ook in ernaast gelegen gebieden van het filterbed komt. Ook wordt de verblijfstijd van de vloeistof in het filterbed verlengd en daardoor de waarschijnlijkheid van adsorptie van de zich daarin bevindende oliedruppels of dergelijke vergroot. Bovendien hebben de 20 luchtbellen het effect, dat vaste of gietgalachtige deeltjes, die zioh in de tussenruimte van het filterbed vast kunnen zetten en daardoor het eigenlijke adsorptieve filtreerproces kunnen storen, weer worden losgemaakt en dan met de vloeistof worden weggespoeld.

De vloeistof wordt bij voorkeur in tegenstroom of in dwars-25 stroom ten opzichte van de opstijgende luchtbellen of gasbellen toegevoerd, terwijl de toevoer van de luchtbellen of gasbellen bij • voorkeur onder een zodanige druk plaatsvindt, dat daardoor geen wezenlijke beweging van de afzonderlijke korrels van het filtermateriaal wordt veroorzaakt.

30 De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze, welke inrichting bevat een houder met een bed uit korrelig filtermateriaal benevens toevoerleidingen en afvoerleidingen voor het voeren van de vloeistof door het filterbed, waarbij deze inrichting daardoor is gekenmerkt, dat onder of 35 in het onderste gebied van het filterbed verdeelinrichtingen voor lucht of gas in de houder zijn aangebracht, die aan een lucht- of gastoevoerleiding zijn aangesloten.

Deze verdeelinrichtingen kunnen op op zichzelf bekende wijze 40 uit geperforeerde of poreuze buizen, kaarsen of dergelijke bestaan.

De werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding zijn in het bijzonder geschikt voor het nareinigen van door olie vervuild 7903688 3 ** • afvalwater, dat reeds een gebruikelijke olieafscheider heeft doorlopen. Bij voorkeur is de inrichting volgens de uitvinding daarom na een zwaartekraehtafscheider voor olie of dergelijke lichte vloeistof geschakeld, in het bijzonder wat de bouw betreft daarmee 5 verenigd, bijvoorbeeld in de vorm van een de houder van de olieafscheider ringvormig omgevende filterhouder. De filterhouder heeft bij voorkeur een hoge, smalle vorm, Waarbij de hoogte van he.t fil-terbed bij voorkeur een hoge, smalle vorm, waarbij de hoogte van het filterbed bij voorkeur ten minste twee maal zo groot is als de 10 breedte van het filterbed.

De uitvinding wordt aan de hand van de tekening nader verduidelijkt .

lig. 1 geeft in langsdoorsnede een filterinrichting met een aantal achter elkaar geschakelde adsorptiefliters weer.

15 lig. 2 is een bovenaanzicht van de inrichting volgens fig. 1.

lig. 3 geeft in langsdoorsnede een met een zwaartekrachtafscheider constructief verenigde filterinrichting volgens de uitvinding weer.

lig. 4 is een bovenaanzicht van de inrichting volgens fig. 3· 20 lig. 5 is een grafische voorstelling van de resultaten van vergelijkende proeven.

De in fig. 1 weergegeven filterinrichting bestaat uit een aantal achter elkaar geschakelde filterhouders 1, 2, 3 enz., die elk relatief hoog en smal is uitgevoerd. Elke filterhouder 1,2, 3 25 is tot een vulhoogte 11 met een filterbed 10 uit korrelig filter-materiaal gevuld, bijvoorbeeld met een granulaat met olie adsorberende eigenschappen. In het gebied van de bodem van elke filter-houder 1,2,3 zijn geperforeerde buizen 12 gelegd, die aan een gemeenschappelijke luchttoevoerleiding 13 zijn aangesloten, zodat 50 luchtbellen in het filterbed 10 opstijgen, die zich snel over de gehele doorsnede van het filterbed 10 verdelen.

De te filtreren vloeistof wordt aan een invoerkamer 14 toegevoerd en komt vandaar via een overloop 15 en een zich daaraan aansluitend leivlak 16 in het midden van de eerste filterhouder 1 en 35 doorstroomt het filterbed 10 naar beneden in t^nstroom ten opzichte van de luchtbellen. De gefiltreerde vloeistof gaat dan onder een duikwand 17 door in een stijgkanaal 18 en daaruit via een tweede overloop 15 met een aansluitend leivlak 16 in het midden van de volgende filterhouder 2,· enzovoorts. Door de doorstromings-40 weerstand van elk filterbed stelt het watemiveau in elke filter- 79 0 S S 8 3 • 4 #* afdeling (bijvoorbeeld 2) zich lager in dan in de voorafgaande fil ter af deling (bijvoorbeeld 1) .· ïïit de laatste filter houder komt de nu volledig gereinigde vloeistof onder de duikwand 17* heen via een verdere overloop 19 in de afvoerleiding 20. Luchtbellen, die 5 zich onder de leivlakken 16 van de filterhouders 1,2,2 enz. verzamelen, kunnen door ontluchtingskanalen 21 ontwijken.

Bij de inrichting volgens de fig. 3 en 4 is in het midden van de inrichting een zwaartekrachtafscheider 25 voor olie of dergelijke lichte vloeistof aangebracht, waaraan de te reinigen vloei-10 stof, in het bijzonder door olie vervuild afvalwater, via een leiding 26 en onder een duikwand 27 door wordt toegevoerd. De afscheider 25 is zodanig gedimensioneerd, dat de vloeistof daarin een voldoende verblijfstijd heeft, zodat door de zwaartekracht de olie-druppels of dergelijke zich afzonderen en in de vorm van een samen-15 hangende olielaag 28 op het oppervlak drijven. Een resthoseelheid olie, die in de vorm van bijzonder kleine druppeltjes of ook in geëmulgeerde vorm aanwezig is, is echter op deze wijze niet af te scheiden. Om ook deze resthoeveelheid van de olie af te scheiden, is na de afscheider 25 een adsorptief oliefilter 30 geschakeld, 20 dat de afscheider 25 ringvormig omgeeft. Het afvalwater wordt uit de afscheider 25 over de gehele omtrek onder een duikwand 31 door via een stijgkanaal 32 en een overloop 35 met aansluitend leivlak in het midden van de ringvormige filterhouder 30 gevoerd en doorstroomt in deze houder 30 van boven naar beneden een bed 35 uit kor-25 relig filtermateriaal met olie-adsorberende eigenschappen. In dit filterbed 35 is in het gebied van de bodem van de filterhouder 30 een geperforeerde buis 36 aangebracht, die aan een niet weergegeven ' leiding voor druklucht is aangesloten om luchtbellen 37 in het filterbed 35 te laten opstijgen. Het van de resterende olie nu in wezen 30 volledig gereinigde water wordt over de gehele omtrek van de filterhouder 30 onder een duikwand 38 door via een stijgkanaal 39 en via een overloop 40 in een afvoergoot 41 afgevoerd, waarna het water in een afvoerleiding 42 stroomt.

Om het met de uitvinding bereikte effect aan te tonen werden 35 proeven uitgevoerd, waarbij een afgemeten hoeveelheid afvalwater, waarvan de vervuiling aan olie bekend was, in de kringloop altijd weer door dezelfde, met een bed uit filtermateriaal gevulde filterhouder werd gepompt. Resterende vervuiling van het de houder verlatende water werd op afstanden van 10 minuten gemeten, en de resultaten zijn in fig. 5 weergegeven. De kromme A werd bij conven- 7908888 * 5 *% tionele filtratie zonder toevoer van luchtbellen gemeten, de kromme B bij toevoer van luchtbellen naar het filterbed. Uit een vergelijking van de krommen A en B is te zien, dat door de toevoer van luchtbellen een wezenlijk snellere afname van de resterende vervui-5 ling van het water wordt bereikt, dat wil zeggen dat in kortere tijd meer olie in het filter wordt geadsorbeerd. Ook de zich na langere filtreerbed instellende resterende vervuiling, die ook door nog langere filtratie niet meer wezenlijk kan worden verminderd, ligt bij de filtratie zonder luchtbellen (kromme A) wezenlijk hoger 10 dan bij filtratie met luchtbellen (kromme B). Dit betekent, dat door de invoer van de luchtbellen een wezenlijk meer werkzame en meer gelijkmatig gebruik van het filtermateriaal wordt bereikt.

Ben bijzonder de voorkeur verdienend toepassingsgeval volgens de uitvinding is het verwijderen van olie uit condenswater, dat bij 15 luchtcompressorinstallaties wordt verkregen. Bier is de voor het opwekken van de luchtbellen noodzakelijke druklucht zonder meer aanwezig, en behoeft alleen van de compressor te worden afgetakt en te worden gesmoord.

7908638

Claims (12)

1. Werkwijze voor het filtreren van vloeistoffen, in het bijzonder voor het adsorptief afscheiden van olie uit water, waarbij de vloeistof door een filterbed uit korrelig filtermateriaal heen wordt geleid, met het kenmerk, dat men tijdens het 5 filtreren luchtbellen of gasbellen door het filterbed laat opstijgen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de vloeistof in tegenstroom of in dwarsstroom ten opzichte van de opstijgende luchtbellen door het filterbed wordt gevoerd. 10

3· Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het ken merk, dat de luchtbellen of de gasbellen met een zodanige druk in het filterbed worden ingevoerd, dat daardoor in wezen geen beweging van de filtermateriaal wordt veroorzaakt.

4. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens 15 een van de conclusies 1-3, met een filterbed uit korrelig materiaal bevattende houder en toevoerleidingen en afvoerleidingen voor het.voeren van de vloeistof door het filterbed, met het kenmerk, dat onder het filterbed of in het onderste gebied van het filterbed (10, 35) aan een luchttoevoerleiding of gastoe- 20 voerleiding (13) aangesloten verdeelinrichtingen (12, 36) voor lucht of gas in de houder (1,23; 30) zijn aangebracht.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de verdeelinrichtingen geperforeerde of poreuze buizen (12, 36) zijn.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, met het ken merk, dat een aantal houders (1,2,3) met filterbedden (10) achter elkaar zijn geschakeld, waarvan elke van verdeelinrichtingen (12) is voorzien.

7. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, 30 dat voor de filterhouder (30) een zwaartekrachtafscheider (25) voor het afscheiden van lichte vloeistof, in het bijzonder olie, uit water is geschakéld.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de filterhouder (30) met de afscheider (25) wat de bouw betreft 35 is verenigd.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de filterhouder (30) de afscheider (25) ringvormig ' omgeeft. 79 0 8-8 3 8

10. Inrichting volgens een van de conclusies 4-9» met het kenmerk, dat de of elke filterhouder (1,2,3» 30) de toevoer van vloeistof via een overloop (15 > 33) van de telkens voorgeschakelde houder (1,2,3,25) ontvangt.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het ken merk, dat zich aan de overloop (15> 33) een de vloeistof tot ongeveer in het midden van de filterhouder (1,2,3? 30) voerend leivlak (16, 43) aansluit.

12. Inrichting volgens conclusie 9> met het ken-10 m e r k, dat de vloeistofafvoer uit de afscheider (25) in filterhouder (50) en de vloeistofafvoer uit de filterhouder (30) telkens over de gehele omtrek onder een duikwand (31 respectievelijk 38) door plaatsvindt. 7908638