NL8320165A - Inrichting voor universele waterbehandeling. - Google Patents

Description

- 1 -

, NL 31.886-WO-Kp/vdM

Inrichting voor universele waterbehandeling.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor universele waterbehandeling met een cylindrisch huis en roterende ring-trommel, waarbij het huis voorzien is van een inlaat voor onbehandeld water en van uitlaatstompen voor ge-5 zuiverd water, terwijl de roterende filtreertrommel voorzien is van een terugspoelkamer, in welke inrichting een continue regenerering plaatsvindt.

Bekend is, dat de in water zwevende stoffen worden verwijderd tijdens het filtreerproces. Voor dit doel zijn 10 er traditioneel zandfilters gebruikt, waarvan de werking in hoofdzaak identiek is aan de filtratie die in de natuur plaatsvindt. De fijn korrelige laag in de waterfilters raakt echter na een zekere tijd verontreinigd, met het gevolg dat regeneratie ervan noodzakelijk is.

15 De regeneratie wordt uitgevoerd met schoon water in tegenstroom met het filteren, terwijl tijdens dit proces in een gegeven geval het filtreerbed met lucht of een ander gasvormig medium wordt losgemaakt.

De regeneratie kan slechts worden uitgevoerd door 20 onderbreken van het filtreerproces. Dienovereenkomstig kan een continue filtratie slechts plaatsvinden door toepassing van verscheidene afzonderlijke filtreerinrichtingen, terwijl tijdens regeneratie van één van de filtreerinrichtingen de filtratie plaatsvindt met de andere inrichting(en).

25 Tengevolge van de door verontreiniging in het algemeen afnemende filtreersnelheid en de daaraan verbonden afname van de specifieke doorvoer is de toepassing nodig van tamelijk grote filtreerinrichtingen, waardoor de kosten van het filtratieproces aanzienlijk zullen stijgen.

30 Een ander bezwaar wordt veroorzaakt door het feit dat voor het verhogen van de efficiëntie van de filtratie er verscheidene filtreerbedden worden gebruikt indien noodzakelijk. Bovendien kan in verband met het voldoen aan verscheidene waterbehandelingsvereisten naast verwijdering van de 35 zwevende vaste verontreinigingen ook chemische filtratie 8320165 - 2 - worden toegepast voor de verwijdering van zuren, gassen, ijzer, stikstof en/of fosfor, zwaar metaal, zout, terwijl bovendien ook reukverwijdering kan plaatsvinden, enz. Op die manier wordt het normale filtreerproces gecombineerd in het algemeen 5 met andere waterbehandelingsprocessen, waartoe echter nodig is de constructie van andere filtreer- en behandelingsvaten, met het gevolg dat de kosten van de toch al kostbare, met tussenpozen werkende, filtreertechnologie nog hoger worden. Bovendien wordt de technologie op die manier zeer ingewikkeld, 10 aangezien voor het waarborgen van een afwisselende bedrijfsvoering er diverse coagulatie- of chemische conditionerings-tanks nodig zijn naast filters van verschillende filtreerma-terialen en korrelgrootte.

Teneinde de boven beschreven problemen te vermin-15 deren heeft men filtreerinrichtingen ontworpen voor continue zuivering. Bekend is bijv. een inrichting die is voorzien van een draadspoel, waarbij een langzaam roterend mondstuk wordt gebruikt voor wassen boven het filtreerelement.

Een ander systeem omvat een schraper die is aan-20 gebracht in de openingen tussen de filtreerschijven voor het verwijderen van de opgehoopte verontreinigingen.

Bij continu werkende filtreerinrichtingen komt de afgezonderde verontreiniging terecht in een opvangruimte, waar vandaan de verontreiniging periodiek wordt verwijderd.

25 Het nadeel van de boven geschetste oplossingen is in de eerste plaats dat de mate van filtratie wordt beperkt door de afmeting van de opening van de draadspoelen en de filtreerschijven.

Iets dergelijks doet zich voor bij de filtreer-30 inrichtingen, welke zijn voorzien van continue regenererende zeefdoeken of verschillende poreuze materialen. Bekend is ook de toepassing van filtreerinrichtingen, die zijn voorzien van vervangbare filtreerinzetstukken en -patronen.

Continu werkende waterfiltreerapparaten met een 35 cylindervormig huis en voorzien van een roterende filtreer-trommel, aangebracht op afgedichte lagers en voorzien van een inlaatstomp voor onbehandeld water in het midden van het huis, alsmede een uitlaatstomp voor gezuiverd water, zich uitstrek- 8320165 - 3 - kend in de bodem van het huis en waarbij de filtreertrommel aan de bovenkant is afgedicht en passend is opgenomen in de holte van de afvoerstomp, zijn eveneens bekend. De mantel van de filtreertrommel is voorzien van filtreerelementen, terwijl 5 op de binnenwand van het huis een holte is aangebracht passend op de filtreertrommel en wel langs een loodrecht vlak op de toevoer- en afvoerstompen, terwijl de afvoeropening door de wand van het huis terecht komt in de holte. Een dergelijke inrichting en toepassing ervan zijn beschreven in het Hongaarse . 10 octrooischrift 172.006. Dienovereenkomstig zijn de filtreerelementen prisma's, die het filtreermedium vasthouden, waarbij de prisma's gevormd zijn door een plaat, waarvan de twee tegenover gestelde zijden geperforeerd zijn, of door zeefdoek, welke prisma's over een montageflens beschikken, welke past op 15 de filtreertrommel. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is de buitenkant van de filtreertrommel gekromd overeenkomstig de radius van de filtreertrommel. Het filtreermedium in de filtreertrommel kan zand, gemalen kwarts, actieve koolstof, vermalen porseleinfragmenten of een mengsel ervan zijn.

20 Deze inrichting waarborgt de filtratie van de zwevende vaste stoffen in water met een geringe afmeting, lage produktiekosten en continu bedrijf, doch mist de gelijktijdige toepassing van de filtreerelementen van verschillende kwaliteit en chemische filtratie, met het gevolg dat het aldus ge-25 zuiverde water slechts industriële waterkwaliteit heeft.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een inrichting voor universele waterbehandeling, waarbij zeer efficiënte zuivering van het drinkwater, badwater of afvalwater wordt gewaarborgd, zoals vereist met de combinatie van 30 verschillende waterbehandelings- en filtratieprocessen, terwijl tegelijkertijd de afmeting klein is, de produktiekosten laag zijn en voldoet aan de speciale waterbehandelingsvereis-ten.

Hiertoe verschaft de uitvinding een waterbehande-35 lingsinrichting voorzien van een cylindervormig huis en een roterende filtreertrommel, waarvan het huis is voorzien van een inlaatstomp voor het onbehandelde water en een uitlaat-stomp voor het gezuiverde water, terwijl de roterende fil- 8320165 - 4 - treertrommel tenminste één terugwaskamer bevat, in het cylin-dervormige huis een ringvormige coaguleerruimte is aangebracht die in verbinding staat met de inlaatstomp voor het behandelde water en diverse roterende filtreertrommels, die niet axiaal 5 ten opzichte van de coagulatieruimte en ten opzichte van elkaar zijn aangebracht, terwijl bovendien de inrichting is voorzien van tenminste één gasinlaatpijp.

De in de inrichting volgens de uitvinding toegepaste filtreertrommels kunnen zodanig zijn aangebracht dat ze 10 zich in elkaar bevinden, dan wel boven elkaar. In de filtreertrommels zijn diverse filtreerbedden aangebracht, bij voorkeur van elkaar gescheiden en voorzien van onafhankelijke terug-waskamers, waarbij de filtreerbedden bij voorkeur zijn aangebracht tussen cylindervormige, geperforeerde scheidingswanden. 15 De toegepaste filtreerbedden kunnen zijn bereid uit fracties van hetzelfde materiaal, maar met verschillende deeltjesgrootte, of uit fracties van verschillende materialen met verschillende korrelgrootte. In het algemeen kan men fragmenten toepassen van kwarts, hydroantraciet, actieve kool-20 stof, zeoliet, fermago-magno, synthetische hars of keramisch materiaal, of een mengsel ervan.

In de inrichting volgens de uitvinding mondt de gasgeleidingsbuis of één ervan in de spoelkamer en/of coagulatieruimte uit, teneinde de chemische behandeling en/of de 25 regeneratie van het filtreerbed met lucht en/of gas te bevorderen.

De spoelkamer of -kamers zijn onderling verbonden met de laatste filtreereenheid, teneinde het terugwassen met het gefiltreerde water te kunnen uitvoeren.

30 De waterbehandeling en regenerering kunnen continu worden uitgevoerd in de aldus gevormde inrichting, bij minimaal vereiste energie en geringe hoeveelheid spoelwater. De afmeting van de inrichting is bijzonder klein en kan afhankelijk van de behoefte in verschillende afmetingen worden uit-35 gevoerd.

Voor nadere bijzonderheden van de uitvinding wordt verwezen naar de tekeningen, waarin figuur 1 een doorsnede is van de inrichting vol- 8 3 ? 0 1 6 5 - 5 - gens de uitvinding, waarin de filtreertrommels in elkaar zijn opgenomen; fig. 2 een andere uitvoeringsvorm van de inrichting toont, waarin de filtreertrommels boven elkaar zijn aan-5 gebracht en fig. 3 een zijaanzicht laat zien van de inrichting volgens fig. 2, waarbij een deel is opengewerkt.

De inrichting volgens fig. 1 bestaat uit een cylindervormige tank 2, die op draagpoten 1 staat, waarin het 10 filtreerhuis 3 is ondergebracht. De filtreertrommel 4 is roterend opgenomen in het filtreerhuis 3.

De inlaatstomp 5 voor het onbehandelde water is aangebracht op de mantel van de cylindervormige tank 2, terwijl de uitlaatstomp 8 voor het gefiltreerde water is bevestigd aan 15 het deksel 6, dat aangesloten is op de buisvormige drijfas 7, waarin is ingebed de filtreertrommel 4. De uitlaatstomp 8 voor het gefiltreerde water is ingebed in en afgedicht op de buisvormige drijfas 7, terwijl het aandrijfmechanisme 9 bovenin bevestigd is aan de buisvormige drijfas 7.

20 Afvoeren 11 voor de suspensie en drainbuis 12 aan de onderkant zijn op de bodemplaat 10 van de cylindervormige tank 2 aangebracht.

Een ringvormige coagulatieruimte 13 is gevormd tussen de cylindervormige tank 2 en het filtreerhuis 3. Hier 25 wordt de stroming van water bevorderd door keerschotten 14. Bovenin het filtreerhuis 3 zijn openingen aangebracht, waardoor het water uit de coagulatieruimte 13 stroomt in het filtreerhuis 3.

Een uitwendige terugwaskamer 16 is verbonden met 30 de inwendige mantel van het filtreerhuis, aan de onderkant van het filtreerhuis is één van de afvoerstompen ll voor het suspensiewater aangebracht.

De filtreertrommel 4, die roterend is ondergebracht in het filtreerhuis 3, omvat een uitwendige filtreer-35 cylinder 17 en een inwendige filtreercylinder 18. De filtreer-cylinders zijn voorzien van een filtreerbed, dat is aangebracht tussen geperforeerde scheidingswanden met daartussen cylindervormige keerschotten 19. De suspensie kan uit de 8320165 - 6 - terugwaskamer worden verwijderd, welke behoort bij de inwendige filtreercylinder 18 via de afvoerstomp 11 voor de suspensie, welke zich via de bodemplaat 20 van de filtreertrommel 4 uitstrekt.

5 De uitwendige en inwendige filtreercylinders 17 en 18 zijn onderverdeeld in radiale compartimenten met platen 22. In deze compartimenten bevindt zich het filtreermateriaal, dat via de openingen, voorzien van afsluitbare deksels 23, gevormd op de compartimenten, wordt ingebracht.

10 Een gasinlaatbuis 24 is aangesloten op de inwen dige terugwaskamer 20 via de afvoerstomp 11 voor het suspen-siewater. Mondstukken 25 zijn onderin aangebracht, welke zijn geplaatst tegenover de geometrische hartlijn van de inrichting. Evenzo is een gasinlaatpijp 26 verbonden met de coagula-15 tieruimte 13, via de bodemplaat 10 van de cylindervormige tank 2.

Monteren en onderhoud van de inrichting volgens de uitvinding kunnen plaatsvinden via de toegangsopening, welke is afgesloten door deksel 27.

20 De werking van de inrichting is als volgt:

Het onbehandelde water wordt via de inlaatstomp 5 in de coagulatieruimte 13 aangevoerd, waar de toegevoegde chemicaliën worden ingemengd en geconditioneerd conform het doel van de waterbehandeling. In een gegeven geval kan lucht 25 of een ander gas in het water worden gemengd, afhankelijk van de aard van de behandeling (verwijdering van ijzer, ontgassen, zuurextractie, enz.). De snelheid van het te behandelen water neemt af in de coagulatieruimte, waarna in verloop van de penetratietijd het water gelijkmatig wordt verdeeld via de 30 openingen 15 van het filtreerhuis 3 en terechtkomt op de fil-treercylinder 17 van de filtreertrommel 4, waar de drijvende vaste verontreinigingen van het te behandelen water worden gevangen. Het water dat het filtreerbed passeert, stroomt langs de cylindervormige keerschotten 19 in het centrale ge-35 deelte van de filtreertrommel 4, waar wederom uniform verdeeld het terechtkomt op het filtreerbed of filtreernet, aangebracht op de inwendige filtreercylinder 17, waarvan de korrelgrootte en/of materiaal verschillend is van het uitwendige filtreerbed 8320165 - 7 - waar het water gezuiverd is van de fijne verontreinigingen.

Het aldus gezuiverde water verlaat de filtreertrommel 4 via de buisvormige drijfas 7 en de uitlaatstomp 8 voor het gefiltreerde water.

5 De filtreertrommel 4 wordt rondgedraaid door middel van het aandrijfmechanisme 9 met een snelheid overeenkomstig de vereisten van de waterbehandeling, waarbij elk compartiment bij de uitwendige en inwendige filtreercylinders 17 en 18 beweegt langs de uitwendige en inwendige terugwas-10 kamers 16 en 20. Tengevolge van het drukverschil stroomt een gedeelte van het gefiltreerde water uit het inwendige van de filtreertrommel 4 door het filtreerbed in tegenstroom van de filtratie en sleurt de afgezette verontreinigingen mee, welke de inrichting verlaten via de afvoerstompen 11 voor de sus-15 pensie. Meer intensieve terugwassing van de filtreerbedden wordt bevorderd door lucht of een ander gas, dat via de gas-inlaatbuis 24 wordt toegelaten. Evenzo kan lucht of een ander gas in de coagulatieruimte 13 worden ingeblazen via de andere gastoevoerbuis 26, teneinde de waterbehandeling te voltooien. 20 Een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is afgebeeld in figuren 2 en 3. Ook hier staat de inrichting op draagpoten l en is ondergebracht in een cylindervormige tank 2. De cylindervormige tank 2 is samengesteld uit eenheden 2a, 2b en 2c, die via flenzen 30 en schei-25 dingswanden 29 met elkaar zijn verbonden, welke scheidingswanden voorzien zijn van doorlaatopeningen 28. De geassembleerde inrichting is afgesloten door middel van een deksel 6, voorzien van een afvoerstomp 8 voor het gefiltreerde water tussen de bodemplaat 10 en de eenheid 2a.

30 De coagulatieruimte 13 bevindt zich op het uit wendige ringvormige gedeelte van de cylindervormige tank 2, terwijl de filtreercylinders 32 in de ruimte van het filtreer-huis 3 zijn aangebracht. Het bovenste gedeelte van het fil-treerhuis 3 is voorzien van doorlaatopeningen 15. De filtreer-35 cylinders 32 zijn soortgelijk als de uitwendige filtercylin-ders 17 uit figuur 1. Dit zijn ook ruimtes verdeeld in segmenten en gescheiden door geperforeerde platen, waarin zich de filtreerbedden bevinden. De filtreertrommels 4 zijn opgenomen 8320165 - δ - in de centrale aandrijfas 33, die wordt aangedreven door aandrijfmechanisme 9. De afvoerstompen 34 zijn centraal ondergebracht in de bodemplaten 21 van de filtreertrommels 4, ingebed als geleidende lagers in de scheidingswanden 29.

5 De filtreertrommels 4 van de inrichting zijn voorzien van terugwaskamers 35, zoals in figuur 3 afgebeeld. Deze omgeven de filtreertrommels 4 bij voorkeur onder een hoek van 25-30°, terwijl hun hoogte dezelfde is als die van de filtreertrommels 4.

10 De inrichting, evenals die uit figuur 1, is voor zien van een inlaatstomp 5 voor het onbehandelde water, van een afvoerstomp 8 voor het gefiltreerde water, alsmede van afvoer en drain 12 voor de suspensie. De inrichting is voorts voorzien van een gasinlaatbuis.

15 De inrichting volgens figuren 2 en 3 werkt als volgt:

Het te behandelen water wordt via de inlaatstomp 5 in de coagulatieruimte 13 gevoerd, waar de toegevoegde chemicaliën worden ingemengd en overeenkomstig het doel van de 20 waterbehandeling geconditioneerd. Het water kan worden vermengd met lucht of andere gassen, indien nodig.

De waterstroom neemt in snelheid af in de coagulatieruimte 13, waarna de waterstroom via de doorlaatopeningen 28 terechtkomt in de bovenste eenheid 2c, waar vandaan via de 25 doorlaatopeningen 15 de waterstroom terechtkomt in de fil-treerruimte. Hier komt de waterstroom na het passeren van het eerste filtreerbed terecht in het centrale gedeelte van de filtreertrommel 3 en vervolgens via de afvoerstomp 34 in eenheid 2b. Na hier te zijn gefiltreerd stroomt het water in de 30 onderste eenheid 2a, dan in de gefilteerde waterkamer 31 en tenslotte verlaat het de inrichting via de afvoerstomp 8. Ondertussen vindt de terugwassing van de compartimenten continu plaats bij de terugwaskamers 35.

Ofschoon de inrichting in figuren 2 en 3 slechts 35 uit drie eenheden bestaat, kan er een aantal eenheden in serie worden geschakeld, overeenkomstig de doeleinden van de waterbehandeling, waarbij filtreerbedden van verschillende materialen en korrelgrootte kunnen worden gecombineerd, alsmede ook 8320165 - 9 - de chemicaliën die in de coaguleerruimte worden gebracht. De eenheden zijn van dezelfde constructie, waarbij de niet functionerende stompen tijdens het opbouwen afgesloten zijn met deksels 36.

5 De voorbeelden laten zien, dat de inrichting volgens de uitvinding kan worden opgebouwd volgens iedere willekeurige combinatie, afhankelijk van de doeleinden van de filtratie of behandeling. De filtreertrommels zijn concentrisch aangebracht en wel in elkaar of boven elkaar, terwijl de fil-10 treermaterialen zijn gekozen en opgesteld overeenkomstig de vereisten. De inrichting kan continu werkzaam zijn, de afmetingen ervan zijn klein en zijn output is bijzonder hoog vergeleken met de afmetingen ervan. De produktie van de inrich-15 ting is goedkoop, naast een simpele assemblage en onderhoud.

8320165

Claims (10)

1. Inrichting voor universele waterbehandeling, voorzien van cylindervormige tank en roterende filtreertrom-mels voor continu regenereren, waarbij de tank is voorzien van 5 een inlaatstomp voor het onbehandelde water en een uitlaat-stomp voor het gezuiverde water, terwijl de roterende fil-treertrommel is voorzien van een terugwaskamer, met het kenmerk , dat de ringvormige coagulatieruimte 13 aangesloten op waterinlaatstomp 5 is aangebracht in de cylindervor- 10 mige tank 2, terwijl verscheidene roterende filtreertrommels 3 niet axiaal met de coagulatieruimte 13 en ten opzichte van elkaar zijn aangebracht, terwijl bovendien de inrichting is voorzien van tenminste één gasinlaatbuis 24, 26.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het 15 kenmerk , dat de filtreertrommels 3 in elkaar zijn aangebracht.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de filtreertrommels 3 boven elkaar zijn aangebracht.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de filtreer- cylinders 17, 18, voorzien van verscheidene, onafhankelijke afzonderlijke terugwaskamers 16, 20, in de filtreertrommels 3 zijn aangebracht.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk , dat de filtreercylinders 17, 18 uit filtreer-bedden bestaan, die tussen de geperforeerde scheidingswanden zijn aangebracht.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclu- 30 sies 1-5, met het kenmerk, dat de filtreer- bedden zijn bereid uit fracties van veschillende korrelgrootte van hetzelfde materiaal.

7. Inrichting volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de filtreerbedden zijn bereid 35 uit fracties van verschillende korrelgrootte van verschillende materialen.

8. Inrichting volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat het materiaal van de filtreer- 8320165 - 11 -4 bedden bestaat uit een mengsel van kwarts, hydro-antraciet, actieve koolstof, zeoliet, fermago-magno, synthetische hars of keramische fragmenten.

9. Inrichting volgens conclusies 1-8, met 5het kenmerk, dat de gasinlaatbuizen 24, 26 of één ervan in verbinding staan of staat met spoelkaner(s) 16, 20 en/ of coagulatieruimte 13.

10. Inrichting volgens conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de afvoerbuis 11 van de spoel-10 kamers 16, 20 aansluit op een afzonderlijk filter, dat ten opzichte van de inrichting niet axiaal is aangebracht. 15 8320161