NO167190B - Stige-taktstyring av filtre med granuloest medium og av typen pulset-leiet. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for filtrering av faststoffer fra en tilstrammende væske ved passering av væsken gjennom et nedstrømnings granuløst medium fllterlele 1 en filtertank, idet nevnte fllterlele har en øvre overflate og en nedre overflate og er anordnet til å bli utsatt for tllbakevasklng og oppadrettede sub-fluidiserende pulser av fluidum fra en oppstilling av åpninger ved tidspunkter som er andre enn under tllbakevasklng, omfattende trinnene: (a) kontinuerlig å innføre nevnte tilstrømmende væske inn i nevnte filtertank for nedad faststoff-fjernende

passering gjennom nevnte fllterlele,

(b) å overvåke det tilstrømmende væskenivået over nevnte

fllterlele i nevnte filtertank,

(c) periodisk å aktivere et pulssystem for tilveiebring-else av en puls, hvor flere sub-fluidiserende strømmer av et fluidum rettes oppad gjennom filter-leiet fra nevnte oppstilling av åpninger for derved å løsgjøre faststoffer fra den øvre overflaten av nevnte leie, lagre filtrerte faststoffer ved geometriske steder innenfor nevnte leie, og å redusere stlgetakten av den tilstrømmende væskes nivå i filtertanken for å utvide filtreringstiden mellom

tllbakevasklnger, og

(d) å tilbakevaske nevnte fllterlele ved en oppad fluidiserende hastighet etter fullførelse av minst to pulser.

Granuløse medlumfiltre, slik som et sandfilter, anvendes i stort omfang til å fjerne partikulært materiale og annet stoff fra spillvann, drikkevannsforsyninger og lignende. Slike filtre fanger fint partikulært stoff i mellomrommene mellom partiklene i den øvre delen av fllterlelet, og partikler av større dimensjoner danner et lag på filteroverflaten. Til sist blir strømmen av væske gjennom fllterlelet hindret, slik at væskenivået over leiet stiger. Plugglngs-materlalene fjernes periodisk ved å stoppe strømmen av tilstrømmende vann og tllbakevasklng med allerede-fUtrert vann. Vanligvis blir filteret tilbakevasket når væskenivået eller væskekilden over fllterlelet når en forutbestemt høyde.

Tilstrømmende vann varierer typisk i suspendert faststoffinnhold, størrelse og natur, som en funksjon av tid. I de fleste tilfeller varierer strømningstakten eller hydraulisk belastning også i stor grad over tid. Slike variasjoner resulterer i hyppig tllbakevasklng under visse perioder, og mindre hyppig tllbakevasklng andre ganger. Frekvensvaria-sjonen er av og til døgnbundet, men vil ofte ikke kunne forutsis med særlig nøyaktighet. Høyere konsentrasjoner av fine partikler i det tilstrømmende vann fører til hurtigere tilstopping og behovet for mer hyppig tllbakevasklng.

Utvidelse av filtreringstiden mellom tllbakevasklng har flere ulemper. For det første reduseres den inaktive tid, hvorved den effektive filtreringstid gjøres maksimal. Dernest blir den totale mengde av faststoffer som lastes på fllterlelet mellom tilbakevaskinger økt. Med et konstant volum av tilbakevaskingsvånn, økes konsentrasjonen av faststoffer i tilbakevaskingsvannet. Dette reduserer den totale hydrauliske belastning som plasseres på etterfølgende tllbakevask-ingsvannsbehandlingsutstyr. Når tilbakevaskingsvånn resirku-leres til klldeenden av et behandlingsanlegg, vil dette addere seg till den hydrauliske belastning eller belastningen fra faststoffer i anlegget. Tilbakevaskingsvannet blir lettest behandlet når det omfatter et lite volum som inneholder konsentrert faststoffer. Dette oppnås best ved lengre filtreringskjøringer mellom tilbakevaskinger.

Flere fremgangsmåter er blitt anvendt for å forlenge filter-kjøringslehgden mellom tilbakevaskinger, uten å anvende ytterligere f iilterareal. U.S. Patent nr. 3.459,302 omhandler et granuløst mediumfilter hvor strømmer skapes i væsken over filterleleoverflaten av en luftspreder. Disse strømmer sveiper over overflaten, fjerner faststoffer og opprettholder dem i suspensjon i væsken over filteroverflaten.

Et annet meget effektivt middel for å redusere frekvensen av tllbakevasklng er beskrevet i U.S. Patent nr. 3.817,378. I dette mothold, ved det tidspunkt hvor et fllterlele begynner å tilstoppes, blir luftstrømmer tvunget oppad gjennom nevnte medium i intermittente pulser av kort varighet. Visse variasjoner 1 denne prosedyre er kjent som "luftskyllinger". En del av de filtrerte faststoffer tvinges inn i væskesuspen-sjon, mens en annen del konsentreres ved hjelp av sub-fluidiserende mediumbevegelse Inn 1 lokaliserte steder innenfor selve leiet. Således blir visse av faststoffene "lagret" innenfor fllterlelet, hvorved mengden av faststoffer reduseres, hvilket frembringer strømningsmotstanden på lele-overflaten. Denne fllterrensingsoperasjonen gjentas generelt et antall ganger mellom tilbakevaskinger, hvilket 1 stor grad forlenger filtreringstiden før tllbakevasklng behøves.

Mengden av filtrerte faststoffer som kan lagres 1 leiet uten skadelig å påvirke filtrerlngstakten, er begrenset. Dette begrenser generelt antallet av pulser som med fordel kan utføres mellom tilbakevaskinger.

Slik det i øyeblikket utøves, blir luftskyIlings- eller pulssystemet aktivert når væskenivået over fllterlelet stiger til å aktivere en første nivådetektor. Denne detektor er generelt plassert ved en lav posisjon i filtertanken. Ytterligere pulser initieres på en tidsbestemt basis ved forutinnstilte intervaller av 6-30 minutter, avhengig av den forventede faststoffbelastning og hydrauliske belastning. Tllbakevasklng blir typisk initiert når en andre nivådetektor, plassert på et nivå som er høyere i f Iltertanken, aktiveres av det høye væskenivået.

Tilstrømmende væsker med et høyt faststoffInnhold har tendens til å tilstoppe filteret hurtig, hvilket krever hyppigere pulsing samt hyppigere tllbakevasklng. Et gitt forutinnstllt pulsintervall er optimalt kun ved en enkelt faststoffbelast-ningstakt. I de fleste situasjoner vil faststoffbelastnlngs-takten variere hurtig og i stort omfang med tid, slik at at et gitt konstant pulsintervall veksler mellom å være for kort og være for langt. Denne ineffektive operasjonen øker frekvensen av tilbakevaskinger og/eller i stor grad øker antallet av unødvendige pulser mellom tilbakevaskinger.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en forbedret fremgangsmåte for å operere et ned-strømnlngs granuløst mediumfilter slik som et sandfilter, hvorved den effektive filtreringstid mellom tilbakevaskinger økes, og mengden av tilbakevaskingsvånn som krever behandling reduseres.

Ifølge oppfinnelsen kjennetegnes fremgangsmåten ved at takten som den ti Ist rømmende væskens nivå stiger med i nevnte filtertank bestemmes, og at pulssystemet aktiveres når stigetakten av nevnte tilstrømmende væskes nivå i nevnte tank når en forutbestemt verdi.

Ytterligere kjennetegnende trekk ved fremgangsmåten, ifølge oppfinnelsen, vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse samt patentkravene.

Pulssystemet aktiveres når nevnte væskenlvå over nevnte leie oppnår en forutbestemt første verdi.

Alternativt blir pulssystemet aktivert ved et forutbestemt tidspunkt som etterfølger den initielle Innføring av nevnte tilstrømménde væske inn i nevnte filtertank ved begynnelsen av en flltreriingssyklus.

Hver puls av fluidum blir fortrinnsvis opprettholdt i 5 til 180 sekunder og frembringer en resirkulering av mediumpartikler i det øvre partiet av leiet på hvert sted for oppad-rettet fluidurosbevegelse. Det pulsede fluidum river løs faststoffer fra den øvre overflaten av fllterlelet og folder en del av den Inn i selve leiet, hvor de lagres på lokale steder Innenfor leiet. Som et resultat derav blir strøm-ningsmotstanden 1 filteret senket, og stigetakten reduseres, hvorved filtreringstiden før tllbakevasklng behøves blir forlenget.

Etter fullføring av to eller flere pulser, blir en fluidiserende tllbakevasklng deretter initiert til å fjerne filtrerte faststoffer i en tllbakevasklngsvæske som fjernes fra filtertanken for behandling eller deponering.

Styring av pulsinitieringen på basis av stlgetakt resulterer i hyppige pulser under perioder med høy belastning av faststoffer, og lite hyppige pulser under perioder med lav belastning av faststoffer. Således kan filterpulssystemet finavstemmes til å gi den lengst mulige filtreringstid med et minimumsantall av pulser, til tross for bred variasjon i både faststoffbelastning og hydraulisk belastning. Under perioder med høy belastning hindrer styremetoden i følge denne oppfinnelse for tidlig aktiverte tilbakevaskinger.

Oppfinnelsen og utførelsesformer derav skal nå beskrives ytterligere med henvisning til de vedlagte tegninger. Figur 1 er et vertlkalriss fra siden som viser i noe skjematisk form et eksempel over et granuløst mediumfilter som den foreliggende oppfinnelse kan anvendes på. Figur 2 er en grafisk fremstilling over væskehøyde og stlgetakt plottet mot tid for et granuløst mediumfilter som opereres uten pulslngsmlddel. Figur 3 sammenligner ved grafisk visning operasjonen for et pulset granuløst mediumfilter ved hjelp av en kjent fremgangsmåte og ved en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen under variable belastnlngsforhold. Figur 4 er en grafisk fremstilling over operasjonen av en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse under varierende belastninger av faststoffer, sammenlignet med operasjonen av en kjent fremgangsmåte. Figur 5 er et logisk skjema over et styremlddel for å utføre en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen.

Fremgangsmåten for å pulse et granuløst mediumfilter i henhold til oppfinnelsen er vist med henvisning til figurene. Visse trekk ved en typisk filterkonstruksjon er vist i delvis tverrsnitt i figur 1. Filteret er kun representativt for filtre som kan tilpasses pulsing i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Et leie 1 av granuløst medium, slik som sand, understøttes på en sikt 2 innenfor en filtertank 3 som har tankvegger 4 og en tankbunn 5. En underdrenerlngskonstruksjon 6 understøtter sikten 2 og Inneholder en oppstilling av åpninger 7 1 en underdreneringsplate 8 gjennom hvilken filtratet dreneres. I denne utførelsesform retter de samme åpninger et pulserende fluidum oppad under pulsingsoperasjonen. Andre alternative utformninger av underdrenering kan anvendes. I visse utførelsesformer strømmer det pulserende fluidum ikke gjennom slike åpninger i underdreneringskonstruksjonen, men går inn i leiet gjennom ledninger i selve leiet. I dette tilfellet passerer fluldumspulsen gjennom den del av leiet som er over åpningene, og den nedre del av leiet forblir relativt i ro under pulsen. Dette er den foretrukne fremgangsmåte for å pulsere med en væske slik som filtrat, selv om gasser kan Innføres likeså på. denne måte.

I figur 1 går tilstrømmende væsker som skal filtreres inn i kilderommet 9 over fllterlelet 1 gjennom innløpet 10. Tilstrømmende væske blir generelt rettet til den øvre leieoverflaten 11 ved hjelp av en ikke vist fordeler. Faststoffer som er suspendert i væsken beholdes av filter-leiet 1 og den filtrerte væsken passerer gjennom leiet og gjennom åpninger 7 Inn 1 underdreneringshulrommet 12. Filtratet uttømmes gjennom ledning 13 til sluttdeponerlng eller ytterligere behandling. En del av filtratet beholdes 1 klaringsbrønn 15 hvor det lagres for tllbakevasklng og pulslng av fllterlelet 1 ved stengning av ventil 17 og aktivering av pumpen 16 til å pumpe filtratet gjennom ledningen 14 inn i hulrommet 12. Tilbakeslagsventil 18 i ventilering 19 tillater atmosfærisk luft å gå inn i underdreneringshulrommet 12, men hindrer væske 1 å passere oppad derfra. Under tllbakevasklng vil tllbakevaskingsvæske som inneholder filtrerte faststoffer overstrømme inn i tilbake-vasklngslednlngen 20 som har en ventil 21. Tilbakevaskings-overløpet 22 trenger ikke å være ved det øvre partiet av filtertanken. Teoretisk er mengden av tllbakevaskingsvæske som behøves for effektivt å rense fllterlelet mindre når overløpet 22 er på et lavere nivå, men nivået må være høyt nok til å unngå vesentlig tap av fluidiserte mediumpartikler med tilbakevaskingsvannet.

En væskenivådetektor eller monitor 23 er vist i den øvre delen av kilderommet 9. Denne monitor kan være et hvilket som helst middel som nøyaktig måler (a) væskehøyden over filterleieoverflaten eller (b) en viss funksjon som er proporsjonal med høyden. En filterstyreenhet, som ikke er vist, mottar væskenivådata fra monitoren 23 for styring av pulssystemet, og valgfritt, initieringen av tilbakevaskings-prosedyren. Eksempelvis kan pulssystemet aktiveres når væskenivået eller høyden over fllterlelet 1 oppnår den forutbestemte første verdien 24. Denne aktivering initierer den første pulsen og aktiverer stigetaktstyringen av påfølg-ende pulser.

Tllbakevasklng av fllterlelet kan initieres når monitoren 23 signaliserer at væskenivået har oppnådd en forutbestemt andre verdi 25. Dette væskenivået er høyere enn den første verdien 24 og er generelt høy 1 kilderommet 9. Pulslng av filteret skjer først når væskenivået er på verdi 24, og vil ikke opptre på et nivå som overskrider verdi 25.

Anordningen pulses ved å stenge ventil 17 og innkoble pumpen 16 for å overføre filtrat fra en klarlngsbrønn 15 inn i underdrenshulrommet 12. Ettersom hulrommet fylles, blir overskuddsluft drevet ut gjennom ventileringen 19. Når væskenivået i hulrommet 12 når de nedre kanter av underdreneringskonstruksjonen 6, og stiger i været av cellene 31, tvinger luft som er fanget i cellene gjennom åpninger 7 og oppad gjennom leiet 1 i et mønster av adskilte geometriske steder. Hastigheten av væsken som pumpes av pumpen 16 styres til å oppnå en lufthastighet gjennom leiet som er sub-fluidiserende, men tilstrekkelig høy til å fjerne faststoffer fra leieoverflaten 11 og å folde en del av faststoffene inn i leiet. Når det pulserende fluidum er en gass som føres oppad gjennom åpninger i underdrenerlngskonstruksjonen, er den foretrukne hastighet gjennom åpningene 0,3 - 1,52 m. pr. sekund. Den gjennomsnittlige oppadrettede gasshastighet basert på det totale leiets tverrsnittsrom er fortrinnsvis mellom 0,3 og 0,91 m. pr. minutt og mest foretrukket mellom 0,45 og 0,61 m. pr. minutt. Pulsen vedvarer inntil den væske som pumpes av pumpen 16 nærmer seg åpningen 7, eller for et kortere tidsrom, hvis ønskelig. Pulsen kan endog vedvare ved å føre væske på sub-fluidiserende hastighet gjennom åpningene og leiet, hvis så er ønskelig. Pulslngen med en gass på sub-fluidiserende hastighet fulgt av tllbakevasklng med væske på fluidiserende hastighet kan utføres.

Den foretrukne pulstid er 5-180 sekunder, med en mest foretrukket tid lik 10-120 sekunder.

Etter en puls,, blir ventilen 17 åpnet og pumpen 16 avstengt. Under dreneringshulrommet tillates å bli drenert.

Det bør bemerkes at pulssystemet kan aktiveres ved hjelp av midler som er andre enn en forutbestemt første verdi 24 av væskenivå. Alternativt kan aktivering skje på et forutinnstllt tidsbestemt intervall etter initielle innføringer av den tilstrømmende væsken inn 1 filtertanken ved begynnelsen av filtrerlngssyklusen.

Likeledes kan tilbakevasklngen alternativt initieres ved hjelp av enten (a) en forutbestemt andre verdi av væskenivå som er høyere enn den første verdien, (b) fullførelse av et forutbestemt maksimum antall av pulser, eller (c) på en enkel tidsbestemt basis. Flere initieringskrlterier kan anvendes samtidig. I den foretrukne modus vil fullførelse av et forutbestemt maksimumsantall av pulser hindre ytterligere pulslng, og væsken tillates å stige til et forutbestemt nivå som initierer tilbakevasklngen. Fortrinnsvis er det forutbestemte antallet av pulser før tllbakevasklng 8-30. Oppnåelse av tllbakevasklngslnltlerlngsnlvået før det forutbestemte antallet av pulser nås utelukker ytterligere pulser, og tllbakevasklng initieres. Figurene 2 og 3 gir bakgrunnsinformasjon som den foreliggende oppfinnelse anvendes på. Prinsippene som er vist gjelder både den kjente teknikks flltreringspraksis samt denne oppfinnelse. Figur 2 viser forholdet mellom faststoffbelastning, trykk og stlgetakt i et granuløst mediumfilter. Virkningene av pulslng og tllbakevasklng er ikke vist. Belastning fra faststoffer uttrykkes som enheter av masse M tilført hver enhet av øvre overflateareal A hos fllterlelet pr. tidsenhet T. Eksempelvise enheter er pund pr. kvadratfot pr. minutt eller kilogram pr. kvadratmeter pr. minutt. Trykk kan uttrykkes som enhetshøyde L, f.eks. fot eller meter, og stlgetakt Lt-<1> av kilden som fot pr. minutt eller meter pr. minutt. Denne stlgetakt er positiv når kilden øker, negativ når kilden minsker, og null for en konstant kilde.

I en hvilken som helst inkrementell tidsperiode er den mengde av væske som innføres i fIltertanken lik mengden som passerer gjennom fllterlelet pluss mengden som akkumulerer seg over fllterlelet til å øke væsketrykket. Derfor kan stigetakten også uttrykkes som volumendring pr. tidsenhet, eksempelvis gallon pr. minutt eller liter pr. minutt. Et hvilket som helst uttrykk som gjengir den kvantitative foskjell mellom den tilstrømmende væskens strømningstakt og den faktiske filtreringstakt kan anvendes for denne stlgetakt.

De kurver som er vist i Figur 2 er hypotetiske. For illu-strasjonens formål antas en konstant hydraulisk takt. Det antas også at faststoffene i den tilstrømmende væsken er Jevne av størrelse, form, tetthet og komprimerbarhet.

Forholdet mellom væsketrykk og stlgetakt, ved konstant faststoffbelastning, er angitt i kurver A i idealisert form. Endringene V trykket og stlgetakt når faststoffbelastningen plutselig økes ved C er vist i kurvene B. I dette eksempel vil takten som stigetakten øker være omtrentlig doblet ved en dobling av faststoffbelastningen.

Selv om stigetaktforholdet er vist i Figur 2 som omtrentlig lineært, er sådant ikke nødvendigvis tilfelle i det faktiske tilfellet. I typisk praksis vil selvfølgelig ikke bare belastningen av faststoffer variere over tid, men den hydrauliske belastning samt faststoffenes filtreringskar-akterlstlka vil konstant endre seg. Disse variasjoner kan være store. Eksempelvis kan variasjonen om den midlere hydrauliske belastning og belastning av faststoffer hver være + 1009É eller mer.

Ser man nå på Figur 3, sammenlignes filteroperasjonen i henhold til den foreliggende oppfinnelse med den kjente teknikk. Væsketrykket aver fllterlelet er vist som en funksjon av tid, idet for sistnevnte er komprimert relativt den i Figur 2.

Tilbakevaskingsinltieringstrykket er væskenivået hvor tllbakevasklngsoperasjonen initieres. Slik tllbakevasklng innbefatter generelt oppadstrømningen av væske, vanligvis filtrat, gjennom fllterlelet med en takt som fluidiserer leiets partikler og de filtrerte faststoffer som fanges derpå. Væskenivået stiger til en uttømningsport gjennom hvilken tilbakevaskingsfluidumet og faststoffene fjernes fra filtertanken. Oppadhastlgheten av tilbakevaskingsfluidum i leiet, selv om den er f luidiserende, styres til å minimalisere eller eliminere transporten av leiepartikler hele veien opp til tilbakevasklngstømmingsporten, hvor de vil gå tapt 1 tilbakevaskingsvannet. Tilbakevaskingsoperasjonen vedvarer inntil det meste av de filtrerte faststoffer er blitt sopet fra filtertanken. Strømmen av tilstrømmende væske blir selvfølgelig vanligvis stoppet under tllbakevasklng, for å minimalisere fortynning av tilbakevasklngsvæsken. Den typiske tilbakevasklngstld for filtrering av spillvann strekker seg fra ca. 2 til 30 minutter, etter hvilken tid filteret gjøres klar for en ytterligere filtreringssyklus.

Kurve A i Figur 3 illustrerer stigningen i trykk under konstant belastning, uten bruk av et pulserlngssystem i følge enten den foreliggende oppfinnelse eller den kjente teknikk. Denne betingelse tilsvarer betingelse A i Figur 2 som er vist som den øverste kurven A i den figuren. Tilbakevaskings-initieringstrykket nås relativt hurtig. Den høye frekvens av tilbakevaskinger medfører en stor mengde av tilbakevaskingsvånn som må behandles. Nettotiden som er tilgjengelig for filtrering er også begrenset .

Kurve D illustrerer endringen 1 væsketrykket med tid for et filter som pulses 1 henhold til den kjente teknikk, f.eks. pulset ved regelmessige tidsintervaller. Kurve E viser trykkendringen for det samme filteret pulset 1 henhold til denne oppfinnelse, f.eks. pulset når stigetakten av væskenivået oppnår en forutbestemt verdi. I begge tilfeller er pulssystemet vist til først å være aktivert når et relativt lavt, forutbestemt væskenivå, betegnet som PI, oppnås. Andre aktlveringsmldler kan anvendes 1 stedet for væskenivået. Eksempelvis omfatter denne oppfinnelse aktiveringen av pulssystemet ved et forutinnstllt tidspunkt etter den initielle innføring av tilstrømmende væske inn i filtertanken ved begynnelsen av flltrerlngssyklusen.

Ytelsen av de to systemer sammenlignes under en flltrerlngs-syklus som Innbefatter en tidsperiode med lav belastning fulgt av en periode med høy belastning.

Pulsering i henhold til den kjente teknikks metode resulterer i Jevnt tidsbestemte pulser uansett endringene i belastning eller stlgetakt- Således opptrer pulsene hyppigere enn nødvendig under perioder med lav belastning, og mindre hyppig enn nødvendig under perioder med høy belastning.

Ved den foreliggende oppfinnelse er pulsfrekvensen avhengig av den totale virkning av samtlige faktorer som har tendens til å endre stigetakten av væskenivået over fllterlelet. Disse faktorer innbefatter belastning av faststoffer, hydraulisk belastning, de filtrerte faststoffers filtrerings-karakterlstlka, tidsintervallet etter den foregående puls, tidsintervallet etter den foregående tllbakevasklng, antallet av pulser som allerede er fullført i flltrerlngssyklusen, og fllterlelets mlddelkarakterlstlka. Når sammenlignet med systemet med likt. tidsbestemte pulser, reduserer oppfinnelsen pulsfrekvensen under perioder med lav belastning. Under perioder med høy belastning, reduserer den foreliggende oppfinnelse den totale stlgetakt for å hindre for tidlig tllbakevasklng. Man har funnet at antallet av pulser som utføres under en enkelt filtreringssyklus ofte må være begrenset til å utelukke behovet for utvidede tilbakevask-ingsperioder, eller den hyppige bruk av vaskemidler for å rense filtermediumet. Med visse spillvann er det optimale antall av pulser i hver syklus blitt funnet å variere fra 10 til 20. Med andre tilstrømmende væsker kan det forutbestemte maksimale antallet av pulser for å oppnå optimal filtrering være så lavt som 8 og så høyt som 30.

Ser man på Figur 4, er forholdet mellom stlgetakt og pulsfre-kvens illustrert. De ordlnate og abslsse aksene er utvidet. I det nedre diagrammet er stigetakten plottet som en funksjon av tid for pulser som opptrer etter at pulssystemet først er blitt aktivert. Det tilsvarende trykket er vist i det øvre diagrammet. Flere forskjellige belastningstilstander er vist.

Kurvene F gjelder en situasjon hvor jevnheten i belastning av faststoffer, hydraulisk belastning, og andre faktorer som påvirker filtrerlngstakten medfører en konstant endring av stlgetakt etter hver puls. Hver puls initieres når stigetakten oppnår forutbestemt verdi 26, d.v.s. ved tidspunkter 27, 27a, 27b, og 27c, som har et pulsintervall Tp.

Generelt resulterer pulslng i en umiddelbar reduksjon i stlgetakt. Stigetakten blir i realiteten vanligvis negativ, d.v.s. væskenivået faller. Nadiren 28 for væskenivået mellom påhverandre følgende pulser tilsvarer en stlgetakt lik null.

Kurve G illustrerer virkningen av en belastning som er lavere enn den i kurve F. Stigetakten øker saktere, slik at tidsintervallet mellom pulser 27 og 29 er større enn intervallene for kurve F.

Kurve H viser virkningen av en økt belastning. Stigetakten øker hurtig, og en puls 30 vil opptre etter et kortere tidsintervall.

Bruken av den tidligere kjente fremgangsmåte i denne situasjon vil medføre en forsinkelse av pulsen inntil det forutinnstilte tidsbestemte pulsintervallet har medgått. Trykket vil stige til et for stort nivå, og kan endog utløse initieringen av tilbakevasklngen.

I kurve K opptrer den lave belastning i følge kurve G med et system som er pulset med et tidsbestemt Intervall lik Ts 1 henhold til den tidligere kjente metode. Pulsene opptrer ved en høyere frekvens enn nødvendig, og en for stor del av de filtrerte faststoffer lagres innenfor leiet, hvilket fører til en mer hurtig forringelse av filtreringen. Den effektive filtreringstid før tllbakevasklng vil bli forkortet.

Det logiske skjema i Figur 5 illustrerer systemet for å styre et granuløst mediumfilter i henhold til de forskjellige utførelsesformer av denne oppfinnelse. Væskenivådetektoren eller monitoren 23 måler væskenivået over filtermediets overflate 11, eller en viss funksjon derav, som allerede vist 1 Figur 1. Nivåsignalet 32 fra væskenivådetektoren 23 er vist til å aktivere pulssystemaktiveringsbryteren 33 til å starte pulssystemet på en forutbestemt første verdi 24 av væskenivået vist i Figur 1. Selv om dette er den foretrukne utførelsesform kan pulssystemet alternativt aktiveres ved hjelp av et tidsur 34 på et forutbestemt tidsintervall fra starten av flltrerlngssyklusen. Tidsuret kan startes eksempelvis når tilbakevasklngen er fullført, når den tilstrømmende væsken først innføres etter tllbakevasklng, eller endog manuelt. Tidsbestemmelsessyklusen bør imidlertid ha et visst forhold til filtreringsbegynnelsen, uansett om tidsbestemmelsen initieres manuelt eller automatisk. Tidsuret 34 er vist til å motta et signal 35 for initiering av den tidsbestemte syklus, og å sende signal 36 til pulssystemaktiveringsbryteren 33 for å aktivere systemet.

Stigetaktberegneren 37 mottar nivåsignal 38 fra væskenivådetektor 23 og beregner en stlgetakt i enheter av høyde/tid, under anvendelse av tldsinkrementer fra tidsuret 39. Når en forutbestemt verdi 26 av stlgetakt er angitt, sendes signal 40 ved hjelp av beregneren 37 gjennom pulssystemaktiveringsbryteren 33 til pulsinitiering og avstenging 41 via signal 42. Stlgetaktslgnalet 40 er vist til å passere gjennom pulssystemaktiveringsbryteren 33 fordi det er nødvendig at pulssystemet aktiveres for pulsinitieringen og avstenging 41 til å initiere en puls.

Ved mottagelse av stlgetaktsslgnal 42 som gir behov for en puls, vil pulsinitiering og avstenging 41 innkoble pulspumpen eller kompressoren 44 via signal 43, hvorved fluidumspulsen gjennom filtermediumet initieres. Pulsinitiering og avstenging 41 initierer også tidsuret 45 gjennom signal 46 til å begrense tiden for pulsen til et forutbestemt antall sekunder. Tidsuret 45 signaliserer pulsinitiering og avstenging 41 via signal 47 til å avstenge pulspumpen eller kompressoren 44 når den forutbestemte pulstid har utløpt. Tidsuret 45 kan også anvendes til å styre tidslengden mellom suksessive pulser til et eller annet forutinnstllt minimum. Ellers kan uhyre høy belastning medføre pulser som er for tett nær hverandre. Hvis slikt tillates, lider den totale filtreringstakt, og i tillegg kan tilbakevasklngen Initieres for tidlig. Når luftpulsene genereres ved hjelp av et stigende væskenivå, under fllterlelet, som vist i Figur 1, må en minimumstid opprettholdes mellom pulser for å sette filtratet i stand til å bli drenert tilstrekkelig fra hulrommet 12 og bli erstattet med luft for pulslng.

Teller 48 er også vist til å bli initiert av et signal 49 fra pulslnitierings- og avstenging 41. I den foretrukne utfør-elsesform er antallet av pulser forut for tllbakevasklng begrenset til et forutbestemt maksimumsantall. I denne utførelsesform sender telleren 48 signal 50 til pulssystemaktiveringsbryter 33 eller til annet middel som hindrer ytterligere pulser inntil filteret er blitt tilbakevasket. Uten ytterligere pulser, vil væskenivået stige til en forutbestemt andre verdi hvor tilbakevasklngen skal initieres. Tilbakevasklngsstyreenhet 51 mottar væskenlvåslgnal 50 og aktiverer tllbakevasklngspumpe 16 ved hjelp av signal 52, hvorved tilbakevasklngen startes når den forutbestemte andre verdien av væskenivå oppnås. Tllbakevasklngstldsur 53 styrer tldslengden som tllbakevasklngspumpen 16 forblir Innkoblet, Idet der signaliseres til tilbakevaskingsstyreenheten 51 om å avstenge pumpen ved det ønskede forutbestemte tilbakevask-ingstidspunkt. Tilbakevaskingsstyreenheten styrer også andre handlinger som- behøves for å tllbakevaske filteret, idet slike handlinger innbefatter å lukke og åpne ventiler som tidligere beskrevet og vist i Figur 1. Tilbakevaskingsstyreenheten 51 tilbakestiller også teller 48 via signal 54 til forberedelse for den neste filtreringssyklus, hvilket tillater pulssystemet å bli aktivert.

Uhyre høy belastning eller en annen faktor kan medføre at væskenivået når det andre forutbestemte nivået før det maksimale forutinnstilte antall av pulser er blitt initiert. I dette tilfellet sender tilbakevaskingsstyreenheten 51 signal 55 til pulssystemaktiveringsbryter for å hindre pulssystemet fra å initiere en puls under tllbakevasklngs-operasjonene.

I visse utførelsesformer av denne oppfinnelse, begrenses tiden mellom påhverandre følgende pulser av styreenheten til å forutlnnstllle minimums og/eller maksimums verdier. Således, 1 et system hvor stige-taktstyrte pulser normalt opptrer på intervaller av 12-30 minutter, kan et minimums pulsintervall av 5-8 minutter opprettholdes for å tillate underdrenerings-hulrommet 12 å tømme seg inn i klarings-brønnen 15 før den neste pulsen initieres. Fortrinnsvis kan den forutinnstilte minlmumstldsforslnkelse varieres mellom 2 og 30 minutter'.

Likeledes kant det finnes fordelaktig å forutlnnstllle maksimum pulsintervall. Fortrinnsvis er det maksimale forutinnstilte tidsintervallet mellom pulser lik 20 til 300 minutter.

Det bør bemerkes at beskrivelsen i følge Figur 5 er en forklaring av et bestemt eksempel av styremetoden. Andre utførelsesformer kan anvendes i følge denne oppfinnelse, forutsatt at pulssystemet opereres til å initiere pulsen som en funksjon av den målte stlgetakt. Eksempelvis kan et flerbruks tidsur anvendes til å utføre funksjonene for flere eller samtlige av tidsurene 34, 39, 45 og 53, og de spesielle styreenhetsfunksjonene og bryterne kan anordnes i en hvilken som helst systematisk orden som oppnår styrefremgangsmåten som angitt i de etterfølgende patentkrav.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for filtrering av faststoffer fra en tilstrøm-mende væske ved passering av væsken gjennom et nedstrømnings granuløst medium fllterlele (1) i en filtertank (3), idet nevnte fllterlele har en øvre overflate (11) og en nedre overflate (2) og er anordnet til å bli utsatt for tllbakevasklng og oppadrettede sub-fluidiserende pulser av fluidum fra en oppstilling av åpninger (7) ved tidspunkter som er andre enn under tllbakevasklng, omfattende trinnene: (a) kontinuerlig å innføre nevnte tilstrømmende væske inn i nevnte filtertank (3) for nedad faststoff-fjernende passering gjennom nevnte fllterlele (1), (b) å overvåke det tilstrømmende væskenivået over nevnte fllterlele i nevnte filtertank, (c) periodisk å aktivere et pulssystem for tilveiebring-else av en puls, hvor flere sub-fluidiserende strømmer av et fluidum rettes oppad gjennom fllterlelet (1) fra nevnte oppstilling av åpninger (7) for derved å løsgjøre faststoffer fra den øvre overflaten (11) av nevnte leie (1), lagre filtrerte faststoffer ved geometriske steder innenfor nevnte leie, og å redusere stigetakten av den tilstrømmende væskes nivå i filtertanken for å utvide filtreringstiden mellom tilbakevaskinger, og (d) å tilbakevaske nevnte fllterlele (1) ved en oppad fluidiserende hastighet etter fullførelse av minst to pulser, karakterisert ved at takten som den tilstrømmende væskens nivå stiger med i nevnte filtertank (3) bestemmes, og at pulssystemet aktiveres når stigetakten av nevnte tilstrømmende væskes nivå i nevnte tank (3) når en forutbestemt verdi.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at pulssystemet aktiveres når nevnte væskenivå over nevnte leie (1) oppnår en forutbestemt første verdi.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at pulssystemet aktiveres ved et forutbestemt tidspunkt som etterfølger den initielle innføring av nevnte tilstrømmende væske inn i nevnte filtertank (1) ved begynnelsen av en filtreringssyklus.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at hver puls opprettholdes i 5 til 180 sekunder, fortrinnsvis 10 til 120 sekunder.

5. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at tidsintervallet mellom suksessive pulser ikke er mindre enn en minimums forutbestemt tidsforsinkelse, som fortrinnsvis er fra 2 til 30 minutter.

6. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at tiden mellom suksessive pulser ikke er mer enn et maksimum forutinnstllt tidsintervall, som er fortrinnsvis fra 20 til 300 minutter.

7. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav .karakterisert ved at det pulserende fluidum er en gass.

8. Fremgangsmåte som angitt I krav 7,karakterisert ved at den pulserende gassen motiveres oppad ved fra 0,3 til 1,53 meter pr. sekund gjennom åpninger (7) under nevnte overflate (2) av nevnte filterleie (1).

9. Fremgangsmåte som angitt 1 krav 7 eller 8, karakterisert ved at den pulserende gass er luft og motiveres oppad gjennom nevnte filterleie (1) i hver puls ved hjelp av et stigende væskenivå i hver av en flerhet av leiestøttesek-torer (31) under nevnte filterleie, idet nevnte stigende væskenivå fanger og tvinger nevnte luft oppad i hver individuelle sektor (31).

10. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav .karakterisert ved at det pulserende fluidum pulses oppad mens det vedvarende Innføres nevnte tilstrømmende væske i nevnte filtertank (3).

11. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at det pulserende fluidum er en væske som er rettet oppad gjennom kun en øvre del av nevnte filterleie (1).

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved at den pulserende væsken er filtrat fra nevnte granuløse mediumfilterleie (1).

13. Fremgangsmåte som angitt 1 krav 2,karakterisert ved at den fluidiserende tllbakevasklng initieres når det tilstrømmende væskenivået over nevnte filterleie (1) når en forutbestemt andre verdi (25) som er høyere enn nevnte første verdi (24).

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den fluidiserende tilbakevasklngen initieres etter fullførelse av et forutbestemt maksimumsantall av pulser, som er fortrinnsvis fra 8 til 30.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at den fluidiserende tllbakevasklng initieres etter at en forutbestemt filtreringstid har forløpt.