WO2013026869A1 - Kontaktfiltervorrichtung zum abscheiden von suspendierten schwebstoffen aus wasser - Google Patents

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WO2013026869A1
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    • C02F1/004—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using large scale industrial sized filters

Definitions

  • the invention relates to a contact filter device for separating suspended suspended solids, sludge and solid particles from water.
  • the object of the invention is to provide a contact filter device with increased efficiency, which is also able to separate suspended substances that are lighter than water.
  • the contact filter device for filtering raw water and discharge of pure water, a rectangular filter box in which a Zuflußschacht is disposed on a wall of the filter box and in which a contact tube bundle between the Zuflußschacht and a
  • Zuflußschacht opposite side of the filter box wherein the width of the Zuflußschachtes is approximately equal to the width of the filter box and wherein the depth of the Zuflußschachtes is a fraction of the width of the filter box, and wherein the Zuflußschacht at its upper portion a Zufmungsstutzen for the raw water and is open at the bottom to the interior of the filter box.
  • the inflow shaft is preferably also open at the top.
  • the contact filter device can separate suspended matter which is lighter than water, and an efficiency of separation of more than 96 percent can be achieved in the contact filter device.
  • suspended matter which is lighter than water
  • living microorganisms can also be removed from biological treatment stages by means of the According to the invention Konfakt rte ri rt rti ng be separated from the water.
  • Konfakt rte ri rt rti ng be separated from the water.
  • An advantageous embodiment of the contact filter device according to the invention is characterized in that the filter box has a flat filter bottom and then four equally high side walls, a north side, a south side, an east side and a west side, in particular, the inflow shaft has the shape of a rectangular box, the is formed of four equally high side walls, a north side, a south side, an east side and a west side. This results in a clear and easily manufacturable structure of the contact filter device.
  • a further advantageous embodiment of the Kunststoffftltervoroplasty invention is characterized in that the ratio of the width of the south side of the filter box to the width of the south side of the Zuflußschachtes about 5 to 15, whereby the hydraulic equalization of the water flow to be cleaned is improved.
  • a further advantageous embodiment of the contact filter device according to the invention is characterized in that the Zuflußscinacrrt mounted in the filter box is detachably mounted on the Fiiterkasten such that it can be preferably removed upwards out of the filter box, whereby the cleaning of the contact filter device is facilitated in an advantageous manner.
  • a further advantageous embodiment of the contact filter device according to the invention is characterized in that the inflow chute mounted in the filter box overhangs the same by at least one width of the south side of the inflow shaft, whereby advantageously an easy assembly and disassembly of the inflow shaft is ensured and continue the inlet pipe at a favorable procedural position can be attached to the inlet shaft.
  • a further advantageous embodiment of the contact filter device according to the invention is characterized in that the filter box has an inclined drain weir for scum, wherein the drain weir is preferably in the form of an inclined rectangular plate with a horizontal weir edge and two side plates and executed. About the drain we can
  • a further advantageous embodiment of the contact filter device according to the invention is characterized in that the drain weir is arranged on a U-shaped rectangular section of the upper edge of the south side of the filter box, and that the width of the drain weir about the difference in length between the width of the south side of the feeder box minus corresponds to the width of the south side of the inflow shaft,
  • a further advantageous embodiment of the contact filter device according to the invention is characterized in that in at least one side wall near the transition to the filter bottom a discharge nozzle for settling sludge is used, which is hydraulically connected to a Abschlammventil, preferably a flap or ball valve. It can be deposited by the temporary rapid opening of the Abschlammventils on the filter bottom in an advantageous manner
  • a further advantageous embodiment of the contact filter device according to the invention is characterized in that a collector is provided for pure water in the form of a vertically mounted top and bottom open pipe section, which is half immersed in the filter box at the top forming water level with the horizontal level line AB, and that a horizontally mounted pure water line is inserted into the collector, which leads out of the ontaktfittervornchtung and is preferably shut off by a valve.
  • a collector is provided for pure water in the form of a vertically mounted top and bottom open pipe section, which is half immersed in the filter box at the top forming water level with the horizontal level line AB, and that a horizontally mounted pure water line is inserted into the collector, which leads out of the ontaktfittervornchtung and is preferably shut off by a valve.
  • a further advantageous embodiment of the contact filter device according to the invention is characterized in that the preferably designed as a package contact tube bundle has a plurality of equal length, vertical and honeycomb tightly mounted tightly tubular elements made of metal or plastic, the upper end and lower end is open, preferably the
  • Opening diameter of the upper end and the lower end corresponds approximately to the pipe diameter minus 2 times the wall thickness of the tubular element.
  • Net structure executed has lateral surface (34), wherein a perforated structure is preferred.
  • a perforated structure is preferred.
  • the efficiency of the separation of solids is further increased in an advantageous manner, in particular when the texturing of the lateral surface is carried out so that a wetted surface of 100 to 300 m 2 is available per cubic meter of catalyst tube bundle:
  • a further advantageous embodiment of the contact filter device according to the invention is characterized in that the rectangular filter box is designed with externally mounted reinforcing ribs. From which advantageously a material-saving lightweight construction of
  • Fig. 1 is a sectional view of the contact filter device according to the invention.
  • Fig. 2 is a side view of the contact filter device according to the invention
  • the inventive device Fig. 1 comprises an open-topped rectangular filter box 1 preferably as BlechkonstruMion mi mi a flat bottom 2 and welded to it four equally high side walls, a north side 3, a south side 4, an east side 5 and a west side 6.
  • an inflow shaft 7 In the device if there is an inflow shaft 7,
  • the Zuflußschacht 7 has the shape of a top and bottom open rectangular sheet metal box formed of four equal high side walls, a south side 8, a north side 9, a west side 10, an east side 18, and an upper opening 12 and a lower opening 11.
  • the Zuflußschacht is mounted in the filter box 1, that the west side 10 of the feed chute against the west side 6 of the filter box 1.
  • Zuflußschachtes is about 5 to 15
  • Width south side 8 inflow shaft 7 The north side 3, the filter box 1, has the same width as the south side 4 of the filter box 1.
  • the north side 9 of the inflow shaft has the same width as the south side 8 of the inflow shaft.
  • the ratio of the width of the south side 4, the filter box 1, to the distance H of the Zuflußschachtes 7 from the filter bottom 2 is about 1 to 3
  • the inflow shaft 7 has an inlet connection 13 for the raw water, the inlet connection 13 opens, as shown in FIG. 1, in the south side 8 or in the north side 9 or in the west side 10 of the inflow shaft. 7
  • the mounted in the filter box 1 Zuflußschacht 7 surmounted the same by at least one width of the south side 8 of the Zuflußschachtes 7 whereby an easy assembly and disassembly of the Zuflußschachtes is ensured and continue the Bnlauistutzen 13 can be attached to a procedural favorable position to the feed chute 7.
  • the Zuflußschacht 7 can also be easily pulled up out of the filter box 1, so that a cleaning of the same can be easily made.
  • the filter box 1 has a sloping drain 14 for scum.
  • the drain weir 14 in the form of an inclined rectangular plate has a horizontal weir edge 15 and two side plates 16 and 17. As shown in FIG. 1, the drain weir 14 is welded to a U-shaped rectangular cutout from the upper edge of the south side 4 of the filter box 1.
  • the width of the drain weir 14 corresponds approximately to the difference in length between the width of the south side 4 of the filter box 1 minus the width of the south side 8 of the Zuflußschachtes. 7
  • the contact filter device according to the invention then exhibits an optimized separation performance if the aspect ratio:
  • a discharge nozzle 20 is used for settling sludge.
  • the discharge nozzle 20 is hydraulically connected to the blowdown valve 21.
  • the blowdown valve 21 is designed in the form of a flapper or ball valve, so that by temporarily rapid opening of 21 deposited on the filter bottom 2 settling sludge S is discharged from the contact filter device, the contact filter device further comprises a collector 22 for pure water.
  • the collector 22 is in the form of a vertically mounted top and bottom open pipe section, which is half immersed in the filter box 1 at the top forming water level with the horizontal level line A-B.
  • the collector 22 has a lateral weld-in perforation 23 at half the pipe length into which the horizontally mounted clean water line 24 is inserted.
  • the pure water line leads, by means of the drain flange 25 out of the contact filter device according to the invention and can be shut off by the valve 26.
  • the level line AB As explained in Fig. 1 determines the position of the drain flange in the north side 3 of the filter box 1, the height of the level line AB of the water level in the same, In order to ensure the functionality of the device according to the invention, the level line AB must be set so that a few centimeters below the horizontal weir edge 15 is located.
  • a rectangular shaped contact tube bundle 30 is further arranged, the contact tube bundle 30 has a plurality of equal length, vertically and honeycomb tightly mounted tube members 31 made of metal or plastic, the upper end 32 and lower end 33 is open.
  • the opening diameter of 32 and 33 corresponds to the pipe diameter minus 2 times the wall thickness of the tubular element 31.
  • the lateral surface 34 of the tubular element 31 is textured, corrugated or designed as a perforated net.
  • the contact filter device then has an optimized separation performance if the texturing of the lateral surface 34 is designed so that a wetted surface of 100 to 300 m 2 is available per cubic meter of catalyst bundles.
  • the length of the contact tube bundle 30 corresponds to the internal width of the east side 5 of the filter box 1.
  • the width of the Contact tube bundle 30 corresponds approximately to the difference in length between the width of the south side 4 of the filter box 1 minus the width of the south side 8 of the inflow shaft 7.
  • the contact filter device has an improved separation performance when the distance J of the contact tube bundle 30 from the filter bottom 2, measured from the lower end 33 of a tubular element 31 during assembly in the filter box 1 is selected so that applies
  • the height of the contact tube bundle 30 is one to three meters, and pipe elements 31, if they are shorter than 1 to 3 meters, are then optionally arranged vertically one above the other.
  • the contact filter device then has an optimized separation performance when the distance L of the clean water line 24 from the contact tube bundle 30, measured from the upper end 32 of a tubular element 31, in the filter box 1 is dimensioned constructively such that
  • the tube elements 31 of the tube bundle are fully accessible from above so that a possible cleaning process is easy to perform.
  • the contaminated with suspended suspended solids, sludge and solid particles raw water R enters through the inlet nozzle 13 into the feed chute 7 and flows evenly down to
  • the thus pre-cleaned raw water then continues to flow vertically upwards and enters evenly into the lower tube opening 33 of the tube elements 31 of the contact tube bundle 30. As it flows through the bundle of catalyst tubes 30, the water is further purified of the finest suspended matter and living microorganisms.
  • the thus purified water exits at the top from the upper tube openings 32 of the tube elements 31 of the contact tube bundle 30 and flows up to the collector 22. From the collector 22, the purified water P leaves the device according to the invention via the open valve 26 through the clean water line 24.
  • Certain residual amounts of suspended suspended solids, sludge and solid particles can accumulate on the water level with the level line A_B above the contact tube bundle 30 and form there a layer of scum F, for discharging at the level of the level line A_B accumulating on the water scum F is at continuous inflow of raw water R to the device according to the invention, the shut-off valve 26 closed for the Retnwasser.
  • the water is dammed in the contact filter device and consequently the height of the level line A-B slowly increases until the water level reaches the height of the weir edge 15 and the scum F flows out of the contact filter device according to the invention on the drain weir for scum 14.
  • the purified wastewater stream P of about 1m3 / h, which emanated from the contact filter device according to the invention via pure water line 24 was constantly only a content of filterable substances ⁇ ATV Guide Nr.2-2) of less than 20 milligrams per liter, what a Efficiency of deposition of 99 percent corresponds.
  • shut-off valve 30 contact tube bundles

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktfiltervorrichtung zum Filtern von Rohwasser (R) und Abgabe von Reinwasser (P) mit einem rechteckigen Filterkasten (1), in dem ein Zuflußschacht (7) an einer Wand des Filterkastens (1) angeordnet ist und in dem ein Kontaktrohrbündel (30) zwischen dem Zuflußschacht (7) und einer dem Zuflußschacht (7) gegenüberliegenden Seite des Filterkastens (1) vorgesehen ist. Dabei ist die Breite des Zuflußschachtes (7) in etwa gleich der Breite des Filterkastens (1), und die Tiefe des Zuflußschachtes (7) beträgt einen Bruchteil der Breite der Filterkastens (1), und der Zuflußschacht (7) weist an seinem oberen Bereich einen Zuflußstutzen (13) für das Rohwasser (R) auf und ist unten zum Innern des Filterkastens (1) hin offen.

Description

KONTAKTFILTERVORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN VON
SUSPENDIERTEN SCHWEBSTOFFEN AUS WASSER
Die Erfindung betrifft eine Kontaktfiltervorrichtung zum Abtrennen von suspendierten Schwebstoffen, Schlamm- und Feststoffpartikeln aus Wasser.
Kontaktfiltervorrichtungen sind bereits bekannt, beispielsweise aus US-A-3 886 064, US-A- 4 151 084, US-A-4 889 624, WO86/05412 und W09/411312. Alle diese Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass sie schlecht zu reinigen und zu warten sind und dass sie lediglich suspendierte Feststoffe abtrennen können, welche schwerer als Wasser sind. Auch übersteigt Wirkungsgrad der Abscheidung an Feststoffen hier kaum 85 bis 90 Prozent.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Kontaktfiltervorrichtung mit erhöhtem Wirkungsgrad bereit zu stellen, welche auch suspendierte Stoffe, die leichter als Wasser sind, abzutrennen vermag.
Dazu weist die erfindungsgemäße Kontaktfiltervorrichtung zum Filtern von Rohwasser und Abgabe von Reinwasser einen rechteckigen Filterkasten, in dem ein Zuflußschacht an einer Wand des Filterkastens angeordnet ist und in dem ein Kontaktrohrbündel zwischen dem Zufiußschacht und einer dem
Zuflußschacht gegenüberliegenden Seite des Filterkastens vorgesehen ist, auf, wobei die Breite des Zuflußschachtes in etwa gleich der Breite des Filterkastens ist und wobei die Tiefe des Zuflußschachtes ein Bruchteil der Breite der Filterkastens beträgt, und wobei der Zuflußschacht an seinem oberen Bereich einen Zuflußstutzen für das Rohwasser aufweist und unten zum Innern des Filterkastens hin offen ist. Der Zuflußschacht ist vorzugsweise ebenfalls oben offen.
Die erfindungsgemäße Kontaktfiltervorrichtung kann suspendierte Stoffe, welche leichter als Wasser sind, abtrennen, und ein Wirkungsgrad der Abscheidung von mehr als 96 Prozent kann in der Kontaktfiltervorrichtung erreicht werden. Außer Schwebstoffen und Stoffen, die schwerer als Wasser sind können auch lebende Mikroorganismen vom Ablauf biologischer Reinigungsstufen mittels der erfindungsgemäßen Kon taktfi Ite rvo rrich tu n g vom Wasser abgetrennt werden. Durch das Vorhandensein ' des Zuflussschachtes, welcher den Zufluss des zu reinigenden Wassers hydraulisch vergleichmäßigt, wird die Abtrennleistung der Kontaktfiltervorrichtung maximiert. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkasten einen ebenen Filterboden und daran anschließend vier gleich hohen Seitenwände, eine Nordseite, eine Südseite, eine Ostseite und eine Westseite aufweist, wobei insbesondere auch der Zuflußschacht die Form eines rechteckigen Kastens hat, der aus vier gleich hohen Seitenwänden, einer Nordseite, einer Südseite, einer Ostseite und einer Westseite gebildet ist. Dadurch ergibt sich eine übersichtliche und leicht herstellbare Struktur der Kontaktfiltervorrichtung.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktftltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Breite der Südseite des Filterkasten zu der Breite der Südseite des Zuflußschachtes ca. 5 bis 15 beträgt, wodurch die hydraulische Vergleichmäßigung des zu reinigenden Wasserstromes verbessert wird .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der im Filterkasten montierte Zuflußscinacrrt lösbar an dem Fiiterkasten derart montiert ist, das er vorzugsweise nach oben aus dem Filterkasten herausgenommen werden kann, wodurch in vorteilhafter Weise die Reinigung der Kontaktfiltervorrichtung erleichtert wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der im Filterkasten montierte Zuflußschacht denselben um mindestens eine Breite der Südseite des Zuflußschachtes überragt, wodurch in vorteilhafter Weise eine leichte Montage und Demontage des Zuflussschachtes gewährleistet ist und weiterhin der Einlaufstutzen an einer verfahrenstechnisch günstigen Position an den Zuflussschacht angesetzt werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkasten ein geneigtes Ablaufwehr für Schwimmschlamm aufweist, wobei das Ablaufwehr vorzugsweise in Form eines geneigten rechteckigen Bleches mit einer horizontalen Wehrkante sowie zwei Seitenblechen und ausgeführt ist. Über das Ablaufwehr kann der
Schwimmschlamm, der sich auf der Wasseroberfläche bildet, in vorteilhafter Weise einfach und effizient, beispielsweise in einen Entsorgungsbehälter, abgeführt werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ablaufwehr an einen U-förmigen rechteckigen Ausschnitt aus der oberen Kante der Südseite des Filterkastens angeordnet ist, und dass die Breite des Ablaufwehrs in etwa der Längendifferenz zwischen der Breite der Südseite des Füterkastens minus der Breite der Südseite des Zuflußschachtes entspricht,
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Seitenwand nahe dem Übergang zum Filterboden ein Entleerungsstutzen für Absetzschlamm eingesetzt ist, der hydraulisch mit einem Abschlammventil, vorzugsweise einem Klappen- oder Kugelventil, verbunden ist. Dabei kann in vorteilhafter Weise durch zeitweiliges schnelles Öffnen des Abschlammventils der auf dem Filterboden abgelagerte
Absetzschlamm leicht aus der Kontaktfiltervorrichtung ausgetragen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Sammler für Reinwasser in Form eines vertikal montierten oben und unten offenen Rohrstückes vorgesehen ist, das zur Hälfte in den im Filterkasten sich oben bildenden Wasserspiegel mit der horizontalen Niveaulinie A-B eingetaucht ist, und dass eine horizontal montierte Reinwasserleitung in den Sammler eingesetzt ist, die aus der ontaktfittervornchtung herausführt und vorzugsweise durch ein Ventil abzusperren ist. Durch diese Anordnung kann das Reinwasser in vorteilhafter Weise unter Umgehung des Schwimmschlamms aus der Kontaktfiltervorrichtung abgezogen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das vorzugsweise als Baueinheit ausgeführte Kontaktrohrbündel eine Vielzahl von gleichlangen, vertikal und wabenartig dicht an dicht montierten Rohrelementen aus Metall oder Kunststoff aufweist, deren oberes Ende und unteres Ende offen ist, wobei vorzugsweise der
Öffnungsdurchmesser des oberen Endes und des unteren Endes in etwa dem Rohrdurchmesser minus 2 mal der Wandstärke des Rohrelementes entspricht. Durch dieses Kontaktrohrbündel wird in vorteilhafter Weise ein hoher Wirkungsgrad bei der Abscheidung von Feststoffen erreicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontakt iltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement eine gerippte oder als durchbrochene Struktur oder
Netzstruktur ausgeführte, Mantelfläche (34) hat, wobei eine durchbrochene Struktur bevorzugt ist. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Abtrennung von Feststoffen in vorteilhafter Weise weiter erhöht, insbesondere dann, wenn die Texturierung der Mantelfläche so ausgeführt ist, dass pro Kubikmeter Kontaktrohrbündel eine benetzte Oberfläche von 100 bis 300 m2 zur Verfügung steht:
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der rechteckige Filterkasten mit außen angebrachten Verstärkungsrippen ausgeführt ist. woraus in vorteilhafter Weise eine Materialsparende Leichtbauweise der
Kontaktfiltervorrichtung ermöglicht wird unter Beibehaltung der erforderlichen Stabilität des
Filterkastens. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung, und
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung Fig. 1 umfasst einen oben offenen rechteckigen Filterkasten 1 vorzugsweise als BlechkonstruMion, mi\ einem ebenen Filterboden 2 und daran angeschweißten vier gleich hohen Seitenwänden, einer Nordseite 3, einer Südseite 4, einer Ostseite 5 und einer Westseite 6. In der Vorrichtung ist ein Zuflußschacht 7 vorhanden,
Der Zuflußschacht 7 hat die Form eines oben und unten offenen rechteckigen Blechkastens geformt aus vier gleich hohen Seitenwänden, einer Südseite 8, einer Nordseite 9 , einer Westseite 10, einer Ostseite 18, sowie einer oberen Öffnung 12 und einer unteren Öffnung 11. Der Zuflußschacht 7 ist so in dem Filterkasten 1 montiert, dass die Westseite 10 des Zuflußschachtes an der Westseite 6 des Filterkastens 1 anliegt.
Das Verhältnis der Breite der Südseite 4 des Filterkastens 1 zu der Breite der Südseite 8 des
Zuflußschachtes beträgt ca. 5 bis 15
Breite Südseite 4 Filterkasten 1
= ca. 5 bis 15
Breite Südseite 8 Zuflußschacht 7 Die Nordseite 3, des Filterkasten 1 , weist die gleiche Breite wie die Südseite 4 des Filterkastens 1 auf. Die Nordseite 9 des Zuflußschachtes weist die gleiche Breite wie die Südseite 8 des Zuflußschachtes auf. Das Verhältnis der Breite Südseite 4, des Filterkasten 1 , zum Abstand H des Zuflußschachtes 7 vom Filterboden 2 beträgt ca. 1 bis 3
Breite Südseite 4 Filterkasten 1 Abstand H
Der Zuflußschacht 7 weist einen Einlaufstutzen 13 für das Rohwasser auf, Der Einlaufstutzen 13 mündet, wie Fig. 1 zeigt ist, in die Südseite 8 oder in die Nordseite 9 oder in die Westseite 10 des Zuflußschachtes 7.
Der im Filterkasten 1 montierte Zuflußschacht 7 überragt denselben um mindestens eine Breite der Südseite 8 des Zuflußschachtes 7 wodurch eine leichte Montage und Demontage des Zuflußschachtes gewährleistet ist und weiterhin der Bnlauistutzen 13 an einer verfahrenstechnisch günstigen Position an den Zuflußschacht 7 angesetzt werden kann. Der Zuflußschacht 7 kann auch leicht nach oben aus dem Filterkasten 1 gezogen werden, sodass eine Reinigung desselben leicht vorgenommen werden kann.
Der Filterkasten 1 hat ein geneigtes Ablaufwehr 14 für Schwimmschlamm. Das Ablaufwehr 14 in Form eines geneigten rechteckigen Bleches weist eine horizontale Wehrkante 15 sowie zwei Seitenbleche 16 und 17 auf. Wie Fig. 1 zeigt ist, ist das Ablaufwehr 14 an einen U-Förmig rechteckigen Ausschnitt aus der oberen Kante der Südseite 4 des Filterkastens 1 angeschweißt. Die Breite des Ablaufwehrs 14 entspricht in etwa der Längendifferenz zwischen der Breite der Südseite 4 des Filterkastens 1 minus der Breite der Südseite 8 des Zuflußschachtes 7.
Wie Versuche gezeigt haben weist die erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung dann eine optimierte Abtrennleistung auf, wenn das Längenverhältnis:
Breite Südseite 8 Zuflußschacht 7
Höhe des Seitenbleches 16 oder 17 beträgt.
In mindestens eine der Seitenwände 3,4,5 oder 6 des Filterkastens 1 ist nahe dem Übergang zum Filterboden 2 ein Entleerungsstutzen 20 für Absetzschlamm eingesetzt. Der Entleerungsstutzen 20 ist hydraulisch mit dem Abschlammventil 21 verbunden. Das Abschlammventil 21 ist in Form eines Klappen- oder Kugelventils ausgeführt, sodass durch zeitweiliges schnelles Öffnen von 21 der auf dem Filterboden 2 abgelagerte Absetzschlamm S aus der Kontaktfiltervorrichtung ausgetragen wird, Die Kontaktfiltervorrichtung weist weiterhin einen Sammler 22 für Reinwasser auf. Der Sammler 22 hat die Form eines vertikal montierten oben und unten offenen Rohrstückes, welches zur Hälfte eingetaucht ist in den im Filterkasten 1 sich oben bildenden Wasserspiegel mit der horizontalen Niveaulinie A-B.
Wie Fig. 1 zeigt ist, weist der Sammler 22 auf halber Rohrlänge eine seitliche Einschweißlochung 23 auf in welche die horizontal montierte Reinwasserleitung 24 eingesetzt ist. Die Reinwasserleitung führt, mittels des Ablaufflansch 25 aus der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung hinaus und kann durch das Ventil 26 abgesperrt werden.
Wie Fig. 1 erläutert bestimmt die Position des Ablaufflansches in der Nordseite 3 des Filterkastens 1 die Höhe der Niveaulinie A-B des Wasserspiegels in demselben, Damit die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet ist, muss die Niveaulinie A-B so festgelegt werden, dass sie einige Zentimeter unterhalb der horizontalen Wehrkante 15 liegt.
In dem Filterkasten 1 ist ferner ein rechteckig geformtes Kontaktrohrbündel 30 angeordnet, Das Kontaktrohrbündel 30 weist eine Vielzahl von gleichlangen, vertikal und wabenartig dicht an dicht montierten Rohrelementen 31 aus Metall oder Kunststoff auf, deren oberes Ende 32 und unteres Ende 33 offen ist. Vorzugsweise entspricht der Öffnungsdurchmesser von 32 und 33 dem Rohrdurchmesser minus 2 mal der Wandstärke des Rohrelementes 31. Weiterhin ist die Mantelfläche 34 des Rohrelements 31 texturiert, gewellt oder als durchbrochenes Netz ausgeführt. Wie Versuche gezeigt haben weist die Kontaktfiltervorrichtung dann eine optimierte Abtrennleistung auf, wenn die Texturierung der Mantelfläche 34 so ausgeführt ist, dass pro Kubikmeter Kontaktrohrbündel eine benetzte Oberfläche von 100 bis 300 m2 zur Verfügung steht: Die Länge des Kontaktrohrbündels 30 entspricht der Innenbreite der Ostseite 5 des Ftlterkastens 1. Die Breite des Kontaktrohrbündels 30 entspricht in etwa der Längendifferenz zwischen der Breite der Südseite 4 des Filterkastens 1 minus der Breite der Südseite 8 des Zuflußschachtes 7.
Wie Versuche gezeigt haben, weist die Kontaktfiltervorrichtung dann eine verbesserte Abtrennleistung auf, wenn der Abstand J des Kontaktrohrbündel 30 vom Filterboden 2 , gemessen vom unteren Ende 33 eines Rohrelementes 31 bei der Montage im Filterkasten 1 so ausgewählt wird , dass gilt
J = 1 x H bis 3 x H Die Höhe des Kontaktrohrbündels 30 beträgt ein bis drei Meter, und Rohrelemente 31 , sofern sie kürzer als 1 bis drei Meter sind, werden dann gegebenenfalls vertikal übereinander angeordnet.
Wie Versuche gezeigt haben, weist die Ko n taktfi Itervorrich tu ng dann eine optimierte Abtrennleistung auf, wenn der Abstand L der Reinwasserleitung 24 vom Kontaktrohrbündel 30 , gemessen vom oberen Ende 32 eines Rohrelementes 31 , im Filterkasten 1 konstruktiv so bemessen wird , dass gilt
L = 1 x H bis 3 x H
Die Rohrelemente 31 des Kontaktrohrbündels sind von oben vollständig zugängig sodass ein eventueller Reinigungsvorgang leicht durchzuführen ist.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Blechkonstruktion des oben offenen rechteckigen Filterkastensl mit außen angebrachten Verstärkungsrippen 40, ebenfalls aus Blech, ausgeführt, woraus eine Material sparende Leichtbauweise für die Kontaktfiltervorrichtung resultiert.
Abscheidebetrieb
Das mit suspendierten Schwebstoffen , Schlamm- und Feststoffpartikeln verunreinigte Rohwasser R tritt durch den Einlaufstutzen 13 in den Zuflußschacht 7 ein und fließt gleichmäßig nach unten zum
Filterboden 2, wo sich die Schlammstoffe, welche schwerer als Wasser sind, absetzen,
Das so vorgereinigte Rohwasser fließt dann weiter vertikal nach oben und tritt gleichmäßig in die untere Rohröffnung 33 der Rohrelemente 31 des Kontaktrohrbündels 30 ein. Beim Durchfluss durch das Kontaktrohrbündel 30 wird das Wasser weiter von feinsten schwebenden Stoffen und von lebenden Mikroorganismen gereinigt.
Das so gereinigte Wasser tritt oben aus den oberen Rohröffnungen 32 der Rohrelemente 31 des Kontaktrohrbündels 30 aus und fließt nach oben zum Sammler 22. Vom Sammler 22 aus verlässt das gereinigte Wasser P die erfindungsgemäße Vorrichtung über das geöffnete Ventil 26 durch die Reinwasserleitung 24.
Austraq des Absetzschlammes
Von Zeit zu Zeit wird durch Öffnen des Ventils 21 der auf dem Filterboden 2 lagernde Absetzschlamm S aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den Entleerungsstutzen 20 ausgetragen bzw.
abgelassen. Der Zufluss des Rohwassers R zur erfindungsgemäß en Vorrichtung wird während dieser Abschlammoperation nicht unterbunden,
Austrag des Schwimmschiammes
Gewisse Restmengen an suspendierten Schwebstoffen, Schlamm- und Feststoffpartikeln können sich auf dem Wasserspiegel mit der Niveaulinie A_B oberhalb des Kontaktrohrbündels 30 ansammeln und bilden dort eine Schicht von Schwimmschlamm F, Zur Austragung des in Höhe der Niveaulinie A_B auf dem Wasser sich ansammelnden Schwimmschlammes F wird bei laufendem Zufluss von Rohwasser R zur erfindungsgemäßen Vorrichtung das Absperrventil 26 für das Retnwasser geschlossen.
Durch diese Maßnahme wird das Wasser in der Kontaktfiltervorrichtung aufgestaut und infolgedessen nimmt die Höhe der Niveaulinie A-B langsam zu bis der Wasserspiegel die Höhe der Wehrkante 15 erreicht und der Schwimmschlamm F aus der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung über das Ablaufwehr für Schwimmschlamm 14 abfließt.
BEISPIEL
Der Ablauf einer aeroben biologischen Kläranlage für kommunales Abwasser, konstruktiv ausgeführt gemäß WO 2010145810 (Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser), wurde in die erfindungsgemäße Kontaktfiltervorrichtung als Rohwasserstrom R eingeleitet. Die Aufenthaltsdauer des zu reinigenden Rohwassers in der Kontaktfiltervorrichtung betrug etwa 80 bis 160 Minuten.
Alle 72 Stunden wurde durch Öffnen des Ventils 21 der auf dem Filterboden 2 angesammelte Absetzschlamm S durch den Entleerungsstutzen 20 zusammen mit etwa 9 Volumenprozent der in der Kontaktfiltervorrichtung vorhandenen Gesamtwassermenge herausgespült.
Als Resultat wies der gereinigte Abwasserstrom P von ca. 1m3/h, welcher aus der erfindungsgemäßen Kontaktfiltervorrichtung via Reinwasserleitung 24 ausströmte konstant nur einen Gehalt an abfiltrierbaren Stoffen {ATV Leitfaden Nr.2-2 ) von weniger als 20 Milligramm pro Liter auf , was einem Wirkungsgrad der Abscheidung von 99 Prozent entspricht.
Bezugszeichenliste
Filterkasten
Filterboden
Nordseite Filterkasten
Südseite Filterkasten
Ostseite Filterkasten
Westseite Filterkasten
Zuflussschacht
Südseite Zuflussschacht
Nordseite Zuflussschacht
Westseite Zuflussschacht
Untere Öffnung Zuflussschacht
Obere Öffnung Zuflussschacht
Einlaufstutzen Rohwasser
Ablaufwehr für Schwimmschlamm
Wehrkante
Seitenblech
Seitenblech
Ostseite Zuflussschacht
Entleerungsstutzen Absetzschlamm
Abschlammventil
Sammler für Reinwasser
Einschweisslochung Sammler
Reinwasserleitung
Ablaufflansch
Absperrventil 30 Kontaktrohrbündel
31 Rohrelement
32 Obere Rohröffnung
33 Untere Rohröffnung
34 Rohrmantel
40 Verstärkungsrippen
A-B Flüssigkeitsniveaulinie
F Schwimmschlamm
H Abstand Zuflußschacht 7 vom Filterboden 2
J Abstand Kontaktrohrbündel 30 vom Filterboden 2
L Abstand Kontaktrohrbündel 30 von der Reinwasserleitung 24
P Reinwasser
R Rohwasser
S Absetzschlamm

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kontaktfiltervorrichtung zum Filtern von Rohwasser (R) und Abgabe von Reinwasser (P) mit einem rechteckigen Filterkasten (1), in dem ein Zuflußschacht (7) an einer Wand des
Filterkastens (1) angeordnet ist und in dem ein Kontaktrohrbündel (30) zwischen dem
Zuflußschacht (7) und einer dem Zuflußschacht (7) gegenüberliegenden Seite des Filterkastens (1) vorgesehen ist, wobei die Breite des Zuflußschachtes (7) in etwa gleich der Breite des Filterkastens (1) ist und wobei die Tiefe des Zuflußschachtes (7) ein Bruchteil der Breite der Filterkastens (1) beträgt, und wobei der Zuflußschacht (7) an seinem oberen Bereich einen Zuflußstutzen (13) für das Rohwasser (R) aufweist und unten zum Innern des Filterkastens (1) hin offen ist.
2. Kontaktfiltervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkasten (1 ) einen ebenen Filterboden (2) und daran anschließend vier gleich hohen Seitenwände, eine Nordseite (3), eine Südseite (4), eine Ostseite (5) und eine Westseite (6) aufweist.
3. Kontaktfiltervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Zuflußschacht (7) oben offen ist.
4. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch
gekennzeichnet, dass der Zuflußschacht (7) die Form eines rechteckigen Kastens hat, der aus vier gleich hohen Seitenwänden, einer Nordseite (9), einer Südseite (8), einer Ostseite (18) und einer Westseite (10) gebildet ist
5. Kontaktiiltervorrichtung nach Einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Zuflußschacht (7) so in dem Filterkasten (1) montiert ist, dass die Westseite (10) des Zuflußschachtes (7) an der Westseite (6) des Filterkasten (1) anliegt.
6. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Breite der Südseite (4) des Filterkasten (1) zu der Breite der Südseite (8) des Zuflußschachtes (7) ca. 5 bis 15 beträgt.
7. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Nordseite (3), des Filterkasten (1) die gleiche Breite wie die Südseite (4) des Filterkastens (1) aufweist, und dass die Nordseite (9) des Zuflußschachtes (7) die gleiche Breite wie die Südseite (8) des Zuflußschachtes (7) aufweist.
8. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Breite Südseite (4), des Filterkasten (1), zum Abstand H des Zuflußschachtes (7) vom Filterboden (2) ca. 1 bis 3 beträgt.
9. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der im Filterkasten (1) montierte Zuflußschacht (7) lösbar an dem Fiiterkasten (1) derart montiert ist, das er vorzugsweise nach oben aus dem Filterkasten (1) herausgenommen werden kann
10. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der im Filterkasten (1) montierte Zuflußschacht (7) denselben um mindestens eine Breite der Südseite (8) des Zuflußschachtes (7) überragt.
11. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Filterkasten (1) ein geneigtes Ablaufwehr (1 ) für
Schwimmschlamm aufweist, wobei das Ablaufwehr (14) vorzugsweise in Form eines geneigten rechteckigen Bleches mit einer horizontalen Wehrkante (15) sowie zwei Seitenblechen (16) und (17) ausgeführt ist,
12. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ablaufwehr (14) an einen U-förmigen rechteckigen Ausschnitt aus der oberen Kante der Südseite (4) des Filterkastens (1) angeordnet ist, und dass die Breite des Ablaufwehrs (14) in etwa der Längendifferenz zwischen der Breite der Südseite (4) des Filterkastens (1) minus der Breite der Südseite (8) des Zuflußschachtes (7) entspricht.
13. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in mindestens einer Seitenwand (3, 4, 5 oder 6) nahe dem Übergang zum Filterboden (2) ein Entleerungsstutzen (20) für Absetzschlamm eingesetzt ist, der hydraulisch mit einem Abschlammventil (21), vorzugsweise einem Klappen- oder Kugelventil, verbunden ist.
14. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Sammler (22) für Reinwasser (P) in Form eines vertikal montierten oben und unten offenen Rohrstückes vorgesehen ist, das zur Hälfte in den im Filterkasten (1) sich oben bildenden Wasserspiegel mit der horizontalen Niveaulinie A-B eingetaucht ist, und dass eine horizontal montierte Reinwasserleitung (24) in den Sammler (22) eingesetzt ist, die aus der Kontaktfiltervorrichtung herausführt und vorzugsweise durch ein Ventil (26)
abzusperren ist.
15. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das vorzugsweise als Baueinheit ausgeführte Kontaktrohrbündei (30) eine Vielzahl von gleichlangen, vertikal und wabenartig dicht an dicht montierten
Rohrelementen (31) aus Metall oder Kunststoff aufweist, deren oberes Ende (32) und unteres Ende (33) offen ist, wobei vorzugsweise der Öffnungsdurchmesser des oberen Endes (32) und des unteren Endes (33) in etwa dem Rohrdurchmesser minus 2 mal der Wandstärke des Rohrelementes (31) entspricht.
16. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Rohrelement (31) eine texturierte, beispielsweise gewellte, gerippte oder als durchbrochene Struktur oder Netzstruktur ausgeführte, Mantelfläche (34) hat, wobei eine durchbrochene Struktur bevorzugt ist.
17. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Texturierung der Mantelfläche (34) so ausgeführt ist, dass pro Kubikmeter Kontaktrohrbündei (30) eine benetzte Oberfläche von 100 bis 300 m2 zur
Verfügung steht:
18. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Länge des Kontaktrohrbündels (30) der Innenbreite der Ostseite (5) des Filterkastens (1) entspricht, und dass die Breite des Kontaktrohrbündels (30) in etwa der Längendifferenz zwischen der Breite der Südseite (4) des Filterkastens (1) minus der Breite der Südseite (8) des Zuflulischachtes (7) entspricht.
19. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abstand J des Kontaktrohrbündef (30} vom Filterboden 2, gemessen vom unteren Ende (33) eines Rohrelementes (31) bei der Montage im Filterkasten (1) so ausgewählt wird , dass gilt
J = 1 x H bis 3 x H.
20. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Höhe des Kontaktrohrbündels (30) ein bis drei Meter beträgt und Rohrelemente (31), sofern sie kürzer als 1 bis drei Meter sind, gegebenenfalls vertikal übereinander angeordnet werden.
21. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abstand L der Reinwasserleitung (24) vom Kontaktrohrbündel (30), gemessen vom oberen Ende (32) eines Rohrelementes (31), im Filterkasten (1) konstruktiv so bemessen wird , dass gilt
L = 1 x H bis 3 x H.
22. Kontaktfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der rechteckige Filterkasten (1) mit außen angebrachten
Verstärkungsrippen (40) ausgeführt ist.
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