DE1125889B - Backwashable liquid filter with loose filter material - Google Patents

Description

Rückspülbares Flüssigkeitsfilter mit losem Filtermaterial Die Erfindung betrifft mit körnigem Filtermaterial gefüllte Flüssigkeitsfilter, in denen die zu filterende Flüssigkeit von oben nach unten durch das Filterbett strömt und dabei ihre Verunreinigungen auf den Körnern ablagert oder mit denselben selbst einem Stoff- oder lonenaustausch unterworfen wird. Als zu filternde Flüssigkeiten können beispielsweise mechanisch stark verschmutztes oder chemisch vorbehandeltes Rohwasser, Zucker-, Stärke- und andere Lösungen ebenso wie Fruchtsäfte, Spinnbäder der Kunstfaserindustrie und die verschiedensten Arbeitsflüssigkeiten der chemischen und pharmazeutischen Industrie in Betracht kommen. Je nach Bestimmung des Filters kann das Filtermaterial dementsprechend beispielsweise aus Quarzkies, Marmor, Magnomasse oder insbesondere aus den verschiedensten für Ionenaustausch bestimmten Spezialmaterialien bestehen.Backwashable liquid filter with loose filter material The invention relates to liquid filters filled with granular filter material in which the to filtering liquid flows from top to bottom through the filter bed and thereby their impurities deposited on the grains or with them even a substance or is subjected to ion exchange. Liquids to be filtered can be, for example mechanically heavily polluted or chemically pretreated raw water, sugar, Starch and other solutions as well as fruit juices, spinning baths in the synthetic fiber industry and the most diverse chemical and pharmaceutical working fluids Industry come into consideration. Depending on the purpose of the filter, the filter material can accordingly, for example, made of quartz gravel, marble, magnomass or in particular consist of a wide variety of special materials intended for ion exchange.

Derartige Filter sind seit langem bekannt, haben jedoch den wesentlichen Nachteil, daß sich die oberste, von der zu filternden Flüssigkeit zuerst beaufschlagte Schicht des Filterbettes sehr rasch verstopft bzw. verbraucht, so daß das Filter gespült bzw. regeneriert werden muß, bevor die tieferen Schichten des Filterbettes überhaupt merklich zur Filterung beigetragen haben. Such filters have long been known, but have the essential Disadvantage that the uppermost liquid to be filtered was applied first Layer of the filter bed clogged or used up very quickly, so that the filter must be rinsed or regenerated before the deeper layers of the filter bed at all noticeably contributed to the filtering.

Beim Rückspülen bzw. Regenerieren der Filter, bei denen von unten her - also in entgegengesetzter Richtung zum Filtriervorgang -- Wasser bzw. Regenerierlösung und häufig auch Druckluft durch das Filterbett hindurchgedrückt werden, schweben die Körner des Filtermaterials in dem aufströmenden Wasser bzw. Wasserluftgemisch in tanzender Bewegung auf, wodurch die an den Körnern anhaftenden Verunreinigungen abgespült bzw. die Filterkörner in erwünschtem Maße regeneriert werden. Leider ergibt sich jedoch bei diesem unvermeidlichen Rückspül-bzw. Regeneriervorgang der Nachteil, daß gerade die großen Körner nach unten, die feineren aber nach oben zu wandern bestrebt sind, während im Interesse einer über die gesamte Höhe des Filterbettes gleichmäßig verteilten Filterwirkung die groben Körner oben, die feinen aber unten liegen sollen. When backwashing or regenerating the filters, those from below here - i.e. in the opposite direction to the filtering process - water or regeneration solution and often compressed air are forced through the filter bed, float the grains of the filter material in the flowing water or water-air mixture in a dancing motion, removing the impurities adhering to the grains rinsed or the filter grains regenerated to the desired extent. Unfortunately results however, with this inevitable backwashing or. Regeneration process the disadvantage, that it is precisely the large grains that migrate downwards, but the finer ones upwards strive while in the interests of one over the entire height of the filter bed evenly distributed filter effect the coarse grains above, but the fine grains below should lie.

Damit ergibt sich immer wieder die oben bereits genannte Schwierigkeit, daß diese Filter wegen der übermäßigen einseitigen Beanspruchung der obersten Schichten sich sehr rasch verstopfen bzw. erschöpfen und vorzeitig gespült bzw. regeneriert werden müssen.This repeatedly results in the above-mentioned difficulty, that these filters because of the excessive one-sided stress on the top layers become clogged or exhausted very quickly and flushed or regenerated prematurely Need to become.

Es ist bereits bekannt, solche Filter nicht nur im Aufwärtsstrom zu spülen, sondern sie auch für die Reinigung bzw. chemische Behandlung der zu filtrierenden Flüssigkeit im Aufwärtsstrom mit hoher Durchflußgeschwindigkeit zu betreiben und das befürchtete kurzschlüssige Durchbrechen der Filterschicht durch noch nicht fertig behandelte Flüssigkeitsteilströme durch in der obersten Schicht des Filterbettes angeordnete, besonders gestaltete Drainierungssysteme und durch Aufrechterhaltung eines Gegendruckes über dem Filterbett auszuschalten. Bei diesem Vorschlag wurde jedoch die große Gefahr übersehen, daß bei der angestrebten hohen Durchflußgeschwindigkeit die unmittelbar vor dem Drainierungssystem liegenden feinsten Körner des Filtermaterials von der abfließenden Reinfiüssigkeit laufend mitgerissen werden. Dagegen helfen auch die vorgeschlagenen, das Drainierungssystem umgebenden Metallgazesiebe auf die Dauer nichts, da sie sich zwangläufig in unverhältnismäßig kurzer Zeit verstopfen. It is already known that such filters are not only used in the upstream to rinse, but also for cleaning or chemical treatment of the ones to be filtered To operate liquid in an upward flow with high flow rate and the feared short-circuit breaking of the filter layer by not yet finished treated liquid partial flows through in the uppermost layer of the filter bed arranged, specially designed drainage systems and through maintenance to switch off a counter pressure above the filter bed. This proposal was made however overlooked the great danger that at the desired high flow rate the finest grains of the filter material lying directly in front of the drainage system are continuously carried away by the flowing pure liquid. Help against it also the proposed metal mesh sieves surrounding the drainage system the duration nothing, since they inevitably clog up in a disproportionately short time.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das gesamte in einen einheitlichen, nicht (etwa durch Zwischenböden) unterteilten Raum eingebrachte Filterbett aus zwei oder mehr Schichten verschiedener Kornarten derart zusammenzusetzen, daß die gröbsten Körner des Filtermaterials die geringste Sinkgeschwindigkeit, die kleinsten Körner aber die größte Sinkgeschwindigkeit aufweisen. Bei einem solchen Filtermaterial werden sich während des Spülens die gröbsten Körner nach oben, die feinsten aber nach unten ablagern, d. h. also genau die für den Filtervorgang erwünschte Schichtung selbsttätig herstellen. In contrast, it is proposed according to the invention, the entire in one uniform, not subdivided space (e.g. by intermediate floors) introduced filter bed to be composed of two or more layers of different types of grain in such a way that the coarsest grains of the filter material have the lowest sink rate, the smallest However, grains have the greatest sink rate. With such a filter material the coarsest grains will rise during the rinsing process, but the finest deposit downwards, d. H. in other words, exactly the stratification desired for the filtering process produce automatically.

Diese Wirkung konnte bisher nicht erreicht werden, weil die Filterbetten aus gleichem Material von nur verschiedener Körnung bestanden, so daß sich die groben und die feinen Körner miteinander vermischten oder sich sogar derart entmischten. daß nach beendeter Rückspülung in für den Betrieb völlig unerwünschter Weise die feinsten Körner oben, die gröbsten aber unten lagen. This effect could not be achieved so far because of the filter beds consisted of the same material of only different grain, so that the coarse and the fine grains mixed together or even so segregated. that after backwashing is completely undesirable for operation the finest grains at the top, but the coarsest at the bottom.

Zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens muß so vorgegangen werden, daß die gröbsten Körner des Filterbettes aus dem spezifisch leichtesten, die feinsten aber aus dem spezifisch schwersten Material bestehen, derart, daß - beim Übergang vom gröbsten bis zum feinsten Korn - der Einfluß des spezifischen Gewichtes auf die Sinkgeschwindigkeit stärker ist als der Einfluß der Korngröße. Als grobkörnig-leichte Materialien bieten sich hierbei poröse Körper. vorzugsweise Koks. Bimskies. Schaumbeton- und Kunststoffkörper verschiedener Körnung und Dichte an, wobei insbesondere die beiden letztgenannten Materialien mittels geeigneter Verfahren gezielt mit geplanter Porosität bzw. Stoffdichte so hergestellt werden können. daß - bezogen auf das Volumen des ganzen Korns - das spezifische Gewicht und die Korngröße den gewünschten Werten entsprechen. To realize the idea of the invention, the procedure must be as follows: that the coarsest grains of the filter bed from the specifically lightest, the finest but consist of the specifically heaviest material, in such a way that - at the transition from the coarsest to the finest grain - the influence of the specific weight on the rate of descent is stronger than the influence of the grain size. As coarse-grained and light Materials are porous bodies here. preferably coke. Pumice. Foam concrete and plastic bodies of various grain sizes and densities, in particular the the two last-mentioned materials by means of suitable processes specifically with planned Porosity or consistency can be produced in this way. that - based on volume of the whole grain - the specific weight and grain size the desired values correspond.

Auch bei den erfindungsgemäß eingerichteten Filtern ist die Anordnung der an sich längst bekannten Fangsiebe oder Fangräume in der Spülmittelabflußleitung vorteilhaft, damit der Verlust - insbesondere an grobkörnigem Filtermaterial von geringer Sinkgeschwindigkeit -- während des Spülens verhindert oder mindestens weitgehend verringert wird. The arrangement is also in the case of the filters set up according to the invention the trap sieves or trap chambers in the detergent discharge line, which have long been known per se advantageous, so that the loss - especially of coarse-grained filter material of low rate of descent - prevented or at least largely prevented during flushing is decreased.

Um darüber hinaus die erfindungsgemäß angestrebte Lagerung des Filterbettes in mehreren verschiedenen, in sich aber gleichartigen Kornschichten übereinander zu begünstigen. empfiehlt es sich, gegen Ende des Rückspülvorganges die Luftbeigabe zur Spülflüssigkeit zu unterbinden und die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit allmählich auf Null abzusenken. In addition to the storage of the filter bed which is aimed at according to the invention in several different, but similar grain layers on top of each other to favor. it is recommended to add air towards the end of the backwashing process to stop rinsing liquid and the flow rate of the liquid gradually lower to zero.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Mit Fallstrom arbeitendes und im Steigstrom rückspülbares Flüssigkeitsfilter mit zwei oder mehreren Schichten aus losem körnigem Filtermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß - betrachtet in der Filtrationsrichtung von oben nach unten - von Schicht zu Schicht die Sinkgeschwindigkeit des Materials größer, die Korngröße aber kleiner wird. PATENT CLAIMS: 1. Working with downdraft and backwashable in ascending current Liquid filter with two or more layers of loose granular filter material, characterized in that - viewed in the direction of filtration from top to bottom below - from layer to layer the rate of descent of the material greater that But the grain size becomes smaller. 2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als grobkörnige Materialien geringerer Sinkgeschwindigkeit Koks, Bimskies, Schaumbeton- oder KunststoffE;örper verwendet sind. 2. Liquid filter according to claim 1, characterized in that as coarse-grained materials with a lower sink rate coke, pumice gravel, foam concrete or plastic bodies are used. 3. Verfahren zum Rückspülen des Filters nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß dem Filter gegen Ende des Spülvorgangs die Spülflüssigkeit ohne Luftbeigabe zugeführt und deren Menge allmählich auf Null abgesenkt wird. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 293 691. 3. A method for backwashing the filter according to claims 1 and 2. characterized in that the filter towards the end of the rinsing process, the rinsing liquid supplied without the addition of air and the amount of which is gradually reduced to zero. ~~~~~~~~ Publications considered: Swiss Patent No. 293 691.