DE1925216A1 - Verfahren und Einrichtung zur Mehrschichtfiltration - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zur Mehrschichtfiltration Die Erfindung betrifft die Mehrschichtfiltration mit körnigen Filtermassen unter Anwendung von Kunststoffteilchen für die obere Schicht.
• In der Verfahrenstechnik der Wasserreinigung versucht man schon seit Jahrzehnten, in Filtern, deren Filterbett aus körnigen Filterniassen besteht, das Filterbett so aufzubauen, daß auf Schichten tiit spezifisch schwererem feinkörnigem Filtermaterial spezifisch leichteres grobkörniges Material ohne Anordnung einer zusätzlichen Rückspüleinrichtung zvrischen den beiden Schichten unmittelbar aufgelagert wird. Bei der Filtration von oben nach unten ergeben ~sich dadurch erhebliche Vorteile, weil die gröberen abzufiltrierenden Teile aus dem zu reinigenden Wasser.haupt sächlich in der oberen Schicht des Filterbettes zurückgehalten werden, ohne in diesem einen zu großen Widerstand zu erzielen, während die reinreinigung in den unteren Schichten vor sich geht.
• Nach der Rückspülung des Gesamtfilterbettes, die meist mit Wasser und Luft gemeinsam erfolgt und bei der eine teilweise Vermischung der verschiedenen Filterschichten eintritt, ist es notwendig, diese Filterschichten wieder zu klassieren, was durch alleinige Wasserrückspülung mit zweckmäßiger Gesschndigkeit durchgeführt wird. Damit dies gelingt, ist es notwendig, die beiden körnigen Filtermaterialien nach Körnung und spezifischem Gewicht richtig abzustimmen.
• In der Literatur ist beschrieben, daß man bisher neben Quarzsand als unteres feinkörniges und schweres Material für die obere Schicht Koks, Anthrazit, angekokten Anthrazit und gekörnte Aktlvkohle verwendet hat. Es war auch bekannt, für die obere Schicht Kunststoffmaterial zu verwenden, das als zerhackte Draht, bei dem die Lange der Drahtstücke größer ist als ihr Durchmesser, und in Würfelform zur Anwendung kam.
• Bei Versuchen mit diesen Materialien mußte jedoch beobachtet werden, daß ein ungleichmäßiger Durchlässigkeitsgrad, vor allem keine scharfe Trennung der Filterstoffe an der Trennfläche auftrat. Beides, vor allem aber der letzte Umstand, ist aus folgenden Gründen sehr nachteilig. Bildet sich nämlich zwischen den Filterschichten eine mehr oder weniger dicke Mischzone aus, so tritt innerhalb dieser ein örtlich erhöhter Filterwiderstand auf, der die Laufzeit des Filters herabsetzt und die Vorteile der Llehrschichtfiltration nicht voll ausnutzen lädt. Dieser erhöhte Durchflußv-öiderstand der Mischzone hat die folgende Ursache. An sich hat ein körniges Filterbett unabhängig von der Größe der Einzelpartiekel, wenn man zunächst einmal kugelige Korngestelt unterstellt, ein gleichgroßes Hohlraumvolumen, derart daß das grobe Filterkorii je n3 Filterbett weniger, dafür aber größere ohlrcrwuvoluenelemente aufweist und umekehrt. Wegen anderer Erscheinungen hat aber ein grobkörniges Filterbett einen kleineren Durchflußwiderstand. Werden nun aber die Zwischenräume zwischen den groben Filterkörnern durch in die Hohl-raumelenete passende kleinere Filterkörner ausgefüllt, dann steht in der Mischzone nur der Hohlraum des feineren Kornmaterials für den Durchfluß zur Verfügung, das seinerseits aber nur den Hohlraum des gröberen Materials ausfüllt, oder anders ausgedrUckt, es steht für den Durchfluß nicht nebr für das feinere Filterkorn das ganze Mischzonenbettvolumen zur Verfügung, das sonst etwa 40 % ausmacht, sondern nur noch 40 % von 40 do, also etv.a'16 c/0, d.h. die Durchflußgeschwindigkeit steigt auf das 2,5-fache an. Diese Vberlegungen gelten grundsätzlich nicht nur für kugeliges Material. -Daß es bei den bekannten Mehrschichtfiltern, deren obere Schicht aus stäbchenförmigen Kunststoffteilchen besteht, zur Bildung einer Mischzone kommt, ist vermutlich auf die indifferente Gleichgewichtslage beim Klassieren im aufwärtsgerichteten Flüssigkeitsstrom zurückzuführen. Tatsächlich haben Versuche ergeben. und hierin besteht der.Grunigedanke der vorliegenden Erfindung, daß eine scharfe Trennlinie zwischen den Pilterschichten und eine gleichmäßige Durchlässigkeit der oberen Schicht dadurch erreicht wird, daß man dem oberen Pilterkorn eine solche Gestalt gibt, daß es bei der Klassierung im Wasseraufiärtsstrom eine stabile Lage einnimmt. Eine solche Schwimmstabilität hat das Filterkorn, wenn es zwei Raumdimensionen symmetrisch, also flächensymmetrisch - z.B. zylinderartig - ausgebildet ist und die dritte unsymmetrische Raumausdehnung kürzer ist und darüberhinaus diese Teilchen vorzugsweise In der kürzeren Raumausdehnung auf der einen Seite konkav, auf der anderen Seite konvex ausOebildet sind. Solche Körper schweben bei Wasseraufwärtsbewegung stabil mit der konkaven Seite nach oben und bilden beim Wasserabstellen bienenlvabenartige und gleichmäßig durchlässige Schichten, die auf dem unteren Material aufliegen. Außerdem bilden -sie eine scharfe Trennfläche gegen das darunter liegende Filterbettmaterial.
• Ein derartiges Kornelement ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt, und zwar in Big. 1 in Seitenansicht und in Fig. 2 in Aufsicht. Danach hat das Teilchen also die Gestalt einer'runden Scheibe vom Durchnesser a und von der Dicke b, die auf der einen Seite einwärts und auf der anderen Seite auswärts gewölbt ist. Ihre Abmessungen können z.B. a = 4 mm und b = 2 mm betragen.
• Bei der Herstellung kann von einem Kunststoffdraht oder einer Platte ausgegangen werden und die Formgebung durch Schneid- oder Stanzvorgänge erfolgen. Solche Kunststoffkörner lassen sich mit Jedem spezifischen Geviicht und Schüttgewicht - von unter 1 an und durch Zugabe schwerer Füllmittel schwerer als 1 - billig und leicht herstellen.
• Selbstverständlich lassen sich auch Körnchen anderer Gestalt verwenden. Wichtig ist, daß die Teile Schwebestabilität aufweisen.
• Auch können Filter mit mehr als zwei Schichten aufgebaut werden.

Claims (3)

1. a n s p r ü c h e

   Verfahren bzw. Einrichtung zur Mehrschiohtfiltration mit körnigen Filtermassen unter Anwendung regelmäßig gestalteter Kunststoffteilchen, vorzugsweise mit kreisförmigem 1 Querschnitt, für den Aufbau der oberen Filterschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunsts'toifteilchen eine solche Form erhalten, daß sie beim iufwärtsstrom im Spülwasser stabile Schwebeeigenschaften haben.
2. 2. Verfahren bzw. Einrichtung nach.Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteilchen in zwei Raumdimensionen symmetrisch und in der dritten Raumdimension kürzer und unsymmetrisch, vorzugsweise einerseits konkav und andererseits konvex ausgebildet sind.
3. 3. Kunststoffteilchen mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 als Filtermaterial für die oberen Schichten in Mehrschichtfiltern, deren untere Schichten aus einem schweren feinkörnigen Filtermaterial bestehen.

   L e e r s e i t e