DE2600193C3 - - Google Patents
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- B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
- B01D2201/20—Pressure-related systems for filters
- B01D2201/204—Systems for applying vacuum to filters
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Description
60
Die Erfindung betrifft eine Filteranlage mit den Merkmalen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei bekannten Schwerkraftfiltern (DE-PS 11 83 050)
wird die Rückspülung selbsttätig in Gang gesetzt wenn
der Druckverlust im Filterbett einen vorherbestimmten Wert übersteigt. Dieser Druckverlust aufgrund ansteigender
Verschmutzung des Filterbetts hat zur Folge, daß der Wasserstand in dem Zuflußrohr des Rohwassers
und in dem Steigrohr des Rückspülrohrs entsprechend ansteigt. Das Druckniveau, bei dem eine Rückspülung
eingeleitet wird, kann durch eine Treibwasserleitung zwischen dem Steigrohr des Rückspülrohrs und einer
vertikalen Falleitung bestimmt werden, welche arn oberen Ende mit dem Umkehrknie der RückspülIHtung
verbunden ist, und deren unteres Ende in den Sumpf hineinragt, so daß mit Hilfe eines Injektors in der
Falleitung ein Unterdruck über dem Wasserspiegel in der Steigleitung des Rückspülrohrs erzeugt wird, um die
Arbeitsweise des Rückspülrohrs las Siphon zu bewirken. Die Rückspülung endet, sobald der Flüssigkeitsspiegel
in dem Filtratspeicherraum unter das Mündungsende des Unterbrecherrohrs in dem Filtratspeicherraum
absinkt
Obwohl derartige Schwerkraftfilter sich in der Praxis gut bewährt haben, sind in puncto zulässigem Drurkverlustaufbau
dem Filter Grenzen gesetzt. Würden diese Grenzen überbchriüen werden, su bilden sich bei der
Rückspülung Dampfblasen, wodurch der Spülvorgang sofort unterbrochen wird.
»Es sind ferner kombinierte Druckfilter aus Aufwärtsstrom- und Abwärtsstrom-Filter bekannt (DE-AS
15 36 899), wobei der Düsenboden durch zwei zylindrische Trennwände in einen kreisförmigen Innen- und
einen ringförmigen Außenboden unteneilt ist und wobei im Aufwärtsstromteil unter dem kreisförmigen Innenboden
eine Rohwasc>erkammer vorgesehen ist. Bei
bekannten Konstruktionen dieser Art ist es jedoch nicht ohne weiteres möglich, eine Rückspüleinrichtung
vorzusehen, die eine automatische Rückspülung nach dem Schwerkraftprinzip ermöglicht. Außerdem wird
dabei als nachteilig angesehen, daß für gleiche Durchsatzmengen die doppelte Filtergrundfläche benötigt
wird«.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Schwerkraftfilter dieser Art derart zu verbessern, daß der
zulässige Druckverlust bedeutend höher gewählt werden kann und daß mit Hilfe einer materialsparenden
Konstruktion trotz Verringerung der Bauhöhe der Rückspülleitung eine größere Strömungsgeschwindigkeit
während der Filtration und damit eine höhere Leistung des Schwerkraftfilters pro Flächeneinheit
erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs I gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Besondere Vorteil der Erfindung sind neben beträchtlichpn Materialeinsparungen durch Verkürzung der
Rückspülleitung und durch Wegfall der früher erforderlichen Zwischendecke für die Filterkammer auch darin
zu sehen, daß lediglich der Rohwasserzulauf unter höherem Druck erfolgen muß. beispielsweise indem die
Bauhöhe des Fallrohrs für das Rohwasser erhöht wird, wenn ein höherer zulässiger Druckverlust in dem
Filterbett erzielt werden soll. Obwohl die Rückspülleitung
in einer im wesentlichen horizontalen Lage angeordnet werden kann, wird sie zweckmäßigerweise
zu einem unterhalb des Wasserspiegels im FiltratspeU cherraüm liegenden Umkehrknie hochgeführt, um eine
zuverlässige Arbeitsweise des eingebauten Sperrorgans zu gewährleisten. In vorteilhafter Weiterbildung der
Erfindung — insbesondere unter Verwendung von verhältnismäßig billigem Kies — kann das Schlammaufnähmevolumen dadurch vergrößert werden, däß das
Filterbett aus mehreren Schichten des körnigen Materials mit von unten nach oben abnehmenden
Korngrößen besteht.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Filteranlage gemäß der Erfindung;
F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Doppelstock-FiIteranlagf
gemäß der Erfindung;
F i g. 3 und 4 gegenüber F t g. 1 bzw. F i g. 2 abgewandelte
Ausführungsbeispiele.
Bei de;n in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein Staugefäß 1 in einer Höhe von 6—15 m über Bodenniveau ±0 vorgesehen, aus dem Rohwasser
durch ein Fallrohr 2 in ein Umlenkgefäß 3 gelangt, aus dem mitgerissene Luft über ein Entiüftungsrohr 4 in die
Atmosphäre abgeführt wird. Das Rohwasser gelangt zunächst in eine Rohrwasserkammer 5 unter einem im
unteren Bereich des Filterkessels angeordneten Diisenboden 6, auf dem sich das Filterbett 7 befindet. Anstelle
von verhältnismäßig teuren Filtermaterialien wie Anthrazit kann das Filterbett aus einer Kiessc'-.üttjng
bestehen. Vorzugsweise besteht das Filterbett 7 aus zwei oder mehr Schichten eines körnigen Materials mit
von unten nach oben abnehmender Korngröße zwischen 0,5 und 6 mm. Zweckmäßigerweise ist jedoch
das spezifische Gewicht des körnigen Materials in allen Schichten gleich, damit keine Vermischung stattfinden
kann.
Bei geringer Korngröße des Materials in der obersten Schicht kann es ferner erforderlich werden, daß zum
Fixieren des Filterbetts 7 über diesem ein zweiter Düsenboden 8 eingebaut ist, damit beim Filtrationsbetrieb
das in den Filtratspeicherraum 9 und durch einen Stutzen 10 in der Höhe des Flüssigkeitsspiegels in dem
Filtratspeicherraum ausfließende Nutzwasser kein Filtermaterial enthält.
In die Rohwasserkammer 5 mündet eine RückspüIIeitung
11, die ein Sperrorgan 12 enthält und zweckmäßigerweise zu -inem unterhalb des Wasserspiegels im
Filtratspeicherraum 9 liegenden Umkehrknie hochgeführt ist, in das eine Unterbrecherleitung 14 mündet. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der oberste Punkt der Rückspülleitung nur etwa 2 bis 2,5 m über
dem Bodenniveau, so daß keine Gefahr einer Dampfblasenbildung wahrend der Rückspülung besteht. In der
Rückspülleitung kann ferner ein Drosselorgan zur Einstellung der Rückspülmenge oder der Rückspülgeschwindigkeit
eingebaut sein, beispielsweise ein Konus 17 am Ausflußende der zu einem Abwassersumpf 13
führenden Rückspülleitung 11. Die Rückspülleitung muß
jedoch nicht isn Sumpf abgetajcht sein, so daß auch kein
Überlaufwehr erforderlich ist.
Im folgenden soll die Arbeitsweise näher erläutert werden. Mit zunehmender Verschmutzung des Filterbetts
7 muß zur Konstanthaltung der Filtratmenge das Wasser in dem F .llrohr 2 ansteigen. In gleichem Maße
steigt der Druck in der Rückspülleitung 11 an. Als Sperrorgan 12 kann eine gewichtsbelastete Rückschlagklappe
oder ein federbelastetes Kugelrückschlagventil Verwendung finden, welche sich bei einem vorherbestimmten
Druck in der Rückspülleitung öffnet und damit die Rückspülung einleitet. Dann fließt Wasser aus dem
Filtratspeicherraum 9 durch das Filterbett 7 über den Düsenboden 6 in die Rohwasserkammer 5 und gelangt
dann über die Rückspülleitung 11 durch das geöffnete Sperrorgan 12 in den Abwassersumpf 13. Der
Rückspülzyklüs wird bei Erreichen eines bestimmten Niveaus im Filtratspeicherraum 9 durch Belüftung der
Rückspülleitung 11 über die Unterbrechcrleimng 14
unterbrochen. Wie in Fig. I angedeutet ist, kann zum
Unterbrechen einer Rückspülung auch ein Kontaktmanometer 15 an dem Filterkesse angeordnet sein, durch
das ein Magnetventil 16 geöffnet und damit eine Unterbrecherleitung 14 mit der Atmosphäre verbunden
wird. Durch das Kontaktmanometer 15 zur Messung des Vordrucks in dem Filtratspeicherraum 9 kann beispielsweise
bei einem voreingestellten Druck ein Impuls an einen Impulszähler abgegeben werden, welcher das
Magnetventil 16 zu einem geeigneten Zeitpunkt öffnet, um die Rückspülung zu unterbrechen.
Das in Fig.2 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft die Anwendung der Erfindung auf ein bekanntes
Doppelstock-Schwerkraftfilter (DE-PS 19 03 226). Bei diesem Ausführungsbeispiel ist über dem ersten
Filterbett 7a ein zweites Filterbett Tb angeordnet und der Filtratspeicherraum 9 über dem oberen Filterbett Tb
steht mit der Filterkammer über dem er·"·^ Filterbett Ta
über Verbindungsrohre 20 in Verbindung Entsprechend dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 sind in den
Filterkessel unterhalb der Düsenböden in eine Rohwasserkammer 5a bzw. 5b mündende Rückspüldüsen
11a, 116 vorgesehen, in die ein Sperrorgan 12a bzw. 120
eingebaut ist, das bei einem vorherbestimmten Druck in der mit dem Rohwasserzulauf über die Umlenkgefäße
3a bzw. Zb verbundene Rohwasserkammer 5a bzw. 5b
zur Einleitung einer Rückspülung geöffnet wird. Die Arbeitsweise bei der Filtration bzw. bie aufeinanderfolgenden
Rückspülungen des oberen bzw. unteren Filterbetts ist deshalb dieselbe wie bei dem Ausführungsbeispiel
in F i g. 1.
Das in Fig. 3 dargestellte, gegenüber Fig. 1 abgewandelte
Ausführungsbeispiel enthält ein Mengenkonstanthaltungsventil
19. durch welches das Rohwasser direkt in die Rohwasserkammer 5 fließt. Auf dem
Düsenboden 6 befindet sich das Filterbett 7, welches bei diesem Ausführungsbeispiel aus mehreren Schichten
körnigen Materials mit gleichem spezifischem Gewicht besteh'. Die Korngröße der einzelnen Schichten ist
verschieden. Sie nimmt von unten nach oben ab und liegt zwischen 0,5 und 6 mm. Das Rohwasser gelangt
über den Düsenboden in die Kiesschüttung und fließt nach oben. Abfiltrierbare Feststoffe werden in dem
Filterbett zurückgehalten. Das Filtratwasser füllt den Filtratspeicherraum 9 und wird wie bei dem Ausführurgsbeispiel
in Fig. 1 über den Stutzen 10 dem Verbraucher zugeführt.
Das Ventil 19 zur Konstanthaltung des Rohwasserdurchflusses besteht in an sich bekannter Weise aus
einem Gehäuse mit eingebauten Patronen, deren Anzahl von der maximalen Durchflußmenge abhängt.
Die Patronen selbst bestehen aus Kolben, Feder und Führung. Die Durchfltißmenge durch eine Patrone iut
abhängig vom Druckverlust und der Größe der Durchflußöffnungen, die durch Verschieben des Kolbens
mehr oder weniger freigegeben werden. Um eine konstante Durchflussmenge aufrechtzuerhalten, müssen
sich die Öffnungen am Kolben bei steigendem Druckunterschied (Druck vor und hinter dem Kolben)
verkleinern und bei sinkendem Differenzdruck vergrößern. Derartige Ventile erzielen die Regelung durch
speziell geformte öffnungen, die auf dem Umfang des hohlen und federbelastet gelagerten Kolbens angeordnet
sind.
Das Ventil hat keine von Hand zu bewegenden Teile und bedarf keiner Hilfsenergie. Eine andere an sich
bekannte Möglichkeil zur Konstanthaltung besteht
darin, eine Kombination von Druckregler mit z. B. pneumatischem Regelventil einzusetzen.
Während die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels in Fig.3 im wesentlichen derjenigen des Ausführungsbeispiels in F i g. 1 entspricht, ergibt sich bei diesem
Ausführungsbeispiel der Vorteil, daß das Staugöfäß 1, das Fallrohr 2, das Umlenkgefäß 3 sowie das
EnllüftUngsrohr 4 in Fig. 1 entfallen können. Durch diese Vereinfachung der Konstruktion können bis zu
bestimmten stündlichen Durchflußleistungen Kosteneinsparungen erzielt werden. Ein w.qiterer Vorteil dieses
Ausführungsbeispiels ist darin zu sehen, daß die Bauhöhe sehr niedrig gehalten Werden kann, so daß die
Filteranlage auch in solchen Gebäuden eingebaut werden kann, in denen bisher wegen der begrenzten
Gebäudehöhe keine Filtcranlage vergleichbarer Leistung eingesetzt werden konnte.
Die in Fig.4 dargestellte Doppelslock-Schwerkfaftfilteranlage
arbeitet wie die Filteranlage in Fig.3. Es
sind jedoch zwei Mengen Koiiistäriihaltungsventile 19a
und 196 vorgesehen. Der weitere Aufbau entspricht demjenigen der Döppeistöck-Filteraniäge in F i g. Z
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Filteranlage mit einem in einem Filterkessel unter einem Rückspül- und Filtratspeicherraum auf
einem Düsenboden angeordneten Filterbett aus körnigem Material, mit einem in einen unteren
Bereich des Filterkessel mündenden Rohwasserzulauf und einem Fiitratwasserablauf in der Höhe des
Wasserspiegels im Filtratspeicherraum, sowie mit einer eine automatische Rückspülung nach dem
Schwerkraftprinzip ermöglichenden Rückspüleinrichtung, deren zu einem Abwassersumpf führende
Rückspülleitung mit einer im unteren Bereich des Fillratspeicherraums endenden Unterbrecherleitung
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückspülleitung (11) in den Filterkessel
unterhalb des Düsenbodens (6) in eine Rohwasserkammer (5) mündet und mit einem eingebauten
Sperrorgan (12) versehen ist, das bei einem vorherbestimmten Druck in der mit dem Rohwasseriuläuf
verbundenen Rühwasserkarnmer (5) unter dem Düsenboden (6) zur Einleitung einer Rückspülung
geöffnet wird.
2. Filteranlage nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß die das Sperrorgan (12) enthaltende Rückspülleitung (11) zu einem unterhalb des
Wasserspiegels im Filtratspeicherraum (9) liegenden Umkehrknie (18) hochgeführt ist, in das die
Unterbrecherleitung (14) mündet.
3. Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ^o
zeichnet, daß i 'S Filterbett (7) aus mindestens zwei
Schichten des körnigen MaterHs mit von unten nach oben abnehmenden Korngrößen besteht.
4. Filteranlage nach Anspr-ch 2 dadurch gekennleichnet,
daß das körnige Material in allen Schichten dasselbe spezifische Gewicht besitzt.
5. Filteranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das körnige Material Kies ist.
6. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die
Rückspülleitung (11) ein Drosselorgan (17) zur Einstellung der Rückspülmenge oder -geschwindigkeit
eingebaut ist.
7. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan
(12) eine Einrichtung mit einstellbarer Federbelastung oder Gewichtsbelastung enthält.
8. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über dem
Filterbett (7a) ein zweites Filterbett (7 b) angeordnet ist und daß unter jedem Filterbett eine Rückspülleilung
(12a, 12{^und ein Rohwasserzulauf mündet.
9. Filteranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohwasserzulauf
in die Rohwasserkammer (5, 5a, 5b) Ober ein Mengenkonstanthaltungsventil (19, 19a,
t9b) erfolgt.
Priority Applications (7)
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- 1976-12-23 FR FR7638865A patent/FR2336964A1/fr active Granted
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