DE3007007A1

DE3007007A1 - Verfahren und vorrichtung zur spuelung eines filtergutes mit einem stets im filterapparat verbleibendem spuelwassers

Info

Publication number: DE3007007A1
Application number: DE19803007007
Authority: DE
Inventors: Georg 5275 Bergneustadt Plura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1981-09-03
Also published as: DE3007007C2

Description

" Verfahren und Vorrichtung zur Spülung eines Filter-
gutes mit einem stets im Filterapparat verbleibendem Spülwassers Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spülung eines Filtergutes mit einem stehts im Filterapparat verbleibendem Spülwassers, ausgenommen einer im Literbereich großen Abschlämmwassermenge, herbeigeführt durch auslösen einer stoßartigen Druckentspannung eines Druckluftpolsters unterhalb und durch Einwirkung einer Mitentspannug eines oberhalb einer Filtergutbettsäule befindlichen Druckluftpolsters, wodurch in der Folge ein Spülwasserhaltevolumen sturzschnell eine Durchströmung der gesamten Filtergutbettsäule vollführt, deren Strömungsenergie Schmutzpartikel mitreißend in untere Sedimentierräume und weiterhin flutend in eine sich von einem unterem Druckluftpolster entleerenden Fiiterringkammer gefördert wird, für die Dauer eines Fiiterarbeitsspieles und um während dieser Zeit in einer Strömungsruhe die Schmutspartikeln absinken zu lassen, wenngleich davon völlig unabhängig der nächste Pilterlauf wieder aufgenommen werden kann, obwohl bis dahin kein Spülwasser verloren wurde, bis auf eine geringe Sedimentabschlämmung, im weiteren für den näch -sten Spülvorgang das Hauptspülwasser durch Verdrängen mit einer Druckluftzufubr auf seinen Ausgangsplatz verlegt wird, dessen Entleerungsabschluß durch den Spüiwaserspiegel signalisiert wird, im Sinne eines sich immerwieder wiederholen dem Platzwechsel.
Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt bei denen für Spülzwecke Druckluftpolster verwendet werden.
Zu den bekanntesten Arten gehört ein Verfahren zur Wasseraufbereitung in einem Druckwind-Schaltkessel und Vorrichtung zu seiner Durchführung gemäß der Patentschritt 1816527 und des weiteren eine Vorrichtung als Zusatz dazu zur Wasserbehandlung in einem Druckwindkessel gemäß der Auslegeschrift 1947538. Entweder befindet sich der Windkessel in einem gesonderten Apparat oder ist in einem Filterapparat mit intrigiert.
Ohne Ausnahme beschränkt sich die Anwendung in beiden Fällen auf die allgemeine Hydrophorwirkung allein mit den Nachteilen, einmal der hydraulischen Druckentspannung und andermal inkaufnehmen des dabei anfallendem und totalen Wasserverlustes. Hervorgehoben wird darin die Möglichkeit des Spülvorganges als Anwendung während eines Filterspieles, was eher einen theoretischein Wert zukommt, infolge eines nicht unerheblichen Pilterleistungsabfalles während der Spüldauer, oder das System muß extra für diese kurze Betriebsdauer unvertretbar hoch ausgelegt werden.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt in der Hauptsache das ganze Spülwasservolumen nahezu voll erhalten zurückzugewinnen und es immerwieder zu verwenden in einer Art eines Platzwechselverfahrens innerhalb eines Pilterapparates, durch Zwischensedimentationen analog eines Jeden Filterspielsykluses und gleichermaßen eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, derer Punktionsablaut und Ausbildung der Skizze I zugrunde liegen und nachfolgend näher beschieben werden. Der Filterapparat besteht aus aewähren Bauelementen und zwar: ober- und unterseits verschließenden Böden 1 und 2, einem zylindrischen Manteilteil 5, dazu einem Trichterteil 4, den zentrisch eingelegten Düsenboden 5, den bis in dessen Nähe von unten eingetauchten Wassereintrittsrohr 6, dem Wasserautrittssystem mit Rohr 7, einer Druckluftzufuhr 8, weiterhin mit einer Druckluftentspannung 9, alsauch der Sedimentabschlämmung 10.
Daraus ergeben sich folgende Filterraumaufteilungen: Da ist zu oberst der Filterraum 11 für das obere Druckluftpolster, darunter der Filterraum 12 für das Spülwasserhaltevolumen anschließend ein Filterraum 13 für das oberste Filtergutmaterial als Kraftkolben gegen den Durchflußwiderstand aus dem Wassereintrittsstrom nach oben, den Hauptfilterraum für das zur Behandlung erforderliche Filtergutmaterial 14, unterhalb diesem und schon in den oberen Trichterteil 4 hinreichende Filterraum 15 zur Aufnahme eines gröberen Piltergutmaterial, durch den Düsenboden getrennt liegt unter diesem der Sedimentierraum 16, darunter breitet sich ein weiterer Sedimentierraum 17 aus und schließlich ist da noch der untere Filterringraum 18, darin das untere Druckluftpolster untere gebracht ist im Wechsel zum Fluten mit dem Spülwasserhaltevolumen aus dem oberem Filterraum 12.
Der ?ilterfunktionsablauf, ans ich schon zum Stand der Technik in der Hauptsache zählend, wird zur Verständigung des erfindungsgemäßen Spülvorganges und infolge der verfahrensgebundenen Wasserführung innerhalb des Filterap -parates mit Ergänzungen vorgetragen, aber auch zur Darstellung des sich abhebenden Eintauchens des Wassereintrittes in der erfinderfolglichen Art.
Das zu reinigende Wasser tritt von unten her im Aufstrom an einer erfinderentscheidenden Nähe des Düsenboden 5 in den Filterapparat, von dort seine Reinigungsbehandlung beginnt und ferner die sonst dort befindliche Wasserkammer mit der Positionierung des Wassereintrittes 6 in untereinander liegende Sedimentierräume 16 und 17 wie auch einen Filterringraum 18 bildet, bei Hinzuziehung der Anordnungslage des Trichterteils 4. Mit dem jeweiligem Durchflußdruck des Austromes wird, mit Druckausübung auf einen im Filterringraum 18 befindliches Druckluftpolster, das zu reinigende Wasser über den Düsenboden 5 in den mit gröberen Filtergutmaterial aufgefüllten Filterraum 15 gefördert und weiter in einen anschlie(3enden Filterraum 14, darinn die Hauptreinigung des Wasse;5in einer feineren Filtergutschüttung abläuft, von dort der Weiterfluß über ein Wasseraustrittssystem 7 und schließlich ins Freihe vorsich geht. Ein Gewicht der gleichen Füllung im Filterraum 13 lagernd, fixiert das darunterliegende Filtergutbett gegen die wirkenden Durchflußdifferenzdrücke, dadurch auf Wasserdurchlässige Apparateelemente verzichtet werden kann.
Hinzu kommend werden durch diese Strömungserscheinungen, das oben aufliegende Spülwasserhaltevolumen in der Höhenlage und das aufruhende Druckluftpolster, in den Filterräumen 12 und 11, in den Zuständen entsprechend beeinflußt.
Das obere Druckluftpolster, das Spülwasserhaltevolumen und das untere Druckluftpolster dienen gemeinsam nur der erfindergemäßen Spülmethode, obwohl diese bereits eine einleitende Verfahrensausübung bei Filterlaufende aufnehmen und daher sowohl zum Filterarbeitspiel und zum Spülbeginn kurzzeitig gehören. Zum Einleiten des erfindergemäßen Spühlverfahren ist es unbedingt erforderlich, daß zuallererst die Luftzufuhr 8 geöffnet wird, zur Verdrängung des Spülwassers aus dem Filterringraumes 18 und erst dann kann die Schließung des Wasseraustrittes nach kürzerer Pauseszum~Aufbau eines Filterapparatedruckesi Nach Erreichen eines Druckgrenzwertes und nach der Platzverlegung des Spülwassers resterfolgen lich aus dem Filterraum 18, in die oberen beiden Silterräume 11 und 12, womit der VerlegungsabsehluX durch das Absinken des Spülwasserspiegels im Filterraum~18 bis an die Ringkante des Trichterteil 4-mit der-Annäherung signalisiert wird, setzt dasSchließen des Wasseraustrittes mit der Druckluftzufuhr 8 ein. Bis hierhin alTe Vorbereitungen tungen für die der erfindermäßigen Spülung getroffen -zuhaben, wird nun diese durch eine stoßartige Druckentspannung des Druckluftpolsters im Filterraum 18 über die Druckluftentspannung 8 ausgelöst. infolge der.-organisch verbindenden Mit entspannung des oberen Druckluftpolsters aus dem Filterraum 11, setzt eine sturzschnelle Durchströmung der gesamten Filtergutmaterialsänle mit dem- Spülwasserhaltevolumen aus dem Filterraum 12 ein, sodaß mit dieser Strömungs energie Schmutzpartikel mitreissend in die Sedimentierräume 16 und 17 gefördert werden, um letzthin flutend in den unten vom Druckluftpolster sich entleerenden Filterringraum 18 volumenvoll darin aufgenommen werden zu können, für die Dauer eines Filterspielablaufes lang und um während dieser gleichen Zeit in einer Strömungsruhe die Schmutzpartikel absinken zu lassen. Davon völlig unabhängig kann der nächste Filterlauf wieder aufgenommen werden, wennauch bis dahin noch nicht mit der Abschlämmung der Schmutzpartikeln begonnen wurde und dies beliebig zeitlich untergebracht stattfinden kann. Zum Inhalt des erfinderischen Gedankens ist die gesamte aufgewendete Spülwassermenge sonst ganz im Filterapparat erhalten geblieben und wird für den nächsten Spülvorgang vorbereitend auf den oberen Ausgangsort im Filterraum 11 unterbringend verlegt, mit Hilfe der Druckluft von aussen über die Suftsufuhr 18 und ist mit Erreichen des absinkenden Spülwasserspiegel bis zu der Nähe der Ringkante des Filterteiles 4 dann abgeschlossen, im Sinne eines sich immerwieder wiederholendem Platzwechsels.
Das Hauptmerkmal der Erfindung liegt in der Verwendung von zwei Druckluftpolstern in einem Filterapparat, in der Position zwischen beiden eine Filtergutbettsäule mit einem daraufruhendem Spülwasserhaltevolumen sich befinden, sodaß infolge einer ausgelösten und stoßartigen Druckentspannung des unteren Druckluftpolsters ein sturzschneller Spülvorgang erfolgt mit der ungewöhlich hohen Strömungsenergie die Schmutzpartikel mitgerissen werden, wodurch ans ich schon wenig Spülwasser benötigt wird und dazu selbst dieses wenige Spülwasser nahezu voll im Filterapparat erhalten bleibt, bis auf eine im litertereich liegende Sedimentabschlämmwa ssermenge und insbesondere liegtdem erfinderischen Gedanken zugrunde, daß die Sedimentation in völliger Strömungsruhe von vielen Filterlaufstunden erfolgen kann, sozusagen als verfahrensmäßiges Beiprodukt. Für die weitere Beurteilung des erfinderischen Verfahrens wird auf die Aufkonzentrierung der geringen Abschlämmvolumen hingewiesen, deren weitere Behandlung kleinste Aufbereitunganlagenvolumen benötigen.
Da ist noch ein weiterer Vorteil des Verfahrens, damit auch Filtergutmaterial verwendet werden kann, was kleiner im Gewicht ist als das Wasser. Dafür benötigt man nur zusätzlich ein wasserdurchlässiges Anschlagelement, welches das schwimmende Filtergutmaterial nach oben hin begrenzt und dieses vorzugsweise über dem Wasseraustrittssystem zur Anordnung kommt, ohne dadurch das Wesen des erfinderischen Gedanken verlassen zu brauchen. Zur Unterstützung der Sedimentationsabgrenzung ist auch ein Strömungsruheelement, direkt unterhalb des Wassereintrittes angeordnet vorgeschlagen. Für Reinigungsfälle mit Belastungen von viel Schwebestoffanteilen, ist an Zeitdosierungen mit geeigneten Fällungsmittel gedacht, in der allgemeinen Anwendungsart, vorzugsweise nur als Stoßdosierung kurz vor einem jeweiligem Filterlaufende.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Spülung eines Filtergutes mit einem stehts im Filterapparat verbleibendem Hauptspülwassers, ausgenommen einer im Literbereich großen Abschlämmwassermenge, herbeigeführt durch auslösen einer stoßartigen Druckentspannung eines Druckluftpolsters unterhalb und durch Einwirkung einer Mitentapannung eines DruckluStpolsters oberhalb einer ergutbettstule, wodurch in der Folge ein Spülwasserhaltevolumen sturzschnell eine Durchströmung der gesamten Filtergutbettsäule vollführt, deren Strömungsenergie Schmutzpartikel mitreissene in Sedimentierräume irnd weiter flutend in eine sich von dem unterem Druckluftpolster entleerenden Filterringkammer gefördert wird, für die bauer eines Filterarbeitsspieles und um während dieser gleichen Zeit in einer btr>-mungsruhe die chmutzp-trtikeln absinken zu lassen, aber davon völlig unabhangig der nächste Filterraum wieder aufgenommen werden kann, wennauch bis dahin noch nicht mit einer Abschlämmung der Schmutzpartikel begonnen wurde und dies zeitlich beliebig untergebracht verrichtet werden kannund schließlich das Hauptspülwasser, für einen nächsten Spiilvorgang vorbereitend auf ihren oberen Ausgangsort verlegt wird, mit Hilfe einer Druckluftzufuhr in die bis dahin Spülwasser gefüllten Filterringkammer, deren Entleerung durch ein absüikenden Spülwasserspiegel signalisiert wird und damit die erlegung des Spülwasserhaltevolumen abgeschlossen ist, im Sinne eines sich immerwieder wiederholendem Platzwechsels, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Verfahrensablauf bereits kurz vor dem üblichem Filterspielende beginnt, infolge eingeleiteter Druckluftzufuhr in den unteren Filterringraum zur Verlegung des Spülwasserhaltevolumen auf seinen oberen Ausgangsort, dafür und weiterhin zwei Druckluft-Polster verwendet werden, mit der Einbeziehung des unmittelbar herangezogenem Wassereintrittsstromes an die Unterseite des Düsenbodens (5) mit der Kombination als Medienverteiler und Bildner der nach untenhin aufteilenden Sedimentierräumen (16) und (17), welche nit einem Funktionsraum umgeben sind zur wahlweisen Aufnahme von Spülwasser und eines sich gleichzeitig abbauendem Druckluftpolsters wieauch umgekehrt zur Aufnahme eines Druckpolsters in der gleichen Zeit ein darin enthaltenes Spülwasserhaltevolumen auf seiner Ausgangsort verlegt wird9 auf der Basis eines immer wiederkehrendem gegenseitigem Platzwechsel, mit Hilfe einer Druckluftzufuhr 8, im Weiteren eine bedimentation in den Sedimentierräumen (16) und (17) erfolgt, unter Hinzuziehung des mit pü1wasserhaltevolumen geflutetem Filterringraumes (18) Ungeachtet eines beginnendem und während eines Filterlaufspieles, ohne bpülwasserverluste bis auf eine gelegentliche Sedimentabschlämmung über den tlblaß (10) 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß ein Filtergutmaterial im Gewicht kleiner als Wasser verwendet werden kann, wobei die Filtergutmaterialbegrenzung mit einem wasserdurchlässigem Anschlagelement, hinter dem wasseraustrittssystem vorgesehen wird, ohne dadurch das Wesen des erfinderischen Grundgedanken zu verlassen.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß direkt unterhalb des Wassereinstrittsstromes eine erzwungene Strömungsruhegrenze angewendet wird.

4. Forrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den in Ansprüchen 1, 2 un 3, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Raumaufteilung in Abhängigkeit des erforderlichen unterem Druckluftpolsters gestaltet durch den Filterringraum im Filterapparat nach der Figur 1 vorgesehen wird und bei Verwendung des unteren richterteile£ (4) und dem darin eingelegten Düsenboden (5), insbesondere die Hinzuziehung der Position des assereintrittes (G) durch die, die unteren Filterräume (16), (17) und (18), bei Zugrundelegung der Trichterposition, entscheident gebildet werden, ferner die verfahrensbedingte Formgebung der Filterraume (16) mit (17) einschließlich aller in der Fig. 1, dargestellten Anschlüsse (1) bis (io) in Bezug auf ihre abhängigen Funktionsaufgaben im Sinne der Ansprüche 1 bis einschließlich 3.