DE3439547A1

DE3439547A1 - Verfahren und vorrichtung zur filtration von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE3439547A1
Application number: DE3439547A
Authority: DE
Inventors: Armin Dr.-Ing. DDR 8060 Dresden Bünger; Alfred DDR 8901 Stolzenhain Feller; Reinhold DDR 7901 Stolzenhain Feller; Peter Dr.-Ing. DDR 8010 Dresden Ott; Christian DDR 8027 Dresden Püschel
Original assignee: VEB PROJEKTIERUNG WASSERWIRTSCHAFT STAMMBETRIEB DES KOMBINATES WASSERTECHNIK und PROJEKTIERUNG WASSERWIRTSCHAFT DDR 4020 HALLE DD; PROJEKT WASSERWIRTSCHAFT VEB; Veb Projektierung Wasserwirtschaft Stammbetrieb Des Kombinates Wassertechnik und Projektierung Wasserwirtschaft Ddr 4020 Halle
Current assignee: OTT, PETER, DR.-ING., 01468 MORITZBURG, DE
Priority date: 1983-11-11
Filing date: 1984-10-29
Publication date: 1985-05-30
Also published as: GB8428295D0; GB2151153A; DE3439547C2; GB2151153B; FR2554736B3; FR2554736A1

Description

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Verfahren und Vor rieht ujig_zjjj~_Filt ration von Flüssigkeiten

Anwendungsgebiet der Erfindung - -

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Filtration über eine körnige Filterschicht. Sie ist insbesondere in der Wasserversorgung und Abwasserbehandlung sowie zur Wertstoff rückgewinnung und Kreislaufnutzung von Wasser einsetzbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Filtration von Flüssigkeiten werden in vielen Fällen körnige Filterschichten, z. B. aus Sand, eingesetzt. In der Wasserbehandlung wird im wesentlichen nach zwei Filtrationsverfahren gearbeitet: Die vor c,llem für die Grundwasseranreicherung verwendeten Langsamsandfilter arbeiten auf Grund ihres
feinen Korns als Oberflächenfilter. Da sich hier sehr schnell eine Kolmationsschicht ausbildet, werden auch bei den bisher möglichen Regenerierintervallen von 14 Tagen nur durchschnittliche Filterleistungen von 4 ... 6 m/d erreicht. Eine häufigere Regenerierung ist bei den bekannten Geräten nicht möglich, da die Filter während aer Regenerierung außer Betrieb gesetzt werden müssen.

Zur Reinigung der obersten Sandschicht in Versickerungsbecken oder Langsamsandfiltern sind verschiedene Verfahren bekannt. Diese arbeiten entweder mittels mechanischer Abschabvorrichtung oder hydromechanisch. Bei einer bekannten Einrichtung

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wird der Sand über die ganze Beckenbreite mit Wasserstrahlpumpen aufgenommen, innerhalb des Gerätes mittels~eines Fliehkraftabscheiders vom Schlammwasser getrennt und anschließend eingebaut. Das Schlammwasser wird abgeleitet. Diese Einrichtung ist sehr aufwendig und kompliziert. Die Reinigung unter Wasser bei laufendem Betrieb ist_ nicht möglich. Weiterhin ist eine Einrichtung bekannt,-bei der dir obere Sandschicht durch Wasserstrahlen aufgewirbelt wird und in einer Beruhigungskammer abgesetzt wird, während die spezifisch leichteren Schmutzstoffe mit dem Wasserstrom aus dem Filterbereich hinausgeführt werden. Der Gesamtprozeß läuft unter dem Filterüberstau ab. - ___

Die Nachteile bei dieser Vorrichtung sind darin zu sehen, daß durch die hydraulische Aufwirbelung die Gefahr der Tiefenverschmutzung des Filterbettes nicht ausgeschlossen ist und eine ungleichmäßige Oberfläche entsteht, die durch zusätzliche Vorrichtungen abgeglichen werden muß. Der bereits konzentrierte Schlamm wird wieder verdünnt, wodurch eine aufwendige Nachbehandlung erforderlich wird. Für die Entnahme des Spülwassers aus dem Filterüberstau darf dieser eine gewisse Mindesttiefe nicht unterschreiten.

Es sind ferner Einrichtungen bekannt, bei denen auf das Filterbett ein nach unten offener Kasten aufgesetzt wird, aaus dem die hydraulisch aufgewirbelten Schmutzstoffe abgezogen werden. Dabei wird aus dem Kasten mehr Wasser abgeführt, als für die hydraulische Aufwirbelung zugeführt wird. Das Schmutzwasser wird z. B. mittels Unterdruck abgezogen. Nachteilig ist vor allem der hohe Wasserverbrauch für die hydraulische Aufwirbelung und das gering konzentrierte Spülwasser.

Da die feinkörnigen Langsamsandfilter eine weitaus bessere Reinigungswirkung als die Schnellfilter üblicher Bauart erreichen, kann in vielen Fällen auf ihren Einsatz nicht verzichtet werden. Zur Erzielung einer hohen Filterleistung werden überwiegend von unten mit Wasser oder mit Wasser und Luft rückspülbare Schnellfilter eingesetzt. Diese arbeiten als Tiefbettfilter mit Filtergeschwindigkeiten von über 4 m/h. Der mit diesen Schnellfiltern, die mit Grobsand- oder Kiesfilterschichten

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arbeiten, erreichbare Reinigungsgrad iot geringer als bei Langsamsandfiltern mit Filterschichten aus Feinsand. Der Aufwand für die Rückspülung ist sehr hoch. Es ist weiterhin erforderlich, ein enges Filterkornspektrum einzusetzen, da sich sonst das feinere Korn auf der Filteroberfläche ablagert und hohen Druckverlust erzeugt. Ferner eignen sich diese Filter schlecht für die Abtrennung fasrigej^ oder pulverförmiger Stoffe,

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Filter aus körnigem Material zu entwickeln, der die Ji ο he Belastbarkeit der bekannten rück-r spülbaren Schnellfilter mit der guten Reinigungsleistung der Feinsandfilter vereint.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Filtration durch eine feinkörnige Filterschicht zu entwickeln, wobei diese Filterschicht ohne Unterbrechung des Betriebes oberflächlich unter dem Filterüberstau gereinigt wird· Die zu schaffende Vorrichtung soll mit mechanischen und hydraulischen Mitteln eine glatte Oberfläche schaffen, bei hochkonzentrierten Suspensionen eine sichere Reinigung gewährleisten und gleichzeitig eine Tiefenverschmutzung vermeiden. Es sollen unterschiedliche Regeneriertiefen ermöglicht sowie in beiden Fahrtrichtungen, gleich hohe Reinigungsleistungen erzielt werden.

Die Aufgabe wird durch die im Erfindungsanspruch angegebenen Merkmale gelöst.
Die Funktion ist wie folgt: -

Während, des Filtrationsvorganges wird der durch Seitenwände abgeschlossene unten offene Raum über den Filter bewegt· Die Reinigungsvorrichtung verursacht eine Aufwirbelung der Filterschicht bis in eine vorbestimmte Tiefe. Die Aufwirbelung erfolgt entweder mechanisch durch die Rotation der Waschtrommel, durch die aufsteigenden Gasblasen oder durch die übertragenen Schwingungen. Es ist auch möglich, den Gaseintrag mit der

Übertragung von Schwingungen zu kombinieren. Die Filterschicht wird vorzugsweise^ auf einen Resonanzzustand erregt, d. h, auf die Eigenfrequenz der Flüssigkeit

mit V a 3 λ

w = ■=— mit V a 3 λ - , auf die mittlere Eigenfrequenz

des Stromröhrensystems zwischen den—Filterkörnern W₁ =

oder auf die mittlere Eigenfrequenz des Filterkornes

W₂ a £ .mit c a . . __.

Durch die Schlammentnahme aus dem abgeschlossenen Raum wird dort der Flüssigkeitsspiegel abgesenkt. Dadurch entsteht ein Druckgefälle zum übrigen Bereich des Filters. Ist das Medium im Filterüberstau sehr konzentriert, wird in der Spülkammer durch eine gesonderte Spülwasserzuführung ein erhöhter Flüssigkeitsspiegel eingestellt. Infolge des Druckgefälles und der Abdichtung des abgeschlossenen Raumes gegenüber dem Filter gelangt die im Filter versickernde Flüssigkeit durch die Filterschicht in den Bereich der Aufwirbelung und strömt dort nach oben. Auf diese Weise werden die abgelösten Schmutzstoffe nach oben ausgetragen und eine Tiefenverschmutzung vermieden. Der aufgewirbelte Filtersand setzt sich schnell wieder ab. Zur Abtrennung gelöster und kolloidaler Wasserinhaltsstoffe ist vorgesehen, im Filterüberstau eine Flockung durchzuführen. Es ist auch möglich, bestimmte Inhaltsstoffe mit Hilfe von Adsorptionsmitteln, wie Aktivkohle, zu entfernen. Dabei kann das Adsorptionsmittel im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren ein beliebiges Kornspektrum aufweisen. 'Die pulverförmige Fraktion bleibt im Filterüberstau in Suspension, während sich die gröbere Fraktion auf der Filterschicht ablagert. Zur Abtrennung feindisperser Wasserinhaltsstoffe, wie z. B. einzelliger Algen, ist vorgesehen, in den Filterüberstau ein Filterhilfsmittel zuzugeben. Dieses setzt sich nach der Aufwirbelung schneller ab als die abzufiltrierende Substanz und schließt die Filterschicht oberflächlich ab.

Bei hochkonzentrierten Suspensionen und Schlämmen kann in Fahrtrichtung hinter dem abgeschlossenen Raum der Reinigungsvorrichtung ein zur Filterschicht offener Raum zur Spülwasser-

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zuführung angeordnet werden. Dieser weist einen im Verhältnis zum Wasserspiegel im abgeschlossenen Raum erhöhtonWaaserspiegel auf.

Das neben der Waschtrommel infiltrierte Wasser erzeugt im Vergleich zu dem im Filterbecken befindlichen Medium eine intensivere aufwärts gerichtete Strömung in der Filterschicht unterhalb der Aufwirbelung. .

Bei der Filtration konzentrierter Medien ist es erforderlich, den zeitlichen Abstand zwischen zwei Regenerierungen zu verkürzen. Durch die häufigere Durchfahrt der Aufwirbelungsvorrichtung entsteht ein nur gering konzentrierter Schlamm, der eine aufwendige Nachbehandlung erfordert. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, die Reinigung mit zwei hintereinander befindlichen Aufwirbelungsvorrichtungen an einem Gerät durchzuführen. Die in Fahrtrichtung erste Vorrichtung wirbelt die Filterschicht in geringer Tiefe auf, wodurch ein konzentrierter Schlamm ausgetragen wird· Die zweite Vorrichtung arbeitet in größerer Tiefe und ermöglicht eine intensivere Reinigung der Filterschicht. Bei dieser Ausführungsform ist es zweckmäßig, den nach unten offenen Raum für die Spülwasserzuführung zwischen den beiden Vorrichtungen anzuordnen.

Die Einsatzmöglichkeit der Reinigungsvorrichtung in Filterbecken mit hohem Oberstsu wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der durch Seitenwände umgebene abgeschlossene Raum auch oben abgeschlossen ist und der Schlammwassereinlauf in eine Entnahmevorrichtung geführt ist, die als ein bis über den Wasserspiegel des Beckens reichendes Rohr oder Schacht ausgebildet ist. ^:

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Spülwasserzuführung im oberen Bereich ebenfalls als ein bis über " den Wasserspiegel des Beckens reichendes Rohr oder als Schacht ausgebildet. Erfindungsgemäß können das Rohr oder der Schacht der Entnahmevorrichtung mit dem Rohr oder Schacht der Spülwasserzuführung als eine bauliche Einheit ausgeführt werden. Es ist auch möglich, die Ausführungsform für tiefe Becken mit zwei Aufwirbelungsvorrichtungen mit dazwischen liegender Spüleinrichtung auszubilden.

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Ira Vergleich mit den zur Zeit im Einsatz befindlichen Vorrichtungen treten wesentliche Vorteile auf:

- Erhöhung der Filtergeschwindigkeit von 5 auf über 20 ... 70 m/d

- keine Unterbrechung des Filterbetriebes

- Energieeinsparung ca. 90 %, dadurch Energieversorgung mittels Schleppkabel möglich

- geringes Gewicht, transportable Ausführung möglich

- höhere Reinigungsleistung bei hochkonzentrierten Suspensionen

- keine Betriebsstörungen durch Steine im Filterbett ~

- geringerer Bedienungsaufwand, einfachere Automatisierbarkeit

- höhere Konzentration des anfallenden Schlammwassers

- volle Betriebseffektivität in beiden Fahrtrichtungen.

Die Konstruktion des Reinigungsgerätes gestattet auch eine nichtschienengebundene Ausführung.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an 9 Ausführungsbeispielen an Hand der zugehörigen Zeichnungen erläutert werden:

Abb. 1: Vorrichtung zur Reinigung von Filtersand in Filterbecken mit geringem Einstau mit einer Waschtrommel

Abb. 2: Vorrichtung zur Reinigung von Filtersand in Filterbecken mit zweiseitiger Fahrtmöglichkeit

Abb. 3: Vorrichtung zur Reinigung von Filtersand in Filterbecken mit hohem Einstau bei zweiseitiger Fahrtmöglichkeit

Abb. 4: Vorrichtung mit Flockung im Filterüberstau Abb. 5: Vorrichtung mit Adsorption im Filterüberstau

Abb. 6: Vorrichtung zur Reinigung von Filtersand mit zwei Belüftungsgittern

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Abb. 7: Vorrichtung zur Reinigung von.Filtersand mit ,, Belüftungsgittern in tiefen Becken

Abb. 8: Vorrichtung zur Reinigung von Filtersand mit zwei Vibrationsgittern

Abb. 9: Vorrichtung zur Reinigung von Filtersand mit Vibrationsgittern in tiefen Becken.

Die Reinigungsvorrichtungen werden in allen Beispielen zur Behandlung von feinkörnigen Sandfilterschichten 11 mit einer Körnung von 0,4 bis 0,63 mm eingesetzt» Unter den Sandfilterschichten 11 befinden sich Stützschichten 12, die mit Dreinagen versehen sind. Durch die ständige Reinigung des oberen Bereiches der feinkörnigen Filterschicht 11 tritt eine erhebliche Leistungssteigerung ein. Die erreichbare Filtergeschwindigkeit beträgt z. B. 0,5 m/h, wenn die Flockung von stark verschmutztem Oberflächenwasser unmittelbar im Filterüberstau durchgeführt wird und bis zu 5 m/h bei vorgereinigten Wässern aus Grobreinigungsanlagen. Die erreichte Wasserqualität ist wesentlich besser als bei den bekannten rückspülbaren Schnellfiltern.

Beispiel 1

Das in Abb. 1 dargestellte Gerät besteht aus einem Grundrahmen 5 und bewegt sich mittels Laufrädern 6 auf Schienen oder Betonkanten in Beckenlängsrichtung. Die Waschtrommel 1 ist am Grundrahmen 5 befestigt und kann je nach der nötigen Regeneriertiefe (3 bis 25 cm) abgesenkt werden. Vom Grundrahmen 5 reichen parallel zu den Schienen 7 Seitenwände 14 bis in den Filtersand. Die in Fahrtrichtung rückwärtige Abgrenzung des umschlossenen Arbeitsraumes 8 wird durch einen entstehenden Sandwall gebildet. Die vordere Abdichtung erfolgt mechanisch durch eine Abdichtleiste 9. Die Schlammrinne 2 ist am Grundrahmen 5 befestigt. Die Oberlaufkante 13 der Schlammrinne 2 ist höhenverstellbar, so daß die erforderliche Ablaufmenge eingestellt werden kann. Die Waschtrommel 1 rotiert mit einer Drehzahl von 30 bis 40 U/min., während sich das ganze Gerät mit 0,25 bis 0,42, m/min vorwärts bewegt. Der Schlammwasser-

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austrag beträgt 60 bis 100 l/min, bezogen auf Im Waschtrom-mel. Hinter dem umschlossenen Arbeitsraum 8 befindet sich ein unten offener Behälter 3 für die Spülwgsserzuführung. Als Spülwasser wird vorgereinigtes Abwasser verwendet. Durch den erhöhten Wasserstand im Spülwasserbehälter 3 wird im Bereich der Waschtrommel 1 in der Fil-terschicht_ll eine aufwärts gerichtete Strömung erzeugt, wodurch die abgelagerten Feststoffe ausgetragen werden. -

Beispiel 2

Das in Abb. 2 dargestellte Gerät besteht -aus einem Grundrahmen 5 und bewegt sich mittels Laufketten 6 in Beckenlängsrichtung. Bei hochkonzentrierten Suspensionen wird die Waschtrommel 1 achsensymmetrisch zweifach.angeordnet und gegenläufig angetrieben. Die in Fahrtrichtung vorn liegende Waschtrommel wird in eine Regeneriertiefe von 3 ... 9 cm, die dahinter liegende Waschtrommel in eine Regeneriertiefe von 6 ... 15 cm abgesenkt.

Vom Grundrahmen 5 reichen parallel zu den Schienen 7 Seitenwände 10 cm tief in den Filtersand 11. Die Abgrenzung der bei-,den abgeschlossenen Arbeitsräume 8 zur dazwischen angeordneten Spülwasserzuführung wird durch die entstehenden Sandwälle gebildet. Die hintere und vordere Abdichtung erfolgt durch Abdichtschienen 9. Durch die Spülwasserzuführung 3 wird eine höhere Reinigungsleistung für Feinstkornanteile erreicht. Der Schlammwasserabzug erfolgt beidseitig über in verschiedene Hohen einstellbare Überlaufkanten 13. Die Waschtrommeln 1 rotieren mit einer Drehzahl von 30 ... 40 U/min, während sich das ganze Gerät mit einer Geschwindigkeit von 0,25 ... 0,42 m/min vorwärts bewegt. Der Schlammwasseraust rag kann für beide Arbeitsräume unterschiedlich eingestellt werden. Durch diese Anordnung kann das Gerät auch zur weiteren Eindickung von hochkonzentrierten Suspensionen (Schlamm) und zur Abscheidung von bestimmten Kornfraktionen aus der Suspension eingesetzt werden.

Beispiel 3

-Das in Abb'. 3 dargestellte Gerät für den Einsatz in tiefen Decken besteht wie dao Gerät aus Beispiel 2 aus einem Grundrahmen 5 und bewegt sich mittels Laufrädern 6 auf Schienen oder Betonkanten 7 in Beckenlängsrichtung. Bei hochkonzentrierten Suspensionen wird die Waschtrommel 1 achsensymmetrisch zweifach angeordnet und gegenläufig angetrieben. Die in Fahrtrichtung vorn liegende Waschtrommel wird in eine Regeneriertiefe von 3 bis^ 9 cm, die - dahinter liegende Waschtrommel in eine Regeneriertiefe von 6 bis 15 cm abgesenkt. Vom Grundrahmen 5 reichen parallel zu den Schienen 7 Seitenwände IO cm tief in den Filtersand 11. Die Abgrenzung der beiden abgeschlossenen Arbeitsräume 8 zur dazwischen angeordneten Spülvvasserzuführung 3 wird durch die entstehenden Sandwälle gebildet. Die hintere und vordere Abdichtung erfolgt durch Abdichtschienen 9. Durch die Spülwasserzuführung 3 wird eine höhere Reinigungsleistung für Feinstkornanteile erreicht, in den Arbeitsräumen 8 sind Schlammwassereinläufe 2 vorgesehen. Die Spülvvasserzuführung 3 zwischen den Arbeitsräumen" 8 ist als unten offener Kasten ausgebildet, der sich nach oben zu einem bis über die Wasserspiegeloberfläche des Beckens 10 reichenden Rohr oder Schacht verlängert. Um dieses Rohr oder diesen Sehacht ist die Entnahmevorrichtung 4 angeordnet, die in den Arbeitsräumen 8 Schlammwassereinläufe 2 besitzt. Die Entnahmevorrichtung 4 und die Spülwasserzuführung 3 sind als einheitlicher Bauteil nach oben geführt. Damit ist der Einsatz in tiefen Becken möglich. Durch die VJa sch trommeln 1 werden die in dor Filterschicht 11 abgelagerten Feststoffe im Zusammenhang mit der in der Filterschicht 11 erzwungenen aufwärts gerichteten Strömung ausgewaschen. Diese aufwärts gerichtete Strömung entsteht durch die Irrfiltration von Spülwasser im Bereich des unten offenen Kastens 3.

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Beispiel 4 (Abb. 4)

In einem Filterbecken 10/ das zum Zweck der Versickerung eines Teiles des Wassers in den Untergrund mit einem teilweise offenen Filterboden 16 ausgestattet ist, befindet sich eine Drainage 15 zur Ableitung des gereinigten Wassers. Die Drainage 15 ist von einer Stützschicht 12 umgeben, auf der die feinkörnige Filterschicht 11 ruht. Das mit Flockungsmitteln versehene Rohwasser gelangt am Zulauf" 17 in das Filterbecken. Unmittelbar am Zulauf befindet sich die Misch- und Verteileinrichtung 18. Diese besteht aus eine£ um eine horizontale Achse rotierende _ Walze aus Längsstäben 19» Es können auch zwei Walzen unterschiedlichen Durchmessers ineinander angeordnet werden. Die Anlage wird mit einer Filtergeschwindigkeit von 0,6 bis 2,8 m/h betrieben. Bei geringer verschmutzten Wässern sind noch weitaus höhere Filtergeschwindigkeiten bis in den Bereich der bekannten offenen Schnellfilter möglich, wobei beim erfindungsgemäßen Verfahren auf Grund des kleinen Filterkornes von beispielsweise 0,4 bis 0,63 mm eine bessere Wasserqualität erreicht wird. Die hohe Leistung der Filterschicht 11 wird durch die ständige Regenerierung mit der rotierenden Waschtrommel 1 erreicht. Diese befindet sich innerhalb eines von den Umfassungswänden 14 umschlossenen Raumes 8, aus dem der durch sie aufgewirbelte Schlamm abgezogen wird. Die Trommel 1 besteht ebenso wie die Misch- und Verteileinrichtung 18 aus Längsstäben 19. Bei einer Regeneriertiefe von 10 cm beträgt der Trommeldurchmesser beispielsweise 40 cm. Die "gesamte Reinigungsvorrichtung ist am Beckenrand auf Rädern gelagert.

Beispiel 5 (Abb. 5) _

In einem Filterbecken 10, das zum Zweck der Versickerung eines Teiles des Wassers in den Untergrund mit einem teilweise offenen Filterboden 16 ausgestattet ist, befindet sich eine Drainage 15 zur Ableitung des gereinigten Wassers. Die Drainage 15 ist von einer Stützschicht 12 umgeben, auf der die feinkörnige Filterschicht 11, die eine Körnung von 0,4 bis 0,63 mm besitzt, ruht. Das mit Aktivkohle von hohem Foinkornanteil versetzte

Wasser wird in das Filterbecken 10 geleitet. Dieses wird mit.

-einer Filtergeschwindigkeit von 2 m/h bei 6 min Aufenthalts-, zeit im Oberstauraum 7 betrieben. Der gröbere Anteil mit über -0,15 ... 0,25 mm Korndurchmesser der Aktivkohle 21 lagert sich auf der Filterschicht 11 ab. Die Schicht 21 wächst demzufolge während des Betriebes ständig an. Die Entnahme erfolgt, wenn eine Regenerierung notwendig wird.^₁

Die hohe Leistung der Filterschicht 11 wird durch die ständige Reinigung mit der rotierenden Waschtrommel 1 erreicht. Diese befindet sich innerhalb eines von den Umfassungswänden 14 umschlossenen Raumes 8, aus dem der durch die Trommel 1 aufge<wirbelte Feinkornanteil abgezogen wird. Die gesamte Reinigungsvorrichtung ist am Beckenrand auf Rädern gelagert.

Beispiel 6 (Abb. 6)

Das in Abb. 6 dargestellte Gerät besteht aus einem Grundrahmen 5 und bewegt sich auf Laufrollen 6 in Beckenlängsrichtung. Zur Filtration von konzentrierten Suspensionen werden hintereinander zwei Belüftungsgitter mit Düsen 1 in abgeschlossenen Räumen 8 angeordnet. Die Belüftungsgitter 1 bestehen aus horizontal angeordneten gelochten oder porösen Rohren. Die Luftzufuhr erfolgt durch eine Leitung 22. Das erste Gitter 1 wird auf eine Tiefe von 5 cm, das in Fahrtrichtung dahinter liegende auf 10 cm in den Filtersand 11 abgesenkt. Zwischen den beiden Belüftungsgittern 1 erfolgt die Spülwasserzuführung 3. Infolge der Wasserspiegeldifferenz zwischen den abgeschlossenen Räumen 8, die durch Schienen 9 abgedichtet sind, und der Spülkammer 3 kommt es im Bereich der 3elüftungsgitter 1 zu aufwärts gerichteten Strömungen. Der Luftaustritt an der Filteroberfläche bewirkt einsAufbrechen oer Kolmationsschicht, während das Spülwasser die Schmutzstoffe nach oben austrägt. Das Schlammwasser wird über die Schlammrinne 2 mit höhenverstellbarer überlaufkante 13 ausgetragen und von der Pumpe 4 aus dem Becken 10 gefördert. Aus dem in Fahrtrichtung ersten abgeschlossenen Raum 8 wird ein relativ konzentrierter Schlamm gewonnen, während mit dem zweiten Belüftungsgitter 1 eine weitgehende Reinigung der Filterschicht 11 erfolgt.

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In einer weiteren nicht dargestellten 'Ausführungsform wird das Gitter l" in Schwingungen versetzt.^Dadurch erfolgt-ein gleichmäßigeres Aufbrechen der Filterschicht 11.

Beispiel 7 (Abb. 7)

Das in Abb. 7 dargestellte Gerät „fün den Einsatz in tiefen Bekken besteht wie das Gerät aus Beispiel 5 aus einem Grundrahmen 5 und bewegt sich mittels Laufrädern 6 auf Betonkanten 7 in ■Beckenlängsrichtung. Es werden ebenfalls zwei Belüftungsgitter 1 mit dazwischen angeordneter Spülwasserzuführung 3 angeordnet. Die Spülwasserzuführung ist als unten offener Kasten ausgebildet, der sich nach oben zu einem bis über die Wasserspiegeloberfläche des Beckens 10 reichenden Schacht verlängert. Um diesen Schacht ist die Entnahmevorrichtung 4 angeordnet, die in-den abgeschlossenen Räumen 8 Schlammwassereinläufe 2. besitzt. Die Entnahmevorrichtung 4 und die Spülwasserzuführung 3 sind als einheitliches Bauteil nach oben geführt. Die Belüftungsgitter 1 sind wie im Beispiel 6 angeordnet und werden .durch die Druckluftzuführung 15 beaufschlagt.

Beispiel 8 (Abb. 8)

Das in Abb. 8 dargestellte Gerät besteht aus einem Grundrahmen .5 und bewegt sich auf Laufrollen 6 in Beckenlängsrichtung. Zur Filtration von konzentrierten Suspensionen werden hintereinander zwei Vibrationsgitter 1 in abgeschlossenen Räumen 8 angeordnet. Das erste Gitter 1 wird auf eine Tiefe von 5 cm, „das in Fahrtrichtung dahinter liegende auf 10 ... 20 cm in den Filtersand 11 abgesenkt. Die Vibrationsgitter 1 werden durch Schwingungserzeuger 23 mittels der Schwingungsübertragung 24 auf die Eigenfrequenz des Wassers von ca. 220 s (für T= 10 ⁰C) angeregt. Zwischen den beiden Vibrationsgittern 1 erfolgt die Spülwasserzuführung 3. Infolge der Wasserspiegeldifferenz zwischen den abgeschlossenen Räumen 8, die durch Dichtleisten 9 abgedichtet sind, und der Spülkammer 3 kommt es im Bereich der Vibrationsgitter 1 zu aufwärts gerichteten Strömungen. Die Vibration im RöGonanzberoich bewirkt ein Aufbrechen der Kolmationsschicht_f während das Spülwasser die

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Schmutzstoffe nach oben austrägt.

Das Schl.ammwasser wird über die Schlammrinne 2 mit höhenverstellbarer Überlaufkante 13 ausgetragen und von der Pumpe 4 "",aus dem Becken 10 gefördert. Aus dem in Fahrtrichtung ersten —abgeschlossenen Raum 8 wird ein relativ konzentrierter Schlamm gewonnen, während auf dem zweiten Vibrationsgitter 1 eine wei-/ tergehende Reinigung der Filterschicht 11*erfolgt.

Beispiel 9 (Abb. 9) „ -

Das in Abb. 9 dargestellte Gerät für den Einsatz in tiefen Becken besteht wie das Gerät aus Beispiel 8 aus einem Grundrahmen und bewegt sich mittels Lauf rädern 6 auf Betonkanten in Beckenlängsrichtung. Es werden ebenfalls zwei Vibrationsgitter 1 mit dazwischen angeordneter Spülwasserzuführung 3 angeordnet. Die Spülwasserzuführung ist als unten offener Kasten ausgebildet, der sich nach oben zu einem bis über die Wasserspiegeloberfläche des Beckens 10 reichenden Schacht verlängert. Um diesen Schacht ist die Entnahmevorrichtung angeordnet, die in den abgeschlossenen Räumen 8 Schlammwassereinläufe 2 besitzt. Die Entnahmevorrichtung 4 und die Spülwasserzuf ü hrung 3 sind als einheitliches Bauteil nach oben geführt. Die Vibrationsgitter 1 sind wie im Beispiel 8 angeordnet und werden von den Schwingungserzeugern 23 über die Schwingungsübertragung 24 erregt.

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Aufstellung der Bezugszeichen

1 Vorrichtung zur Aufwirbelung des Filtersandes

2 Schlammrinne bzw· Schlammwassereinlauf

3 Spülwasserzuführung

4 Entnahmevorrichtung mit Schmutzwasserpumpe

5 Grundrahmen ' ·''

6 Fahrwerk

7 Schiene oder Betonkante S abgeschlossener Raum

9 Abdichtschiene

10 Filterbecken

11 Filterschicht

12 Stützschicht

13 ■ höhenverstellbare Oberlaufkante der Schlaramrinne

14 Seitenwände des abgeschlossenen Raumes

15 Drainage

16 Filterboden

17 Zulauf

18 Misch- und Verteileinrichtung

19 Längsstäbe

20 Oberstauraum

21 Aktivkohle

22 Luftzuführung

23 Schwingungserzeuger

24 Schwingungsübertragung

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-ZO-

- Leerseite -

ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Filtration von. Flüssigkeiten, wobei die Flüssigkeiten durch eine körnige Filterschicht geleitet werden, die als Oberflächenfilter arbeitet, gekennzeichnet dadurch, da3 die körnige Filterschicht (11) in vorbestimmten Abständen innerhalb eines über die Filterschicht (11) bewegten seitlich abgeschlossenen Raumes (8) oberflächlich aufgewir- \ belt wird (1), währenddessen im Bereich der Aufwirbelung

(8) in der körnigen Filterschicht (11) eine aufwärts gerichtete Strömung erzeugt wird, wobei die Aufwirbelung (1) ~ der körnigen Filterschicht (11) ohne Unterbrechung des FiI- *" trationsprozesses im übrigen Filterbereich erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die aufwärtsgerichtete Strömung in· der körnigen Filterschicht (11) durch Absenkung des Flüssigkeitsspiegels innerhalb des abgeschlossenen Raumes (8) gegenüber dem umgebenden Flüssigkeitsspiegel erzeugt wird.

3· Verfahren nach Anspruch .1, gekennzeichnet dadurch, daß die aufwärts gerichtete Strömung in der körnigen Filterschicht (1T) durch Einstellung eines erhöhten Flüssigkeitsspiegels • im Bereich (3) neben der Aufwirbelung (1) erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die • Aufwirbelung der körnigen Filterschicht (11) durch eine' rotierende Waschtrommel (1) mit horizontaler Achse erfolgt, die sich innerhalb des von der übrigen Filterfläche abge- schlossenen Raumes (8) befindet, wobei die Waschtrommel (1) kontinuierlich im rechten Winkel zu ihrer Achse über den Filter bewegt wird und der Schlamm kontinuierlich aus dem abgeschlossenen Raum (8) abgezogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1_f gekennzeichnet dadurch, daß die Aufwirbelung der körnigen Filterschicht (11) durch Einleitung eines Gases mittels einer Vielzahl von in die Filter-. schicht (11) eingreifender Düsen (1) erfolgt, die sich In-

BADORIGINAL

nerhaib des yon der übrigen Filterfläche abgeschlossenen ·.. Raumes (8) befinden, wobei die Düsen (1) kontinuierlich über

den Filter bewegt werden und der Schlamm kontinuierlich aus -,dem abgeschlossenen Raua_i_8)_abgezogen wird.

6« Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, da/3 die ; Aufwirbelung der körnigen FiIterschient "(11) durch Erzeugung mechanischer Schwingungen (1) innerhalb des von der übrigen Filterfläche abgeschlossenen Raumes (8) erfolgt, wo- \ bei die Zone der Schwingungserzeugung (1) kontinuierlich über den Filter bewegt wird und der Schlamm kontinuierlich aus dem " abgeschlossenen Raum (8)-abgezogen wirdi~ " .-··.·

7. Verfahren nach Anspruch .1, gekennzeichnet dadurch, daß die Plüssigkeiten vor. der Piltration mit Flockungsmitteln ver-"'""

setzt werden. . · - ■'·.■ -'-· ";· . ' .' · • . .·■■..... ■, ■.'*■■'""

8. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeiten vor der Piltration mit Ädsorptionsmitteln im. beliebigen Korngrößenbereich und 'Feinkornanteil versetzt werden, wobei die gröbere Fraktion auf,der Filterschicht (11) abgelagert wird und die pulverförmige Fraktion im Filterüberstau (7) als Suspension gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,'daS-auf der Filterschicht (1T) ein feindisperes Filterhilfsmittel auf-

• geschwemmt wird. S :"._.- , · ι

10. Verfahren nach, Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Filterschicht (11) durch die.mechanischen Schwingungen (1) ·- auf die Eigenfrequenz der Flüssigkeit, die mittlere Eigenfrequenz des Stromröhrensystems oder die mittlere Eigenfrequenz des Filterkornes erregt wird.

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11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in einem Filterbecken (10)

" eine körnige Filterschicht (11) mit Stützschicht (12) und Drainage (15) oder einem Filterbogen (16) vorhanden ist, auf der körnigen Filterschicht^tH) in. diese teilweise eingreifend, eine rotierende Waschtrommel (1) mit norizontaler Achse an einem Gruirdrahmen (5) befestigt ist, die ',-■■ -.____ über die körnige Filterschicht (1T) beweglich angeordnet . ist, wobei die rotierende Waschtrommel (1) von Umfassungs- - wänden (14) umgeben'ist, die einen abgeschlossenen Raum (8) bilden, der mit einer Schlanimentnahme (2) versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die rotierende Waschtrommel (1) höhenverstellbar am Grundrahmen (5) angebracht ist. .

13· Vorrichtung nach Anspruch.1t, gekennzeichnet dadurch, daß die rotierende Waschtrommel (1) an ihrem Umfang horizontale Stäbe aufweist. '

14· Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die . Schlammentnahme (2) aus einer horizontalen Rinne besteht, die in Richtung der rotierenden Waschtrommel (1) verschieblich ist und eine höhenverstellbare Überlaufkante (13) aufweist.

15· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in einem Filterbecken (10) eine körnige Filtarschicht (1t) mit~Stützschicht (12) und Drainage (17) oder einem Filterboden (18) vorhanden ist, in die körnige Filterschicht (11) eingreifend eine Vielzahl von Düsen (1) zur Gaseinleitung angeordnet sind, die an eine Gas-suführungsleitung (15) angeschlossen sind, wobei sich die Düsen (1) innerhalb eines durch Seitenwände (14) abseschlossenen Raumes (8) befinden, der mit einer Schlaaaentnahne (2) oberhalb der Düsen (1) versehen ist.

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16.-Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, da3 dia

Düsen (1) und/oder die Schlammentnahme (4) höhenverstellbar ^- 'angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet dadurch, / daß die Düsen (1) zur Gaseinleitung-an einem Gitter (18) aus horizontal angeordneten Rohren angebracht sind, wobei das Gitter (10) an eine Gaszuführungsleitung (15) angeschlossen ist,χ

18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch^—daß in einem Filterbecken (10) eine körnige Filterschicht (1t) mit Stützschicht (12) und Drai-*· nage (16) oder einem Filterboden (17) vorhanden ist, auf der körnigen Filterschicht (11) oder in diese eingreifend ein . Vibrationsgitter (1) angeordnet ist, das mit einem oberhalb des Wasserspiegels befindlichen Schwingungserzeuger (15) verbunden ist, wobei sich das Vibrationsgitter innerhalb eines durch Seitenwände (14) abgeschlossenen Raumes (8) befindet,-der mit einer Schlaaimentnahme (2) oberhalb des Vibrationsgitters (1) versehen ist»

19. Vorrichtung nach. Anspruch 18, gekennzeichnet dadurch,' daß die Schlaünnentnahme (2) höhenverstellbar angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 15 oder 18, gekennzeichnet dadurch, daß hinter der Aufwirbelungsvorrichtung"(1)

. parallel zu ihr eine zweite Aufwirb.elungsvorriehtung (1) innerhalb, eines zweiten abgeschlossenen Raumes (8) angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, daß der zur Filterschicht (1T) offene Raum (3) zur Spülwasserzuführung zwischen den beiden mit" Aufv/irbelungsvorrichtungen (1) ausgestatteten abgeschlossenen Räumen (3) angeordnet ist.

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22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 15 oder 13, gekennzeichnet dadurch, dal3 der durch Seitenwände (14) abgeschlossene Raum (8) auch oben geschlossen ist und der Abzug fiir das Schlaamwasser voci^Schlainmwassereinlauf (2) in eine Entnahmevorrichtung (4) geführt ist, die als ein bis über den Wasserspiegel des Beckens (10) reichendes Rohr oder Schacht ausgebildet ist·

23· Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet dadurch, daß die SpUlwasserzuführung (3) als ein bis über den '«Yasser- - spiegel des Beckens (10) reichendes Rohr oder Schacht ausgebildet ist. ■

24· Vorrichtung nach den Ansprüchen 22 und 23, gekennzeichnet dadurch, daß das Rohr oder der Schacht der Entnahmeeinrichtung (4) und das Rohr oder der Schacht der Spülwasserzuführung (3) als einheitliches Bauteil ausgebildet sind.

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