DE1101365B - Vorrichtung zum Filtrieren von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

Zum Filtrieren von Flüssigkeiten über eine körnige Feststoffschicht, z. B. über eine Kiesschicht, sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben worden, wonach die zu filtrierende Flüssigkeit der Filterschicht von oben oder von unten oder auch von beiden Enden her zugeführt wird und die filtrierte Flüssigkeit aus dem Inneren der Filterschicht in einer geeigneten Höhe mittels eines Ableitungssystems entnommen wird.

Der Vorteil dieser Filtereinrichtung besteht darin, daß man durch die in einem Behälter untergebrachte körnige Filterschicht gleichzeitig von oben und unten die zu filtrierende Flüssigkeit zuführen kann, so daß also bei gegebenem Querschnitt des Filterbehälters die doppelte Filterfläche zur Verfügung steht wie bei einem üblichen Filter, bei dem bekanntlich nur von oben nach unten filtriert wird. Man kann aber auch die Körnung des Filtermaterials von oben nach unten stark zunehmen lassen, so daß das Zwischenraumvolumen für die von unten nach oben strömende Flüssigkeit in gleicher Richtung abnimmt. Auf diese Weise ist es möglich, Flüssigkeiten mit relativ hohem Gehalt an abzufil trierenden Trübstoffen in großen Mengen durchzusetzen, bevor eine Rückspülung des Filters erforderlich ist, da praktisch das gesamte Porenvolumen des Filterbettes für die Abscheidung der Trii'bstoffe zur Verfügung steht und ausgenutzt werden kann, während bei einem normalen Riesfilter mit unterschiedlich gekörntem Kies, der betriebsbedingt durch die Rückspülung in der gleichen Richtung von oben nach unten mit zunehmender Körnung klassiert ist, praktisch nur eine Filtration in den oberen Schichten möglich ist, weil bei der üblichen Filtrationsrichtung von oben nach unten die engeren Zwischenräume der oberen Schicht sich am schnellsten zusetzen und die in den unteren Schichten befindlichen größeren Zwischenräume gar nicht mehr wirksam werden können. Man kann also ein solches Filter auf zwei verschiedene Weisen betreiben, die sich gegebenenfalls auch überschneiden können. Die eine Arbeitsweise besteht darin, daß die Kieskörnung praktisch über die ganze Filterschicfht etwa gleich groß gehalten wird und daß sowohl von oben als auch von unten in der Zeiteinheit etwa die gleichen Flüssigkeitsmengen durchfiltriert werden. Die andere, vorstehend beschriebene Au'sführungsform besteht darin, daß der größte Teil der Flüssigkeit von unten nach oben durch die Filterschicht geführt wird und von oben her nur so viel Flüssigkeit durchtritt, wie die dort geringere Korngröße es zuläßt. In diesem Fall dient die von oben zugeführte Flüssigkeit vorwiegend dazu, das Kiesfilterbett insgesamt in seiner Lage festzuhalten.

Das hierbei bekannte Ableitungssystem zur Ableitung des Filtrates besteht aus gelochten oder gesehlitz-Vorrichtung zum Filtrieren
von Flüssigkeiten

Anmelder:

Metallges ells chaf t Aktienges ells chaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Dr. Werner Wisfeld und Alfred Kratz, Frankfurt/M., sind als Erfinder genannt worden

ten, gegebenenfalls mit einem feinen Drahtnetz umgebenen Rohren, die in die körnige Filtermasse eingebaut sind und deren freie Enden durch die Wände des Filtergehäuses beispielsweise seitlich nach außen geführt sind. Wenn die Öffnungen in diesen Ableitungsrohren oder die Maschenweiten des umgebenden Drahtnetzes zu groß sind, können Teile der körnigen Filtermasse in das Filtrat gelangen. Sind dagegen die Öffnungen in den Rohren oder die Maschenweiten des umgebenden Drahtnetzes kleiner als die Filtermaterialkörnung, dann wird durch teilweise Verstopfung der Öffnungen durch das Filtermaterial der Filtrationsvorgang erheblich erschwert, und es treten hohe Druckverluste ein. Die Behebung dieser Verstopfungen macht dann eine vorzeitige Rückspülung und oft sogar einen Ausbau des Ableitungssystems erforderlich. Hinzu kommt, daß dieses in der Filterschicht eingebettete Abl'eitungssystem starken Schubkräften der Filtermasse ausgesetzt ist, so daß sehr massive und entsprechend teure Stützmittel eingebaut werden müssen. Diese vermindern dann aber den wirksamen Querschnitt des Filters und machen die Strömungsverhältnisse in der Filterschicht sehr unübersichtlich.

Es wurde nun gefunden, daß sich dieses Filtrationsverfahren wesentlich vereinfachen und verbessern läßt, wenn das System zur Ableitung des Filtrates aus der Filterschicht als kleines Grobkiesfilter ausgestaltet und parallel zur Strömungsrichtung der zu filtrierenden Flüssigkeit in der Filterschicht angeordnet wird.

Kiesbettfilter od. dgl. Schichtfilter sind gewöhnlich von vertikaler Bauart. In einem vertikalen, vorzugsweise zylindrischen Behälter, der z. B. an den Stirnseiten mit angeflanschten Deckeln versehen ist, wird die eigentliche Filterschicht von einem perforierten Zwischenboden und einer grobkörnigen Zwischenschicht getragen. Die Zuleitungen und Ableitungen für die Flüssigkeit sind an den Stirnseiten, d. h. an den Deckeln angeordnet, können aber auch seitlich, d. h. am Zylindermantel angeordnet sein.

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Claims (6)

1. 3 4

   Gegenstand der Erfindung ist ein Flüssigkeitsfilter melrinne28 angeordnet, die z. B. von einem schrägen mit körnigen Filtermassen, denen die zu reinigende Wandteil 29 und einem vertikalen Wandteil 30 gebil-Flüssigkeit an den freien Enden der Filterschicht zu- det wird. Ein Siebboden 31 bildet mit der Gehäusegeführt wird, wobei das Filtrat aus dem Inneren der wand und dem schrägen Wandteil 29 einen Ringkanal, Filterschicht mittels eines darin eingebetteten Ablei- 5 aus welchem nach außen Stutzen 32 zur Ableitung des tungssystems entnommen wird. Filtrates führen. Der über dem Siebboden liegende

   Das erfindungsgemäße Filter ist dadurch gekenn- Teil der Sammelrinne ist in der vorgenannten Weise zeichnet, daß das Ableitungssystem aus nach oben mit mehreren Schichten 33., 34 körnigen Materials geoffenen Rohren oder einer Rinne besteht, deren Wände füllt. Die Korngröße dieser Schichten nimmt von unten parallel zur Filtrationsrichtung liegen, und deren in io nach oben "ab. In der obersten Schicht ist die Kornder Filtermasse liegende Mündungen körniges Mate- größe zweckmäßig so groß, daß die Körner des anrial mit in an sich bekannter Weise in der Strömungs- liegenden Bereichs der Filterschicht 25 nicht hindurchrichtung der abgeleiteten Flüssigkeit zunehmender gleiten können.
   Korngröße enthalten. Für große Filterquerschnitte eignet sich besonders

   Das Ableitungssystem kann z. B. aus Rohren mit 15 die in Abb. 3 dargestellte Anordnung der Ableitungs-

   zur Filtrationsrichtung parallelen Wänden bestehen, organe, die S¹ICh als Kombination aus Abb. 1 und 2

   die von unten in die Filtermasse eingeführt und in ergibt.

   dieser eingebettet sind, und in deren in der Filter- In dieser Abbildung bezeichnen 40 den Gehäusemasse liegende Mündungen-das körnige Material auf mantel, 41 die an seiner Innenseite'angeordnete Sameinem Siebboden angeordnet ist. 20 melrinne, 42 di'e Stutzen zur Ableitung des Filtrates,

   Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht die durch eine Ringleitung verbunden sein können, darin, daß auf der Innenwand des Filtergehäuses in 43 Ableitungsrohre, die gemäß Abb. 1 von unten in der gewünschten Höhe eine mit körnigem Filtermate- die Filterschicht eingeführt sind und in der dort berial gefüllte Überlaufrinne angebracht und mit einem schriebenen Weise am oberen Ende mit einer Festoder mehreren Abläufen nach außen versehen wird. 25 Stoffschicht versehen sind. Die Rohre43 können ellip-

   Schließlich können beide Ausführungsformen korn- tischen Querschnitt haben oder jede andere Quer-

   biniert werden, indem in einem Filtergehäuse sowohl schnittform, die eine gute und gleichmäßige Verteilung

   die periphere Überlaufrinne als auch die von unten der Ableitungsöffnungen über den Filterquerschnitt

   eingeführten Rohre zur Anwendung gelangen. erlaubt.

   In den Abbildungen sind drei Ausführungsformen 30 Die oberen Ränder der Filterschichten in den Roh-

   der Erfindung beispielsweise und schemati'sch darge- ren 43 und der Sammelrinne 41 liegen in der gleichen

   stellt. Höhe. Die Rohre 43 sind unterhalb des Siebbodens,

   Abb. 1 zeigt ein Filter mit zentraler Filtratableitung welcher die Filtermasse trägt, oder außerhalb des

   in vertikalem Schnitt; Filtergehäuses in einer Sammelleitung zusammen-

   Abb. 2 zeigt ein Filter mit peripherer Filtratablei- 35 gefaßt,

   tung, ebenfalls in vertikalem Schnitt; Zum Betrieb des Filters wird die zu filtrierende

   Abb. 3 ist eine weitere Ausführungsform des erfin- Flüssigkeit durch den unteren und den oberen An-

   dungsgemäßen Filters in horizontalem Schnitt. Schluß in das Gehäuse geleitet. Eine Aufwirbelung der

   Die Vorrichtung gemäß Abb. 1 besteht aus einem Filterschicht tritt hierbei nicht ein, weil sich im Filtervertikalen, vorzugsweise zylindrischen Behälter 1, in 40 gehäuse oben und unten von selbst derselbe Druck welchem auf einem an sich bekannten perforierten einstellt. Die aus der Flüssigkeit abgeschiedenen Fest-Boden, z. B. einem Düsenboden 3., eine körnige Filter- stoffe werden in der Filterschicht oben und unten festschicht, z. B. ein Kiesbett 2 gelagert ist. Zwischen dem gehalten und können daraus durch Rückspülen im perforierten Boden und der Filterschicht können in Aufwärtsstrom in an sich bekannter Weise entfernt bekannter Weise Verteilerschichten 3 a, 3 b mit grobe- 45 werden. Es kann von Zeit zu Zeit zweckmäßig sein, rer Korngröße angeordnet sein. Durch Anschlüsse 4, 5 während dieses Rückspulens auch durch die Filtratwird die zu filtrierende Flüssigkeit von beiden Enden ableitung etwas Spülflüssigkeit in das Filter zu drükher der Filterschicht zugeleitet. Das Filtrat wird durch ken, um die in den Rohrmündungen und bzw. oder in ein zentrales Rohr 6 aus dem Inneren der Filterschicht der Sammelrinne gelagerten Kornschichten auf zuabgeleitet. Das 'untere Ende des Rohres 6 führt über 50 lockern.

   den Anschluß stutzen 7 nach außen. Das obere Ende Das erfindungsgemäße Filter eignet sich zur Klärung

   trägt eine zweckmäßig mehrteilige Filterschicht, die von trüben Flüssigkeiten durch Filtration an körnigen

   auf einem Siebboden 8 gelagert ist. Die obere Lage 9 Filtermassen und auch zur Ausführung von Ionen-

   dieser Filterschicht ist so grobkörnig, daß die Körner austauschreaktionen. In diesem Falle tritt an die Stelle

   der umgebenden Hauptschicht 2 nicht hindurchgleiten 55 der körnigen Filtermasse ein geeignetes Ionenaus-

   können. tauschlmaterial.

   Die darunterliegende Schicht 10 hat etwas gröbere Durch die Anordnung und Gestaltung des Ablei-

   Korngröße. Darauf können noch weitere, gegebenen- tungssystems in dem erfindungsgemäßen Filter werden

   falls gröbere Kornschichten folgen, z. B. auch etwa die Schubkräfte, die beim Rückspülen und Wieder-

   in der Weise, daß der Siebboden 8 entfällt und das 60 inbetriebsetzen der Filtermasse unvermeidlich auftre-

   Rohr 7 gänzlich mit einem körnigen Material gtefüllt ten, auf ein Minimum herabgesetzt. Die in den Mün-

   ist. düngen des Ableitungssystems angeordneten, körnigen

   In der Vorrichtung gemäß Abb. 2 erfolgt die Ent- Massen können bei Verstopfungen im Ableitungs-

   nahme des Filtrates aus der Filterschicht über eine system durch Rückspülen leicht gereinigt werden,

   periphere Rinne an der Innenwand des Filtergehäuses. 6₅ Pat^ntansprüchf-

   Das Filtergehäuse21 ist mit. Flüssigkeitszuleitungen rATENTANSPRucHt,.

   22, 23 versehen. Auf dem Siebboden 24 ist die Filter- 1. Flüssigkeitsfilter mit körnigen Filtermassen,

   schicht 25, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung an denen die zu reinigende Flüssigkeit an den freien

   sich bekannter Verteilerschichten 26, 27 gelagert. An ,Enden der Filterschicht zugeführt wird, wobei das

   der vertikalen Innenwand des Behälters ist eine Sam- 70 Filtrat aus dem Inneren der Filterschicht mittels

   I 101

   eines darin eingebetteten Ableitungssystems entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieses System aus nach oben offenen Rohren oder einer Rinne besteht, deren Wände parallel zur Filtrationsrichtung liegen und deren in der Filtermasse liegende Mündungen körniges Material mit in an sich bekannter Weise in der Strömungsrichtung der abgeleiteten Flüssigkeit zunehmender Korngröße enthalten.
2. 2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt des Ableitungssystems 10 bis 25% des Querschnittes des Filters beträgt.
3. 3. Filter nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch von unten eingeführte und in der Filtermasse (2) eingebettete Rohre (6) mit Siebboden (8) und Kornschichten (9, 10).
4. 4. Filter nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Sammelrinne (28) am inneren Behälterumfang, mit dem Siebboden (31) und der mehrschichtigen Kornfüllung (30).
5. 5. Filter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Rohre (43) als auch eine Sammelrinne (41) gleichzeitig zur Anwendung kommen.
6. 6. Filter nach den Ansprüchen 3 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Kornschichten in der Rinne (28, 41) und der Rohre (6, 43) in der gleichen Höhe liegen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 963 417, 883 889;
   österreichische Patentschrift Nr. 54 878;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 666 741.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 109 529/459 2.61