DE19738067A1

DE19738067A1 - Filtrationssystem für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE19738067A1
Application number: DE19738067A
Authority: DE
Original assignee: Schreiber Erhard Dipl-Ing 30853 Langenhagen De
Current assignee: Schreiber Erhard Dipl-Ing 30853 Langenhagen De
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 1998-07-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten unter Verwendung eines komprimierbaren Filtermediums, das in einem Raum veränderbarer Größe mit durchlässigen unteren und oberen Begrenzungsflächen angeordnet und von der zu filtrierenden Flüssigkeit von unten nach oben durchströmt wird.

Zum Filtrieren von Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser, ist es bekannt, ein Filtermedium aus Kunststoffbällen faserartiger Struktur zu verwenden. Die Kunststoffbälle haben eine extrem hohe Porosität bei kleiner Porenweite. Das Filtermittel wird aufwärts von dem zu filtrierenden Wasser durchströmt. Es können sehr hohe Wassermengen mit entsprechend hohen Durchströmgeschwindigkeiten durchgesetzt werden: Während bei den mit Sand oder Anthrazit gefüllten konventionellen Filtrationssystemen die zu filternde Flüssigkeit um das einzelne Filterkorn herumfließt, wird das faserartig strukturierte Filtermedium durchströmt. Dadurch entsteht ein erhöhtes Rückhaltevermögen, so daß das Filtermedium mit der bis zur fünffachen Wassermenge konventioneller Filtrierungssysteme belastet werden kann. Das Filtermedium ist wesentlich leichter als Sand und komprimierbar. Bei einer durch die EP 0 608 441 B1 bekannten Filtrationseinrichtung wird das Filtrationsmedium durch eine nach oben bewegbare Lochplatte so weit verdichtet, daß Luftspalten zwischen den faserigen Filterbällen beseitigt werden und eine dichte und gleichmäßige Filterschicht geschaffen wird. Zum Reinigen des Filtermediums wird der Filtrierraum vergrößert, bis sich die einzelnen Filterbälle frei bewegen und verwirbelt werden können. Hierdurch wird eine optimale Trennung der im Filtermaterial zurückgehaltenen Feststoffe erreicht. Nach dem abschließenden Reinigungsvorgang wird durch Verkleinerung des Filterraumes auf die ursprüngliche Größe erneut eine dichte Filterpackung gebildet.

Die bekannte Filtrationseinrichtung ist technisch aufwendig gestaltet und mit entsprechend hohen Fertigungskosten behaftet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtrationseinrichtung der eingangs genannten Gattung mit einem einfacheren Aufbau zu schaffen und ohne Unterbrechung des Filtrationsvorgangs einen wirtschaftlicheren Betrieb zu ermöglichen. Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Patentanspruchs 1.

Ein erfindungsgemäß gestaltetes Filtrationssystem zeigt einen technisch vereinfachten Aufbau mit gleichzeitig hoher Betriebszuverlässigkeit. Der Platzbedarf ist sehr gering. Die Einrichtung ist für unterschiedliche Einsatzbereiche, wie Abwasserfiltration, Brauchwasseraufbereitung, Desinfektionsvorbehandlung, Kesselwasseraufbereitung, Kühlwasseraufbereitung und Prozeßwasserbehandlung, geeignet.

Die sich dem Patentanspruch 1 anschließenden Ansprüche enthalten weitere den Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merkmale.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine aus zwei Behältern bestehende Filtrationseinrichtung für einen Wechselbetrieb und die

Fig. 2 bis 4 die nacheinander ablaufenden Verfahrensschritte Filtration, Filterwaschen und Filterspülen.

Eine Einrichtung für einen Filtrationsbetrieb ohne Unterbrechung durch Wasch- und Spülvorgänge zum Reinigen des Filtermediums besteht aus zwei zylindrischen Behältern 1, in welchen sich jeweils eine vertikal bewegbare Lochplatte 2 und eine untere ortsfeste Lochplatte 3 befindet. Der Raum zwischen den beiden Lochplatten wird durch das Filtermedium in Form komprimierbarer Kunststoffbälle 4 faserartiger Struktur gefüllt. Jede obere Lochplatte ist durch eine Trapezspindel 15 über einen Elektrostellantrieb 5 nach oben und unten verstellbar. Jeder Behälter ist mit einem Zulaufanschluß 6 am Behälterboden, Verteilerrohren 18 für Druckluft, einem Ablaufanschluß 7 für filtrierte Flüssigkeit und einem Überlauf 9 für Waschwasser ausgerüstet. Der Zulauf 6 ist mit einem Absperrorgan 11 und der Ablaufanschluß mit einem Absperrorgan 12 versehen.

Der Zutritt der Druckluft aus der Zuführungsleitung 8 in die Verteilerrohre 18 kann durch ein Absperrventil 13 gesteuert werden. Mit 10 ist ein Druckmeßgerät zur kontinuierlichen Füllstandmessung bezeichnet.

Die Fig. 2 zeigt die obere bewegliche Lochplatte 2 in ihrer einstellbaren unteren Position. Sie komprimiert in dieser Stellung die Filterbälle 4 zu einer gepreßten, dichten, einen Raumfilter bildenden Packung, dessen Porosität und Porenweite durch die Wahl der Kompression definiert werden kann. Das über den Zulaufanschluß 6 dem Filter zufließende Medium, beispielsweise Wasser, wird im Aufwärtsstrom filtriert und gelangt als Klarwasser zum Ablauf 7.

Zur Einleitung des Waschvorgangs wird der Klarwasserablauf 7 geschlossen. Die obere Lochplatte 2 fährt in ihre höchste Position (Fig. 3). Dadurch kann der Filtrierraum auf das etwa dreifache Volumen expandieren. Die dichte Filterpackung der Bälle löst sich auf. Die einzelnen Filterbälle werden zur optimalen Reinigung intensiv verwirbelt. Die hierfür notwendige Turbulenz wird durch Öffnen des Ventils 13 in der Druckluftzuführungsleitung 8 erzeugt. Der normale Zulauf über den Anschluß 6 wird als Waschwasser benutzt und läuft über den Überlauf 9 ab.

Nach ausreichender Reinigung der Filterbälle wird die Zufuhr der Druckluft durch Schließen des Ventils 13 abgeschaltet. Die bewegliche Lochplatte 2 fährt langsam in ihre Filtrationsstellung zurück. Mit dem kontinuierlichen Zulauf von zu filtrierendem Wasser wird das Restwaschwasser aus dem Behälter gespült. Mit dem Erreichen der gewünschten Ablaufqualität wird der Klarwasserablauf 7 erneut geöffnet, und der Filtrationsvorgang wird fortgesetzt.

Durch die Parallelschaltung zweier Behälter kann, wie die Fig. 1 erkennen läßt, der Filtrationsbetrieb wechselweise kontinuierlich fortgesetzt werden, indem abwechselnd ein Behälter filtriert, während gleichzeitig im anderen das Filtermaterial gereinigt wird. Jedoch können kleine Anlagen kostengünstig auf den Einsatz eines Filterbehälters beschränkt werden, wenn das Zulaufwasser während der Zeit des Filterspülens aufgestaut werden kann.

Claims

1. Einrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten unter Verwendung eines komprimierbaren Filtermediums, das in einem Raum veränderbarer Größe mit durchlässigen unteren und oberen Begrenzungsflächen angeordnet und von der zu filtrierenden Flüssigkeit von unten nach oben durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Begrenzungsfläche (3) des Filtrierraums fest angeordnet und die obere Begrenzungsfläche (2) des Filtrierraums beweglich ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen durch Lochplatten (2, 3) gebildet werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtrierraum innerhalb eines Behälters (1) mit einem Anschluß (6) für den Flüssigkeitszulauf am Behälterboden, einem Druckluftverteiler (18) oberhalb des Flüssigkeitszulaufs, der festen und der beweglichen Lochplatte oberhalb des Druckluftverteilers, einem absperrbaren Ablaufanschluß (7) für filtrierte Flüssigkeit oberhalb der höchsten einstellbaren Position der beweglichen Lochplatte (2) und einem Überlauf (9) für Filterwaschflüssigkeit oberhalb des Ablaufanschlusses gebildet wird.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Lochplatte mit einem elektrischen Spindelstellantrieb (5, 15) versehen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Behälter für einen Wechselbetrieb parallel geschaltet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter bei getrennten Zulaufanschlüssen (6) mit einer gemeinsamen, wechselweise absperrbaren Druckluftversorgung (8), einem gemeinsamen, wechselweise absperrbaren Ablauf (7) und einer gemeinsamen Überlaufableitung (9) für Filterwaschflüssigkeit versehen sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter als freistehende Stahlzylinder beliebigen Querschnitts mit angeschweißtem Behälterboden (16) und oberer angeflanschter, luftdurchlässiger Abdeckung (17) ausgebildet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter mit einer Wärmedämmung und einer Heizung zur Flüssigkeitstemperierung versehen sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufanschluß (7) für das Filtrat mit einem elektrisch betätigbaren Flachschieber (12) ausgerüstet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Absperrorgan für die Druckluftversorgung Magnetventile (13) eingesetzt sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium aus Kunststoffbällen (4) mit faserartiger Struktur besteht.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Prozeßsteueranlage für einen vollautomatischen Filtrationsbetrieb und zur Steuerung der Wasch- und Spülvorgänge in Abhängigkeit vom Durchflußdruckanstieg des Filtermediums sowie der Flüssigkeitstrübung am Ablauf ausgerüstet ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch

a) eine Druckmeßanlage zur kontinuierlichen Druckmessung am Filtermedium für die Steuerung des Filtrationsprozesses und
b) eine Trübungsmeßanlage zur kontinuierlichen Trübungsmessung im Ablauf der Filteranlage.