DE2036830B2

DE2036830B2 - Filtrationsverfahren und FiHrationsvorrichtung

Info

Publication number: DE2036830B2
Application number: DE2036830A
Authority: DE
Inventors: Thomas L. Portage Mich. Reece (V.St.A.)
Original assignee: Ronningen-Petter Co Kalamazoo Mich (vsta)
Current assignee: Delaware Capital Formation Inc
Priority date: 1970-06-01
Filing date: 1970-07-24
Publication date: 1975-05-07
Also published as: US3692178A; DE2036830A1; GB1340726A; FR2095426A5; DE2036830C3

Description

is

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filtrationsverfahren, insbesondere für hochviskose, schwerfließende und einen hohen Feststoffanteil aufweisende Behandlungsmedien, bei dem während einer Filirationsperiode das zu filtrierende Behandlungsmedium in einer ersten Richtung durch ein ein Filterelement enthaltendes Gehäuse geführt wird, wobei unerwünschte Teilchen aus dem Behandlungsmedium entfernt werden und am Ende der Filtraiionsperiode die Strömung des Behandlungsmediums beendet wird, das in dem Gehäuse verbliebene Behandlungsmedium mit Hilfe von in das Gehäuse eingeleitetem Druckgas entfernt wird, bis das Gehäuse von Behandlungsmedium frei ist, dann ein Rückspülmedium in der entgegengesetzten Richtung durch das Gehäuse geführt wird, um Verunreinigungen von dem Filterelement zu entfernen, das Rückspülmedium und die von ihm mitgefühlten, verunreinigenden Teilchen von dem Gehäuse abgezogen werden, bis das Gehäuse vi>n Rückspülmedium frei ist, und während der nächsten Filtrationsperiode erneut Behandlungsmedium in das Gehäuse eingeleitet wird, sowie auf eine Vorrichtung zui Durchführung des Verfahrens.

Mit Hilfe eines solchen aus der US-PS 34 36 260 bekannten Filtrationsverfahrens wird eine Zuckerlösung mit Hilfe eines Filterelementes gefiltert, das in Form mehrerer übereinander angeordneter horizontaler Schichten ein Filtergehäuse in einen oberen und unteren Teil unterteilt. Die zu filtrierende Zuckerlösung wird von oben in den oberen Teil des Gehäuses eingelei'.ci. durchsetzt das horizontal angeordnete Filterelement und gelangt in filtrierter Form in der unteren Teil des Gehäuses, aus dem die filtrierte Zuckerlösung abgeleitet wird. Zum Waschen des Filterelementes wird die Zuführung der zu filtrierenden Zuckerlösung beendet und die in dem Gehäuse noch verbliebene Zucker- so lösung mit Hilfe von Druckgas durch die Abflußleitung für die filtrierte Zuckerlösung durch eine besondere Abzweigleitung hindurch ausgetrieben und z. B. an ein Rüekgewinnungs^cystem gegeben. Das Druckgas zum Austreiben der in dem Gehäuse noch verbliebenen Zuckerlösung kann bei dem bekannten Verfahren fortgelassen und durch eine einfache Verbindung des Gehäuses mit der Atmosphäre ersetzt werden, wenn die Zuckerlösung aus dem Gehäuse an einen niedrigeren Pegel als das Gehäuse selbst zu geben ist, da sie dann allein unter Schwerkraftwirkung aus dem Gehäuse herausläuft. Nach der Entfernung der in dem Gehäuse noch verbliebenen Zuckerlösung aus dem Gehäuse wird das Gehäuse von unten her über die Abflußleitung für die Zuckerlösung mit einem Rückspülmedium gefüllt, das über eine mit der Zuführungsleitung für die Zuckerlösung verbundene Abzweigleitung überlaufen kann. Vor der Einleitung des Rückspülmediums in das Gehäuse werden bei dem bekannten Verfahren noch verschiedene Zwischenschritte zum Auswaschen des Filterelementes mit warmem Wasser und einem Spülgas vorgenommen. Das Rückspülmedium wird am Ende des Rückspülvorganges schließlich nach un)en aus dem Gehäuse wieder herausgeführt, wobei es unter Wirkung der Schwerkraft aus dem Gehäuse herausläuft Nach dem vollständigen Entfernen des Rückspülmediums aus dem Gehäuse kann das Gehäuse erneut mit zu filtrierender Zuckerlösung beschickt werden.

Sollen insbesondere hochviskose, schwerfließende und einen hohen Feststoffanteil aufweisende Behandlungsmedien filtriert werden, reicht das bekannte Filtrationsverfahren für einen möglichst schnellen und zuverlässigen Betrieb nicht aus, da derartige hochviskose und einen hohen Feststoffanteil besitzende Behandlungsmedien nicht ausreichend schnell und vollständig aus dem Gehäuse entfernt werden können, bevor das Rückspülmedium an das Gehäuse gegeben wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Filtrationsverfahren so weiterzubilden, daß eine schnelle und möglichst vollständige Entfernung auch hochviskoser und einen hohen Feststoffanteil aufweisender Behandlungsmedien vor dem Rückspülvorgang aus dem Gehäuse möglich ist, sowie eine möglichst einfache und zuverlässig arbeitende Filtrationsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.

Bei einem Fi'trationsverfahren der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Druckgas in zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung durch das Gehäuse geführt wird.

Durch die Einleitung des Druckgases zum Entfernen des Behandlungsmediums aus dem Gehäuse an der der Zuführungsseite für das Behandlungsmedium im Hinblick auf das Filterelement entgegengesetzten Seite des Gehäuses wird erreicht, daß das noch nicht gefilterte und in dem Gehäuse verbliebene Behandlungsmedium nicht durch das Filter hindurchgepreßt werden muß, bevor es das Gehäuse verlassen kann. Besonders bei hochviskosen und einen hohen Feststoffanteil aufweisenden Behandlungsmedien ist nämlich ein solches Hindurchdrücken des Behandlungsmediums durch das vor dem Rückspülvorgang ohnehin stark mit Feststoffanteilen zugesetzte Filterelement praktisch nicht möglich, selbst wenn erhebliche Drücke für das Druckgas benutzt werden. Vielmehr besteht die Gefahr, daß bei einer zu großen Druckerhöhung für das Druckgas das Filterelement beschädigt oder gar zerstört wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren braucht dagegen das in dem Gehäuse verbliebene und noch nicht filtrierte Behandlungsmedium, das unmittelbar vor dem Rückspülvorgang ohnehin einen noch zusätzlich stark angereicherten Feststoffanteil aufweisen wird, nicht mehr durch das Filterelement hindurchgedrückt zu werden, sondern kann vielmehr auf direktem Wege das Gehäuse verlassen. Bei dem erfindungsgemäßen Filtrationsverfahren ist daher eine sehr schnelle und auch < illständige Entfernung des in dem Gehäuse verbliebenen Behandlungsmediums möglich, bevor das Rückspülmedium in das Gehäuse eingeleitet wird.

Weitere, besondere Ausführungsformen des neuen Verfahrens woei Besonderheiten der neuen Vorrichtung betreffende Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 schaubildlich ein typisches System bekannter

Art, bei dem das neue Filtrationsverfahren und die Filtrationsvorrichtung angewendet werden können,

F i g. 2 eine Schrägansicht einer neuen Filtrationsvorrichtung,

F i g. 3 eine schematisierte Schnittansicht einer Filtereinheit und ihr zugeordneter Leitungen der Filtrationsvorrichtung nach F i g. 2,

Fig.4 eine schematisierte Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Systems zum Rückgewinnen und Aufbereiten von Behandlungsflüssigkeit,

F i g. 5 eine Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie V-V in F i g. 3 und

F i g. 6 eine schematisierte Schnittansicht eines vereinfachten Rückgewinnungs- und Aufbereitungssystems.

Da die neue Vorrichtung am besten im Zusammenhang mit einem bekannten System verständlich wird, in dem sie verwendet werden kann, wird zunächst ein derartiges System beschrieben. Nach F i g. 1 besitzt ein solches System eine Druckfiltriervorrichtung, die jedoch nach Maßgabe der neuen Vorrichtung abgeändert sein kann. Das dargestellte System ist hier nur zur Erläuterung als Beispiel einer Anlage angegeben, in der das neue Verfahren und die neue Vorrichtung angewendet werden können.

Das in F i g. 1 gezeigte System dient zum Auftragen eines Überzuges auf eine Papierbahn 10. Die Papierbahn 10 bewegt sich ständig in Pfeilrichtung A zwischen einer Auftragswalze 11 und einer Stützwalze 12. Der untere Teil des Umfanges der Auftragswalze 11 taucht in einen Vorrat von filtriertem Überzugsmaterial, d. h. eine Trübe, in dem rechten Abteil 14 des Troges 13. Die Auftragswalze 11 dreht sich in F i g. 1 im Gegensinn des Uhrzeigers, wobei sie Überzugsmaterial aus dem Trog 13 miinimmt und auf die Unterseite -Jer Papierbahn 10 aufträgt. Eine Rakel 16 entfernt überschüssiges Überzugsmaterial von der Papierbahn 10. Das überschüssige Überzugsmaterial fällt in das linke Abteil 17 des Troges 13. Die Abteile 14 und 17 des Troges sind auf geeignete Weise, z. B. durch eine vertikale Wand 18, voneinander getrennt, so daß sich das in dem Abteil 14 befindliche, frische filtrierte Überzugsmaterial nicht mit dem abgeschabten Überzugsmateria! in dem Abteil 17 vermischen kann. Das in dem Abteil 17 enthaltene Überzugsmaterial strömt durch eine Leitung 19 in den Vorratsbehälter 21 für das Überzugsmaterial. Zusätzliches filtriertes Überzugsmaterial wird über die Leitung 22 in den Vorratsbehälter 21 eingebracht. Das Überzugsmaterial wird mittels der Pumpe

23 von dem Behälter 2t abgezogen und über die Leitung 24 in die Druckffltriervorrichtung 26 eingeleitet. Gegebenenfalls kann man mit der Leitung 24 einen Druckmesser 27 verbinden, der den Druck des flüssigen Oberzugsmaterials genau anzeigt

In der Ausführungsform nach F i g. 1 besteht die Dnickfiitriervorrichtung 26 aus fünf parallelgeschalteten Druckfiltereinheiten 28. Es versteht sich, daß je nach den jeweils vorhandenen Anforderungen eine größere oder eine kleinere Anzahf von Druckfiltriereinheiten vorgesehen sein kann.

Das flüssige Überzugsmaterial fließt aus der Leitung

24 gegebenenfalls durch den Druckmesser 27 sowie einen Verteiler 29 für die Behandlungsflüssigkeit in das untere Ende jeder Filtereinheit 28. Die Flüssigkeil sirömt durch die Druckfiltereinheiten aufwärts und wird in ihnen filtriert, wobei unerwünschte Teilchen entfernt werden. Von den Druckfiltereinheiten 28 fließt das lilirat über einen Sammler 30 für die Beh.indliinj.'s flüssigkeit und eine Leitung 31 in das rechte Abteil des Troges 13, um dann auf die Matcrialbahn aufgetragen zu werden.

Die Druckfiltereinheiten 28 können in gewählten Zeitabständen rückgespüll werden, damit die darin angesammelten Verunreinigungen entfernt werden. Zu diesem Zweck ist eine Zuleitung 32 vorgesehen, die dazu dient, eine Rückspülflüssigkeit, z. B. heißes Wasser oder ein geeignetes Lösungsmittel, über einen Hahn 76

ίο an einen Rückspülverteiler 33 abzugeben. Dieser ist mit dem oberen Ende je einer der DruckfiUereinheilen 28 mit Hilfe von Hähnen 71 verbunden, die nachstehend ausführlicher beschrieben sind. Die unteren Enden der Druckfiltereinheiten 28 sind durch ebenfalls nachstehend genauer beschriebene Hähne 72 mit einem Rückspülsammler 34 verbunden, der seinerseits über eine Leitung 36 mit einem Abfiußsystem in Verbindung steht.

F i g. 3 zeigt den Innenaufbau einer Druckfiltereinheit 28. Diese besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 41, das an seinem unteren Ende durch einen Krümmer 42 und eine geeignete Schnelltrennkupplung 43 mit einer Leitung 44 verbunden ist. Das ooere Ende des Gehäuses 41 ist durch eine weitere Schnelllrennkupplung 47 mit einem Krümmer 46 und dieser ist durch eine weitere Schnelltrennkupplung 48 mit einer Leitung 49 verbunden. Die Kupplungen 43, 47 und 48 sind von geeigneter, handelsüblicher Art und bestehen vorzugsweise aus Schnelltrennkupplungen mit Nockenverriegelung, damit die Teile der Filtereiiiheiten für die Reparatur oder zum Austausch schnell voneinander getrennt werden können.

In dem rohrförmigen Gehäuse 41 ist ein Filter 51 angeordnet. Dieses wird von einem durchbrochenen Filterelement 52 gebildet, das an seinem unteren Ende durch eine unperforierte Platte 53 abgeschlossen ist. Das Filterelement 52 hat an seinem oberen Ende einen Ringflansch 54, dessen radial äußerer Teil auf einer Schulter 56 ruht, die im Bereich des oberen Endes des Gehäuses 41 vorgesehen ist. Mit dem unteren Ende des Krümmers 46 kann der Flansch 54 gegen das Gehäuse 41 festgeklemmt werden. Das Filterelement 52 ist an seinem oberen Ende offen und steht direkt mit dem Innenkanal des Krümmers 46 in Verbindung.

Gegebenenfalls kann in dem Filterelement 52 ein Diffusor 57 angeordnet sein, wie er in der USA.-Patentschrift 33 87 712 angegeben ist um eine wirksame und gleichmäßige Reinigung des Filters 51 während der Rückspülperiode zu gewährleisten.

Man kann in dem Gehäuse außerhalb des Filterelements auch einen druckluftbetätigten Rüttler vorsehen, wie er in der USA.-Patentschrift 31 61 591 gezeigt ist Ein derartiger Rüttler versetzt die Betutndlungsflüssigkeit im Bereich der Fii'.erfläche in hochfrequente Schwingungen mit niedriger Amplitude Dadurch wird einerseits eine große Strömungsmenge sowie eine zuverlässige Reinigung gewährleistet und andererseits die zu filtrierende Trübe oder sonstige Behi ndlungsflussig keit in einem einheitlichen Zustand gehatten.

Das Filterelement 52 kann in verschiedenen, bekannten Formen ausgeführt sein. Beispielsweise kann es au< einem geeigneten verstärkten Metallsiebgewebe oder vorzugsweise aus einem geschlitzten Metallrohr bestehen. Die Einzelheiten der Ausbildung des Filterelemen tes 52 bilden keinen Teil der Erfindung und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.

Die obere Leitung 49 ist mit einem Dreiwegehahn 71 verbunden ubcr den die Leitung 49 wahhveise mit dem

Rückspülverteilcr 33 oder dem Sammler 30 für die Behandlungsflüssigkeit verbunden werden kann. Die untere Leitung 44 ist ebenfalls mit einem Drciwcgehahn 72 verbunden und kann über diesen mit dem Verteiler 29 für die Bchandlungsflüssigkeit oder einer Leitung 74 verbunden werden. In F i g. 3 sind die Hähne 71. 72 in der Stellung gezeigt, die sie während der Filtrationsperiode einnehmen, wobei die zu filtrierende Trübe oder sonstige Behandlungsflüssigkcit von dem Verteiler 29 über die Leitung 44, die Filtereinheit 28 und die obere Leitung 49 zu dem Sammler 30 fließt. Aus der in F i g. 3 gezeigten Stellung können die Hähne 71, 72 im Gegensinn des Uhrzeigers um 90' in die Stellung für die Rückgewinnungs- und die Rückspülperiode gedreht werden. Die Vorgänge während dieser Perioden werden nachstehend beschrieben. Während der Rückgewinnungs- und der Rückspülperiode stehen der Verteiler 29 und der Sammler 30 für die Behandlungsflüssigkeit nicht mit der Filiereinheit 28 in Verbindung.

Jetzt sei die der Filtercimeit 28 zugeordnete Anordnung beschrieben, die /.um Rückgewinnen und Rückspulen dient. Ein in der Leiiung 32 angeordneter Zweiwcgehahn 76 steuert die Zuführung der Rückspülflüssigkeit zu dem Rüekspükrrteiler 33. Außer während der Rückspülperiode ist dec Hahn 76 geschlossen. Zum Rückspülen einer oder mehrerer der Filtereinheiten 28 drein man den Hahn 7(> aus seiner in F i g. 3 gezeigten Stellung um 90' in seine Offcnstellung. Der Rückspülverteiler 33 ist allen Filtereinheiten 28 gemeinsam und durch Leitungen 77 mit den einzelnen Filtereinheiten verbunden. Mit den Leitungen 77 ist je ein Druckausgleichsventil 78 verbunden, oder auf dem Rückspülverteiler 33 ist ein einziges Druckausglcichsventil montiert. Nach dem Rückspülen einer Filtereinheit wird das Druckausgleichsventil 78 geöffnet, damit die Filtereinheit mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht wird und die Rückspülflüssigkeit unter der Wirkung der Schwerkraft aus der Filtereinheit ablaufen kann, ehe in der nächsten Filtrationsperiode die zu filtrierende Behandlungsflüssigkeit eingeleitet wird. Durch den vollständigen Ablauf der Rückspülflüssigkeit von der Filtereinheit vor Beginn der nächsten Filtrationsperiode wird eine Verdünnung der während der nächsten Filtrationsperiode zugeführten Behandlungsflüssigkeit vermieden.

Jetzt seien die Veränderungen erläutert, die nach dem neuen Verfahren in dem dargestellten System bekannter Art vorgenommen sind. Mit der Leitung 77 ist eine Druckgaszuleitung 79 für ein Druckgas, normalerweise Druckluft, verbunden. In der Druckgaszuleitung so 79 ist ein Hahn 81 vorgesehen. Die Druckgaszuleitung 79 ist mit einem allen Filtereinheiten gemeinsamen Luftverteiler 82 verbunden. Der Hahn 81 ist nur wäh rend der Rückgewinnunghperiode offen. Während der Rückgewinnungsperiode ist ferner der Hahn 76 geschlossen und der Hahn 71 gegenüber der in Fig. 3 gezeigten Stellung um 90' im Gegensinn des Uhrzeigers verdreht, so daß Druckgas durch die Leitungen 77 und 49 und dann abwärts durch die Filtereinheit 28 strömt, damit die am Ende der Filtrationsperiode in der Filtereinheit verbliebene Behandlungsflüssigkeit vor dem Beginn der Rückspülperiode vollständig aus der Filtereinheit entfernt wird.

Die Verbindung der Druckgavzuleitung 79 mit der Leitung 77 gewährleistet, daß der Strömungsweg für die Behandlungsflüssizkett wahrend der Filtrationspe node nicht mit der Druckgaszuleitung 79 in Vcrbin diine sieht, so da» auch bei irrtümlichem Öffnen des Hahnes 81 während de. riltrationsperiode keine Luft in die Behandlungsflüssigkeit gelangt. Bei einer Verbindung der Druckgaszuleitung 79 mit dem Krümmer 46 oder der Leitung 49 könnten sich dort Feststoffteilchen sammeln oder agglomerieren und in die filtrierte Behandlungsflüssigkeit eintreten und so zu einem Fehler in dem Überzug auf der Papierbahn führen. Die Anordnung der Druckgaszuleitung 79 außerhalb des während der Filtrierperiode vorhandenen Strömungsweges für die Behandlungsflüssigkeit führt daher zu besseren Ergebnissen.

Die mittels der über die Druckgaszuleitung 79 zugeführten Druckluft aus der Filtereinheit 28 verdrängte Behandlungsflüssigkeit gelangt in der nachstehend beschriebenen Weise in das Rückgewinnungs- und Aufarbeitungssystem. Die am Ende der Filtrierperiode in der Filtereinheit verbliebene Behandlungsflüssigkeit muß unier Druck zwangsverdrängt werden, weil die Behandlungsflüssigkeit eine hohe Viskosität hat. Zum Verdrängen verwendet man ein Gas, gewöhnlich Luft, damit eine Verdünnung der dem Rückgewinnungs- und Aufbercilungssystem zugeführten restlichen Behandlungsflüssigkeit vermieden wird.

Die zurückgewonnene Behandlungsflüssigkeit und die Rückspülflüssigkeit werden von der Filtereinheit 28 zu verschiedenen Zeiten über die Leitung 74 abgegeben. Diese ist mit einem Dreiwegehahn 83 versehen, über den abwechselnd Strömungsmittel in den Rückspülsammler 34 oder in die Rückgewinnungsleitung 84 gelangt. Die Leitung 84 wird möglichst kurz gehalten und ist entweder horizontal angeordnet oder abwärts geneigt, um das Fließen der rückzugewinnenden Behandlungsflüssigkeit zu erleichtern. Die Leitungen 84 von allen Druckfiltereinheiten 28 sind mit einem gemeinsamen Rückgewinnungsverteiler 86 verbunden.

Der Hahn 83 ist in F i g. 3 in der Stellung gezeigt, die er während der Rückspülperiode einnimmt, in der die Leitung 74 mit dem Rückspülsammler 34 in Verbindung steht. Während der Rückgewinnungsperiode ist der Hahn 83 gegenüber seiner in F i g. 3 gezeigten Stellung um 90° im Uhrzeigersinn verdreht, so daß er die Leitung 74 mit der Leitung 84 verbindet. Die Stellung des Hahns 83 während der Filtrationsperiode ist für di Funktion der Vorrichtung nicht wichtig, weil der Hah 83 während dieses Zeitraums durch den Hahn 72 vo dem System abgetrennt ist. Zur bequemeren automat! sehen Steuerung befindet sich der Hahn 83 währen der Filtrierperiode jedoch vorzugsweise in der Stel lung, in der er die Leitung 74 mit der Rückgewinnungs leitung 84 verbindet.

F i g. 2 zeigt eine Filtrieranordnung, die aus dre Üruckfiltereinheiten 28 besteht, von denen jede mit de vorstehend beschriebenen Leitungen und Absperrorga nen versehen ist. Die Anzahl der in einer Anlage vorge sehenen Filtereinheiten 28 ist von den jeweiligen An forderungen abhängig. Beispielsweise kann man mi einer einzigen Filtereinheit in Fällen auskommen, in de nen ein intermittierender Betrieb genügt, während fü einen kontinuierlichen Betrieb mehrere Druckfilterein heiten verwendet werden. In einer Anlage mit mehre ren Filtriereinheiten, wie sie in F i g. 2 gezeigt ist. arbe tet jede !"iltereinheit 28 unabhängig von den anderei so daß sie durch Betätigung der ihr zugeordneten Al sperrorgane von dem System getrennt werden kan ohne daß dadurch die Funktion der anderen Filtere» heiten beeinträchtigt würde. Man kann daher eine F.ii heit rückspulen. während die anderen Filiereinheitc weiter filtrieren Ferner läßt vieh jede Filtereinheit z»

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Wartung oder Reparatur mit Hilfe der zugeordneten Kupplungen schnell und leicht ausbauen, ohne daß der Betrieb der anderen Filtereinlieiten behindert würde.

Die Hahne 71, 72 für jede Filtcreinheil haben Betätigungshebel 91, die miteinander gekuppelt sind, hier durch eine Stange 92, so daß beide Hahne am Beginn und am finde der Fillrationsperiode gemeinsam betätigt werden können. Ein Betäligungsgriff 93 kann abnehmbar in eine Fassung in den unteren Hebeln 91 eingesetzt und zum Betätigen der Hähne 71, 72 für jede Filiereinheit betätigt werden. Die Hähne 76,81.83 sind als handbetätigbare Hähne dargestellt, können aber auch kraftbetätigt werden, z. B. mit Hilfe von Druckmittel- oder Elektroenergie. Ferner versteht sich, daß das ganze Arbeitsspiel der Filtrationsvorrichtung mit Hilfe einer geeigneten Programmsteuerung automatisch gesteuert werden kann.

Fig.4 zeigt eine Vorrichtung zum Aufarbeiten der während der Rückgewinnungsperiode von der Filtereinheiten entfernten Behandlungsflüssigkeit, so daß diese zur Wiederverwendung dem System zur Verwendung der Behandlungsflüssigkeit zurückgeführt werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Rückgewinnungssammler 86 durch eine Leitung 96 mit einem Filter 97 verbunden, das vorzugsweise unter .Schwerkraftwirkung arbeitet und ein Gefäß 98 besitzt, in dem sich zwischen seinem oberen und unteren Ende ein Sieb 99, z. B. ein schräges Sieb, quer durch das Gefäß erstreckt, so daß die rückgewonnene Behandlungsflüssigkeit unter Schwerkraftwirkung durch das Sieb 99 hindurch abläuft. Es versteht sich jedoch, daß das Filter 97 nicht in allen Fällen erforderlich ist und daß an dieser Stelle auch andere Filter, z. B. mit einem schwingenden Filterelement, verwendet werden können.

F i g. 5 zeigt eine bevorzugte Anordnung der Leitungen 84, des Rückgewinnungssammlers 86 und der Leitung 96, die sich am einen Ende des Sammlers 86 befindet. Vorzugsweise werden die Rückgewinnung und das Rückspülen in den Filtereinheiten I, Il und IM in dieser Reihenfolge nacheinander durchgeführt. Während der Rückgewinnung aus der Filtereinheit IH wird daher der ganze Rückgewinn.ingssammler 86 entleert, so daß alle Flüssigkeit aus ihm entfernt wird, die nach der vorherigen Rückgewinnung aus den Filtereinheiten I und Il darin verblieben war. Es wird also eine verlängerte Verweilzeit der Behandlungsflüssigkeit im Rückgewinnungssystem vermieden. Besonders bei Behandlungsflüssigkeiten hoher Viskosität ist diese Maßnahme zweckmäßig, weil sie ein Absetzen von Feststoffen im Rückgewinnunghsystem verhindert.

Gemäß Fi g. 4 erstreckt sich vom Boden des Gefä-Öes eine Leitung tOl abwärts, die einen Dreiwegehahn (102 enthält, so daß die filtrierte und rückgewonnene Behandlungsflüssigkeit in einen Behälter 103 oder über die Leitung 104 in das Abflußsystem geleitet werden kann. Während einer normalen Rückgewinnung befindet sich der Hahn 102 in der in Fi g. 4 gezeigten Stellung, in der er die rückgewonnene Behandlungsflüssig keit in den Behälter 103 führt, aus dem sie z. B. über die Leitung 22 in das System zur Verwendung der Behandlungsflüssigkeit riickgeführt werden kann.

In manchen Fällen, insbesondere wenn die Behänd lungsflüssigkeit einen hohen Feststoffgehalt hat. kann es zweckmäßig sein, das Rückgewinnungssystem von Zeit zu Zeit mit einer gewissen Menge der Rückspülflüssigkeit durchzuspülen und dadurch von in ihm ent lhaliener Behandlungsflüssigkeit zu befreien. Normaler weise ist es zweckmäßig, das Rückgewinnungssystem in dem vorliegenden Alisführungsbeispiel nach dem Rückspülen der letzten Druckfiltereinheit III durchzuspülen Das Durchspülen kann gegebenenfalls auch häufiger erfolgen, z. B. nach dem Rückspülen jeder Druckfiltereinheit.

Zum Durchspülen des Rückgewinnungssystems wire' der Hahn 102 aus der in F i g. 4 gezeigten Stellung uir 90 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Flüssigkeil über die Leitung 104 in das Abflußsystem gelangt. Die

to beim Durchspülen des Rückgewinnungssystems anfallende Flüssigkeit wird zweckmäßig verworfen, weil diese Behandlungsflüssigkeit verdünnt und normalerweise für die Rückführung in das System zur Verwendung dei Behandlungsflüssigkeit nicht geeignet ist.

F i g. 6 zeigt ein abgeändertes Rückgcwinnungs- tine Aufbereitungssystem. Dieses System ähnelt im wesentlichen dem in F i g. 4 gezeigten. Entsprechende Teile sind daher mit denselben Be/ugs/.cichen versehen. Ir diesem Ausführungsbeispiel sind der Hahn 102/4 unc die Leitung 1044 der Filtercinrichtung 97A vorgeschaltet. Diese Anordnung ist besonders dann zweckmäßig wenn die zum Durchspülen des Rückgewinnungssy stems dienende Flüssigkeit nicht durch das Sieb der FiI-tcreinrichtung974 fließen soll.

Vorstehend wurde die Wirkungsweise des Filtriersystems schon angedeutet. Zum klaren Verständnis dci Erfindung wird die Wirkungsweise nachstehend in ganzen beschrieben und ein vollständiges Arbeitsspic einer Filtereinheit erläutert. Dasselbe Arbeitsspiel wire natürlich in allen Filtcreinheiten durchgeführt. |e nach der gewünschten Arbeitsweise können die Arbeitsspie Ie der Filtercinheiten gleichzeitig oder zu verschiede nen Zeiten durchgeführt werden.

A) Filtrationsperiode

Während der Filtration in einer Filtereinheit 28 be finden sich die Hähne 71, 72 in der in F i g. 3 gezeigter Stellung, so daß die zu filtrierende Behandlungsflüssig-

keit von dem Verteiler 29 für die Behandlungsflüssigkeit über die Leitung 44, die Filtereinheit 28 und die obere Leitung 49 zu dem Sammler 30 für die Behänd lungsflüssigkeit gelangt und von dort im gereinigter Zustand an das System zur Verwendung der Behänd

lungsflüssigkeit, z. B. den in F i g. 1 gezeigten Trog, ab gegeben wird. Dieser Schritt wird wie üblich durchge führt und deshalb nicht näher erläutert.

B) iV'ckgewinnungsperiode

Nach dem Ende der Filtrationsperiode wird bis voi dem Beginn der Rückspülperiode der Hahn 83 in eini Stellung gebracht, in der er die Leitung 74 mit der Lei tung 84 verbindet. Die Hähne 71. 72 werden aus der if F i g. 3 gezeigten Stellung im Gegensinn des Uhrzei gers um 90 gedreht, so daß der Verteiler 29 und dei Sammler 30 die Behandlungsflüssigkeit von den Leitun gen 44 bzw. 49 abgetrennt werden. Die Filtereinheit 2J enthält jetzt eine gewisse Menge der Behandlungsflüs

sigkeit. die der Filtration unterworfen wird.

Dabei ist ζ B. eine gewisse Menge der Behandlungs flüssigkeit außerhalb des Filterelementes 52 und eint gewisse Menge Filtrat im Innern des Rohres enthalten Die restliche Behandlungsflüssigkeit soll in einem sol

chen Zustand rückgewonnen werden, daß sie an das zi ihrer Verw endung dienende System abgegeben werdet kann Es ist möglich, daß ein Teil der restlichen Be handlungsflussigkeit unter Schwerkraftwirkune in da¹

Rückgewinnungssystem fließt, doch ist diese Menge infolge der hohen Viskosität der Behandlungsflüssigkeii nur klein.

Nachdem die Hähne 71 und 72 in der vorstehend beschriebenen Weise um 90" im Gcgcn/.eigersinn gedreht worden sind, wird der Hahn 81 geöffnet, so daß er ein Druckgas, gewöhnlich Druckluft, über die Leitungen 77 und 49 an die Filtereinheit 28 abgibt. In dieser strömt das Gas abwärts und drückt dabei die in der Fillcreinheit zurückgebliebene Behandlungsflüssigkeit über die Leitung 44, den Hahn 72, die Leitung 74, den Hahn 83 und die Leitung 84 in den Rückgewinnungssammler 86.

Das druckluftunlerstülztc Ausbringen der zurückgebliebenen Behandlungsflüssigkeit aus der Filtereinheit 28 gewährleistet, daß die Behandlungsflüssigkcit, obwohl sie mindestens eine gewisse Viskosität besitzt, im wesentlichen vollständig aus der Filtereinheit 28 austritt und in den Rückgewinnungssammler 86 gelangt. Die rückgewonnene Behandlungsflüssigkeit strömt dann über die Leitung 96. das Filter 97, die Leitung 101 und den Hahn 102 in den Behälter 103. Dabei kann sich ein Teil des auf dem Filterelement 52 befindlichen Filterkuchens ablösen und in das Rückgewinnungssystem gespült werden. Diese Feststoffe werden durch das Sieb 99 von der rückgewonnenen Behandlungsflüssigkeit entfernt.

Während der Rückgewinnungsperiode nimmt der Hahn 102 die in F i g. 4 gezeigte Stellung ein und befindet sich der Hahn 76 in der in F i g. 3 gezeigten Schließstellung. Am Ende der Rüekgewinnungsperiode wird der Drucklufthahn 81 geschlossen und der Hahn 83 im Uhrzeigersinn um 90° in die in F i g. 3 gezeigte Stellung gedreht.

35 C) Rückspülperiode

Danach wird der Hahn 76 geöffnet, so daß Rückspülflüssigkeit über den Rückspülverteiler 33, die Leitung 77, den Hahn 71, die Leitung 49, die Filtereinheit 28, die Leitung 44, den Hahn 72, die Leitung 74 und den Hahn 83 in den Rückspülsammler 34 gelangt. Die strömende Rückspülflüssigkeit spült das Filterelement 52 und nimmt die Filterkuchenteilchen in den Rückspülsammler 34 mit. Da die am Ende der Filtrationsperiode in der Filtereinheit zurückgebliebene Behandlungsflüssigkeit schon während der Rüekgewinnungsperiode entfernt worden ist, gelangt während der Rückspülperiode nur eine vernachlässigbar kleine Menge der Behandlungsflüssigkeit in das Abflußsystem. Gewöhnlich genügt es für ein gründliches Reinigen des Filterelementes, wenn während eines Zeitraums von etwa 10 bis 15 Sekunden Rückspülflüssigkeit in einer Menge von etwa 660 bis 760 l/min durch die Filtereinheit tritt. Auch dieser Vorgang ist üblich und braucht nicht näher beschrieben zu werden.

Wenn das Rückgewinnungssystem nicht durchgespült zu werden braucht, kann das nachstehend beschriebene Durchspülen des Rückgewinnungssystems entfallen. Anderenfalls wird das Rückgewinnurgssystern wie folgt durchgespült.

D) Durchspülen des Rückgewinnur.gssystems

Das Rückgewinnungssystem braucht nicht nach je- dem Rückspülen jeder Filtereinheit durchgespült zu werden. Gewöhnlich genügt es, das Rückgewinnungssystem nach dem Rückspülen der letzten Filtereinheit einer Filtriervorrichtung durchzuspülen. Wenn es in einer bestimmten Anlage zweckmäßig oder notwendig ist, kann jedoch das Rückgewinnungssystem auch nach dem Rückspülen jeder Druckfiltereinheit durchgespült werden.

Zum Durchspülen des Rückgewinnungssystems nach dem Rückspülen wird der Hahn 83 aus der in F i g. 3 gezeigten Stellung um 90° im Uhrzeigersinn gedreht und der Hahn 102 (oder 102A) aus der in F i g. 4 gezeigten Stellung um 90° im Uhrzeigersinn gedreht, letzt gelangt die immer noch durch die Filtereinheit 28 fließende Rückspülflüssigkeit durch die Leitung 84, den Rückgewinnungssammler 86, die Leitung 96, das Filter 97 und den Hahn 102 in das Abflußsystem, wobei restliche Behandlungsflüssigkeit aus dem Rückgewinnungssystem herausgespült wird. Dieses Durchspülen kann in wenigen Sekunden durchgeführt werden. Danach werden die Hähne 83 und 102 in die in F i g. 3 bzw. 4 gezeigten Stellungen zurückgedreht. Das in dem Rückgewinnungssystem verbleibende Durchspülwasser kann im Bedarfsfalle durch Zwangsverdrängung mit Druckluft entfernt werden.

E) Entleerung der Filtereinheit

Nach dem Rückspülen der Filtereinheit und gegebenenfalls dem Durchspülen des Rückgewinnungssystems wird der Hahn 76 geschlossen und danach das Druckausgleichsventil 78 geöffnet, worauf die in der Leitung 49, der Filtereinheit 28, der Leitung 44 und der Leitung 74 enthaltene Rückspülflüssigkeit unter Schwerkraflwirkung in den Rückspülsammler 34 abläuft. Danach werden die Hähne 71, 72 in ihre in F i g. 3 gezeigten Stellungen zurückgestellt, worauf die vorstehend beschriebene Filtration wiederholt werden kann. Da die Rijckspülflüssigkeit aus der Filtereinheit 28 entfernt worden ist, wird die während der nächsten Filtrationsperiode eintretende Bchandlungsflüssigkeit nicht verdünnt.

Ein Filtrationssystem mit mehreren Filtereinheiten 28 arbeitet in der vorstehend beschriebenen Weise, doch werden die Rückgewinnung, das Rückspülen, das Durchspülen und das Entleeren gewöhnlich nur bei jeweils einer Filtereinheit durchgeführt, während in den anderen Filtereinheiten des Filtrationssystems weiterfiltriert wird, so daß die Abgabe der filtrierten Behandlungsflüssigkeit an das zu ihrer Verwendung dienende System nicht unterbrochen wird.

Da sich die zusätzlichen Bestandteile des Rückgewinnungssystems, und zwar die Leitung 79, der Hahn 83 die Leitungen 84 usw., außerhalb des während der FiI trationsperiode vorhandenen Strömungsweges für di< Behandlungsflüssigkeit befinden, wird die glatte, unun terbrochene Strömung der Behandhmgsflüssigkei nicht gestört. Somit wird durch die Anordnung de Rückgewinnungssystems nicht die Möglichkeit vergrc Bert, daß besonders stromabwärts von dem Filterele ment 52 große Teilchen in die Behandlungsflüssigke gelangen. Da die Bestandteile des Rückgewmnungssj stems nicht mit den zwischen den Kupplungen 43 un 48 befindlichen Druckfiltereinheiten verbunden sn* kann jede Filtereinheit 28 zur Wartung und Reparafi leicht von dem System abgetrennt bzw. ausgebaut we den. ohne daß davon das Rückgewinnungssystem b trofien wurde.

Hierzu 3 Blatt Zeichnunpen

Claims

Patentansprüche:

1. Filtrationsverfahren, insbesondere für hochviv kose. schwcrflieBende und einen hohen Feststoffanteil aufweisende Behandlungsmedien, bei dem während einer Fillrationsperiode das zu filtrierende Behandlungsincdium in einer ersten Richtung durch ein ein Filterelement enthaltendes Gehäuse geführt wird, wobei unerwünschte Teilchen aus dem Behandlungsmedium entfernt werden und am Ende der Filtrationsperiode die Strömung des Behandlungsmediums beendet wird, das in dem Gehäuse verbliebene Behandlungsmedium mit Hilfe von in das Gehäuse eingeleitetem Druckgas er.tferpt wird bis das Gehäuse von Behandlu..gsinedium frei ist. dann ein Rückspülmedium in der entgegengesetzten Richtung durch das Gehäuse geführt wird, um Verunreinigungen von dem Filterelement zu entfernen, das Rückspülmedium und die von ihm milgeführten, verunreinigt .iden Teilchen von dem Gehäuse abgezogen werden, bis das Gehäuse von Rückspülmedium frei ist. und während der nächsten Filtrationsperiode erneut Behandlungsmedium in das Gehäuse eingeleitet wird, dadurch geken»·zeichnet, daß das Druckgas in zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung durch das Gehäuse geführt wird.

2. Filtrationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rückgewinnen des Behandlungsmediums diese Menge durch Sieben von großen Teilchen befreit wird, ehe die genannte Menge des Behandlungsmediums wieder in das Filtrationssystem eingeleitet wird.

3. Filtrationsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückgewinnung* system in Zeitabsländen mit flüssigem R-ickspülmedium durchgespült und dadurch von Behandlungsmedium befreit wird und daß danach das Rückspülimedium aus dem Rückgewinnungssystem entfernt wird.

4. Filtrationsverfahren nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse verbliebenes, ungefiltertes Behandlungsmediuin Ohne Passieren des Filterelements und in dem Gefcäuse verbliebenes, gefiltertes Behandlungsmedium durch das Filterelement hindurch durch das Druckgas nach unten unmittelbar aus dem Gehäuse herausgetrieben wird.

5. Filtrationsverfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas fcuerst durch einen mit dem Rückspülmediumeinlaß gemeinsamen Einlaß in das Gehäuse, dann durch tinen mit dem Auslaß für gefiltertes Behandlungs medium gemeinsamen Weg und schließlich durch das Filterelement hindurch aus dem Gehäuse her Ausgeführt wird und daß während der Filtrationsperiode der Einlaß geschlossen wird.

6. Filtrationsvorrichtung mit einem Gehäuse, das

in seinem Innern ein Filterelement enthält, einer ersten Zuleitung zum Einleiten eines Behandlungsmediums in das Gehäuse auf der einen Seite des Filterelements, einer ersten Abströmleitung zur Aufnahme von filtriertem Behandlungsmedium aus dem Gehäuse auf der entgegengesetzten Seite des FiI- ^fi5 terelements, einer zweiten Zuleitung zum Einleiten eines Rückspülmediums in das Gehäuse auf der entgegengesetzten Seite des Filterelements, einer zweiten Abströmleitung zur Aufnahme des Rückspülmediunis aus dem Gehäuse auf der erstg",-„jinien Seite des Filterelemente, einem Absperrorgan, das dazu dient, entweder zum Filtrieren die erste Zuleitung und die erste Abströmleiiung mit dem Gehäuse in Verbindung zu setzen oder zum Rückspülen die zweite Zulehung und die zweite Abstvömleitung mit dem Gehäuse in Verbindung /_U setzen, sowie einer Druckgaszuleitung für das Gehäuse, mit der das Behandlungsmedium vor dem Rückspülen aus dem Gehäuse entfernbar ist. insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgaszuleitung (79) auf der entgegengesetzten Seite des Filterelemcntes (52) mit dem Gehäuse (41) verbunden ist.

7. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Absirömleitung (74) ein Rückgewinnungssystem (84 usw.) zugeordnet ist. mit dem zwischen dem Ende einer KiI-traliopsperiode und dem Beginn einer Rückspülperiode in dem Gehäuse (41) verbliebenes Behandlungsmedium entfernbar ist.

8. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch b oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgaszuleitung (79) mit der Zuleitung (77) für das Rückspülmedium verbunden ist.

9. Fihrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche b bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß das Rückgewinnungssystem ein Sieb (99) zum Entfernen von großen Teilchen aus dem rückgewonnenen Behandlungsmedium besitzt.

10. Fihrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abströmleitung (34) für das Rückspülmedium und dem Rückgewinnungssystem ein weiteres Absperrorgan (83) eingeschaltet ist.

11. Fihrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückgewinnungssystem ein Absperrorgan (102 oder 102/4) besitzt, mit dem durch das Rückgewinnungssystem strömendes Strömungsmittel wahlwei se in ein Gefäß zur Abgabe des Behandlungsmediums an die Fihrationsvorrichtung oder zur Abführung aus der Filtrationsvorrichtung heraus gebbai ist.

12. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Absperrorgan ein Dreiwegnahn ist. der zwischen die Zuleitung (29) für das Behandlungsmedium und eine Abströmleitung geschaltet ist. daß das zweite Absperrorgan (83) ein Dreiwegehahn ist, der mit der Abströmleitung (74) und dem Rückgewinnungssystem (84 usw.) verbunden ist. mit dem Strömungsmittel wahlweise an da* Rückgewinnungssystem oder an das Abflußsystem abzugeben ist. und daß das Rückgewinnungssystem einen dritten Dreiwegehahn (102 oder ί()2λ) besitzt, mit dem Strömungsmittel wahlweise an ein Rückführgefäß oder an das Abflußsystem abzugeben ist.

13. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückgewinnungssystem zwischen dem zweiten und dem dritten Dreivvegehahn (83 bzw. 102) ein unter Schwerkraftwirkung arbeitendes Filter (97) aufweist.

14. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 12 oder !3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückgewinnungssystem zwischen dem dritten Dreiweeehahn

(102/4) und dem Rückführgefäß ein unter Schwerkraftwirkung arbeitendes Filter (97A) besitzt

15. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gehäuse, welche Filterelemente enthalten, parallel geschaltet sind, daß die zweiten Dreiwegehähne (83) für alle Gehäuse durch kurze Leitungen (84) mit einem gemeinsamen Rückgewinnungssammler (86) verbunden sind, der mit einem einzigen dritten Dreiwegehahn (102 oder 102Λ) in Verbindung steht.