DE1125889B - Rueckspuelbares Fluessigkeitsfilter mit losem Filtermaterial - Google Patents

Description

• Rückspülbares Flüssigkeitsfilter mit losem Filtermaterial Die Erfindung betrifft mit körnigem Filtermaterial gefüllte Flüssigkeitsfilter, in denen die zu filterende Flüssigkeit von oben nach unten durch das Filterbett strömt und dabei ihre Verunreinigungen auf den Körnern ablagert oder mit denselben selbst einem Stoff- oder lonenaustausch unterworfen wird. Als zu filternde Flüssigkeiten können beispielsweise mechanisch stark verschmutztes oder chemisch vorbehandeltes Rohwasser, Zucker-, Stärke- und andere Lösungen ebenso wie Fruchtsäfte, Spinnbäder der Kunstfaserindustrie und die verschiedensten Arbeitsflüssigkeiten der chemischen und pharmazeutischen Industrie in Betracht kommen. Je nach Bestimmung des Filters kann das Filtermaterial dementsprechend beispielsweise aus Quarzkies, Marmor, Magnomasse oder insbesondere aus den verschiedensten für Ionenaustausch bestimmten Spezialmaterialien bestehen.
• Derartige Filter sind seit langem bekannt, haben jedoch den wesentlichen Nachteil, daß sich die oberste, von der zu filternden Flüssigkeit zuerst beaufschlagte Schicht des Filterbettes sehr rasch verstopft bzw. verbraucht, so daß das Filter gespült bzw. regeneriert werden muß, bevor die tieferen Schichten des Filterbettes überhaupt merklich zur Filterung beigetragen haben.
• Beim Rückspülen bzw. Regenerieren der Filter, bei denen von unten her - also in entgegengesetzter Richtung zum Filtriervorgang -- Wasser bzw. Regenerierlösung und häufig auch Druckluft durch das Filterbett hindurchgedrückt werden, schweben die Körner des Filtermaterials in dem aufströmenden Wasser bzw. Wasserluftgemisch in tanzender Bewegung auf, wodurch die an den Körnern anhaftenden Verunreinigungen abgespült bzw. die Filterkörner in erwünschtem Maße regeneriert werden. Leider ergibt sich jedoch bei diesem unvermeidlichen Rückspül-bzw. Regeneriervorgang der Nachteil, daß gerade die großen Körner nach unten, die feineren aber nach oben zu wandern bestrebt sind, während im Interesse einer über die gesamte Höhe des Filterbettes gleichmäßig verteilten Filterwirkung die groben Körner oben, die feinen aber unten liegen sollen.
• Damit ergibt sich immer wieder die oben bereits genannte Schwierigkeit, daß diese Filter wegen der übermäßigen einseitigen Beanspruchung der obersten Schichten sich sehr rasch verstopfen bzw. erschöpfen und vorzeitig gespült bzw. regeneriert werden müssen.
• Es ist bereits bekannt, solche Filter nicht nur im Aufwärtsstrom zu spülen, sondern sie auch für die Reinigung bzw. chemische Behandlung der zu filtrierenden Flüssigkeit im Aufwärtsstrom mit hoher Durchflußgeschwindigkeit zu betreiben und das befürchtete kurzschlüssige Durchbrechen der Filterschicht durch noch nicht fertig behandelte Flüssigkeitsteilströme durch in der obersten Schicht des Filterbettes angeordnete, besonders gestaltete Drainierungssysteme und durch Aufrechterhaltung eines Gegendruckes über dem Filterbett auszuschalten. Bei diesem Vorschlag wurde jedoch die große Gefahr übersehen, daß bei der angestrebten hohen Durchflußgeschwindigkeit die unmittelbar vor dem Drainierungssystem liegenden feinsten Körner des Filtermaterials von der abfließenden Reinfiüssigkeit laufend mitgerissen werden. Dagegen helfen auch die vorgeschlagenen, das Drainierungssystem umgebenden Metallgazesiebe auf die Dauer nichts, da sie sich zwangläufig in unverhältnismäßig kurzer Zeit verstopfen.
• Demgegenüber wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das gesamte in einen einheitlichen, nicht (etwa durch Zwischenböden) unterteilten Raum eingebrachte Filterbett aus zwei oder mehr Schichten verschiedener Kornarten derart zusammenzusetzen, daß die gröbsten Körner des Filtermaterials die geringste Sinkgeschwindigkeit, die kleinsten Körner aber die größte Sinkgeschwindigkeit aufweisen. Bei einem solchen Filtermaterial werden sich während des Spülens die gröbsten Körner nach oben, die feinsten aber nach unten ablagern, d. h. also genau die für den Filtervorgang erwünschte Schichtung selbsttätig herstellen.
• Diese Wirkung konnte bisher nicht erreicht werden, weil die Filterbetten aus gleichem Material von nur verschiedener Körnung bestanden, so daß sich die groben und die feinen Körner miteinander vermischten oder sich sogar derart entmischten. daß nach beendeter Rückspülung in für den Betrieb völlig unerwünschter Weise die feinsten Körner oben, die gröbsten aber unten lagen.
• Zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens muß so vorgegangen werden, daß die gröbsten Körner des Filterbettes aus dem spezifisch leichtesten, die feinsten aber aus dem spezifisch schwersten Material bestehen, derart, daß - beim Übergang vom gröbsten bis zum feinsten Korn - der Einfluß des spezifischen Gewichtes auf die Sinkgeschwindigkeit stärker ist als der Einfluß der Korngröße. Als grobkörnig-leichte Materialien bieten sich hierbei poröse Körper. vorzugsweise Koks. Bimskies. Schaumbeton- und Kunststoffkörper verschiedener Körnung und Dichte an, wobei insbesondere die beiden letztgenannten Materialien mittels geeigneter Verfahren gezielt mit geplanter Porosität bzw. Stoffdichte so hergestellt werden können. daß - bezogen auf das Volumen des ganzen Korns - das spezifische Gewicht und die Korngröße den gewünschten Werten entsprechen.
• Auch bei den erfindungsgemäß eingerichteten Filtern ist die Anordnung der an sich längst bekannten Fangsiebe oder Fangräume in der Spülmittelabflußleitung vorteilhaft, damit der Verlust - insbesondere an grobkörnigem Filtermaterial von geringer Sinkgeschwindigkeit -- während des Spülens verhindert oder mindestens weitgehend verringert wird.
• Um darüber hinaus die erfindungsgemäß angestrebte Lagerung des Filterbettes in mehreren verschiedenen, in sich aber gleichartigen Kornschichten übereinander zu begünstigen. empfiehlt es sich, gegen Ende des Rückspülvorganges die Luftbeigabe zur Spülflüssigkeit zu unterbinden und die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit allmählich auf Null abzusenken.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Mit Fallstrom arbeitendes und im Steigstrom rückspülbares Flüssigkeitsfilter mit zwei oder mehreren Schichten aus losem körnigem Filtermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß - betrachtet in der Filtrationsrichtung von oben nach unten - von Schicht zu Schicht die Sinkgeschwindigkeit des Materials größer, die Korngröße aber kleiner wird.
2. 2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als grobkörnige Materialien geringerer Sinkgeschwindigkeit Koks, Bimskies, Schaumbeton- oder KunststoffE;örper verwendet sind.
3. 3. Verfahren zum Rückspülen des Filters nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß dem Filter gegen Ende des Spülvorgangs die Spülflüssigkeit ohne Luftbeigabe zugeführt und deren Menge allmählich auf Null abgesenkt wird. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 293 691.