CH633971A5

CH633971A5 - Back-flushable filter

Info

Publication number: CH633971A5
Application number: CH764978A
Authority: CH
Inventors: Paul Dober
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1978-07-14
Publication date: 1983-01-14
Also published as: IT7924180A0; ES481279A1; IT1122060B; FR2430782B3; FR2430782A1

Description

Die Erfindung betrifft einen rückspülbaren Filter gemäss Oberbegriff von Anspruch 1; ein derartiger Filter wird vorzugsweise als Filter für Wasser eingesetzt und ist beispielsweise beschrieben in dem Aufsatz «Sulzer-Normfilter in Kühlwasserversorgungsanlagen» von J. Tylmann und F. Barlog, der in der Zeitschrift «Technische Rundschau Sulzer», Heft 3 (1971), Seite 163-172, erschienen ist. The invention relates to a backwashable filter according to the preamble of claim 1; Such a filter is preferably used as a filter for water and is described, for example, in the article "Sulzer standard filter in cooling water supply systems" by J. Tylmann and F. Barlog, in the magazine "Technische Rundschau Sulzer", volume 3 (1971), page 163-172.

Werden derartige Filter für die Filtration von relativ stark verschmutzten Wässern, beispielsweise von Abwässern, eingesetzt, so ist es sehr häufig nicht möglich, zwischen dem Rand des Filterbehälters und der ersten Düsenreihe abgelagerte Verunreinigungen durch das während des Rückspülens in Gegenrichtung zur Filtration den Filter durchsetzende Rückspülwasser zu entfernen, weil diese Verunreinigungen zu relativ kompakten Konglomeraten zusammenbacken. Diese festsitzenden Verunreinigungen beginnen -insbesondere wenn ihr Anteil an organischer Substanz hoch ist - dann zu quellen und sich auszudehnen. Die dabei auftretenden Kräfte sind so gross, dass die im allgemeinen aus Kunststoff bestehenden Düsen abgeschert werden. Auf diese Weise gelangen dann kornartiges Filtermaterial und Verunreinigungen durch die offenen Düsenöffnungen in das Filtrat. If filters of this type are used for the filtration of relatively heavily polluted water, for example waste water, it is very often not possible for contaminants deposited between the edge of the filter container and the first row of nozzles to be caused by the backwashing water passing through the filter during backwashing in the opposite direction to the filtration to remove because these contaminants cake together into relatively compact conglomerates. These stuck impurities then begin to swell and expand, especially when their organic matter content is high. The forces involved are so great that the nozzles, which are generally made of plastic, are sheared off. In this way, grain-like filter material and impurities then enter the filtrate through the open nozzle openings.

Da einer generellen Erhöhung der Rückspülgeschwindigkeit - wegen der sich daraus ergebenden grösseren Bauhöhen für Filter und Gebäude und/oder der damit verbundenen Gefahr des Ausschwemmens von Filtermaterial mit dem Rückspülwasser - enge Grenzen gesetzt sind, besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ohne eine solche Erhöhung der Rückspülgeschwindigkeit die Rückspülung der Randzonen des Filters zu verbessern und dabei auch ein Entfernen der erwähnten, zwischen dem Rand und der ersten Filterreihe abgelagerten Verunreinigungen zu gewährleisten. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Since a general increase in the backwashing speed - due to the resulting greater overall heights for filters and buildings and / or the associated risk of filter material being flushed out with the backwashing water - there are narrow limits, the object on which the invention is based is without such an increase the backwashing speed to improve the backwashing of the edge zones of the filter and also to ensure removal of the contaminants mentioned between the edge and the first row of filters. According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in claim 1.

Mit Hilfe der erfindungsgemässen Mittel, die vorteilhaft beispielsweise entweder in einer Erhöhung der Anzahl der in der Randzone angeordneten Düsen und/oder in einer Ver-grösserung des Durchflussquerschnitts der einzelnen, in dieser Zone liegenden Düsen bestehen können, wird die Rückspülung in den Randzonen entscheidend verbessert, so dass auch die zusammengebackenen Verunreinigungen ausgespült werden. With the aid of the means according to the invention, which can advantageously consist, for example, either of an increase in the number of nozzles arranged in the edge zone and / or of an increase in the flow cross section of the individual nozzles located in this zone, backwashing in the edge zones is decisively improved so that the caked-on contaminants are also rinsed out.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawing.

Fig. 1 zeigt in Ansicht den Gesamtaufbau eines Filter, 1 shows a view of the overall structure of a filter,

Fig. 2 gibt eine Aufsicht auf den Düsenboden des Filters nach Fig. 1 wieder, bei dem die Anzahl der Düsen in der Randzone erhöht ist, FIG. 2 shows a top view of the nozzle bottom of the filter according to FIG. 1, in which the number of nozzles in the peripheral zone is increased,

Fig. 3 ist in grösserem Massstab im Schnitt je eine in der Randzone und in dem restlichen Bereich des Düsenbodens gelegene Düse. Fig. 3 is on a larger scale on average one nozzle located in the edge zone and in the remaining area of the nozzle bottom.

Der Filter nach Fig. 1 besteht aus einem freistehenden Stahlzylinder 1, der auf vier an ihn angeschweissten Stützen 2 gelagert und oben und unten mit je einem gewölbten Dek-kel 3 bzw. Boden 4 abgeschlossen ist. Im Deckel 3 ist ein Anschlussstutzen 5 für eine Entlüftungsleitung vorgesehen, während der Boden 4 einen Leitungsanschluss 6 aufweist, durch den bei der Filtration das Reinwasser weg- und beim Rückspülen das Spülwasser zugeführt werden. 1 consists of a free-standing steel cylinder 1, which is mounted on four supports 2 welded to it and is closed at the top and bottom with an arched cover 3 and bottom 4, respectively. In the cover 3 there is a connection piece 5 for a ventilation line, while the bottom 4 has a line connection 6 through which the pure water is removed during the filtration and the rinsing water is supplied during the backwashing.

Im Mantel des Zylinders 1 ist im unteren Bereich weiterhin ein Anschlussstutzen 7 angeordnet, der mit einer nicht gezeigten Druckluftleitung verbunden ist, falls der Rückspülvorgang mehrere Phasen umfasst, bei denen zunächst Luft, danach ein Luft/Wasser-Gemisch und schliesslich nur Wasser eingesetzt werden. In the jacket of the cylinder 1, a connection piece 7 is also arranged in the lower region, which is connected to a compressed air line, not shown, if the backwashing process comprises several phases in which first air, then an air / water mixture and finally only water are used.

Das die Verunreinigungen wegführende Schlammwasser verlässt den Filter durch eine Austrittsöffnung 8, an die eine Schlammwasserleitung angeschlossen werden kann. Der Rohwassereinspeisung dient schliesslich der Anschluss 9, der mit der Austrittsöffnung 8 für das Schlammwasser etwa auf gleicher Höhe hegt. The sludge water leading away the contaminants leaves the filter through an outlet opening 8 to which a sludge water line can be connected. Finally, the raw water feed serves the connection 9, which is located at approximately the same height with the outlet opening 8 for the sludge water.

Im Innern des Zylinders ist der über dem Boden 4 befindliche Reinwasserraum 10 nach oben durch einen Düsenboden 11 begrenzt, der aufstützen 17 abgestützt ist. Auf dem Düsenboden 11 ist körniges Filtermaterial aufgeschüttet; dieses besteht beispielsweise aus einer unteren, relativ feinkörnigen Quarzsandschicht 12, über der eine grobkörnige, jedoch spezifisch leichtere Bimssteinschicht 13 liegt. An diese schliesst sich dann nach oben ein Überstauraum 14 an. Inside the cylinder, the clean water space 10 located above the floor 4 is delimited at the top by a nozzle floor 11 which is supported 17. Granular filter material is heaped up on the nozzle base 11; This consists, for example, of a lower, relatively fine-grained quartz sand layer 12, over which there is a coarse-grained, but specifically lighter pumice stone layer 13. A storage space 14 then adjoins this at the top.

Schliesslich sind im Boden 4 und am Zylindermantel nahe dem Deckel 3 je ein Mannloch 30 vorgesehen; mit 31 ist eine mit einem Schauglas verschlossene Beobachtungs- und Entnahmeöffnung für Filtermaterialproben bezeichnet. Finally, a manhole 30 is provided in the bottom 4 and on the cylinder jacket near the cover 3; 31 denotes an observation and removal opening for filter material samples which is closed with a sight glass.

Wie die in einem Sektor der Fig. 2 gezeigte Anordnung der Düsen 15 im Düsenboden 11 verdeutlicht, ist in der durch eine punktiert gezeichnete Begrenzung 32 von dem restlichen Düsenboden 11 unterschiedenen, in dem Beispiel die beiden äussersten Düsenreihen umfassenden Randzone 16 die Anzahl der Düsen 15 pro Flächeneinheit etwa doppelt so gross, wie in dem restlichen Düsenboden 11. Bei einer durchschnittlichen Gesamtverteilung von 83 Düsen/m2 sind in der Zone 16 beispielsweise 132 Düsen/m2, während der restliche Düsenboden nur 68 Düsen/m2 enthält. As illustrated by the arrangement of the nozzles 15 in the nozzle base 11 shown in a sector of FIG. 2, the number of nozzles 15 is distinguished from the rest of the nozzle base 11 by a border 32 drawn by a dotted line, in the example the edge zone 16 comprising the two outermost nozzle rows per unit area is approximately twice as large as in the rest of the nozzle floor 11. With an average total distribution of 83 nozzles / m2, zone 16 has, for example, 132 nozzles / m2, while the rest of the nozzle floor contains only 68 nozzles / m2.

Die aus einem Kopfteil 20 (Fig. 3) und einem Ablaufrohr 21 bestehenden, in ihrem Aufbau an sich bekannten Düsen 15 sind entweder direkt im Düsenboden 11 oder in eine Büchse 22 eingeschraubt, die ihrerseits im Düsenboden 11 eingeklemmt ist. An der Oberseite des Bodens 11 ist das Ablaufrohr 21 von einer Distanzscheibe 23 umgeben, auf der den Kopfteil 20 konzentrisch umgebende Ringscheiben oder Schlitzlamellen 24 gelagert sind; zwischen diesen Ringscheiben 24, die sich gegenseitig auf über ihren Umfang verteilte Führungszapfen 25 abstützen, sind die Strömungswege 26 für das Rein- bzw. Spülwasser ausgespart. The nozzles 15 consisting of a head part 20 (FIG. 3) and a drain pipe 21, known per se in their construction, are either screwed directly into the nozzle base 11 or into a bushing 22, which in turn is clamped in the nozzle base 11. On the top of the bottom 11, the drain pipe 21 is surrounded by a spacer 23, on which ring discs or slot fins 24 concentrically surrounding the head part 20 are mounted; between these annular disks 24, which are mutually supported on guide pins 25 distributed over their circumference, the flow paths 26 for the clean or rinsing water are left out.

Bei der rechten, ausserhalb der Randzone 16 gelegenen Düse 15 ist der oberhalb der Schlitzlamellen 24 verbleibende Raum innerhalb des Kopfteils 20 durch einen geschlossenen In the case of the right-hand nozzle 15 located outside the edge zone 16, the space remaining above the slotted lamellae 24 within the head part 20 is closed

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Abstandskörper 27 verschlossen. Durch den vom Körper 27 abgedeckten Öffnungsquerschnitt auf dem Umfang des Kopfteils 20 kann daher kein Wasser fliessen. Die Höhe des Abstandskörpers 27 entspricht dabei in dem gezeigten Beispiel derjenigen von drei aufeinander geschichteten Schlitzlamellen 24. Spacer 27 closed. Because of the opening cross section covered by the body 27 on the circumference of the head part 20, no water can therefore flow. In the example shown, the height of the spacer 27 corresponds to that of three slit slats 24 stacked on one another.

Wie die in der Randzone 16 befindliche, in Fig. 3 links dargestellte Düse 15' zeigt, ist zur Vergrösserung des Durchflussquerschnitts durch die Mantelfläche des Kopfteils 20 der Abstandskörper 27 bei in der Randzone befindlichen Düse 15' durch drei weitere Schlitzlamellen 24 ersetzt. Auf diese Weise wird der Durchflussquerschnitt der einzelnen, in der Randzone 16 gelegenen Düse 15' erhöht. As the nozzle 15 ′ located in the edge zone 16, shown on the left in FIG. 3, shows that in order to increase the flow cross section through the lateral surface of the head part 20, the spacer body 27 is replaced by three further slit fins 24 in the nozzle zone 15 ′ located in the edge zone. In this way, the flow cross section of the individual nozzle 15 'located in the edge zone 16 is increased.

Die in den beiden Beispielen vorgenommene Vergrösserung der Wassermenge in der Randzone 16 um praktisch 100% ist in ihrem Zahlenwert keinenwegs wesentlich; um welchen Betrag die Spülwassermenge in der Randzone 16 erhöht werden muss, ist für jeden Filter - je nach Art und Menge des anfallenden Schmutzes und je nach Form des Filters, sowie nach Anzahl und Verteilung der Düsen im Düsenboden - unterschiedlich und lässt sich am besten in Vorversuchen ermitteln. The increase in the amount of water in the edge zone 16 by practically 100% in the two examples is by no means essential in its numerical value; The amount by which the amount of rinsing water in the edge zone 16 has to be increased is different for each filter - depending on the type and amount of dirt and the shape of the filter, as well as the number and distribution of the nozzles in the nozzle bottom - and is best found in Determine preliminary tests.

3 633 971 3,633,971

Durch die beiden geschilderten Mittel, die jedes für sich oder gemeinsam angewendet werden können, gelangt eine grössere Spülwassermenge in die Randzone 16 als bei bisherigen Filtern, ohne dass dafür die Rückspülgeschwindig-s keit generell erhöht werden müsste. Da durch beide Mittel nur der Strömungsquerschnitt in der Randzone des Düsenbodens, aber nicht derjenige oberhalb des Düsenbodens erhöht wird, ergibt die grössere örtliche Rückspülmenge gleichzeitig eine erhöhte lokale Strömungsgeschwindigkeit io des Rückspülwassers, so dass auch an den Randdüsen 15' anhaftender, zusammengebackener Schmutz gelöst und weggespült wird. Die Erhöhung des Durchflussquerschnitts in der Randzone 16 hat auf die eigentliche, wesentlich langsamer als die Rückspülung verlaufende Filtration keinen 15 nachteiligen Einfluss. Due to the two means described, which can be used individually or together, a larger amount of rinse water reaches the edge zone 16 than in previous filters, without the backwashing speed generally having to be increased. Since only the flow cross-section in the edge zone of the nozzle base, but not that above the nozzle base, is increased by both means, the larger local backwash quantity simultaneously results in an increased local flow velocity io of the backwash water, so that caked-on dirt adhering to the edge nozzles 15 'is also loosened and is washed away. The increase in the flow cross-section in the edge zone 16 has no adverse effect on the actual filtration, which is much slower than the backwashing.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten Beispiele eines geschlossenen zylinderförmigen Filters beschränkt; sie kann beispielsweise ebenso bei offenen Filterbetten mit rechteckigem Querschnitt oder anderen Filterfor-20 men angewendet werden. Weiterhin ist sie nicht an eine Dreiphasen-Rückspülung gebunden, sondern kann auch bei Filtern mit einfacher Wasserrückspülung eingesetzt werden. Of course, the invention is not limited to the examples shown of a closed cylindrical filter; it can also be used, for example, for open filter beds with a rectangular cross section or other filter shapes. Furthermore, it is not tied to a three-phase backwash, but can also be used for filters with simple water backwash.

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

633 971

1. Backwashable filter for the treatment of liquids, in which a granular filter mass, which retains the impurities, is heaped on a nozzle bottom, under which a clean water space for the filtrate is arranged, characterized in that means are provided by which the at least the first Row of the edge zone (16) of the nozzle base (11) which surrounds the edge adjacent nozzles (15) is backwashed with a larger amount of flushing water than the rest of the nozzle base (11).

2. Filter according to claim 1, characterized in that the means consist in an increased number of nozzles (15) per unit area in the edge zone (16) compared to the remaining nozzle base (11).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Filter according to claim 1 or 2, characterized in that the flow cross-section of the individual nozzle (15) located in the edge zone (16) is increased compared to that of a nozzle (15) in the remaining region of the nozzle base (11).