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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Filtrieren
von Flüssigkeiten,
welche einen aufrechtstehenden im Querschnitt rechteckig ausgebildeten
Filtrationsbehälter
mit einem Behälterabschnitt
mit einem Innenraum, welcher von Wänden seitlich begrenzt ist,
der einen Berieselungsbereich zur Reinigung von Schüttgut und
zum Berieseln des zu einem in einem Filtrationsbereich nach Korngröße klassierten
Filterbett sich erstreckenden Schüttguthaufens mit gereinigtem
Schüttgut
und einen sich an das untere Ende des Berieselungsbereichs sich
anschließenden
Filtrationsbereich zur Aufnahme des körnigen Schüttguts zu dem Filterbett umfaßt, sowie an
das untere Ende des Filtrationsbereichs sich ein trichterförmiger Abzugsbereich
anschließt,
in dem Berieselungsbereich ein Schüttguttrennapparat angeordnet
ist, welcher mit einem Ableitungsrohr eines Hebesystems zum Absaugen
von verunreinigtem Schüttgut
aus dem Abzugsbereich und zum Zuführen desselben in den Schüttguttrennapparat
in Verbindung steht, welches mit seinem unteren Saugende in den
unteren Abschnitt des Abzugsbereichs hineinragt, die den Berieselungsbereich
seitlich begrenzenden Wände
flüssigkeitsundurchlässig und
die den Filtrationsbereich seitlich begrenzenden Wände als Einlaufwände flüssigkeitsdurchläs sig ausgebildet sind,
der Abzugsbereich von einer trichterförmigen Wand seitlich begrenzt
ist, der Schüttguttrennapparat mit
einem odere mehreren Schüttgutverteiler
verbunden ist und die Schüttgutverteiler
Austrittsöffnungen aufweisen,
welche in Reihe parallel zu den Einlaufwänden angeordnet sind.
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Als
Stand der Technik ist eine Filtrationseinrichtung zum kontinuierlichen
Filtrieren von Flüssigkeiten
bekannt, welche einen aufrechtstehenden Filtrationsbehälter und
einen Berieselungsbereich mit einem Filterbereich, an welchen sich
unterseitig ein Abzugsbereich anschließt, umfaßt. Bei dieser Vorrichtung
wird aufgrund einer von der Oberseite eines Filterbettes beabstandeten
Schüttguttrennapparatur mit
einem Schüttgutverteiler
ein ungleichseitiger Schüttguthaufen
erzeugt, der eine Klassierung des Filterbettes mit vorwiegend großem Korndurchmesser
auf der Einlaufseite und einem geringeren Korndurchmesser auf der
der Einlaufseite gegenüberliegenden
Auslaufseite aufweist.
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Es
zeigt sich jedoch, dass dieser Einrichtung Grenzen gesetzt sind,
da bei Erweiterung der Filtrationsleistung die herkömmliche
Einrichtung nicht in der Höhe
beliebig vergrößert werden
kann, weil man bei der Vergrößerung der
Höhe der
Einlaufseite der Filtrationskammer die Schüttgutgeschwindigkeit stark vergrößern muß, zumal
bereits in den oberen Bereichen der Filtrationskammer auch die Beladung
des Schüttgutes
erfolgt und deren rascher Abtransport erforderlich wird.
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Eine
Erhöhung
der Breite der Einlaufseite der Filtrationskammer bei der herkömmlichen
Filtrationseinrichtung ist gleichfalls nicht möglich, da wegen des Erfordernisses
des nach allen Seiten gleichmäßigen Abzugs
des mit Schmutzteilchen beladenen Schüttgutes lediglich ein konisch
ausgebildeter Abzugsraum dieses möglich macht, so dass bei Erhöhung der
Einlaufseitenbreite auch die beiden quer zu den Einlaufseitenwänden ausgebildeten
Wände der Filtrationskammer
eine mit der Breite der Einlaufseite übereinstimmende Tiefe aufzuweisen
haben. Hierdurch wird eine Überdimensionierung
erforderlich, die den Einsatz der herkömmlichen Filtrationseinrichtung
nicht sinnvoll erscheinen läßt.
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Hinzutretend
zeigt es sich, dass bei der herkömmlichen
Filtrationseinrichtung in den den Wänden, die quer zu den Einlaufseitenwänden angeordnet
sind, zugewandten Bereichen des Filterbettes sich ein besonders
hoher Anteil an Schüttgut
mit großem
Korndurchmesser einstellt, so dass die zu filtrierende Flüssigkeit
in diesem Bereich mit großem Korndurchmesser
das Filterbett aufgrund des im Vergleich zu dem mittleren, zwischen
diesen Wänden angeordneten
Bereich geringeren Fließwiderstands durchfließt.
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So
wird in
DE 196 32
447 A1 eine herkömmliche
Filtrationsvorrichtung mit einem im Querschnitt rechteckig ausgestalteten
Filterraum mit Filterbett zur Aufnahme von körnigem Schüttgut offenbart, über deren
Zulaufkammer die zu filtrierende Flüssigkeit über den Filterrraum in die
Auslaufkammer gelangt. Ober halb des Filterraums ist ein Schüttgutverteiler derart
nahe an der Auslaufkammer angeordnet, dass bei Berieselung des Filterraums
mit Schüttgut
ein ungleichseitiger Schüttguthaufens
erzeugt wird. Wegen des ungleichseitigen Schüttguthaufens weist das Filterbett
in Richtung Zulaufkammer einen größer werdenden Sandkorndurchmesser
auf.
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Hingegen
zeichnet sich das Filterbett der herkömmlichen Filtrationsvorrichtung
in dem der Auslaufkammer zugewandten Bereich des Filterbettes wegen
der Nähe
des Schüttgutverteilers
zu der Auslaufkammer durch fehlende klassiertes Schüttgut aus.
In diesem Bereich des Filterbettes liegt eine homogene Mischung
aus Schüttgut
unterschiedlichen Durchmessers vor, so dass die Filtrationsleistung deutlich
eingeschränkt
wird. Dieser sogenannte tote Filtrationsbereich ist zu vermeiden,
zumal in diesem Bereich die Filtration behindert wird.
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Aufgabe
soll es sein, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Filtrieren von
Flüssigkeiten
bereit zu stellen, welche zur Filtration das Filterbett in seiner Länge und
vollständig
klassiertes Schüttgut
ausnutzt.
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Hinzukommend
soll die bereitzustellende Vorrichtung eine hohe Filtrationsleistung
an zu filtrierender Flüssigkeit
aufweisen.
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Auch
soll die Vorrichtung zum kontinuierlichen Filtrieren von Flüssigkeiten
eine zu filtrierende Flüssigkeiten
mit einem besonders hohen Anteil an Schmutzteilchen und an großflockigen
Schmutzteilchen zu reinigen vermögen
und einfach in ihrem Auf bau sein, um die Herstellungskosten derselben
möglichst
zu erniedrigen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Die weiteren Ausgestaltungen
und Weiterentwicklungen werden in den Unteransprüchen beansprucht.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
erzeugt einen in dem Längsschnitt
gleichseitigen Schüttguthaufen.
Der gleichseitige Schüttguthaufen
wird erzeugt durch die Anordnung von Austrittsöffnungen des Schüttgutverteilers.
Durch die fortwährende
Berieselung der Oberseite des Filterbettes bewegen sich die Sandkörner zu
beiden Seiten des Schüttguthaufens,
nämlich
diejenigen mit großem
oder größerem Sandkorndurchmesser
in Richtung Einlaufseite und diejenigen mit weniger großen und
kleinen Sandkorndurchmesser in Richtung Auslaufseite. Hinzukommend
zeigt sich, dass der gleichseitige Schüttguthaufen in allen Bereichen,
die den Einlaufseiten benachbart sind, ein Filterbett mit Sandkörnern mit großem Durchmesser
sich einstellt. Hingegen verringert sich der Durchmesser der Sandkörner des Schüttgutes
in Richtung Auslaufseite kontinuierlich.
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Zudem
zeigt es sich, dass sich die Filtrationsleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch
die Bereitstellung von quasi Einlaufseiten und Auslaufseiten in
doppelter Anzahl deutlich erhöht, auch
wenn der Filtrationsweg durch die mittige Anordnung der Auslaufseiten
im Behälter
verkürzt
ist, ohne dass sich das Rückhaltevermögen des
Filterbettes durch den quasi halbierten Filtrationsweg im Behälter verschlechtert.
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Die
Vorteile ergeben sich auch aus dem Vorliegen eines Filterbettes
mit durchgehend klassiertem Sandkörnern als Schüttgut, da
im Gegensatz zu herkömmlichen
Vorrichtungen der Innenraum des Behälters frei von die Klassierung
störenden
Einrichtungen ist und die erforderlichen Einrichtungen spiegelsymmetrisch
in dem Innenraum angeordnet sind. Die mittig angeordnete Auslaufkammer
unterstützt weiterhin
die Klassierung des durch freien Falls auf die Oberseite des Filterbettes
auftreffenden Schüttgutes.
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Die
Austrittsöffnungen
sind in Reihe parallel zu den Einlaufwänden und entlang einer von
den Einlaufwänden
gleich beabstandeten Mittelabstandslinie M und oberhalb der Oberseite
des Filterbettes angeordnet.
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Unter
zu filtrierende Flüssigkeit
werden beispielsweise industrielle Abwässer, Grundwasser, Oberflächenwasser,
Kreislaufwasser, kommunale Abwässer,
Kühlwasser
und Schwimmbeckenwasser verstanden.
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Unter
Rieseln bzw. Berieseln wird im Sinne der Erfindung verstanden der
Vorgang, welcher das Verlassen des Schüttgutverteilers durch regeneriertes
oder von Schmutzteilchen befreites Schüttgut bis zum Auftreffen desselben
auf die Oberfläche
der Oberseite des Filterbettes bzw. die Oberfläche der Oberseite des Schüttguthaufens
umfaßt.
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Im
Sinne der Erfindung wird unter körnigem Schüttgut verstanden,
beispielsweise körniges
Material unterschiedlicher Korndurchmesser, wie mindestens ein Vertreter
der Sand, Kohle, Anthrazit, Lava, Bimsstein, Glas, Kunststoff, Ton
und Materialien aus Cellulose oder dergleichen umfassenden Gruppe, vorzugsweise
in Granulatform.
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Unter
Filtrationsbereich wird im Sinne der Erfindung verstanden, derjenige,
in welchem sich das Filterbett befindet und welcher von der zu filtrierenden
Flüssigkeit
von der Einlaufwand als Einlaufseite zu der Auslaufwand als Auslaufseite
durchflossen wird. Unter Filtration wird Reinigung verstanden.
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Unter
kontinuierlichem Filtrieren bzw. Filtration wird im Sinne der Erfindung
verstanden, dass zumindest auch ein Teil des Schüttgutes während der Beschickung der Vorrichtung
mit der zu filtrierenden Flüssigkeit
dauernd regeneriert wird, d.h., von den Schmutzteilchen befreit
wird, und dem Filtrationsverfahren und damit dem Filterbett über den
Schüttgutverteiler
und dem Schüttguthaufen
zugeführt
wird, sowie andauernd zu filtrierende Flüssigkeit dem Filterbett zugeleitet
wird. Schmutzteilchen betreffen z.B. Feststoff-, Schwebstoffteilchen
und während
der Filtration ausflockende Teilchen des großflockigen oder des kleinflockigen
Typs.
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Unter
Klassierung des Filterbetts wird im Sinne der Erfindung verstanden,
dass sich ein Filterbett einstellt, in welchem der Korndurchmesser
des Schüttguts
des Filterbetts auf der Einlaufseite hin zu der Auslaufseite zunehmend
abnimmt.
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Unter
gleichseitigem Schüttguthaufen
wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass dieser Hangseiten,
also geneigte Seiten, aufweist, die sich in Richtungen zu den Einlaufseiten
bzw. Einlaufwänden
hin erstrecken und die Abstände
der Hangseiten des Schüttguthaufens
von deren Spitze bzw. Kamm entlang der Hangseiten zu den Einlaufseiten übereinstimmen.
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Die
filtrierte Flüssigkeit
wird auch Filtrat genannt und tritt aus dem Filterbett in die Auslaufkammmer
durch die Aulaufwand als Auslaufseite ein.
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Als
körniges
Schüttgut
kann beispielsweise körniges
Material entsprechend der DIN 19623 verwendet werden. Hierbei eignet
sich besonders Filtersand als feineres oder Filterkies als grobkörnigere oder
Mischungen derselben gleichermaßen.
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Der
Filtrationsbehälter
ist aufrecht stehend, vorzugsweise lotrecht angeordnet. Der Behälterabschnitt
des Filtrationsbehälters
umfasst Wände,
die ihn seitlich begrenzen. Der Behälterabschnitt weist einen in
seinem oberen Bereich angeordneten Berieselungsbereich und einen
daran sich anschließenden
Filterbereich auf. In dem Berieselungsbereich befindet sich der
gleichseitige Schüttguthaufen.
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Beispielsweise
kann der Schüttguthaufen
ein Schüttguthaufen
sein, welcher einen in der Draufsicht von der einen quer zu den
Einlaufseiten ausgerichteten Wand zu der ihr gegenüber liegend
angeordneten Wand sich erstreckenden Schüttguthaufenkamm hat.
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Der
Behälterabschnitt
hat vier Wände
mit zwei gegenüber
liegend angeordneten Einlaufwänden,
die parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Einlaufwände weisen
vorzugsweie über
ihre gesamte Breite B und über
ihre gesamte Höhe
H Durchbrüche auf,
die die Zulaufkammern mit dem Filtrationsbereich flüssigkeitsmäßig verbinden.
Unter flüssigkeitsmäßiger Verbindung
wird auch der Übertritt
der mit Schmutzteilchen beladenen Flüssigkeit von der Zulaufkammer
in das Filterbett und den des Filtrats von dem Filterbett in die
Auslaufkammer verstanden. Auch die Auslaufwände der Auslaufkammer weisen vorzugsweie über ihre
gesamte Breite und über
ihre gesamte Höhe
Durchbrüche
auf, die die Auslaufkammern mit dem Filtrationsbereich flüssigkeitsmäßig verbinden.
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Unter
Einlaufseite wird derjenige Bereich der Wand des Behälterabschnitts
verstanden, der Durchbrüche
aufweist. Unter Auslaufseite wird derjenige Bereich der Wand der
Auslaufkammer verstanden, der Durchbrüche aufweist.
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Vorzugsweise
stimmt das Ausmaß der
Höhe H
der Einlaufseite mit dem Ausmaß der
Höhe H
der der Einlaufseite gegenüber
liegenden Auslaufseite überein.
Vorzugsweise stimmt das Ausmaß der Breite
B der Einlaufseite mit dem Ausmaß der Breite B der der Einlaufseite
gegenüber
liegenden Auslaufseite überein.
Zudem kann die Anzahl an Durchbrüchen und/oder
deren Summe ihrer lichten weiten einer Einlaufseite mit der Anzahl
an Durchbrüchen
und/oder deren Summe ihrer lichten Weiten der Auslaufseite übereinstimmen.
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An
die Einlaufwände
schließen
seitlich sich die Zulaufkammern an, über welche die zu filtrierende
Flüssigkeit über die
mit Durchbrüchen
versehenen Einlaufwände
in das Filterbett eingeleitet wird. Die Zulaufkammern können sich
bis zu dem Berieselungsraum erstrecken.
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Unterseitig
schließt
sich an den Filtrationsbereich des Behälterabschnitts der Abzugsbereich
an. Der Abzugsbereich ist im Querschnitt spitz nach unten zulaufend
ausgebildet. Im Falle der Ausgestaltung des hohlzylinderförmigen Behälterabschnitts
ist der Abzugsbereich konusartig. Im unteren Bereich des Abzugsbereichs
befindet sich das untere Ende des Ableitungsrohrs. Auch der Abzugsbereich
ist mit dem Schüttgut
gefüllt.
Das untere Ende des Ableitungsrohrs reicht so weit in den Abzugsbereich,
dass das Schüttgut,
welches mit Schmutzteilchen beladen ist, mittels eines herkömmlichen
Hebesystems gleichförmig
oder pulsierend durch den bei Betrieb des Hebesystems sich einstellenden
Sog in das Ableitungsrohr eingesaugt wird.
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Das
Ableitungsrohr erstreckt sich z.B. aufrechtstehend bzw. senkrecht
in Richtung Berieselungsbereich oder wird im Abzugs bereich bereits nach
außen
abgeleitet. Das Ableitungsrohr kann in seinem oberen oder zweiten
Ende mit einem Hebesystem verbunden sein, wobei das über das
Ableitungsrohr eingesogene mit Schmutzteilchen beladene Schüttgut mit
Hilfe des Hebesystems zusammen mit einem Waschmedium, z.B. Wasser,
einer zu filtrierenden Flüssigkeit
und/oder dem Filtrat oder dergleichen, zu einem Schüttguttrennapparat
geführt wird.
Der Schüttguttrennapparat,
welcher sich beispielsweise außerhalb
des Behälterabschnitts,
oberhalb des Schüttguthaufens
befindet, kann vorzugsweise ein Aufstromklassierer sein. Der Aufstromklassierer
nutzt die unterschiedlichen Sedimentationsgeschwingigkeiten von
verschiedenen großen Schmutzteilchen
aus. Das bedeutet auch, dass die Sinkgeschwindigkeit des Schüttgutes,
hier beispielsweise die Sinkgeschwindigkeit der Sandkörner, größer ist
als die der Schmutzteilchen. Entgegen der Sedimentationsrichtung
der Sandkörner,
also senkrecht nach oben, strömt
andauernd das Waschmedium. Die Strömungsgeschwindigkeit des Volumenstroms des
Waschmediums ist geringer als die Sedimentationsgeschwindigkeit
der Sandkörner,
jedoch um ein Vielfaches größer als
die der Schmutzteilchen. Hierzu kommt, dass die Schmutzteilchen
mit dem aufströmenden
Volumenstrom mitgenommen bzw. mitgerissen werden und als Schmutz-Waschmedium
abgeführt
werden. Das Schmutz-Waschmedium
setzt sich also vorwiegend aus Waschmedium und Schmutzteilchen zusammen.
Die von den Schmutzteilchen befreiten bzw. gereinigten Sandkörner bzw.
das von den Schmutzteilchen befreite bzw. gereinigte Schüttgut sedimentieren
oder rieseln auf das Filterbett.
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Der
Schüttguttrennapparat
ist mit einem oder mehreren Schüttgutverteilern
verbunden. Das von den Schmutzteilchen befreite bzw. gereinigte
Schüttgut
wird dem oder den Schüttgutverteilern
zugeführt, der
bzw. die oberhalb des Schüttguthaufens
angeordnet sind. Der Schüttgutverteiler
ist im mittleren Bereich z.B. zentriert im Berieselungsbereich angeordnet.
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Unter
zentriert wird auch verstanden mittig zwischen den Einlaufwänden bzw.
Einlaufseiten und/oder parallel zu den Einlaufwänden und mit gleicher Beabstandung
von den Einlaufwänden
sich erstreckend.
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Unter
mittlerem Bereich oder mittlerer Anordnung der Schüttgutverteiler
oder der Austrittsöffnungen
wird auch im Sinne der Erfindung verstanden, dass die in Reihe angeordneten
Schüttgutverteiler oder
die in Reihe angeordneten Austrittsöffnungen oder die in Reihe
angeordneten Schüttgutrennapparate
von den Einlaufwänden
gleich beabstandet sind und sich von der einen quer zu den Einlaufwänden angeordneten
Wand bis zu der anderen quer zu den Einlaufwänden angeordneten erstrecken
und somit parallel zu den Einlaufwänden ausgerichtet sind; sie können auf
der Mittelabstandslinie M angeordnet sein.
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Der
Schüttgutverteiler
weist Austrittsöffnungen
auf, welche parallel zu den Einlaufwänden und entlang einer von
den Einlaufwänden
gleich beabstandeten Mittelabstandslinie M und oberhalb der Oberseite
des Filterbettes angeordnet sind; die Reihe der Austrittsöffnungen
liegen auf der Mittelabstandslinie M. Die Mittelabstandslinie M
schneidet die Mitte-Längsachse
des Behälterabschnitts
und verläuft
parallel zu den Einlaufwänden.
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In
einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Behälterabschnitt in
einem hohlzylinderförmigen
Körper
eingeführt. Ebenso
ist es in einer besonderen Ausgestaltung möglich, dass ein hohlzylinderförmiger Hohlkörper als
Außenwand
für den
Behälterabschnitt
verwendet wird. Hierbei werden die Wände, welche auch als Wandabschnitt
die Einlaufwände
aufweisen, senkrecht in den Hohlkörper an dessen Innenseite seines Mantels
gekoppelt, so dass in der Draufsicht die Zulaufkammer eine kreissegmentartige
Ausgestaltung hat. Hierbei entspricht die mit der Einlaufwand versehene
Wand der Sehne, die die Schnittpunkte der Schenkel des Zentriwinkels
und der der Außenwand entsprechenden
Kreisperipherie schneidet. Die in der Draufsicht längliche
Auslaufkammer erstreckt sich mit ihrer Querachse parallel zu den
Sehnen bzw. Einlaufwänden.
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Im
Gegensatz zu der herkömmlichen
Einrichtung benötigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung wenig
Standfläche,
da die Filtrationsleistung durch die gegenüber liegend angeordneten Einlaufwände erfolgt.
Zudem wird durch die gemeinsame konusartige Abzugskammer die Filtrationsleistung
in einem Behälter
verfünffacht,
da bei der herkömmlichen
Einrichtung mit symmetrischer Bauart und 1 m Schichtdicke des Filterbettes
nur eine Breite der Einlaufwände
von 1 m möglich
ist. Mit der Erfindung und der Filterschichtdicke von 1 m und einer
Beabstandung der Auslauf wände
von 0,5 m ergibt sich bei symmetrischer Bauart eine Breite der Einlaufwände von
2,5 m bei 2 Einlaufwänden.
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Eine
Vergrößerung in
der Höhe
und das Erfordernis der nachteiligen Erhöhung der vertikalen Schüttgutgeschwindigkeit
erübrigen
sich. Zudem kann die Breite der Einlaufseite der Filtrationskammer
beliebig vergrößert werden,
da wegen des gleichseitigen Schüttguthaufens
keine Ansammlung von Schüttgut
besonders großen
Korndurchmessers in den den Wänden
zugewandten Bereichen zu finden ist, welche Wände quer zu den Einlaufseitenwänden angeordnet
sind.
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Da
der Schüttguthaufen
geneigte Flächen aufweist,
fließt
das Schüttgut
in einer Rollbewegung mit großem
Korndurchmesser in Richtung Einlaufwand, hingegen rollt das Schüttgut mit
geringem Durchmesser weniger und verbleibt in der Nähe bzw. Nahe
der Spitze bzw. des Kammes unterhalb der Austrittsöffnungen.
Von dem Schüttgutverteiler
rieselt das Schüttgut
als Mischung mit großem
und kleinem bzw. geringerem Korndurchmesser in Richtung Schüttguthaufen,
so dass aufgrund der gleichmäßigen und
dauernden Berieselung des Schüttguthaufens
mit einer Schüttgutmischung
und der Anordnung des Schüttgutes
mit großem
Korndurchmesser auf der Einlaufwand und mit geringerem oder kleinem Durchmesser
auf der Auslaufwand, sich im Längsschnitt
des Filterbettes eine gleichmäßige Zunahme der
Größe des Korndurchmessers
von der Auslaufwand in Richtung Einlaufinnenwand zeigt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist auch leicht handhabbar, weil diese wegen der geringen Anzahl
an Bauteilen nur geringe Anforderung an Überwachung und Steuerung an
den Benutzer stellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwirklicht
das Prinzip, bei welcher das Schüttgut
von oben nach unten fließt,
von oben auf das Filterbett aufgetragen bzw. berieselt wird und
unten mittels eines Hebesystems abgezogen wird. Die Fließrichtung
der zu filtrierenden Flüssigkeit
erfolgt rechtwinklig zu der Richtung des Schüttgutes in dem Filtrationsbehälter.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zeichnet sich aus durch das Vorhandensein bei dem Behälterabschnitt
des rechteckigen Typs von zwei gegenüber liegenden angeordneten
Einlaufinnenwänden
und mit sehr hohem Ausmaß an
Fläche,
die für
den Übertritt
der mit Schmutzteilchen beladenen zu filtrierenden Flüssigkeit
sich besonders eignet, um gerade Abwässer mit einem sehr hohen Schmutzanteil
oder Abwässer
mit sehr großvolumigen
oder großflockigen
Schmutzteilchen zu reinigen, ohne dass die Gefahr des Verstopfens
vorliegt. Darüber
hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch durch das
Nichtauftreten der sogenannten Durchbrüche aus, die in der Regel bei
herkömmlichen
kontinuierlich betreibbaren Filtrationsanlagen durch plötzliche
lokale Verstopfung des größeren Ausmaßes eintreten.
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Ausführungsbeispiel
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Die
Zeichnungen zeigen aufgrund der zeichnerischen Vereinfachung in
schematischer, stark vergrößerter Weise
ohne An spruch auf eine maßstabsgetreue
Wiedergabe einer Ausführungsform
der Erfindung in
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1 den
Längsschnitt
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum kontinuierlichen Filtrieren und
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2 eine
Draufsicht mit vergrößertem Ausschnitt
auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist ein Filtrationsbehälter 1,
der senkrecht ausgerichtet ist. Der Filtrationsbehälter 1 ist
mit seinem Behälterabschnitt 20 quaderförmig ausgebildet.
Der Behälterabschnitt 20 weist
einen Innenraum 30 auf, der den Berieselungsbereich 2 und
den Filtrationsbereich 3 umfaßt. An dem Behälterabschnitt 20 schließt sich
unterseitig der trichterförmige
Abzugsbereich 4 an. Der Innenraum 30 des Behälterabschnitts 20 wird
seitlich von einer Wand begrenzt, die im Bereich des Berieselungsbereichs 2 die
Wand 6a ist und im Bereich des Filtrationsbereichs 3 die
Einlaufwand 7a, 7b mit den Durchbrüchen ist.
Der Behälterabschnitt 20 ist mit
dem Abzugsbereich 4 in einem hohlzylinderförmigen Behältnis angeordnet
ist (2). Die Wände, welche
auch als Wandabschnitt die Einlaufwände 7a, 7b aufweisen,
stehen senkrecht in dem Behältnis. Sie
sind an der Innenseite des Mantels 62 des Behältnisses
gekoppelt. In Draufsicht bilden die Zulaufkammern 26a, 26b einen
kreissegmentartige Ausgestaltung. Hierbei entspricht die mit Einlaufwand 7a, 7b versehene
Wand der Sehne, die die Schnittpunkte der Schenkel des Zentriwinkels
und der dem Mantel 62 entsprechende Kreisperipherie schneidet.
Die in der Draufsicht längliche
Auslaufkammer 9 erstreckt sich mit ihrer Querachse parallel
zu den Sehnen bzw. Einlaufwänden 7a, 7b und
der Mittelabstandslinie M.
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Die
den Berieselungsbereich 2 seitlich begrenzenden Wände 6a sind
flüssigkeitsundurchlässig. Die
den Filtrationsbereich 3 seitlich begrenzenden Wände als
Einlaufwände 7a, 7b sind
flüssigkeitsdurchlässig ausgebildet.
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Der
Berieselungsbereich 2 dient zur Reinigung von Schüttgut und
zum Berieseln des zu einem in dem Filtrationsbereich 3 nach
Korngröße klassierten
Filterbett 18 sich erstreckenden Schüttguthaufens 8 mit
gereinigtem Schüttgut.
An das untere Ende des Berieselungsbereichs 2 schließt sich
der Filtrationsbereich 3 zur Aufnahme des körnigen Schüttguts zu
dem Filterbett 18 an. An das untere Ende des Filtrationsbereichs 3 schließt sich
der trichterförmiger Abzugsbereich 4 an.
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In
dem Berieselungsbereich 2 sind zwei Schüttguttrennapparate 16 angeordnet,
welche mit zwei Ableitungsrohren 10 eines Hebesystems zum Absaugen
von verunreinigtem Schüttgut
aus dem Abzugsbereich 4 und zum Zuführen desselben in den Schüttguttrennapparat 16 in
Verbindung stehen. Das Ableitungsrohr 10 ragt jeweils mit
seinem unteren Saugende 14 in den unteren Abschnitt des
Abzugsbereichs 4 hinein.
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Der
Filtrationsbereich 2 hat eine erste Einlaufwand 7a und
eine der ersten Einlaufwand 7a gegenüber liegend angeordnete zweite
Einlaufwand 7b, wobei an die Einlaufwand 7a sich
eine erste Zulaufkammer 26a zum Einleiten der zu filtrierenden Flüssigkeit
von der ersten Zulaufkammer 26a in den Filtrationsbereich 3 anschließt. An die
zweite Einlaufwand 7b schließt sich eine zweite Zulaufkammer 26b zum
Einleiten von zu filtrierender Flüssigkeit von der zweiten Zulaufkammer 26b in
den Filtrationsbereich 3 an. Eine im Querschnitt rechteckige
Auslaufkammer 9 ist in einem mittleren Bereich des Filtrationsbereichs 3 angeordnet,
die sich über
die Breite B der Einlaufwände 7a, 7b und
die Höhe
der Einlaufwände 7a, 7b erstreckt.
Die Querschnittsachse (2) der Ablaufkammer 9 fällt mit
der Mittelabstandslinie M zusammen.
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Die
Auslaufwände 27 der
Auslaufkammer 9 zum Übertritt
des Filtrats von der Filtrationskammer 3 in die Auslaufkammer 9 sind
in der Draufsicht parallel zueinander angeordnet und von den Einlaufwänden 7a, 7b beabstandet.
Sie sind flüssigkeitsdurchlässig. Zudem
sind sie parallel zu den Einlaufwänden 7a, 7b ausgerichtet.
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Die
Auslaufkammer 9 ist mit einer Rohrleitung zur Ableitung
des Filtrat verbunden. Die Schüttguttrennapparate 16 sind
mit einem oder mehreren Schüttgutverteilern 22 verbunden,
welche Schüttgutverteiler 22 oberhalb
der Oberseite des Filterbettes 18 in dem Berieselungsbereich 2 angeordnet
und in dem Berieselungsbereich 2 zum Berieseln des Filterbettes 18 zur
Erzeugung eines gleichseitigen Schüttguthaufens 8 in
dem Berieselungsbereich 2 mit klassiertem Schüttgut zentriert
sind. Der Schüttgutverteiler 22 hat
Austrittsöffnungen 15,
die parallel zu den Einlaufwänden 7a, 7b und
entlang einer von den Einlaufwänden 7a, 7b gleich
beabstandeten Mittelabstandslinie M und oberhalb der Oberseite des
Filterbettes 18 angeordnet sind.
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In
dem Filtrationsbereich 3 ist das Schüttgut derart angeordnet, dass
in dem Bereich der Einlaufwände 7a, 7b das
Schüttgut,
hier Sandkörner
mit großem
Durchmesser, angeordnet sind und der Korndurchmesser in Richtung
der zentriert angeordneten Auslaufkammer 9 abnimmt, wobei
der Korndurchmesser des geringsten Ausmaßes sich nahe an der Auslaufkammer 9 befindet.
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Das
untere Ende des Ableitungsrohrs 10 befindet sich soweit
in dem spitzen Bereich des konusförmigen Abzugsbereich 4,
dass das mit Schmutzteilchen beladene Schüttgut gleichmäßig mittels
eines mit dem Ableitungsrohr 10 verbundenen Hebesystems 14 in
Richtung Berieselungsbereich 2 befördert wird. Als Waschmedium
dient Wasser oder zu filtrierende Flüssigkeit. Das Hebesystem 14 führt das Schüttgut, welches
mit Schmutzteilchen beladen ist, zu einem Aufstromklassierer als
Schüttguttrennapparat 16.
In dem Aufstromklassierer als Schüttguttrennapparat 16 wird
das Schüttgut
von den Schmutzteilchen getrennt, wobei die Schmutzteilchen zum
größten Teil
mit dem Waschmedium abgeführt
werden. Das Schüttgut
wird von dem Aufstromklassierer dem Schüttgutverteiler 15 zugeführt und
das dem Schüttgutverteiler 15 zugeführte Schüttgut weist
eine Mischung von verschiedensten Korndurch messern auf. Da bereits
das Schüttgut
in dem Abzugsbereich 4 aufgrund der trichterförmigen Anordnung
desselben in einer Mischung unterschiedlicher Korndurchmesser vorliegt
und ebenfalls einer Verwirbelung in dem Aufstromklassierer unterliegt,
kann das Schüttgut
gut gemischt über
den Schüttgutverteiler 15 dem
Schüttguthaufen 8 zugeführt werden.
Die Zuführung
erfolgt mittels Berieselung, da der Schüttgutverteiler 15 von dem
Schüttguthaufen 8 hinreichend
beabstandet ist. Da die Austrittsöffnungen oberhalb des Schüttguthaufens 8 in
Reihe oberhalb der Mittelabstandslinie M mit gleichem Abstand zu
beiden Einlaufwänden 7a, 7b angeordnet
sind, bildet sich auf der Oberseite des Filterbettes 18 ein
Schüttguthaufenkamm,
der oberhalb der Mittelabstandslinie M mit gleichem Abstand zu beiden
Einlaufwänden 7a, 7b angeordnet ist.
Der Schüttguthaufen 8 hat
gleichlange Hangseiten von dem Schüttguthaufenkamm in Richtung
Einlaufwände 7a, 7b.
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Hierbei
bewegt sich das Schüttgut
mit großem
Korndurchmesser aufgrund der dauernden durch die Berieselung erfolgenden
Erschütterung des
Schüttguthaufens
und aufgrund der Gewichtskraft auf den geneigten Hangseiten des
Schüttguthaufens 8 in
Richtung Einlaufwand 7a, 7b, hingegen das Schüttgut mit
geringerem Korndurchmesser sich im Wesentlichen im Bereich des Schüttguthaufenkamms
befindet. Durch die Verteilung des Schüttgutes mit großem Korndurchmesser
hin zu dem mit geringer werdenden Korndurchmesser in Richtung Auslaufkammer 9 stellt
sich ein Filterbett 18 ein, bei welchem im Längsschnitt
zu beiden Seiten das Schüttgut
mit großem
Korndurchmesser und durch Ab nahme desselben in der Mitte mit geringem
Korndurchmesser klassiert ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
vereinigt die besonderen Eigenschaften der Vorrichtung zur kontinuierlichen
Filtration, nämlich
dauernder Betrieb der Filtration, mit den besonderen Vorteilen der
erstrebenswerten Art, wie hoher Durchsatz an zu filtrierender Flüssigkeit
und Erhöhung
der Filtrationsleistungen in Bezug auch auf die Größe der Schmutzteilchen,
das Volumen der zu filtrierenden Flüssigkeit, so dass die Steuerung
sowie die Überwachung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einem beschränkten
Maß lediglich
erforderlich sind.