CH221938A - Verfahren zum Filtrieren von Flüssigkeiten und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  



  Verfahren zum Filtrieren von Flüssigkeiten und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.



   Einer der   Hauptnachteile    von Filtermaterialien im allgemeinen, insbesondere z. B. auch von keramischen sogenannten Filterkerzen für Wasser liegt in der schon längst bekannten Erscheinung, daB zahlreiche Keime in den Poren der Filterwandung zu kolonisieren vermögen, so daB die Filterwand durchwachsen werden kann, wodurch die Filterwirkung illusorisch wird.   Diesem Übelstand    wurde nach dem Patent Nr. 138328 so ab  geholfen,    dass man nach Patent Nr. 143167 und Nr. 143165 die Filterwände versilbert oder den Innenraum der Filterkerze mit so  genannten"Katadyn Elementen"anfiillt.   



   Ihrer handlichen Bauart und ihrer einfachen   Anwendungsweise    entsprechend werden insbesondere die oben erwähnten Filterkerzen in erster Linie für   Eleinanlagen    in Haushaltungen,   Gehöften    ohne Wasserversorgung etc. verwendet. Hierbei tritt ein weiterer grosser Nachteil zutage, dass nämlich diese Filterkerzen von   sogenanntem"trübem"    Wasser sehr rasch verstopft werden, wodurch sich ihre ursprüngliche Leistung erheblich vermindert. Die häufige mechanische Reinigung ist aber einerseits bei der Anwendung im Haushalt usw. sehr unerwünscht und verkürzt anderseits die Lebensdauer der Filterkerze sehr erheblich, von der starken Er  höhung    der Bruchgefahr ganz abgesehen.

   Infolgedessen sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um die periodisch notwendig werdende Reinigung durch eine Rückspülung zu vollziehen, die im wesentlichen darin besteht, in umgekehrter Richtung durch das Filter Reinfiltrat, Luft, Dampf usw.   hindurchzuschicken.    Diese   Rück-    spülung hat zwar an sich eine gute Wirkung, doch versagt sie in ihrer einfachen Anwendung weitgehend, wenn der Filterschlamm weit in die Poren des festen Filters eindringen konnte.



   Die vorliegende Erfindung umfa¯t ein Verfahren zum Filtrieren von Flüssigkeiten, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens. Sie gibt die Möglichkeit, die Filter nicht nur weitgehend vor Ver  stopfung    zu bewahren, sondern diese bei schlie¯lich doch   eingetretener Leistungsver-    minderung auf einfache Weise rasch und griindlich zu reinigen.



   Das   erfindungsgemässe Verfahren kann    nicht nur für   Wasser, sondern auch für    andere Flüssigkeiten mit Vorteil verwendet werden.



   Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, da¯ man auf der Zuflussseite eines Filters eine als Filter wirkende Haut durch Anschwemmen eines aus   Parlikeln bestehen-    den   AnscInvemm-Filtermaterials    mittels der zu filtrierenden Flüssigkeit bildet, derart, dass wenigstens ein Teil dieser Haut bei einem Unterbruch der   Flüssigkeitsstromung in sich    zusammenfällt und bei   Wiedereinsetzen    der    Flüssigkeitsstromung sich wieder bildet unter Umgruppierung der Partikel des Anschwemm-    materials.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung, welche ein Filtergehäuse und ein in diesem GehÏuse befindliches Filter aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass   Partikel eines An-       schwemm-Filtermaterials in dem Filter-    gehäuse eingeschlossen sind, da¯ Alittel vorgesehen sind, um diese Partikel gegen die Zuflussseite des Filters   anzuschwemmen, und    da¯ andere Mittel vorgesehen sind, um einen Unterbruch der   Flüssigkeitsströmung herbei-    zuf hren.



   Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung ist in der Zeichnung abgebildet, und es werden im nachstehenden Durchf hrungsbeispiele des erfindungsgemϯen Verfahrens erlÏutert. Die    dargestellte Vorrichtung besitzt einen Glas-    zylinder   1,    der oben und unten von den   Ab-      schlussstücken    2 und 3 verschlossen wird. Die Teile 1, 2 und 3 bilden somit das Filtergehäuse. In das   Abschlussstück    3 ist die Deckplatte 4, die den keramisehen    fixer-    zylinder   5      trait,    eingeschraubt. Ein Windkessel 6 ist auf der   Abflussseite    auf den Flansch 3 aufgesetzt und wird durch den Klemmring 7 auf letzteren niedergedr ckt.



  Das aus Partikeln bestehende   Anschwemm-    Filtermaterial wird in trockenem Zustand oder zu einem Brei angerührt auf der Zuflussseite des Zylinders in das Filtergehäuse eingefüllt, wo es am Boden des untern Abschlussstückes 2 liegt. Das Rohr 8 ist ein Mittel, um die Partikel gegen das Filter anzuschwemmen und ist derart angeordnet, da¯ die durch dasselbe   einströmende unfiltrierte    Flüssigkeit das   Anschwemm-Filtermaterial    gut erfasst und in die Höhe reisst, wo es sich auf den ganzen Umfang des Filterzylinders 5 als Haut anlegt. Die filtrierte Flüssigkeit tritt durch das U-Rohr 9 aus dem Filterzylinder aus und   wir (l dureh den KaIlal lO,    den Hahn   11    und das Austrittsrohr 12 ins Freie geleitet.



   Der Entleerungs- und Entl ftungshahn   13    in Verbindung mit dem Rohr 14 und der Kappe 15 gestattet, die ZufluBseite vom Druck zu entlasten, ohne da¯ das am Boden liegende Anschwemmaterial entleert wird. Zur Entleerung des   Anschwcmmaterials    ist der Ent  leertmgshahn    13 so angeordnet, da¯ er aus der Öffnung 16 des Filtergehäuses samt Rohr 14 und Rappe   15    herausgeschraubt werden kann. Ferner enthält die Vorrichtung noch einen   Hauptleitungshahn    17, sowie einen   Hallll      18.    der gestattet, unfiltrierte   Flüssig-    keit zu entnehmen.



   Wenn der Zylinder   1    des Filtergehäuses stati, aus Glas aus Metall gefertigt ist, so können die Teile 1, 2 und 3 oder dann   1    und   2    einerseits und   3    und 4 anderseits aus einem St ck hergestellt werden, wobei auch die    Streben 19 überflüssig werden. Weiterhin      können die Hahnen    11, 13, 17 und 18 so miteinander kombiniert werden, dass die gewünschte Betriebsweise zwangsläufig erreicht wird, d. h. dass die Offnung der Hahnen    zwangsläufig in einer bestimmten Reihen-    folge geschehen muss, oder aber es k¯nnen zwei oder mehrere dieser Hahnen durch einen 3-oder   4-Wegehahn    ersetzt werden.

   Ein   Zu-    sammenfallen der r Ïu¯ern Filterhaut infolge der Schwerkraftwirkung tritt bei Unterbruch des Fl ssigkeitsstromes ein, dies kann beispielsweise erreicht werden durch Unter  brechung    des   rumpdruckes    bezw. Absperren der Zuflussleitung. Bei   Wiedereinsetzen    des Flüssigkeitsstromes bildet sich die Haut wieder unter Umgruppierung der Partikel.



  Eine Reinigung kann beispielsweise durch Rückspülung bewirkt werden. Diese kann auf bekannte Art durch Hindurchdrücken von Luft, Dampf oder Reinfiltrat in umgekehrter Richtung erfolgen. Bei der dargestellten Vorrichtung geschieht dies auf folgende Weise : Hahn 11 wird geschlossen und es wird gewartet, bis auf der Reinfiltratseite der ge  wünschte Druck    aufgebaut ist. Hierauf wird der   Hauptleitungshahn    17 geschlossen und der Hahn   13    kurz geöffnet. Dadurch wird bewirkt, daB Reinfiltrat in umgekehrter Richtung zur Flüssigkeitsströmung stürmisch durch das Filter hindurchtritt. Die gesamte Filterhaut wird zum   Zusammenstürzen    gebracht, ohne dass Anschwemmaterial austritt.



   Bei andern Ausführungsformen kann das Filter statt eine als Zylinder ausgebildete keramische Filterkerze zu sein, aus Asbestpappe, Tuch oder sonst einem geformten Material bestehen. Die Haut, welche die Hauptmenge der in der zu filtrierenden Flüssigkeit suspendierten Anteile von den Poren des Filters   abhält,    kann aus einem lockeren, ungeformten, feinkörnigen oder pulverigen Material wie Quarzsand, Kieselgur, Glasfritten, Kohle oder dergl. bestehen, und wird diese Haut durch die Druckdifferenz bezw. der durch letztere erzeugten Strömung der zu filtrierenden Flüssigkeit selber auf der Oberfläche des Filters gebildet.

   Das zur Bildung dieser Haut benötigte Pulver oder anderes   ungeformtes    Material wird gegebenenfalls mit einer geeigneten Menge der zu filtrierenden Flüssigkeit zu einem Brei angerührt und in das den Filter enthaltende Gehäuse eingefüllt. Bei Beginn des Filtrierens bewirkt der Flüssigkeitsstrom, dass dieses lockere Material an die Filterwandung angedrückt wird bezw. diese umgibt. Das nunmehr angepresste Material wirkt seinerseits als Filter, wobei Suspensionen, Schlamm etc. auf diesem eine Filterhaut bildenden Material abgelagert werden und gar nicht bis zum eigentlichen Filter   vordringen können.   



   Sobald nun diese Filterhaut von den Suspensa in der Flüssigkeit verstopft ist, genügt ein kurzes Aussetzen des   Pump-bezw.   



  Leitungsdruckes, um zu bewirken, dass die lockere Filterhaut in sich zusammenfällt.



  Dieser Vorgang kann noch durch Erzeugung eines kleinen Überdruckes auf der Abflussseite des Filters begünstigt werden. Bei der   Neubildung    der Filterhaut infolge frischen   Pumpdruckes    findet eine gänzlich verschiedene Gruppierung der Partikel des Anschwemm-Filtermaterials statt, so   daB    eine Durchlässigkeit erhalten wird, die die an  fängliche beinahe erreicht. Zur Erhöhung    der Wirkung kann noch mit Wasser, Druckluft, Dampf usw. rückgespült werden, wobei das mit   denF'lüssigkeitssuspensa weggeschwemmte      Anschwemm-Filtermaterial    z. B. durch ein Grobfilter zurückgehalten oder durch frisches ersetzt wird.



   Man kann auch die   angeschwemmte Fil-    terhaut in zwei Teile unterteilen, von denen der eine wie oben bei Unterbruch des Flüs  sigkeitsdruokes    in sich zusammenfällt, während der zweite erhalten bleibt und nur bei der Rückspülung zusammenfällt. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch Einbau eines Netzes aus einem von der Flüssigkeit nicht angreifbaren Material, wie Metall, Glas, Kunststoff oder dergleichen, das die Filterkerze in geeignetem Abstand umgibt und genügend   weitmaschig    ist, um Filtermaterial durchzulassen. Bei Aufhören des Flüssigkeitsdruckes bezw. Flüssigkeitsstromes fällt das ausserhalb des Netzes   angeschwemmte    Filtermaterial zusammen, während die innerhalb des Netzes befindliche Filterhaut bestehen bleibt.

   Bei Rückspülung fallen beide Teile der Haut zusammen.



   Weiterhin kann man die Partikel des Anschwemm-Filtermaterials oder eines Teils desselben nach bekanntem Verfahren mit einem   oligodynamischen    Silberbezug versehen, um die im Innern der Kerzen untergebrachte oligodynamische Füllung zu unterstützen und die im Filtermaterial sich ansetzenden Reime abzutbten. Oder man mischt unter das Anschwemmaterial eine gewisse Menge Partikel von bekanntem, nicht   notwendigermassen ge-    pulvertem   oligodynamisch    aktivem Material, das die   Desinfektion des Anschwemmfilters    wÏhrend dem Unterbruch der   Flüssigkeits-    strömung übernimmt.

   Das Anschwemmaterial kann auch   geruch-und    geschmaekändernde   oder-aufhebende    Eigenschaften besitzen, also beispielsweise ganz oder teilweise aus   Aktiv-    kohle oder   dergl.    bestehen. Auch gekörnte Materialien mit chemischer Einwirkung auf die Flüssigkeit bezw. auf in der Flüssigkeit enthaltene Stoffe (mit   entkalkender    Wirkung) sind verwendbar. Ferner kann die besehriebene geruch-und   geschmackändernde    Wirkung mit der weiter oben erwähnten   keimtotenden    Wirkung kombiniert werden.



   Die Grösse der Partikel des   Anschwemm-    Filtermaterials wird vorzugsweise so gewählt, daB sie in allen Fällen mindestens etwa 10% grösser ist als die maximale Porengrosse des keramischen Filters. Nach oben ist die Partikelgrosse dadurch begrenzt, dass der    herrschende Flüssigkeitsdruck hezw. der Fliis-      sigkeitsstrom    das Ansehwemm-Filtermaterial   hochreiBen    und an die   Filterwa.    ndung andrücken muss.



   Die dargestellte Vorrichtung   gewähr-    leistet nicht nur, wie beschrieben, einen Schutz vor Verschmutzung und eine längere Filterdauer, sondern auch einen sehr weitgehenden Schutz bei einem   Undichtwerden    der Filterkerze durch unsichtbare Haarrisse und damit eine bisher unbekannte Betriebssicherheit. Bei Bildung eines   solehen    Risses infolge mechanischer Erschütterung w rden bei einem gewöhnlichen Filter die Keime unbemerkt durchtreten, ohne dass man dies bemerken könnte. Bei der   dargestellten Vorrieh-    tung wird die schadhafte Stelle sogleich mit   Anschwemm-Filtermaterial    verstopft, mit welehem auch für sich allein keimdicht filtriert werden kann.



   Die nachstehenden Versuchsergebnisse geben einen Vergleich der Leistungsfähigkeit eines Ausführungsbeispiels einer   erfindungs-    gemässen Vorrichtung mit der einen bekannten Ausführung beim Filtrieren von Wasser.



   Filtervorrichtung gemϯ Erfindung:
Anfangsleistung   140      l/h    nach   2 h 133"    nach   8 h 110"    nach 24 h 70
Durch Unterbrechung des Wasserstromes während einiger Sekunden erfolgte nach dieser Zeit eine Selbstreinigung, wonach eine Leistung von   130    l/h erreicht wurde. In dieser Weise blieb der Filter während 35 Tagen im Betrieb, ohne dass eine mechanische Reinigung erforderlich wurde.



   Bekanntes Kontrollfilter :
Anfangsleistung 140   ljh    nach   2 h 90"    nach   8 h 40"    nach 24 h das Filter musste aus gebaut und mechanisch gereinigt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 : Verfahren zum Filtrieren von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass man auf der Zuflussseite eines Filters eine als Filter wirkende Haut durch Anschwemmen eines aus Partikeln bestehenden Anschwemm-Filtermaterials mittels der zu filtrierenden Flüssigkeit bildet, derart, dass wenigstens ein Teil dieser Haut bei einem Unterbruch der Flüs sigkeitsstromung in sich zusammenfällt und bei Wiedereinsetzen der Flüssigkeitsströmung sich wieder bildet unter Umgruppierung der Partikel des Anschwemmaterials.

   UNTERANSPRTICHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Partikel des Ansehwemmaterials aus oligodynamisch aktivem Material besteht.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Partikel des Anschvçemmaterials mit oligodynamiseh aktivem Material überzogen ist.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man dem verwen deten Anschwemmaterial oligodynamisch aktives Material beimischt, zwecks Desinfektion des Anschwemmfilters während dem Unterbruch der Flüssigkeitsströmung.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Anschwemmaterial wenigstens teilweise aus Stoffen besteht, die einen Geruch der zu fil trierenden Fliissigkeit entfernen.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Anschwemmaterial wenigstens teilweise aus Stoffen besteht, die einen Geruch der zu filtrierenden Flüssigkeit verändern.

   6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Anschwemmaterial wenigstens teilweise aus Stoffen besteht, die einen Geschmack der zu filtrierenden Flüssigkeit entfernen.

   7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Anschwemmaterial wenigstens teilweise aus Stoffen besteht, die einen Geschmack der zu filtrierenden Fliissigkeit verändern.

   8. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Anschwemmaterial wenigstens teilweise aus Stoffen besteht, die durch chemische Reaktion die zu filtrierende Flüssigkeit in ihrer chemischen Zusammensetzung verändern.

   9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Filter mit einem Netz umgibt, welches genügend weitmaschig ist, um Anschwemmaterial durchzulassen, so dass die aus Anschwemmaterial bestehende Filterhaut in zwei Teile unterteilt wird, von denen der eine bei Unterbruch der Flüssigkeitsstromung, der andere erst bei Vornahme einer Rückspülung in sich zu sammenfällt.

   PATENTANSPRUCH II : Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, welche ein Filtergehäuse und ein in diesem Gehäuse befindliches Filter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel eines Anschwemm Filtermaterials in dem Filtergehäuse eingeschlossen sind, dass Mittel vorgesehen sind, um diese Partikel gegen die Zuflussseite des Filters anzuschwemmen, und dass andere Mittel vorgesehen sind, um einen Unterbruch der Flüssigkeitsstromung herbeizuführen.

   UNTEBANSPRÜOHE : 10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflussseite des Filters so angeordnet ist, dass beim Unterbruch der Flüssigkeitsstromung die lIaut infolge der Schwerkraftwirkung in sich zu sammenfällt.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen Windkessel, einen Absperrhahn der Reinfiltratleitung und einen Entlüftungshahn des Filtergehäuses, die zur Rückspülung dienen.

   12. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass am Filtergehäuse ein Mittel zum Aufwirbeln und eine Öffnung zum Entleeren des Anschwemm- materials angebracht sind.