Verfahren zur Rückspülung eines geschlossenen, unter Druck arbeitenden Sandfilters f r Wasseraufbereitungszwecke
Die Bauart geschlossener Sandfilter zur Aufbereitung von Industrie-Trink- und Badewasser darf als bekannt vorausgesetzt werden. Diese Filter wer- den von oben nach unten betrieben und ihre Kiesschicht wird nach erfolgter Verschmutzung von unten nach oben zunächst mit-Luft Luft-und Wasser aufgelockert und gespült, anschliessend wird mit Wasser allein stark nachgespult, wod, urch die freigesetzten Ver unreinigungen aus dem Filter geschwemmt werden.
Nachdem klares Wasser austritt, kiann der Filter auf Vorfiltration oder Filtration geschaltet werden.
Zum Zwecke gleichmässiger Durchspülung wird die Verteilung von Luft und Wasser durch Düsenboden-Druckverteilsysteme und Prallplatten vollzogen.
Dieses Verfahren hat sich seit Jahren bewährt, doch haften ihm die folgenden Nachteile an :
Die freigesetzten Verunreinigungen m ssen nach Abstellen der Luft mit grossen Spülwassermengen aus dem Filter geschwemmt werden, und zwar entgegen der Sinkriahtung der Toile.
In vielen Fällen ist es schwierig, die hiefür erfor- derliche Spulwassermenge zur Verfügung zu stellen, insbesondere dann, wenn die Spülgeschwindigkeit gr¯¯er ist als die Filtergeschwindigkeit. In vielen Fällen besteht berner die Gefahr, dass gleichzeitig mit den Verunreinigungen etwas Filtersand aus dem Filter geschwemmt wird. Die Spülorgane m ssen f r den grössten Ansohlusswert der Spülung. dimensioniert werden, sind daher kostspielig.
Das erfindungsgemϯe Verfahren vermeidet alle diese Nachteile und zeichnet sich dadurch aus, dlass der Filter nach Abstellen des Rohwasserzu-und Reinwasserablaufes ganz oder teilweise entleert und hernach der Filtersand mit Spülluft und Spülwasser von unten nach oben ohne Ableiten von Riiokspil- wasser espult wird, wonach das über der Sand schiebt befindliche, die Verunreinigungen enthaltende Sohlammwasser vermittels eines separaten, über der Sandschicht angeordneten Luftzutrittes unter Druck durch eine über der Sandschicht vorgesehene Ab flu¯ein@ichtung aus dem Filter gepresst wird,
während die Sandschicht bei geschlossenem Sp lluftansohluss durch weiteres Zuführen von Spülwasser entlüftet wird, worauf nach vollendetem Auspressen des Schlammwassers der Filter vollstÏndig entl ftet 'und auf Filtration oder Vorfiltration geschaltet wird.
Die dadurch erzielten Vorteilesind :
Die Verunreinigungen werden durch Belüftung des Rüokspülwassers in Schwebe gehalten. Weil ein Absetzen daher nicht befürchtet werden mu¯, kann die Ableitung des Schlammwassers über relativ klein bemessene Abflussorgane vorgenommen werden. Die Verunreinigungen fallen in ziemlich konzentrierter Lösung an, weil das die Verunreinigungen enthaltende R cksp lwasser nicht mit gro¯en Sp lwassermengen verdünnt wird. Der 5pülwasserbedarf kann klein gehalten werden.
Das die Verunreinigungen enthaltende Rückspülwasser tritt unter Druck aus dem Filter, was wiederum die Anwendung kleiner AusSussorgame erlaubt.
Die Spülung eines geschlossenen, unter Druck arbeitenden Sandfilters nach dem erfindungsgemϯen Verfahren sei anband der Zeichnung beispielsweise dargelegt.
Der verschmutzte Filter wird zunächst durch Schlie¯en des Rohwasserzulaufes 1 und des Reinwasserabganges 2 ausser Betnieb genommen. Anschlie- Bend wird der Filter bis knapp über Sandschichthohe durch Öffnen der Entlüftung 3 und des Schlamm wassera. uslaufes 4 entleert.'
Hernach wird der Schlammauslauf 4 geschlossen und mit Spülluft durch die Leitung 5 und Spülwasser durch die Leitung 6 die verschmutzte Sandschicht 7 aufgelockert und r ckgesp lt. Das die Verunreinigungen enthaltende Rückspülwasser füllt sukzessive den ssilterleerraum 8, wobei die Abluft durch das Entlüftungsventil 3 entweichen kann.
Sobald der Leerraum mit dem die Verunreinigungen enthaltenden Rückspülwasser aufgefüllt ist, wird die Spülluft ab gestellt, die Entlüftung 3 geschlossen, der Scblamm- wasserauslauf 4 ge¯ffnet und Druckluft durch das Ventil 10 über das Luftverteilsystem 9 oberhalb der Sandsohicht in den Filter eingeleitet.
Durch die Belüftung werden die freigesetzten Verunreinigungen in Schwebe gehalten. Es bildet sich im Filterleerraum 8 ein Luftpolster, welches das die Verunreinigungen enthaltende Rückspülwasser über den Auslauf 4 aus dem Filter presst. Eine geringe Spülwassermenge, welche über das Ventil 6 durch die Sandsohicht 7 geleitet wird, bewinkt das Entlüften der Sandschicht. Sobald das die Verunrei- nigungen enthaltende Rückspülwasser aus dem Filter gepresst ist, wird der Filterauslauf 4 geschlossen, die Polsterluft abgestellt und die Entlüftung 3 geöffnet.
Dadurch wird der Filterleerraum entl ftet und sobald dies geschehen ist, wird der Filter nach Schlie ssen der Entl ftung und der Sp lwasserzufuhr durch Offnen von Rohwassereintritt 1 und Reinwasseraustritt 2 auf Filtration, eventuell Vorfiltration geschaltet.
In der Praxis kann das dargelegte Rückspülverfahren je nach den Eigenschaften der Verunreinigun- gen und je nach den ortlichen Betriebserfordemissen in verschiedenen Varianten durchgef hrt werden.
So karts das erstmalige Entleeren des Filterleer- raumes nach Schliessen von Rohrwasserzulauf 1 und Reinwasserabgang 2 unter Luftpolsterdruck bei geschlossener Entl ftung 3 und offenem Schlammauslauf 4 durch Einblasen von Luft mittels des Ventils 10-geschehen.
Vermittels des Filterleerlaufes 11 kann erforder lichenfalls der Filter vor der Rückspülung mit Luft und Wasser gänzlich entleert werden, und zwar entweder bei geöffneter Entlüftung 3 oder ebenfalls vermittels Luftpolsterwirkung.AuchisteszumBei- spiel denkbar, dass bei spezifisch leichten Verunreinigungen, die sich während längerer Zeit nicht absetzen, die Polsterluft direkt oben an Filterleerraum zugeführt werden kann, wobei keine Belüftung des die Verunreinigungen enthaltenden Rückspülwassers stattfindet.
Diese L¯sung hat den Vorzug, dass auf das Luftverteilsystem 9 verzichtet werden kann, dürfte jedoch nur in Spezialfallen, z. B. bai der Aufberoitung von Seewasser, angängig sein.
Bei besonders. grossen Mengen an Verunremgun- gen kann der Filter natürlich mehrere Male r ckgespült werden, bevor auf Entl ftung und Filtration geschaltet wird.
Bei feiner Filtersandk¯rnung wird man nach Auffüllen des Filterleerraiumes mit. dem die Verunreini- gungen enthaltenden Rückspülwasser eine kurze. Pause einschalten, bevor auf f Auspressen des Schlammwassers mit Polsterluft geschaltet wird. In dieser kurzen Pause k¯nnen sich dann die spezifisch schwereren Sandkörner absetzen, bevor die Polsterluft ein Aufwirbeln des die Verunreinigungen enhaltenden Rückspülwassers bewirkt.
Process for backwashing a closed, pressurized sand filter for water treatment purposes
The design of the closed sand filter for the treatment of industrial drinking and bathing water can be assumed to be known. These filters are operated from top to bottom and their gravel layer is first loosened and rinsed from bottom to top with air, air and water, after which it is rinsed with water alone, causing the released impurities from the Filters are washed away.
After clear water emerges, the filter can be switched to prefiltration or filtration.
For the purpose of even flushing, the distribution of air and water is carried out by means of nozzle bottom pressure distribution systems and baffle plates.
This method has been tried and tested for years, but it has the following disadvantages:
After the air has been switched off, the released impurities have to be flushed out of the filter with large amounts of rinsing water, against the sinking direction of the toilet.
In many cases it is difficult to provide the required amount of rinse water, especially if the rinse speed is greater than the filter speed. In many cases there is also the risk that some filter sand is washed out of the filter at the same time as the impurities. The rinsing elements must for the greatest initial value of the rinsing. are therefore costly.
The method according to the invention avoids all these disadvantages and is characterized by the fact that the filter is completely or partially emptied after the raw water inlet and the pure water outlet have been switched off and the filter sand is then flushed with rinsing air and rinsing water from bottom to top without draining off Riiokspil- water, after which the bottom water located above the sand pushes and containing the impurities is pressed out of the filter by means of a separate air inlet arranged above the sand layer under pressure through a drainage seal provided above the sand layer,
while the sand layer is deaerated by adding more flushing water with the flushing air inlet closed, whereupon the filter is completely deaerated and switched to filtration or pre-filtration after the sludge water has been squeezed out.
The advantages achieved are:
The impurities are kept in suspension by aeration of the flushing water. Because sedimentation does not have to be feared, the drainage of the sludge water can be carried out via relatively small drainage organs. The impurities occur in a fairly concentrated solution, because the backwash water containing the impurities is not diluted with large amounts of flush water. The flushing water requirement can be kept small.
The backwashing water containing the impurities emerges from the filter under pressure, which in turn allows the use of small extraction games.
The rinsing of a closed sand filter working under pressure according to the method according to the invention is shown, for example, using the drawing.
The dirty filter is first taken out of operation by closing the raw water inlet 1 and the pure water outlet 2. The filter is then watered to just above the sand layer by opening the vent 3 and the sludge. Outlet 4 emptied. '
The sludge outlet 4 is then closed and the soiled sand layer 7 is loosened and rinsed back with rinsing air through line 5 and rinsing water through line 6. The backwashing water containing the impurities gradually fills the ssilter empty space 8, whereby the exhaust air can escape through the vent valve 3.
As soon as the empty space is filled with the backwashing water containing the impurities, the rinsing air is turned off, the vent 3 is closed, the sludge water outlet 4 is opened and compressed air is introduced into the filter through the valve 10 via the air distribution system 9 above the sand cover.
The released impurities are kept in suspension by the ventilation. An air cushion forms in the empty filter space 8 and presses the backwashing water containing the impurities out of the filter via the outlet 4. A small amount of rinsing water, which is passed through the sand layer 7 via the valve 6, causes the sand layer to be vented. As soon as the backwash water containing the impurities is pressed out of the filter, the filter outlet 4 is closed, the cushioning air is switched off and the vent 3 is opened.
As a result, the empty filter space is vented and as soon as this has happened, the filter is switched to filtration, possibly pre-filtration, by opening raw water inlet 1 and pure water outlet 2 after closing the ventilation and the flushing water supply.
In practice, the described backwashing process can be carried out in different variants depending on the properties of the contaminants and depending on the local operating requirements.
The first emptying of the empty filter space after the pipe water inlet 1 and the pure water outlet 2 have been closed under air cushion pressure with the vent 3 and the sludge outlet 4 open by blowing in air using the valve 10 is done.
If necessary, the filter can be emptied completely before backwashing with air and water by means of the filter idle 11, either with the vent 3 open or also by means of an air cushion effect , the cushion air can be fed directly to the top of the empty filter space, with no ventilation of the backwashing water containing the contaminants.
This solution has the advantage that the air distribution system 9 can be dispensed with, but should only be used in special cases, e.g. B. Bait the preparation of sea water, be accessible.
With especially. If there is a large amount of contamination, the filter can of course be backwashed several times before switching to ventilation and filtration.
If the filter sand is fine, after filling the empty filter space with. the backwash water containing the impurities a short time. Switch on the pause before switching to f pressing out the sludge water with cushion air. During this short pause, the specifically heavier grains of sand can settle before the cushioning air causes the backwashing water containing the impurities to whirl up.