NO171299B

NO171299B - RETURNABLE FILTER SYSTEM

Info

Publication number: NO171299B
Application number: NO883866A
Authority: NO
Inventors: Ernst Keller
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1992-11-16
Also published as: CH672892A5; ATE73002T1; NO171299C; DE3777181D1; EP0305606B1; NO883866D0; EP0305606A1; NO883866L; DK376988D0; ES2031121T3; DK167272B1; DK376988A

Abstract

A corrugated arrangement (15) is installed in the overdam chamber (3) of a filter tank (1) in such a way that, with the sludge liquor flap (8) being partially opened, direct outflow of the whirled-up granular filter material in the sludge liquor outflow (5) - and hence loss of filter material - is prevented. As a result of the novel arrangement (15), the washing water stream during the washing phase with air and water is quietened in the overdam chamber (3), so that the whirled-up grains can settle on the arrangement (15) and on the fixed bed (2) before the washing water passes into the sludge liquor outflow (5). In this way, it is possible partially to open the sludge liquor flap (8) even during the washing phase with air and water; this is desirable, for example in effluent filtration, in order to discharge relatively heavy suspended materials or to let the washing step proceed within a short time. <IMAGE>

Description

Oppfinnelsen angår et tilbakespylbart filteranlegg ifølge kravinnledningen. The invention relates to a backflushable filter system according to the preamble.

Et filteranlegg som beskrevet foran er-kjent fra EP 0 029 468. Et slikt anlegg som ved filtrering gjennomstrømmes ovenfra og nedover tilbakespyles i motstrøm nedenfra og oppover. Ved den kjente trefase-tilbakespyling, tilbakespyles i den første fase bare med luft, i den andre fase med luft og vann, og i den tredje fase med bare vann. Den første fase tjener til å få den kornformede filtermasse til å løsne. I løpet av den andre fase løsnes de svevestoffer som er festet til filtermassens filterkorn, og i den tredje fase føres de fraskilte svevestoffer ut av filtermassen. A filter system as described above is known from EP 0 029 468. Such a system which, during filtration, flows through from above and downwards and is flushed back in countercurrent from below and upwards. In the known three-phase backwash, the first phase is backwashed only with air, in the second phase with air and water, and in the third phase with only water. The first phase serves to loosen the granular filter mass. During the second phase, the suspended matter attached to the filter mass's filter grains is loosened, and in the third phase, the separated suspended matter is removed from the filter mass.

I den andre fase av en slik spyling skjer en intensiv oppvirvling av den kornformede filtermasse. Når slamvannet samtidig slippes ut, er det derfor fare for at ikke bare de løsrevede svevestoffer, men også filtermateriale, føres ut av filterbunnen. In the second phase of such flushing, the granular filter mass is intensively agitated. When the sludge water is discharged at the same time, there is therefore a risk that not only the detached suspended matter, but also filter material, will be carried out of the filter bottom.

For å forhindre dette er oppdemningsspyling kjent, hvorved slamvannet som kommer ut av filtermassen rettet oppover, blir oppsamlet inntil tilførselen av spylemedier avbrytes. Først da følger en avtapping av slamvannet over en slamvannsklaff. I mange tilfeller, fremfor alt ved filtrering av avløpsvann, er det også ønskelig å gjennomføre den andre kombinerte fase med luft-vannspyling ved åpnet slamvannsklaff, f.eks. for enten å kunne føre ut forholdsvis tunge svevestoffer med slamvannet eller for å kunne gjennomføre spyleprosessen på kortest mulig tid. To prevent this, impoundment flushing is known, whereby the sludge water that comes out of the filter mass directed upwards is collected until the supply of flushing media is interrupted. Only then is the sludge water drained off via a sludge valve. In many cases, above all when filtering waste water, it is also desirable to carry out the second combined phase with air-water flushing with the sludge water valve opened, e.g. either to be able to remove relatively heavy suspended solids with the sludge water or to be able to carry out the flushing process in the shortest possible time.

Det er oppfinnelsens oppgave å kunne gjennomføre denne type spyling, dvs. en luftvannspylefase med delvis åpnet slamvannsklaff praktisk talt uten tap av filtermateriale. Ifølge oppfinnelsen løses denne oppgave ved hjelp av filteranlegget ifølge foreliggende oppfinnelse, slik det er definert med de i kravene anførte trekk. It is the task of the invention to be able to carry out this type of flushing, i.e. an air-water flushing phase with a partially opened sludge water valve practically without loss of filter material. According to the invention, this task is solved with the help of the filter system according to the present invention, as defined by the features stated in the claims.

Ved hjelp av den nye anordning hvor en direkte utstrøm-ning av spylevannet gjennom den delvis åpnede slamvannsklaff forhindres under luft-vann-spylefasen, blir spylevannsstrømmen langsommere og roligere. Derved har de oppvirvlede partikler av det kornformede f iltermateriale tid til å skille seg fra det utflytende spylevann ved at de synker, slik at de ikke blir revet med av denne strøm i slamvannutløpet. By means of the new device where a direct outflow of the flushing water through the partially opened sludge water valve is prevented during the air-water flushing phase, the flushing water flow becomes slower and calmer. Thereby, the swirled particles of the granular filter material have time to separate from the flowing flushing water by sinking, so that they are not carried away by this current in the sludge water outlet.

Dersom det på den bølgekam som vender mot klaffen forefinnes en frontvegg, beroliges strømningen av det utflytende spylevann ytterligere, slik at det oppnås en forbedret avsetning av partiklene. For å unngå ikke optimale overløpssteder av vannoverflaten der hvor bølgekammene befinner seg under vannoverflaten, er det fordelaktig at den bølgeformede anordning er skråstilt i forhold til horisontalplanet i oppad stigende retning mot slamvannsklaf fen, hvor stigningsgraden, avhengig av kornstør-relsen og den spesifikke vekt av det kornformede f iltermateriale, kan være 3° - 12°. If there is a front wall on the wave crest facing the flap, the flow of the flowing flushing water is further calmed, so that an improved deposition of the particles is achieved. In order to avoid non-optimal overflow locations of the water surface where the wave crests are located below the water surface, it is advantageous that the wave-shaped device is inclined in relation to the horizontal plane in an upwardly rising direction towards the sludge water flap, where the degree of rise, depending on the grain size and the specific weight of the granular filter material can be 3° - 12°.

Da kornstørrelse og spesifikk vekt for filtermaterialet er de avgjørende parametre for avsetningshastigheten av materia-let, er de også av innflytelse på høyden og antallet av bølgekam-mer. Ved de i handelen vanlige filtermaterialer er det eksperi-mentelt funnet hensiktsmessig en høyde mellom en bølgekam og en bølgedal fra 100 til 150 mm. Forsøk har også vist at et hensiktsmessig antall bølgekammer er 3 — 6 bølgekammer. Det har vist seg ved alle forsøk at den kritiske mengde for volumstrømmene av utflytende spylevann kan tillates å være inntil 100 m<3> pr. time og meter filterbredde dersom en avsetning av det kornformede materiale skal oppnås før spylevannet flyter ut av overløpsrom-met. As grain size and specific weight of the filter material are the decisive parameters for the deposition rate of the material, they also have an influence on the height and number of wave combs. In the case of commercially available filter materials, a height between a wave crest and a wave valley of 100 to 150 mm has been experimentally found to be appropriate. Experiments have also shown that an appropriate number of wave chambers is 3 - 6 wave chambers. It has been shown in all experiments that the critical quantity for the volume flows of flowing flushing water can be allowed to be up to 100 m<3> per hours and meters of filter width if a deposit of the granular material is to be achieved before the flushing water flows out of the overflow room.

I det følgende forklares oppfinnelsen på grunnlag av et utførelseseksempel i sammenheng med tegningen, hvor figur 1 viser et lengdesnitt gjennom en fast filterbunn i et tilbakespylbart filteranlegg, og figur 2 viser filteranlegget i forstørret utgave og anordningen i forhold til slamvannsklaffen. In the following, the invention is explained on the basis of an exemplary embodiment in connection with the drawing, where Figure 1 shows a longitudinal section through a fixed filter base in a backwashable filter system, and Figure 2 shows the filter system in an enlarged version and the device in relation to the sludge water valve.

Et tilbakespylbart filteranlegg inneholder vanligvis minst ett filterbekken 1 (figur 1) som vanligvis er utført i betong, hvor det på et mellomgulv 9 er en fast filterbunn 2 som består av kornformet materiale. Under mellomgulvet 9 er det anordnet et rentvannsrom 11 for opptak av filtratet. Det indre rom over den faste filterbunn 2 danner overløpsrommet 3 for det råvann som skal filtreres, hhv. slamvann ved tilbakespyling, hvorved vannivået er betegnet med 6. En indre sidevegg 4 skiller i bekkenet 1 den faste filterbunn 2 og overløpsrommet 3 fra et slamvannutløp 5, hvor de forurensninger som fjernes fra den faste filterbunn under tilbakespylingen, føres bort med slamvannet. A backwashable filter system usually contains at least one filter basin 1 (figure 1) which is usually made of concrete, where on an intermediate floor 9 there is a fixed filter base 2 which consists of granular material. Under the intermediate floor 9, a clean water room 11 is arranged for absorbing the filtrate. The inner space above the fixed filter base 2 forms the overflow space 3 for the raw water to be filtered, or sludge water during backwashing, whereby the water level is denoted by 6. An inner side wall 4 in the basin 1 separates the solid filter bed 2 and the overflow space 3 from a sludge water outlet 5, where the contaminants that are removed from the solid filter bed during the backwashing are carried away with the sludge water.

En åpning 7 i sideveggen 4 som forløper over hele bredden av bekkenet 1, forbinder overløpsrommet 3 med slamvannut-løp 5. Åpningen 7 kan avsperres med en slamvannsklaf f 8 som ligger mot flaten av den sidevegg 4 som vender mot-overløpsrommet 3. Klaffen 8 er dreibart hengslet på en aksel 10 (figur 2) som på den ene side er anordnet på høyde med nivået av den faste filterbunn 2. Avstanden mellom nivåhøyden og underkanten av sprekken 23 er eksempelvis 50 mm og på den andre side langs den undre langsgående kant av klaffen 8. An opening 7 in the side wall 4 which extends over the entire width of the basin 1 connects the overflow room 3 with the sludge water outlet 5. The opening 7 can be closed off with a sludge water flap f 8 which lies against the surface of the side wall 4 facing the overflow room 3. The flap 8 is rotatably hinged on a shaft 10 (figure 2) which on one side is arranged at a level with the level of the fixed filter base 2. The distance between the level height and the lower edge of the crack 23 is, for example, 50 mm and on the other side along the lower longitudinal edge of flap 8.

Ved lukket slamvannsklaff 8 ligger klaffevingen mot en tetning 12 som holdes fast i en tetningsramme 13 og omgir åpningen 7. When the sludge water flap 8 is closed, the flap wing lies against a seal 12 which is held firmly in a sealing frame 13 and surrounds the opening 7.

Anordningen 15 ifølge oppfinnelsen strekker seg likeledes over hele bredden av bekkenet 1. På sidene er anordningen begrenset av avslutningsveggene 18 som er festet på sideveggene av bekkenet 1 ved hjelp av skruer 16. Anordningen 15 er plassert i bekkenet 1 på en slik måte i forhold til slamvannsklaffen 8 at en tetning 17 på den side som vender mot klaffen sørger for en tilnærmet strømningstett avskjerming mot den delvis åpnede klaff 8 for spylevannet som inneholder kornformet filtermateriale og som virvles opp under anordningen 15, slik at et direkte slamvannutløp under anordningen forhindres under luft-vann-spylefasen. The device 15 according to the invention likewise extends over the entire width of the pelvis 1. On the sides, the device is limited by the closing walls 18 which are attached to the side walls of the pelvis 1 by means of screws 16. The device 15 is placed in the pelvis 1 in such a way in relation to sludge water flap 8 that a seal 17 on the side facing the flap ensures an approximately flow-tight shield against the partially opened flap 8 for the flushing water that contains granular filter material and which is swirled up under the device 15, so that a direct sludge water outlet under the device is prevented during air- the water-flush phase.

Den nye anordning består av minst tre kantprofiler 19 i rekke mot hverandre, for eks. av metall eller av plast, og som eksempelvis er sveist på endene av avslutningsveggene 18. I tverrsnitt danner profilene 19 en bølgelinje hvis bølgekammer 20 hver har en utluftingskanal 21 for avledning av den spyleluft som kommer ut av filtermassen 2 under anordningen 15. Videre har den første bølgekam 20 som vender mot klaffen, en frontvegg 25 som danner en overløpskant for det utflytende spylevann og bevirker en beroligelse av spylevannsstrømmen, slik at filterkorn som er revet med i spylevannsstrømmen kan avsettes. The new device consists of at least three edge profiles 19 in a row facing each other, for example of metal or of plastic, and which are, for example, welded to the ends of the end walls 18. In cross-section, the profiles 19 form a wave line, whose wave chambers 20 each have a ventilation channel 21 for diverting the flushing air that comes out of the filter mass 2 under the device 15. Furthermore, it has first wave comb 20 which faces the flap, a front wall 25 which forms an overflow edge for the flowing flushing water and causes a calming of the flushing water flow, so that filter grains that are carried along in the flushing water flow can be deposited.

I bølgedalene 22 er det sprekkformede åpninger 23 gjennom hvilke korn som avsettes på profilene 19, kan føres tilbake til filtermaterialet på den faste filterbunn 2 når spylevannsnivået over den faste filterbunn 2 synker når klaffen 8 åpnes mer i løpet av spyleprosessen. I en avstand fra åpningene 23 er det anbrakt avskjerminger 24 som danner en V-formet lås som forhindrer at luft går ut gjennom sprekkene 23, noe som kan føre til at avsatte filterkorn igjen virvles opp. In the wave valleys 22 there are crack-shaped openings 23 through which grains deposited on the profiles 19 can be fed back to the filter material on the fixed filter base 2 when the flush water level above the fixed filter base 2 drops when the flap 8 is opened more during the flushing process. At a distance from the openings 23, screens 24 are placed which form a V-shaped lock that prevents air from escaping through the cracks 23, which can cause deposited filter grains to be swirled up again.

Anordningen 15 er i det utløpende slamvanns strøm-ningsretning anordnet skrått stigende i forhold til horisontalplanet for å unngå ikke optimale overløpssteder på de neddykkede bølgekammer 20. Stigningen utgjør i det foreliggende eksempel ca. 4°. Den er, liksom den samlede lengde av innretnin-gen, avhengig av kornstørrelsen og av den spesifikke vekt på den benyttede filtermasse. The device 15 is arranged in the direction of flow of the exiting sludge water obliquely upwards in relation to the horizontal plane in order to avoid non-optimal overflow points on the submerged wave chambers 20. In the present example, the gradient amounts to approx. 4°. It is, like the overall length of the device, dependent on the grain size and the specific weight of the filter mass used.

Med den nye anordning 13 kan den med luft og vann gjennomførte andre fase av en trefasespyling, eksempelvis forløpe slik at slamvannsklaf fen åpnes delvis, slik at den ligger mot tettingen 17. Den nye anordning 15 har da en dobbel virkning. For det første kan ikke de filterkorn som virvles opp under anordningen på grunn av luft-vann-strømmen, komme inn i slamvannutløpet 3, men synker ned igjen. For det andre må slamvannet som kommer ut av den del av f iltermassen 2 som ikke er avdekket av anordningen 13, strømme over anordningen 15 før det forlater filterbek-kenet 1, hvorved det i tillegg demmes opp og beroliges i strømningen ved hjelp av frontveggen 25. Anordningen 15 virker dermed som sandfanger, dvs. at filterkorn som føres med slamvannet, avsettes på den og faller gjennom sprekkene 23 først ned i rennene 24. With the new device 13, the second phase of a three-phase flushing carried out with air and water can, for example, proceed so that the sludge water valve is partially opened, so that it lies against the seal 17. The new device 15 then has a double effect. Firstly, the filter grains that are swirled up under the device due to the air-water flow cannot enter the sludge water outlet 3, but sink back down. Secondly, the sludge water that comes out of the part of the filter mass 2 that is not uncovered by the device 13 must flow over the device 15 before it leaves the filter basin 1, whereby it is additionally dammed up and calmed in the flow by means of the front wall 25 The device 15 thus acts as a sand trap, i.e. that filter grains carried with the sludge water are deposited on it and fall through the cracks 23 first into the channels 24.

Etter at filterkornene er avsatt, blir klaffen 8 åpnet litt etter litt, for eks. skrittvis, slik at spylevann kan strømme ut gjennom åpningen 7. Med synkende vannivå spyles derved det kornformede materiale som er oppfanget i rennene 24, tilbake til den faste filterbunn 2 uten at nevneverdige mengder kommer inn i slamvannutløpet 5 og derved går tapt. After the filter grains have been deposited, flap 8 is opened little by little, e.g. step by step, so that flushing water can flow out through the opening 7. As the water level drops, the granular material collected in the channels 24 is thereby flushed back to the fixed filter bed 2 without significant quantities entering the sludge water outlet 5 and thereby being lost.

Claims

1. Backflushable filter system for the preparation of water, with at least one fixed filter bottom made of granular material and an overflow chamber for the water to be filtered, where from the overflow chamber through a side wall there is an opening that can be closed with the help of a sludge water flap f and which leads to a sludge water outlet for the backwash liquid, where further the flap wing of the sludge water flap on the surface facing the overflow room is embedded in the side wall and can be folded up about a shaft which on one side runs at least approximately at the upper level height of the fixed filter base and on the other side along the flap's lower edge, CHARACTERIZED BY the fact that a wave-shaped device (15) in the overflow space (3) covers part of the surface of the fixed filter bottom and has, on the side facing the flap, a seal (17) that rests against the partially opened sludge water valve (8), that ventilation channels (21) are arranged in the wave crests (20), that passage openings (23) are arranged in the wave valleys (22) for the granular material from the fixed filter base, and that screens (24) which are arranged at a distance from the through openings, prevent gases from rising through the filter base.

2. Filter system according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT a front wall (25) is arranged on the wave comb (20) which faces the flap.

3. Filter system according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the wave-shaped device (15) is inclined with a rise in relation to the horizontal plane in the direction towards the sludge water valve (8).

4. Filter system according to claim 3, CHARACTERIZED IN THAT the pitch is 3-12°.

5. Filter system according to claims 1-4, CHARACTERIZED IN THAT the height between a wave crest (20) and a wave valley (22) is 100-130 mm.

6. Filter system according to claim 5, CHARACTERIZED IN THAT the wave-shaped device (15) consists of 3-6 wave chambers (20).