DE19941706A1

DE19941706A1 - Removing exhausted water treatment material from container, e.g. in desalination, comprises injecting gas or liquid to set filter bed in rotation and removing rotating column of material through outlet at base

Info

Publication number: DE19941706A1
Application number: DE19941706A
Authority: DE
Inventors: Christoph Sternel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: DE19941706B4

Abstract

Cylindrical container for a fixed or fluid filter bed of particulate or granular material (2) has a nozzle (9) mounted on one wall for feeding in a gas or liquid. This causes the liquid (3) and particulate material in the container to rotate. An outlet (8) at the base of the filter column allows the rotating material to be drawn off. Independent claims are included for: (a) a method for removing particulate or granular material from a container as described above; and (b) plant for purifying liquids using ion exchange resin and for regenerating exhausted resin using a container as described above.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austragen körnigen oder granularen Schüttguts eines Fest- oder Schwebebettfilters aus einem im wesentlichen zylin drischen, flüssigkeitsgefüllten Behälter.The invention relates to a method for discharging granular or granular Bulk material of a fixed or floating bed filter from an essentially cylin dry, liquid-filled container.

Fest- oder Schwebebettfilter bestehend aus körnigem oder granularem Schüttgut dienen zum Behandeln von Flüssigkeiten, um diese zu reinigen. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist die Entsalzung von Wasser zur Herstellung von Reinstwasser. Hierbei werden unterschiedlichste Schüttgüter verwendet. Soll eine Flüssigkeit beispielsweise nur von ungelösten Stoffen sehr grob gereinigt werden, kann der Festbettfilter aus Sand bestehen, es handelt sich dann also um einen grobfiltern den Sandfilter, mit welchem grobe Wasserverunreinigungen entfernt werden kön nen. Daneben sind als Fest- oder Schwebebettfilter auch solche bekannt, die re versibel gelöste Stoffe (z. B. Kationen oder Anionen) austauschen. Diese körnigen oder granularen Ionenaustauschharze nutzt man vor allem zur Wasseraufberei tung, z. B. zur Enthärtung, zur Vollentsalzung, zur Entkarbonisierung oder aber zur Dekontaminierung sowie zur Abwasserbehandlung vornehmlich in der Galva no- und Kerntechnik. Auch eine Verwendung zur Metallgewinnung im Rahmen der Hydrometallurgie und zur Reinigung von Lösungen sind bekannt. Das Ar beitsprinzip dieser Ionenaustauscher ist derart, dass der Flüssigkeit zu entziehen de Ionen am Ionenaustauscher-Schüttgut angelagert werden, im Gegenzug wer den vom Schüttgut Austauschionen an die Flüssigkeit abgegeben. In der Regel befindet sich das Schüttgut, gleich welcher Art, in einem im Wesentlichen zylindri schen Behälter, der eine Drainage oder einen das Schüttgut tragenden Kolonnen boden, vornehmlich einen Düsenboden, aufweist. Die zu reinigende Flüssigkeit wird von oben zugeführt und durchströmt den Festbettfilter. Durch den Düsenbo den tritt das gereinigte Wasser zum Klöpperboden hin aus, von wo es abgezogen wird.Fixed or floating bed filter consisting of granular or granular bulk material are used to treat liquids to clean them. A well known An example of this is the desalination of water to produce ultrapure water. A wide variety of bulk materials are used here. Should be a liquid for example, can only be cleaned very roughly from undissolved substances Fixed bed filters consist of sand, so it is a coarse filter the sand filter, with which coarse water contamination can be removed nen. In addition, those are known as fixed or floating bed filters, the right Exchange flexibly dissolved substances (e.g. cations or anions). These grainy or granular ion exchange resins are mainly used for water treatment tung, z. B. for softening, demineralization, decarbonization or for decontamination and wastewater treatment primarily in the galva no and nuclear technology. Also a use for metal extraction within the Hydrometallurgy and for cleaning solutions are known. The ar The principle of operation of this ion exchanger is such that it can be withdrawn from the liquid de ions are deposited on the ion exchanger bulk material, in return who the exchange ions released from the bulk material to the liquid. Usually the bulk material, of whatever type, is in an essentially cylindrical shape container, a drainage or a column carrying the bulk material floor, primarily a nozzle bottom. The liquid to be cleaned is fed from above and flows through the fixed bed filter. Through the nozzle bo The cleaned water exits to the bottom of the bobbin from where it is drawn off becomes.

Bedingt durch die kontinuierliche Aufnahme von vom Wasser abgegebenen oder entzogenen Stoffen nimmt im Laufe der Zeit die Reinigungswirkung ab. In diesem Fall kann es erforderlich sein, das Schüttgut aus dem Behälter zu nehmen und entweder zu reinigen, zu regenerieren oder gegen neues Schüttgut auszutau schen. Im Fall der Reinigung wird das Schüttgut in einen gleichermaßen ausgebil deten Behälter gegeben, wo es mit einer Regenerationslösung, beispielsweise Salzlösungen oder entsprechende Säuren oder Laugen, durchströmt wird und die beladenen Fremdionen oder sonstige Verunreinigungen wieder gegen Austau schionen ausgetauscht werden. Nach Beendigung der Regeneration ist das Schüttgut auch diesem Behälter zu entnehmen und dem eigentlichen Arbeitsbe hälter zur Flüssigkeitsbehandlung wieder zuzuführen.Due to the continuous absorption of water released or extracted substances decrease their cleaning effect over time. In this Case, it may be necessary to take the bulk material out of the container and either to be cleaned, to be regenerated or to be exchanged for new bulk goods . In the case of cleaning, the bulk material is trained in an equally Deten container where there is a regeneration solution, for example Salt solutions or corresponding acids or bases, is flowed through and charged foreign ions or other contaminants against thawing ions are exchanged. After the regeneration is finished Bulk material can also be removed from this container and the actual work area return containers for liquid treatment.

Bei einem Behälter mit einem Düsenboden (oder einem anderen Kolonnenboden) wird das Schüttgut, bei dem es sich vornehmlich um organisches Ionenaustau scherharz handelt, über einen seitlichen, oberhalb des Düsenbodens befindlichen Abzug aus dem Behälter abgezogen. Bekannt ist auch ein Abzug über mehrere Abzugsöffnungen im Düsenboden. Nachteilig bei den bekannten Abzugsmöglich keiten ist, dass stets eine beachtliche Restmenge im Behälter verbleibt, die über die jeweiligen Abzugsöffnungen nicht mit ausgespült werden kann. Aufgrund der Art des Abzuges sind im Behälter Strömungstotzonen gegeben, die ein vollständi ges Ausspülen verhindern und in deren Bereich sich das Schüttgut vornehmlich ansammelt. Das gesamte Strömungsprofil lässt ein vollständiges Ausspülen nicht zu. Dies hat zur Folge, dass auch bei Neubefüllung eine gewisse Restmenge an belastetem Schüttgut von Haus aus im Behälter verbleibt, wo es im Fall des Io nenaustausches eine Verunreinigungsquelle darstellen kann.For a container with a nozzle plate (or another column plate) becomes the bulk material, which is primarily organic ion exchange shear resin trades via a side located above the bottom of the nozzle Trigger deducted from the container. A deduction over several is also known Vents in the bottom of the nozzle. A disadvantage of the known deduction possible What is important is that there is always a considerable amount left in the container the respective exhaust openings cannot be rinsed out. Due to the Deduction type are given in the flow dead zone, which is a complete Prevent total rinsing and in the area of which the bulk material is primarily accumulates. The entire flow profile does not allow complete rinsing to. As a result, a certain amount remains even when refilled contaminated bulk goods remain in the container, where in the case of the Io can be a source of contamination.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben, dass auf einfache und sichere Weise den vollständigen Austrag körnigen oder granula ren Schüttguts eines Fest- oder Schwebebettfilters aus einem zylindrischen, flüs sigkeitsgefüllten Behälter mit mindestens einem Kolonnenboden ermöglicht.The invention is therefore based on the problem of specifying a method that the complete discharge of granular or granules in a simple and safe manner Ren bulk goods of a fixed or floating bed filter from a cylindrical, fluid liquid-filled container with at least one column tray.

Zur Lösung dieses Problems ist ein Verfahren zum Austragen körnigen oder gra nularen Schüttguts eines Fest- oder Schwebebettfilters aus einem im Wesentli chen zylindrischen, flüssigkeitsgefüllten Behälter vorgesehen, bei dem durch Ein düsen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums die Flüssigkeitssäule im Behäl ter in Rotation versetzt wird, so dass das Schüttgut durch die sich ausbildende Sekundärströmung in die Behältermitte transportiert wird, wo es über eine zentrale Austragöffnung abgezogen wird.To solve this problem, a method for discharging grainy or gra nular bulk goods of a fixed or floating bed filter from one essentially Chen cylindrical, liquid-filled container provided, in which by a the liquid column in the container ter is set in rotation so that the bulk material is formed by the Secondary flow is transported to the center of the tank, where it is via a central one Discharge opening is deducted.

Infolge des erfindungsgemäß vorgesehenen Eindüsens eines flüssigen oder gas förmigen Mediums wird auf die im Behälter befindliche Flüssigkeitssäule, also das noch im Behälter verbliebene noch zu behandelnde Wasser/Feststoffgemisch od. dgl., ein Impuls übertragen, der bewirkt, dass sich die Flüssigkeitssäule und mit ihr das Schüttgut, auf das der Impuls des eingedüsten Impulsübertragsmediums glei chermaßen übertragen wird, in Rotation versetzt wird. Durch diese Rotation bildet sich im Behälter eine Sekundärströmung aus, die bewirkt, dass das Schüttgut in Richtung der Behältermitte wandert und sich dort ablagert, wo es über eine zentra le Austragöffnung in der Behältermitte abgezogen wird. Durch das Eindüsen und die Rotation der Flüssigkeit ist gewährleistet, dass sämtliches Schüttgut im zylin drischen Behälter bewegt und zur Behältermitte transportiert wird, so dass ein vollständiger Austrag erreicht werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann für beinahe jedes Schüttgut in einem zylindrischen Behälter verwendet wer den. Bevorzugte Anwendungen sind beispielsweise die externe Regeneration von Mischbett-Ionenaustauschern oder die Entfernung des Schüttgutes zwecks Io nenaustauscherharzwechsel bei Polisher-Mischbettaustauschern in der Wasser aufbereitung oder aber der hydraulische Austrag körniger Medien aus Behälterko lonnen mit Kolonnenböden.As a result of the injection of a liquid or gas provided according to the invention shaped medium is on the liquid column in the container, that is remaining water / solid mixture still to be treated in the container or Like., transmitted an impulse that causes the liquid column and with it the bulk material on which the momentum of the injected momentum transfer medium slides is transmitted, rotated. Through this rotation forms a secondary flow in the container, which causes the bulk material to flow in Moves in the direction of the center of the container and is deposited where it passes through a center le discharge opening is pulled off in the middle of the container. By injecting and the rotation of the liquid ensures that all bulk material in the cylinder drischer container moved and transported to the center of the container, so that a complete discharge can be achieved. The method according to the invention can be used for almost any bulk material in a cylindrical container the. Preferred applications are, for example, the external regeneration of Mixed bed ion exchangers or the removal of the bulk material for the purpose of Io Resin exchange resin for polisher mixed bed exchangers in the water processing or the hydraulic discharge of granular media from a container lonne with column bases.

Das flüssige oder gasförmige Medium wird zweckmäßigerweise im Wesentlichen radial zur Behälterwand über wenigstens eine behälterseitig vorgesehene Düse eingebracht, d. h., bereits beim Einbringen wird aufgrund der radialen Eindüsung ein Impulsübertrag mit einer Richtungskomponente gegeben, der einer Rotation förderlich ist. Dabei sollte das Medium zweckmäßigerweise unter einem Winkel, insbesondere von 45° zum das Schüttgut tragenden Boden eingebracht werden. d. h., das Impulsübertragungsmedium wird radial und zum Boden hin gerichtet eingedüst. Dabei kann das Medium kontinuierlich oder gepulst eingebracht wer den, je nach Anwendungsfall. Als flüssiges Medium kann beispielsweise Wasser, insbesondere von dem Festbettfilter-Schüttgut zu behandelndes Zulaufwasser, verwendet werden, als gasförmiges Medium kann beispielsweise ein Inertgas, insbesondere Stickstoff, zum Einsatz kommen.The liquid or gaseous medium expediently becomes essentially radially to the container wall via at least one nozzle provided on the container side introduced, d. that is, when it is introduced due to the radial injection given a momentum transfer with a directional component, that of a rotation is beneficial. The medium should expediently at an angle, in particular from 45 ° to the floor carrying the bulk material. d. that is, the pulse transmission medium is directed radially and towards the bottom injected. The medium can be introduced continuously or pulsed depending on the application. For example, water, in particular inlet water to be treated by the fixed bed filter bulk material, can be used, for example an inert gas, especially nitrogen, are used.

Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung ferner einen Behälter zur Aufnahme eines in Form eines körnigen oder granularen Schüttguts vorliegenden Fest- oder Schwebebettfilters, wobei der Behälter querschnittlich im Wesentlichen zylindrisch ist und einen das Schüttgut tragenden Kolonnenboden aufweist. Der Behälter zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass an der Behälterwand wenig stens eine in das Behälterinnere gerichtete Düse zum Einbringen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums vorgesehen ist, über welches eine im Behälter befind liche Flüssigkeit und mit ihr das Schüttgut in Rotation bringbar ist, und dass am Kolonnenboden eine mittig angeordnete Austragöffnung für das Schüttgut vorge sehen ist, über welche das rotationsbedingt in die Behältermitte transportierte Schüttgut abziehbar ist.In addition to the method, the invention further relates to a container for receiving a solid or in the form of a granular or granular bulk material Floating bed filter, the container being essentially cylindrical in cross section and has a column tray carrying the bulk material. The container is characterized according to the invention in that little on the container wall least a nozzle directed into the interior of the container for introducing a liquid or gaseous medium is provided, via which one is in the container Liche liquid and with it the bulk material can be brought into rotation, and that on Column tray pre-arranged a centrally arranged discharge opening for the bulk material can be seen via which the rotationally transported to the center of the container Bulk material is removable.

Der erfindungsgemäße Behälter zeichnet sich durch eine wandseitige, bevorzugt in Nähe des Kolonnenbodens angeordnete Düse aus, wobei natürlich auch meh rere Düsen um den Behälterumfang verteilt vorgesehen sein können. Der Kolon nenboden, in dessen Öffnungen im Fall eines Düsenbodens Düsen unterschiedli cher Gestalt befestigt sein können, über die einerseits die dem Behälter von oben zugeführte Flüssigkeit nach Durchsetzen des Festbettfilter-Schüttguts austreten kann, und der andererseits das Schüttgut selbst zurückhält, gewährleistet vorteil haft eine optimale Strömungsverteilung über den Kolonnenquerschnitt, ohne durch Einbauten Strömungstotzonen oder nachteilige Verformungen des Strö mungsprofils hervorzurufen, so dass eine vollständige Reinigungswirkung des Zulaufmediums möglich ist. Der erfindungsgemäße Behälter kann, wie bereits ausgeführt, sowohl ein Ionenaustauschbehälter sein bzw. innerhalb einer Ionen austauschanlage integriert sein, gleichermaßen kann es auch um einen Regene rationsbehälter für zu regenerierendes Festbettfilter-Schüttgut handeln, das Auf bauprinzip wie auch das Austragprinzip ist in jedem Fall das gleiche.The container according to the invention is characterized by a wall-side, preferably arranged in the vicinity of the column bottom, of course also meh rere nozzles can be provided distributed around the circumference of the container. The colon nenboden, in the openings of which in the case of a nozzle base, nozzles differ cher shape can be attached, on the one hand, the container from above After the fixed bed filter bulk material has passed through, escape the supplied liquid can, and which on the other hand retains the bulk material itself, ensures advantage optimal flow distribution over the column cross-section without due to built-in flow dead zones or disadvantageous deformations of the flow profile, so that a complete cleaning effect of the Feed medium is possible. The container according to the invention can, as already executed, both be an ion exchange container or within an ion exchange system integrated, it can also be a rain ration container for fixed bed filter bulk goods to be regenerated, the opening The construction principle as well as the discharge principle is the same in every case.

Die wenigstens eine Düse kann erfindungsgemäß derart ausgerichtet sein, dass das Medium im Wesentlichen radial zur Behälterwand und bevorzugt unter einem Winkel zum Kolonnenboden, insbesondere unter 45° einbringbar ist. Bevorzugt sind wenigstens zwei einander gegenüberliegend angeordnete Düsen vorgese hen, so dass an zwei Stellen ein Eindüsen und damit ein Impulsübertrag erfolgt, was insbesondere für das "Andrehen" der Flüssigkeitssäule von Vorteil ist.According to the invention, the at least one nozzle can be oriented such that the medium is essentially radial to the container wall and preferably under one Angle to the column bottom, in particular at 45 ° can be introduced. Prefers at least two nozzles arranged opposite each other are provided hen, so that injecting and thus an impulse transfer takes place at two points, which is particularly advantageous for "turning" the liquid column.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die wenigstens eine Düse drehbar an der Behälterwand gelagert ist. Dies ermöglicht es zum einen, den Winkel, unter dem die Düse bezüglich des Bodens steht, zu variieren, falls dies erforderlich ist. Zum anderen besteht hierdurch natürlich auch die Möglichkeit, die Flüssigkeitssäule im Bedarfsfall in entgegengesetzte Rotation zu versetzen, d. h., die Richtung der Rotation kann durch Verdrehen der Düsen umgekehrt werden, so dass sich das Strömungsprofil umdreht. Dies kann beispielsweise im Rahmen einer zweiten Kontrollspülung nützlich sein.It when the at least one nozzle is rotatable on the Container wall is stored. On the one hand, this enables the angle at which the nozzle is positioned with respect to the bottom to vary if necessary. To the others there is of course also the possibility of the liquid column in the If necessary, set in opposite rotation, d. that is, the direction of Rotation can be reversed by rotating the nozzles so that the Flow profile reversed. This can be done, for example, as part of a second Control flushing can be useful.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann vorge sehen sein, dass der wenigstens einen Düse ein Filterelement nachgeschaltet ist, über welches eine im Normalbetrieb des Behälters im Behälter befindliche Flüs sigkeit, die die rohrförmige, im Normalbetrieb mit Schüttgut gefüllte Düse durch setzt, abgezogen werden kann, bei gleichzeitiger Rückhaltung des Schüttguts. Im Normalbetrieb des Behälters ist die rohrförmige Düse ebenfalls mit Schüttgut ge füllt, welches mittels des Filterelements zurückgehalten wird. Dieses Filterelement ist jedoch vorteilhaft flüssigkeitsdurchlässig, d. h., die in den Behälter einlaufende und durch das Schüttgut der Düse strömende Flüssigkeit kann über das Filterele ment abgezogen werden. Dies hat den Vorteil, dass auch das in diesem Bereich befindliche Schüttgut stets durchströmt wird, so dass dort keine sich nachteilig auf das Gesamtsystem auswirkende Strömungstotzone entsteht. Die Qualität des Schüttguts im Bereich der Düse ist damit aufgrund des kontinuierlichen Durchspü lens im Wesentlichen die gleiche wie im übrigen Behälter.According to an advantageous development of the concept of the invention can be pre- can be seen that the at least one nozzle is followed by a filter element, Via which a river located in the container during normal operation of the container liquid that passes through the tubular nozzle filled with bulk goods during normal operation sets, can be deducted while retaining the bulk goods. in the Normal operation of the container, the tubular nozzle is also ge with bulk material fills, which is retained by the filter element. This filter element is, however, advantageously liquid-permeable, i. that is, the one entering the container and liquid flowing through the bulk material of the nozzle can pass through the filter element be deducted. This has the advantage that this is also in this area bulk material is always flowed through, so that there is no disadvantage the flow dead zone affecting the entire system is created. The quality of the Bulk material in the area of the nozzle is therefore due to the continuous flushing lens essentially the same as the rest of the container.

Weiterhin ist es erforderlich, die Flüssigkeit nach Durchströmen durch das Schütt gut zu kontrollieren. Um dies beim erfindungsgemäßen Behälter auf einfache Weise zu realisieren, kann dem Filterelement eine Einrichtung zur Aufnahme ei nes oder mehrerer physikalischer und/oder chemischer Parameter der durch das Filterelement tretenden Flüssigkeit zugeordnet sein, welche der Untersuchung der Flüssigkeit, also beispielsweise des behandelten Wassers, dient. Hierdurch kann einerseits dessen Qualität kontrolliert werden, andererseits kann auch rechtzeitig eine bevorstehende Erschöpfung des Schüttguts, also beispielsweise des oder der Ionenaustauscherharze feststellt werden. Infolge der Kopplung der Einrich tung mit dem Filterelement ist eine separate behälterseitige Zugangsmöglichkeit für diese Messeinrichtung nicht mehr erforderlich.Furthermore, it is necessary to flow the liquid through the bulk easy to control. To do this with the container according to the invention in a simple manner To implement the filter element, a device for receiving egg nes or more physical and / or chemical parameters of the Filter element emerging liquid can be assigned, which the investigation of Liquid, for example the treated water, is used. This can on the one hand its quality can be checked, on the other hand it can also be timely an impending exhaustion of the bulk material, for example the or of the ion exchange resins are found. As a result of the coupling of the Einrich device with the filter element is a separate access to the container no longer required for this measuring device.

Um das Schüttgut abziehen zu können, ist der Austragöffnung des Kolonnenbo dens vorteilhaft ein Austragsrohr nachgeschaltet, über welches das Schüttgut ab ziehbar ist und das von der Austragöffnung abgehend nach unten aus dem Klöp perboden austritt. Nach einer zweckmäßigen Erfindungsausgestaltung kann dabei die offene Austragöffnung direkt in das im Normalfall mit Schüttgut gefüllten Aus tragsrohr münden, wobei das Austragsrohr in einen ersten Abzweig mündet oder einen ersten Abzweig aufweist, in dem ein Filterelement angeordnet ist, über wel ches eine im Normalbetrieb des Behälters im Behälter befindliche Flüssigkeit, die das im Austragsrohr befindliche Schüttgut durchströmt, abgezogen werden kann, bei gleichzeitiger Rückhaltung des Schüttguts, und der in einen zweiten Abzweig mündet oder dem ein zweiter Abzweig nachgeschaltet ist, in dem ein zum Abzie hen des Schüttguts zu öffnendes Verschlusselement angeordnet ist. Bei dieser Erfindungsausgestaltung ist auch das Austragsrohr mit dem körnigen oder granu laren Filterschüttgut gefüllt und wird mit zu behandelnder Flüssigkeit durchströmt, wobei auch hier, wie auch bei der Düse, ein Filterelement nachgeschaltet ist, über welches die durchströmende Flüssigkeit abgezogen werden kann. Auch hier ist mit besonderem Vorteil eine kontinuierliche Durchspülung des Schüttguts reali siert, so dass Strömungstotzonen vermieden werden. Soll das Schüttgut abgezo gen werden, nachdem im oberen Teil des Behälters die Flüssigkeitssäule in Rota tion versetzt wurde, ist lediglich das im zweiten Abzweig befindliche Verschlusse lement, beispielsweise ein Ventil, zu öffnen, so dass das Schüttgut ausgetragen werden kann. Auch hier kann dem Filterelement eine Messeinrichtung zur Unter suchung der abgezogenen Flüssigkeit nachgeschaltet sein. Jedes der Filterele mente kann zweckmäßigerweise eine oder mehrere Filterdüsen umfassen, die ähnlich dem Funktionsprinzip beim Düsenböden einerseits einen Flüssigkeits durchtritt ermöglicht, andererseits aber das Schüttgut zurückhält.In order to be able to draw off the bulk material, the discharge opening of the column is dens advantageously a discharge pipe downstream, via which the bulk material is pullable and that goes out of the discharge opening downwards out of the tap perboden emerges. After an expedient design of the invention, this can be done the open discharge opening directly into the discharge, which is normally filled with bulk goods open support tube, the discharge tube opens into a first branch or has a first branch in which a filter element is arranged, via which ches a liquid in the container during normal operation, the flows through the bulk material in the discharge pipe, can be drawn off, with simultaneous retention of the bulk material, and that in a second branch opens or which is followed by a second branch in which one for pulling hen the bulk material to be opened closure element is arranged. At this The design of the invention is also the discharge pipe with the granular or granu filled filter bulk and is flowed through with liquid to be treated, where, as with the nozzle, a filter element is also connected via which the flowing fluid can be drawn off. Here too Continuous flushing of the bulk material is particularly advantageous siert, so that flow dead zones are avoided. Should the bulk material be removed after the liquid column in Rota tion, is only the closure located in the second branch element, for example a valve, so that the bulk material is discharged can be. Here too, the filter element can be provided with a measuring device search for the withdrawn liquid. Each of the filter elements elements can expediently comprise one or more filter nozzles which Similar to the functional principle of the nozzle base, on the one hand a liquid allows passage, but on the other hand holds back the bulk material.

Alternativ zur oben beschriebenen Ausführungsform mit einer offenen Austragöff nung und unmittelbar daran anschließendem, schüttgutgefüllten Austragsrohr kann vorgesehen sein, dass im Bereich der Austragöffnung ein Verschlussele ment zum reversiblen Öffnen und Schließen der Austragöffnung vorgesehen ist. Dieses Verschlusselement, beispielsweise eine dicht auf die Austragöffnung leg bare Scheibe od. dgl., wird zum Austragen geöffnet, so dass das Schüttgut dann direkt in das nachgeschaltete Austragsrohr treten kann. Nach Abzug sämtlichen Schüttguts wird das Verschlusselement wieder geschlossen. In diesem Fall kann auf das abzugstutzenseitige Filterelement und das nachgeschaltete Verschlusse lement am Abzugstutzen verzichtet werden.As an alternative to the embodiment described above with an open discharge opening discharge and immediately followed by a discharge tube filled with bulk goods it can be provided that a closure element in the area of the discharge opening is provided for reversible opening and closing of the discharge opening. This closure element, for example a tightly placed on the discharge opening bare disc or the like., Is opened for discharge, so that the bulk material can step directly into the downstream discharge pipe. After deducting all Bulk material is closed again. In this case on the flue outlet-side filter element and the downstream lock element on the exhaust nozzle.

Neben dem Behälter betrifft die Erfindung ferner eine Anlage zum Behandeln ei ner durch Durchströmen eines Fest- oder Schwebebettfilter-Schüttguts, insbeson dere durch Ionenaustausch zu reinigenden Flüssigkeit oder zum Regenerieren eines Fest- oder Schwebebettfilter-Schüttguts, umfassend wenigstens einen Be hälter der vorbeschriebenen Art.In addition to the container, the invention also relates to a system for treating egg ner by flowing through a fixed or floating bed filter bulk material, in particular others to be cleaned by ion exchange or for regeneration a fixed or floating bed filter bulk material, comprising at least one loading container of the kind described above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention result from the in the embodiment described below and with reference to the drawings. Show:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Behälters bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage mit einem Behälter, Fig. 1 is a schematic diagram of a container according to the invention or a plant according to the invention with a container,

Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht des Bereichs II in Fig. 1, teilweise im Schnitt, und Fig. 2 is an enlarged detail view of area II in Fig. 1, partially in section, and

Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht des Bereichs III in Fig. 1. Fig. 3 is an enlarged detail view of the portion III in FIG. 1.

Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze einen erfindungsgemäßen Behälter 1, der im Wesentlichen zylindrischer Form ist. Bei dem Behälter 1 handelt es sich bei spielsweise um einen Ionenaustauscherbehälter als Festbett. Die Höhe derartiger Behälter beträgt mehrere Meter, übliche Abmessungen liegen zwischen 2,5-5,0 m. Der Durchmesser liegt je nach Anwendungsfall im Bereich zwischen 0,5-1,5 m. Im gezeigten Beispiel befindet sich im Behälter 1 ein körniges oder granulares Schüttgut 2, welches einen Festbettfilter bildet. Bei dem Schüttgut handelt es sich beispielsweise um ein organisches Ionenaustauscherharz, also ein Polymer mit darin eingebundenen, abgebbaren Ionengruppen. Im Behälter 1 befindet sich fer ner eine zu behandelnde Flüssigkeit 3, die über einen Zulauf 4 von oben zuge führt wird (Pfeil A). Beispielsweise handelt es sich hier um zu entsalzendes Was ser. Das Schüttgut, also das Ionenaustauscherharz, quillt bei Vorhandensein der Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeit das Schüttgut durchsetzt. Während des Durch strömens erfolgt der Stofftransport für den Ionenaustausch durch Diffusion. Das Schüttgut 2 ruht auf einem Kolonnenboden 5 mit einer Vielzahl von Filterdüsen 6, die der Einfachheit halber nicht im Detail dargestellt sind. Durch diese Düsen kann einerseits die behandelte Flüssigkeit nach unten zum Klöpperboden 7 hin austre ten, andererseits wird hierdurch das Schüttgut 2 zurückgehalten. Der Kolonnen boden ist hier förderlich, da er das Strömungsverhalten und die Strömungsvertei lung innerhalb des Behälters nicht nachteilig beeinflusst und bodenseitig keine Strömungstotzonen u. dgl. gegeben sind. Über den Klöpperboden 7 wird die be handelte Flüssigkeit über einen Abzugsstutzen 8 abgezogen, siehe Pfeil B. Fig. 1 shows a schematic diagram in the form of a container 1 according to the invention, the substantially cylindrical shape. The container 1 is, for example, an ion exchanger container as a fixed bed. The height of such containers is several meters, the usual dimensions are between 2.5-5.0 m. Depending on the application, the diameter is between 0.5-1.5 m. In the example shown, there is a granular or granular bulk material 2 in the container 1 , which forms a fixed bed filter. The bulk material is, for example, an organic ion exchange resin, that is to say a polymer with releasable ion groups integrated therein. In the container 1 there is a ner to be treated liquid 3 , which is fed via an inlet 4 from above (arrow A). For example, this is water to be desalinated. The bulk material, ie the ion exchange resin, swells when the liquid is present, the liquid passing through the bulk material. During the flow, the mass transfer for the ion exchange takes place by diffusion. The bulk material 2 rests on a column tray 5 with a large number of filter nozzles 6 , which are not shown in detail for the sake of simplicity. Through these nozzles, on the one hand, the treated liquid can exit down to the dished end 7 , on the other hand, the bulk material 2 is thereby retained. The column bottom is beneficial here, since it does not adversely affect the flow behavior and the flow distribution within the container and no flow dead zones and. Like. Are given. About the dished end 7 , the liquid to be traded is drawn off via an outlet 8 , see arrow B.

An der Behälterwand sind an zwei einander gegenüberliegenden Positionen zwei Düsen 9 vorgesehen, die im Detail in Fig. 2 dargestellt sind. Jede Düse 9 ist rohr förmig ausgebildet, wobei das gewinkelte Düsenende derart bezüglich der Behäl terwand ausgerichtet ist, dass ein über die Düse 9 in das Behälterinnere einströ mendes Medium radial zur Behälterwand und unter einem Winkel zum Kolonnen boden 5 eingedüst wird. Beispielsweise kann über die Düsen 9 Zulaufwasser ein gedüst werden, welches den Düsen 9 über die Zulaufleitung 4, ein entsprechen des Mehrwegeventil 10 sowie die Düsenzulaufleitungen 11 zugeführt wird. Das mit hinreichendem Druck eingedüste Wasser bewirkt, dass die im Behälterinneren befindliche Flüssigkeitssäule samt dem Schüttgut in Rotation versetzt wird, d. h., sie dreht sich um die zentrale Achse in der Behältermitte. Durch die entstehende Sekundärströmung wird erreicht, dass sich das Schüttgut in der Behältermitte an sammelt bzw. dort hin wandert. Um von dort abgezogen werden zu können, ist am Kolonnenboden 5 eine Austragöffnung 12 vorgesehen, welche direkt in ein Aus tragsrohr 13 mündet. Das Austragsrohr 13 ist in einem Bodenstutzen 14 angeord net und über mehrere O-Ringe 15 dichtend gehaltert. Das Austragsrohr 13 durch setzt den Klöpperboden 7 sowie den dort angeordneten Ablaufstutzen 8, über welche die gereinigte Flüssigkeit abgezogen wird. Dem Austragsrohr 13 ist in ei nem zweiten Ablauf 16 ein Verschlusselement 17 nachgeschaltet, welches zum Austragen des Schüttguts, welches beispielsweise dann ausgetragen werden muss, wenn es verbraucht ist, um gereinigt oder regeneriert zu werden oder ge gen neues ausgetauscht werden soll, zu öffnen ist. Der Schüttgutaustrag ist durch den Pfeil C angedeutet.Two nozzles 9 are provided on the container wall at two opposite positions, which are shown in detail in FIG. 2. Each nozzle 9 is tubular, the angled nozzle end is aligned with respect to the container terwand that an inflowing via the nozzle 9 into the container interior flowing medium radially to the container wall and at an angle to the column bottom 5 is injected. For example, inlet water can be injected via the nozzles 9 , which is fed to the nozzles 9 via the inlet line 4 , a corresponding one of the multi-way valve 10 and the nozzle inlet lines 11 . The water injected with sufficient pressure causes the liquid column inside the container and the bulk material to rotate, ie it rotates about the central axis in the middle of the container. The secondary flow that is created ensures that the bulk material collects in the middle of the container or migrates there. In order to be able to be deducted from there, a discharge opening 12 is provided on the column tray 5 , which opens directly into a support tube 13 . The discharge pipe 13 is net angeord in a base piece 14 and is sealingly supported by several O-rings 15 . The discharge pipe 13 passes through the dished end 7 and the drain pipe 8 arranged there, via which the cleaned liquid is drawn off. The discharge tube 13 is followed in a second outlet 16 by a closure element 17 which can be opened to discharge the bulk material, which has to be discharged, for example, when it is used up in order to be cleaned or regenerated or to be replaced . The bulk material discharge is indicated by the arrow C.

Bedingt durch die Rotation sammelt sich das Schüttgut in der Behältermitte an bzw. wird in diese getrieben, so dass eine vollständiger Austrag möglich ist. Der vollständige Austrag selbst kann über ein nicht näher gezeigtes Schauglas an der Behälterwand beobachtet und kontrolliert werden.Due to the rotation, the bulk material collects in the middle of the container or is driven into it so that a complete discharge is possible. The complete discharge itself can be done via a sight glass, not shown in detail Container wall are observed and checked.

Fig. 2 zeigt, wie bereits ausgeführt, in einer Detailansicht den Bereich II aus Fig. 1. Die Düse 9 besteht bevorzugt aus einem Kunststoffrohr, welches in einem Los flansch 18, der an einer an der Behälterwand 19 angeordneten Schauglas- Armatur 20 angeordnet und über eine Dichtung 21 abgedichtet ist, drehbar gela gert ist. Dies ermöglicht es, im Bedarfsfall die Ausrichtung der Düse 9 bezüglich des Einströmwinkels zum Kolonnenboden 5 hin zu variieren, oder aber die Ein strömrichtung zur anderen Seite hin zu wechseln, so dass sich auch die Rotati onsrichtung der Flüssigkeitssäule und des Schüttgutes ändert. Fig. 2 shows, as already explained, in a detailed view the area II from Fig. 1. The nozzle 9 preferably consists of a plastic tube, which flange 18 in a lot, which is arranged on a sight glass fitting 20 arranged on the container wall 19 and is sealed by a seal 21 , is rotatably gela gert. This makes it possible, if necessary, to vary the orientation of the nozzle 9 with respect to the inflow angle to the column bottom 5 , or else to change the inflow direction to the other side, so that the direction of rotation of the liquid column and the bulk material also changes.

Fig. 3 zeigt wie beschrieben eine vergrößerte Detailansicht des Bereichs III in Fig. 1. Das Austragsrohr 13 ist, wie bereits beschrieben, kombiniert mit dem Ablauf rohr 8 angeordnet, er durchsetzt letzteres. Das Ablaufrohr 8 ist am Klöpperboden über einen Losflansch 22 sowie eine Dichtung 23 an einem Blockflansch 24 des Klöpperbodens 7 befestigt. Fig. 3 shows, as described, an enlarged detail view of area III in Fig. 1. The discharge pipe 13 is, as already described, arranged combined with the drain pipe 8 , it passes through the latter. The drain pipe 8 is fastened to the dished end via a loose flange 22 and a seal 23 to a block flange 24 of the dished end 7 .

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist sowohl jede rohrförmige Düse 9 als auch das Austragsrohr 13 zum Schüttgut hin nicht abgeschlossen, d. h. beide sind im Nor malbetrieb des Behälters, wenn also zuzuführende Flüssigkeit mit dem Festbettfil ter behandelt werden soll, mit Schüttgut gefüllt. Um zu vermeiden, dass sich in diesem Bereich nachteilige Strömungstotzonen bilden, wird jede Düse 9 wie auch der Austragstutzen 13 kontinuierlich mit über den Behälter zugeführter gereinigter Flüssigkeit durchspült. Damit ein tatsächliches Durchspülen stattfinden kann, sind den Düsen 9 wie auch dem Austragsrohr 13 Filterelemente 25 nachgeschaltet. Diese Filterelemente 25 umfassen eine oder mehrere Filterdüsen 26, die nach dem gleichen Prinzip arbeitet wie beim Düsenboden als Kolonnenboden 5. Einer seits kann von der jeweiligen Düse bzw. dem Austragstutzen einströmende Flüs sigkeit die Filterdüse durchdringen und über entsprechende Ablaufleitungen 27 ablaufen, siehe Pfeile D, andererseits wird das Schüttgut zurückgehalten. Die den Düsen 9 nachgeschalteten Filterelemente 25 sind diesen bevorzugt direkt nach geschaltet, das dem Austragsrohr 13 nachgeschaltete Filterelement befindet sich zweckmäßigerweise so nahe wie möglich an einem ersten Abzweig 28, in den das Austragsrohr 13 mündet. Die die Filterelemente 25 durchströmende Flüssigkeit, die gemäß der Pfeile D abgezogen wird, wird bevorzugt innerhalb der Anlage wie derverwendet. Soll das Schüttgut abgezogen werden, so wird die einzudüsende Flüssigkeit über die Filterelemente in die Düsen eingeführt (siehe Zulaufleitungen 11), so dass dort befindliches Schüttgut in den Behälter gespült wird und kein Rückstand verbleibt.As shown in FIGS. 2 and 3, both each tubular nozzle 9 and the discharge tube 13 to the bulk material are not completed, ie both are in normal operation of the container, so if liquid to be supplied is to be treated with the fixed bed filter, filled with bulk material . In order to prevent disadvantageous flow dead zones from forming in this area, each nozzle 9 and the discharge nozzle 13 are continuously flushed with cleaned liquid supplied via the container. So that an actual flushing can take place, filter elements 25 are connected downstream of the nozzles 9 and the discharge pipe 13 . These filter elements 25 comprise one or more filter nozzles 26 , which operate on the same principle as the column plate 5 as the column plate 5 . On the one hand, liquid flowing in from the respective nozzle or the discharge nozzle can penetrate the filter nozzle and run off via corresponding drain lines 27 , see arrows D, on the other hand the bulk material is retained. The filter elements 25 downstream of the nozzles 9 are preferably connected directly downstream thereof, the filter element downstream of the discharge tube 13 is expediently located as close as possible to a first branch 28 , into which the discharge tube 13 opens. The liquid flowing through the filter elements 25 , which is drawn off according to the arrows D, is preferably used again within the system. If the bulk material is to be drawn off, the liquid to be injected is introduced into the nozzles via the filter elements (see feed lines 11 ), so that bulk material located there is flushed into the container and no residue remains.

Wie Fig. 1 ferner zeigt, sind den Filterelementen 25 Einrichtungen 29 zur Aufnah me physikalischer und/oder chemischer Untersuchungsparameter der abgezoge nen Flüssigkeit nachgeschaltet. Hierüber ist eine kontinuierliche Qualitätskontrolle der behandelten Flüssigkeit möglich, wodurch auch Rückschlüsse auf die Qualität des Schüttguts 2 getroffen werden können.As FIG. 1 also shows, the filter elements 25 are followed by devices 29 for recording physical and / or chemical examination parameters of the liquid drawn off. This enables a continuous quality control of the treated liquid, as a result of which conclusions can also be drawn about the quality of the bulk material 2 .

Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Fig. 1 lediglich eine Prinzipskizze dar stellt. Selbstverständlich sind zur Regelung der Flüssigkeitsläufe weitere Ver schluss- oder Ventilelemente vorgesehen, auf die es zur Erläuterung des Grund prinzips der Erfindung jedoch nicht ankommt. Das gleiche Prinzip der Schütt gutentleerung kann auch für Schwebebettfilter angewendet werden, die oberhalb der Schüttung einen zusätzlichen Kolonnenboden enthalten, und die im Normal betrieb von unten nach oben durchströmt werden. Ferner können im Behälter auch mehrere Kolonnenböden, die jeweils Schüttgut tragen, übereinander ange ordnet sein, wie dies bei Schichtbettfiltern der Fall ist. Jedem Kolonnenboden ist in diesem Fall jeweils wenigstens eine eigene Düse zugeordnet, d. h. jede Flüssig keitssäule samt Schüttgut kann separat in Rotation versetzt werden. Zum Austra gen des Schüttguts der einzelnen Ebenen kann jedem Boden ein eigenes Aus tragsrohr zugeordnet sein, wobei die Rohre unterschiedlich im Durchmesser sein können und ineinander verlaufen und gemeinsam am Klöpperboden austreten. Alternativ kann von den oberen Böden jeweils ein Austragsrohr über eine Umlei tung zur nächsten unteren Schüttgutebene führen, so dass das Schüttgut der dar unter liegenden Ebene zugeführt wird und von dort über ein entsprechend geführ tes Auftragsrohr wieder zur nächstniedrigen Ebene u. s. w.. Das Schüttgut wird also von der jeweils höheren Ebene zur darunter liegenden geführt und an der unter sten abgezogen.In conclusion, it should be pointed out that FIG. 1 merely represents a schematic diagram. Of course, further closure or valve elements are provided to regulate the liquid flows, but this is not important for explaining the basic principle of the invention. The same principle of bulk material emptying can also be used for floating bed filters that contain an additional column tray above the bed and that are flowed through from bottom to top in normal operation. Furthermore, several column trays, each carrying bulk material, can be arranged one above the other in the container, as is the case with stratified bed filters. In this case, each column tray is assigned at least one separate nozzle, ie each column of liquid including the bulk material can be rotated separately. For discharging the bulk material of the individual levels, each floor can be assigned its own support tube, whereby the tubes can be of different diameters and run into one another and exit together on the dished bottom. Alternatively, a discharge pipe can lead from the upper trays via a diversion to the next lower bulk goods level, so that the bulk goods are fed to the level below and from there via a correspondingly guided application pipe back to the next lower level, etc. The bulk goods are therefore from the higher level leads to the lower level and is subtracted from the lower level.

Alternativ zum Einbringen von zu behandelnder Flüssigkeit als Impulsübertra gungsmedium in das Behälterinnere, um die Flüssigkeitssäule in Rotation zu ver setzen, kann über die Düsen 9 auch ein gasförmiges Medium, beispielsweise ein Inertgas wie Stickstoff, eingedüst werden. In diesem Fall wäre jede Düse 9 mit einer entsprechenden Gaszufuhrleitung verbunden.As an alternative to introducing liquid to be treated as a pulse transmission medium into the interior of the container in order to set the liquid column in rotation, a gaseous medium, for example an inert gas such as nitrogen, can also be injected via the nozzles 9 . In this case, each nozzle 9 would be connected to a corresponding gas supply line.

Claims

1. Method for discharging granular or granular bulk goods of a solid or floating bed filter made of a substantially cylindrical, liquid safety-filled container with at least one column tray, in which the liquid by injecting a liquid or gaseous medium is set in rotation in the container so that the bulk material ro due to the secondary flow into the container is transported where it is withdrawn via a central discharge opening becomes.

2. The method according to claim 1, characterized in that the medium in Essentially radial to the container wall via at least one on the container side provided nozzle is introduced.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Medium at an angle, in particular 45 ° to the bulk material tra ground is introduced.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the medium is introduced continuously or pulsed.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that as a liquid medium water or as a gaseous medium an inert gas, in particular nitrogen, is used.

6. Container for receiving a fixed or floating bed filter in the form of a granular or granular bulk material, the container being essentially cylindrical in cross-section and having at least one column base carrying the bulk material, characterized in that on the container wall ( 19 ) at least one nozzle ( 9 ) is provided for introducing a liquid or gaseous medium, via which a liquid ( 3 ) in the container ( 1 ) and with it the bulk material ( 2 ) can be brought into rotation, and that a centrally arranged discharge opening is arranged on the column bottom ( 5 ) ( 12 ) is provided for the bulk material ( 2 ), via which the rotationally transported bulk material ( 2 ) can be pulled off into the center of the container.

7. A container according to claim 6, characterized in that the at least one nozzle ( 9 ) is oriented such that the medium can be introduced substantially radially to the container wall ( 19 ).

8. A container according to claim 6 or 7, characterized in that we at least one nozzle ( 9 ) is aligned such that the medium can be introduced at an angle to the column bottom ( 5 ), in particular at 45 °.

9. Container according to one of claims 6 to 8, characterized in that the nozzle ( 9 ) is rotatably mounted on the container wall ( 19 ).

10. A container according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the at least one nozzle ( 9 ) is followed by a filter element ( 25 ), via which a liquid which is sensitive during normal operation of the container ( 1 ) in the container ( 1 ) through the tubular nozzle ( 9 ) filled with bulk material ( 2 ) during normal operation, can be removed while at the same time retaining the bulk material ( 2 ).

11. A container according to claim 10, characterized in that the filter element ( 25 ) is assigned a device ( 29 ) for receiving one or more physical and / or chemical parameters of the liquid passing through the filter element ( 25 ).

12. Container according to one of claims 6 to 11, characterized in that the discharge opening ( 12 ) of the column bottom ( 5 ) is followed by a discharge pipe ( 13 ), via which the bulk material ( 2 ) can be removed.

13. A container according to claim 12, characterized in that the open discharge opening ( 12 ) opens directly into the discharge pipe ( 13 ) filled with bulk material ( 2 ) in normal operation, which discharge pipe opens into a first branch ( 28 ) or has a first branch, in which a filter element ( 25 ) is arranged, via which a liquid which is in normal operation of the container ( 1 ) in the container ( 1 ) and which flows through the bulk material ( 2 ) located in the discharge pipe ( 13 ) can be drawn off with simultaneous retention of the bulk material ( 2 ) and which opens into a second branch ( 16 ) or which is followed by a second branch ( 16 ) in which a closure element ( 17 ) which is to be opened for withdrawing the bulk material ( 2 ) is arranged.

14. Container according to one of claims 10 to 13, characterized in that a filter element ( 25 ) comprises one or more filter nozzles ( 26 ).

15. Container according to one of claims 6 to 12, characterized in that a closure element for reversible in the area of the discharge opening len opening and closing of the discharge opening is provided.

16. Container according to one of claims 6 to 15, characterized in that the container is an ion exchange container.

17. Container according to one of claims 6 to 15, characterized in that the container is a regeneration container for solid to be regenerated or floating bed filter bulk material.

18. Container according to one of claims 6 to 17, characterized in that that the column tray is a nozzle tray.

19. System for treating a by flowing through a solid or Schwe bed filter bulk material, in particular ion exchange to be cleaned Liquid or to regenerate a fixed or floating bed filter Bulk goods, comprising at least one container according to one of the claims che 6 to 18.