175128. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyadékok, főként víz szűrésére és a gravitációs erővel ellenáramban szemcsés anyagú szűrőágyon keresztül, eljárás a berendezés üzemeltetésére, valamint a szürőágy kialakítására
3 175128 4 ság rovására megy. A mozgás kiküszöbölésének másik lehetősége rácsszerkezet beépítése a szűrőréteg felszíne alá, ami viszont a szűrőberendezés kialakítását teszi bonyolultabbá és költségesebbé. Többrétegű szűrők alkalmazása azért előnyös, mert a fajlagos szűrőfelületnek a szűrés irányában történő növelése megnöveli a szűrő iszapfelvevő kapacitását. Különböző szemcseméretű anyagokból felépített kétvagy többrétegű szűrőket alkalmaznak. Az üzemi tapasztalatokból ismert, hogy a rétegszám növelésével növekszik az iszapfelvevő kapacitás. Gravitációs szűrőknél a rétegszám növelésének lehetőségét korlátozó tényező, hogy a mosáskor bekövetkezhető összekeveredés megelőzésére rétegenként lényeges fajsúlykülönbségű anyagokat kell alkalmazni. A gravitációval ellenáramú szűrésnél a rétegszám tetszőleges növelését a mosás alatti összekeveredés korlátozza. A találmány feladata, hogy olyan megoldást szolgáltasson folyadék, főként víz gravitációval ellenáramú szűrésére szemcsés szűrőanyag-ágyon keresztül, amely lehetővé teszi a szűrőágy maximális iszapfelvevő kapacitásának kihasználását, valamint a szűrőágy oly módon történő átmosását, ami biztosítja a szűrőágy, szűrési állapothoz tartozó szemcseszerkezet-elosztásának visszaállását a mosást követően. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a szűrőágy optimális kihasználása az áramlás irányában folyamatosan csökkenő szemcseméret-eloszlás esetén biztosítható, és ez a szemcseszerkezet a szűrőágy mosást követő vízzel végzett fluidizálásával visszaállítható. E felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan berendezés segítségével oldottuk meg, amelynek medencében, zárt vagy nyitott tartályban vagy hasonlóban elrendezett perforált szűrőlapon elhelyezhető szemcsés anyagból álló szűrőágya, a szűrendő folyadéknak a szűrőágy ellenállását meghaladó nyomással a szűrőágy alá juttatására szolgáló szerkezete, a szűrőágyon alulról felfelé átvezetett szűrt folyadék eltávolítására szolgáló szerkezete, valamint a szűrőágy vízzel és/vagy levegővel való kimosására szolgáló szerkezete van, és amelynek az a lényege, hogy a szűrőágyat alulról felfelé a szuszpendált szilárd anyag szemeloszlásának megfelelően csökkenő méretű szemcsés anyag alkotja. A berendezés üzemeltetésére szolgáló találmány szerinti eljárásnak az a lényege, hogy a tisztítandó folyadékot az áramlás irányában folyamatosan, a szuszpendált szilárd anyag szemeloszlásának megfelelően csökkenő szemcseméretű szemcsés anyagú szűrőágyon, a gravitációs erővel ellenáramban vezetjük át, a szűrőágyból a szűréssel kiválasztott szuszpendált szilárd anyagot alulról felfelé áramoltatott folyadékkal, főként vízzel és/vagy levegővel időszakonként kimossuk, és a szűrőágy szemszerkezetét a szűréssel kiválaszott anyag kimosása után oly módon állítjuk helyre, hogy a szűrőágyon alulról felfelé folyadékot, főként vizet áramoltatunk át, és ezáltal a szemcsés szűrőanyagot részlegesen fluidizáljuk. Célszerű, ha a szemcsés szűrőanyagot zárt hidraulikus körben forgatott vízzel tartjuk részlegesen fluid állapotban. Szemcsés szűrőanyagként általában kvarchomokot és/vagy kavicsot alkalmazunk, de természetesen bármilyen fajtájú, a célnak megfelelő anyag használható. A szemcsés szűrőanyag kimosását egy 2 célszerű találmányi ismérv szerint oly módon hajtjuk végre, hogy azon keresztül alulról felfelé mintegy 5—20 percen át 20—50 m/ó, a szűrőágy üres keresztmetszetére vonatkoztatott lineáris sebességgel folyadékot, főként nyers- vagy/és szűrtvizet áramoltatunk, ezzel a szűrőágyat fellazítjuk és mozgásban tartjuk, és a folyadékáram fenntartásával egyidejűleg ugyancsak alulról felfelé mintegy 5-15 percen át 30-60 m/ó, a szűrőágy üres keresztmetszetére vonatkoztatott lineáris sebességgel sűrített levegőt vezetünk át a szűrőágyon. A szemcsés szűrőanyag mosást követő részleges fluid állapotát a folyadék, főként víz mintegy 5—15 percen át 40—100 m/ó, a szűrőágy üres keresztmetszetére vonatkoztatott lineáris sebességgel történő felfelé áramoltatásával tartjuk fenn. A találmány szerinti üzemeltetési eljárás egy további foganatosítási módja értelmében a szűrendő folyadék szuszpendált szilárd anyag tartalmának tulajdonságaiban bekövetkező változása esetén a folyadékhoz a szűrés előtt és/vagy alatt olyan segédanyagot, főként elektrolitot adagolunk, amivel a szuszpendált szilárd anyag szűrhetőségét oly módon befolyásoljuk, hogy szűrőágyban ezáltal lényegében lineáris nyomásesést tartunk fenn. A szűrőágy felépítése a találmány értelmében úgy történik, hogy előbb a szűrendő folyadék szuszpendált szilárd anyag tartalmának szemcseeloszlási görbéjét önmagában ismert módon meghatározzuk, az e görbe alakját követő szűrőanyag szemcseeloszlási görbét szerkesztünk, amelynek alapján szűrőágyat építünk, annak segítségével szűrési műveletet hajtunk végre, amelynek során a szűrőágyban több helyen mérjük a szűrőellenállást, és ahol az ellenállás a lineáristól lényegesen eltér, a szemszerkezetet korrigáljuk, miáltal a szűrőágy teljes magasságában lényegében lineáris nyomásesést biztosítunk. A találmány leglényegesebb előnye, hogy a folyamatosan változó szemcseméretű szűrőanyag alkalmazásának eredményeként az iszapfelvevő kapacitás maximumát tudjuk kihasználni, amely leszorító rács alkalmazása nélkül is biztosítja az elérhető optimális szűrési sebességeket és szűrési periódust: a találmány segítségével a szűrési periódus lerövidítése nélkül a gravitációval ellenáramú homokszűrők iszapfelvevő kapacitását, ezzel a szűrési teljesítményt növelhetjük. Azzal, hogy szemszerkezet helyreállításához végzett részleges fluidizálást zárt hidraulikus körben forgatott folyadékkal végezzük, elkerüljük a nagymérvű mosófolyadék felhasználást, például vízszűrésnél a nagymennyiségű vízfelhasználást és szennyezett vízkibocsátást. A leszorító rács elhagyható, így a berendezés szerkezetileg is egyszerűbb. Ezek az előnyök a beruházási és üzemeltetési költségeket is csökkentik, energiamegtakarítást eredményeznek. Csökken a sajátvízfogyasztás is, ami mind víztakarékossági, mind környezetvédelmi szempontból előnyös. A találmányt a továbbiakban a csatolt rajz alapján ismertetjük részletesen, amely az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés egy kiviteli példáját, valamint a szűrőágy szemeloszlásának meghatározásához használt grafikonokat tartalmaznak. A rajzokon az 1. ábra a berendezés vázlatos hosszmetszete; a 2. ábra a szűrőágy szemszerkezetének általános esetben történő meghatározását magyarázó grafikont tartalmaz; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
