PROCESS FOR THE ELIMINATION OF SOLIDS FROM A LIQUID

Abstract: 1. A method of regenerating a filter bed which consists of polyurethane particles and which serves to remove solids from a liquid containing solids in suspension, in which, after the filter bed has been at least partially loaded with separated solids, a regenerating liquid is introduced into the filter container, the regenerating liquid and the polyurethane particles are at least temporarily mechanically stirred together to an extent such that the separated solids are separated from the polyurethane particles and transferred to the regenerating liquid with the formation of a regenerating liquid which is enriched with solids, and in which a regenerating liquid enriched with solids is subsequently withdrawn from the filter container, characterised in that from one to five the bed volume of the regenerating liquid is introduced into the filter container ; a gas for stirring together the regenerating liquid and the polyurethane particles is blown through the regenerating liquid, in an amount of 0.15 to 1.5 of the cross-sectional area of the filter bed ; to form the filter bed, polyurethane particles consisting of open-pore polyurethane foam with 4 to 40 cells/cm and a permeability to air of 24 to 76 m**3 air/min m**2, are used ; and that the withdrawal of the regenerating liquid enriched with solids from the filter container is carried out in an amount of 4 to 16 of the cross-sectional area of the filter bed.

Description: Verfahren zum Beseitigen von Feststoffen aus einer Flüssigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beseitigen von Feststoffen aus einer suspendierte Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit durch ein in einem Filtrierbehälter befindliches Filterbett mit Polyurethanteilchen zwecks Abscheidung der Feststoffe auf den Polyurethanteiichen und Bildung einer an Feststoffen verarmten Flüssigkeit geleitet wird, und dass, nachdem das Filterbett mit abgeschiedenen Feststoffen mindestens teilweise beladen ist, die abgeschiedenen Feststoffe durch Regenerieren von dem Filterbett entfernt werden. Auf dem Gebiet der Flüssigkeits- und Abwasserbehandlung stellt die Filtration seit langem eines der Hauptverfahren zur Beseitigung von Schwebstoffen aus Flüssigkeitsströmen dar. Insbesondere bei der Abwasserbehandlung ist das Vorhandensein von Schwebstoffen häufig ein grösseres Problem. Die Filtration wurde in grossem Umfang eingesetzt, um die Schwebstoffkonzentration in Flüssigkeitsströmen, beispielsweise kommunalem Abwasser und zur Wiederverwendung bestimmten Abwasser, zu vermindern und/oder zu beseitigen. Bei derartigen Anwendungen wurden mit fallender und steigender Strö mung arbeitende Sandfilter und Zweimedien oder Mischmedienfilter in erheblichem Umfang benutzt. Sie erwiesen sich im allgemeinen als kosteneffektiv und wirkungsvoll im Einsatz. Dessen ungeachtet haben praktische Erfahrungen gezeigt, dass Sand-und Mischmedienfilter zwar in der Regel Schwebstoffe wirkungsvoll beseitigen, dass dies aber nur unter begrenzten Feststoffbeladungsbedingungen gilt. In der Regel muss die Feststoffkonzentration des in das Filter eintretenden Flüssigkeitsstromes unter etwa 100 bis 200 mg/i liegen. Bei Schwebstoffkonzentrationswerten oberhalb dieses Grenzwertes neigt das Filterbett zu Verstopfungen; an dem Filterbett tritt ein hoher Druckabfall auf. In den letzten Jahren wurden die Filtriervorgänge bei den vorstehend genannten Anwendungen durch die Benutzung von Polyurethan als Filtrationsmedium etwas verbessert. Im allgemeinen wird Polyurethanschaum in kleine Stücke geschnitten und in einen Aufnahmebehälter zur Bildung des Filterbettes eingebracht. Abwasser oder eine andere Schwebstoffe enthal wende Flüssigkeit wird dann durch das Bett hindurchgeführt, wobei Schwebstoffe auf den Polyurethanteilchen abgesetzt werden. Die Schwebstoffe verbleiben auf diese Weise auf den Polyurethanteilchen. Die Flüssigkeit, aus der die Schwebstoffe ausgeschieden sind, durchläuft anschliessend das Bett und wird als Flüssigkeit ausgetragen, die an suspendierten festen Schmutzstoffen verarmt ist. Im allgemeinen führt der Einsatz von Polyurethanschaum als Filtrationsmedium zu zahlreichen betriebstechnischen Vorteilen gegenüber Betten, bei denen Sand oder konventionelle Mischmedien -Filtrationsstoffe vorgesehen sind. Dazu gehören höhere Feststoffaufnahmefähigkeit, niedrigere Druckabfallverluste, grössere Widerstandsfähigkeit gegenüber Verstopfung und Beseitigung von zahlreichen, löslichen, organischen Schmutzstoffen aus dem Flüssigkeitsstrom. Trotz der vielen betriebstechnischen Vorteile blieb jedoch die Regenerierung des Polyurethanschaums, der bei dem Filtrationsvorgang mit suspendierten Feststoffen beladen wurde, ein schwieriges Problem. Es wurden verschiedenartige Methoden in Betracht gezogen, um das Polyurethanschaumfilterbett zu regenerieren, das mit Schwebstoffen während des Filtriervorganges mindestens teilweise beladen wurde Dazu gehören das Rückspülen mit einem an Feststoffen verarmten Flüssigkeitsstrom, ein Verfahren, wie es allgemein bei konventionellen Sand- und Mischmedienfiltrationssystemen angewendet wird. Bei einem Polyurethanschaum-Filterbett stellt jedoch das Rückspülen ein besonders Problem infolge der geringen Dichte des Polyurethanschaum-Filtrationsmediums dar. Weil Polyurethanschaum eine wahre Dichte bis herab zu 16 bis 32 kg/m3 haben kann, ist es in normalem Betrieb in der Regel erwünscht, Schwebstoffe enthaltende Flüssigkeit durch das Bett aus Polyurethanschaumstoff nach unten gerichtet hindurchzuleiten. Ein Rückspülen eines solchen Filterbettes, bei dem ein Strom aus reiner Flüssigkeit im Gegenstrom nach oben durch das Filterbett hindurchgeführt wird, erfordert für gewöhnlich so hohe Strömungsgeschwindig- keiten durch das Bett, dass Polyurethanschaumteilchen aus dem Bett herausgewaschen werden oder dass es zu einem Aufreissen des Bettes kommt, wodurch grosse Hohlräume im Bett verbleiben, die zu Kurzschlüssen und anderen nachteiligen Verhaltensweisen während des anschliessenden Filtrationsvorganges Anlass geben. Wenn andererseits das Bett aus Polyurethanschaum in der gleichen Weise regeneriert wird, wie der normale Filtrationsvorgang abläuft, d.h., indem ein Strom an Feststoffen verarmter Flüssigkeit nach unten durch das mit Feststoffen beladene Bett hindurchgeleitet wird, ist es in der Regel schwierig, Schwebstoffe in ausreichendem Masse von den Polyurethanteilchen abzuspülen, um das Bett für die anschliessende Filtrationsstufe in befriedigender Weise zu erneuern. Ausserdem hat sich gezeigt, dass das Rückspülen allgemein nicht effektiv genug ist, um die ursprüngliche Feststoffaufnahmefähigkeit des Polyurethanschaums wieder herzustellen. Angesichts der vorstehend genannten Schwierigkeiten bei der Anwendung des konventionellen Rückspülens im Falle eines Polyurethanschaum-Filterbettes sowie mit Rücksicht auf die extrem niedrige Dichte des Polyurethanschaum-Filtrationsmediums im Vergleich zu konventionellen Medien werden verschiedene Massnahmen für eine Kompressionsregenerierung des Polyurethanschaums in dem Filterbett vorgeschlagen. Bei einer solchen Kompressionsregenerierung werden in der Regel mechanische Mittel eingesetzt, um die Teilchen aus Polyurethanschaum "auszupressen" und dadurch das darin enthaltene Wasser zusammen mit den abgeschiedenen Feststoffen aus den Polyurethanteilchen "auszuwringen". Obwohl ein solches Regenerierverfahren bei einer Filtrationseinheit im Labor oder Versuchsmassstab leicht durchführbar ist, haben die mechanische Kompliziertheit und die damit verbundene Investitionskosten für ein Auspressen der Schaumteilchen in Polyurethanfilterbetten von industriellem Massstab den Einsatz von Polyurethanschaum-Filterbetten in der Praxis erheblich beschränkt. Aus der US-PS 4 162 216 ist ein anderes mechanisches Verfahren zum Regenerieren eines Filterbettes aus diskontinuierlichen Polyurethanteilchen bekannt. Zur Erneuerung des Filterbettes werden nach diesem Patent die abgeschiedenen Feststoffe von den# Polyurethanteilchen entfernt, inden mindestens ein Bettvolumen einer Regenerationsflüssigkeit dem Filtrierbehälter zugesetzt wird und das Filterbett aus Polyurethanteilchen in einem in dem Filtrierbe hälter befindlichen Gesamtflüssigkeitsvolumen mechanisch durchgemischt wird, das die Regenerationsflüssigkeit und die in dem Filterbett beim Abschalten des Zulaufs zurück gehaltene Flüssigkeit umfasst, so dass sich eine an Feststoffen angereicherte Flüssigkeit bildet, die aus dem Filtrierbehälter abgezogen wird. Obwohl dieses Verfahren im allgemeinen in der Praxis befriedigende Ergebnisse bringt, hat es doch den Nachteil, dass ein ständiges, mechanisches Durchmischen der Gesamtflüssigkeit erforderlich ist, was sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten des Filtrationssystems erhöht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Beseitigen von abgeschiedenen suspendierten Feststoffen von Polyurethanteilchen in einem Filterbett mit Polyurethanteilchen bereitzustellen, das sich im Vergleich zu den bekannten Verfahren als wesentlich kostengünstiger erweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zum Regenerieren des Filterbettes das Ein- bis Fünffache des Bettvolumens an Regenerierflüssigkeit in den Filtrierbehälter eingeleitet wird, dass durch die Regenerierflüssigkeit ein Gas in einer solchen Menge durchgeblasen wird, dass die Regenerierflüssigkeit und die Polyurethanteilchen durcheinander bewegt werden, dass gegebenenfalls zusätzlich die Regenerierflüssigkeit und die Polyurethanteilchen mechanisch durcheinander bewegt werden, dass das Bewegen der Regenerierflüssigkeit und der Polyurethanteilchen in dem Mass durchgeführt wird, dass die abgeschiedenen Feststoffe sich von den Polyurethanteilchen lösen und in die Regenerierflüssigkeit unter Bildung einer an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit übergehen, und dass die an Feststoffen angereicherte Regenerierflüssigkeit aus dem Filtrierbehälter abgezogen wird. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gas in einer Menge von 0,15 bis 1,5 m3 pro Minute m2 Querschnittsfläche des Filterbettes, vorzugsweise von 0,3 bis 0,6 m3/min m2 Querschnittsfläche des Filterbettes durch dieses durchgeblasen wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das mechanische Bewegen der Regenerierflüssigkeit unmittelbar vor Abziehen der an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit aus dem Filtrierbehälter beendet. Bevorzugt werden weiterhin nacheinander mehrere Regenerationszyklen, vorzugsweise zwei bis vier aufeinanderfolgende Regenerationszyklen, durchgeführt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens wird beim letzten Regenerationszyklus nur so viel von der an Feststof- fen angereicherten Regenerierflüssigkeit abgezogen, dass nicht mehr als ein Bettvolumen an mit Feststoffen angereicherter Regenerierflüssigkeit in dem Filtrierbehälter verbleibt, und dass die Polyurethanteilchen mit ein bis fünf Bettvolumen, vorzugsweise ein bis zwei Bettvolumen, an suspendierte Feststoffe enthaltender, zulaufender Flüssigkeit vor Wiederbeginn des Filtrationsvorganges gespült werden. Unter Bettvolumen" wird eine Volumeneinheit an Flüssigkeit verstanden, die gleich dem Volumen des Filterbettes ist. In der Praxis kann die Regenerierflüssigkeit teilweise aus der in dem Filterbett beim Abschalten des Zulaufes zurückgehaltenen Flüssigkeit bestehen. Der Begriff "in dem Filterbett zurückgehaltene Flüssigkeit" bezieht sich auf die Flüssigkeit, die sich zwischen dem Polyurethanteilchen befindet, sowie auf die Flüssigkeit, die in den Poren der Polyurethanteilchen im Filterbett zurückgehalten wird, nachdem der Flüssigkeitsstrom durch das Filterbett hindurch abgeschaltet ist. Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Aus führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Filtra tionssystems mit einem Filterbett mit Poly urethanteilchen und Figur 2 eine schematische Darstellung eines anderen Filtrationssystemes, bei dem die Regenerie rung der Polyurethanteilchen in einem ge sonderten Regenerierbehälter durchgeführt wird. Entsprechend Figur 1 tritt Flüssigkeit, die suspendierte Feststoffe (Schwebstoffe) enthält, in das Behandlungssystem über eine Leitung 100 ein, in der ein Regelventil 115 liegt, das während der anfänglichen Betriebsphase offen ist. Diese Flüssigkeit kann von einer Vielzahl von Quellen stammen. Sie kann beispielsweise von einer biologischen Behandlungsanlage kommen und 40 bis 60 ppm Schwebstoffe aufweisen; es kann sich aber auch um Flusswasser handeln, das einer kommunalen Wasseraufbereitungsanlage zugeführt wird. In anderen Fällen kann die Flüssigkeit Rohwasser sein, das für Kessel oder eine interne Anwendung in einer industriellen Anlage bestimmt ist. Es kann ferner ein Flüssigkeitsstrom von einem Algenteich (Oxidationsgraben) sein, der behandelt wird, um zu vermeiden, dass Flocken aus Nadelalgen den Vorfluter erreichen. Von der Leitung 100 gelangt die Flüssigkeit in einen Filtrierbehälter 102. Sie wird in das obere Ende dieses Behälters über einen Sprühverteiler oder eine andere Abgabevorrichtung 101 eingebracht. Der Filtrierbehälter 102 kann zweckmässig aus C-Stahl oder einem anderen Baumaterial aufgebaut sein und ist teilweise mit einem Filterbett mit Polyurethanteilchen 103 gefüllt. Der Filtrierbehälter hat ein oberes Einlassende und ein unteres Auslassende. Das Filterbett aus Polyurethanteilchen wird innerhalb des Behälters von einer Unterlage 104 abgestützt, bei der es sich zweckmässig um ein Gitter oder Sieb aus feinem Maschenmaterial oder dergleichen handeln kann. Auf diese Weise wird am unteren Ende des Behälters 102 ein Füllraum 105 gebildet, in dem die Flüssigkeit gesammelt wird, die durch das Filterbett hindurchgelaufen ist. Die Schwebstoffe enthaltende Flüssigkeit wird durch das in dem Filtrierbehälter befindliche Filterbett von dem oberen Einlassende zum unteren Auslassende hindurchgeführt, um die Feststoffe aus der Flüssigkeit auf den Polyurethanteilchen abzulagern und damit die Feststoffe mittels des Filterbettes wirkungsvoll zu beseitigen. Auf diese Weise wird eine an Feststoffen verarmte Flüssigkeit gebildet, die sich in dem unteren Füllraum 105 sammelt und die aus dem Filtrierbehälter über eine Leitung 106 abgezogen wird, in der ein offenes Regelventil 116 angeordnet ist. Von der Leitung 106 gelangt die an Feststoffen verarmte Flüssigkeit zum Vorfluter und/oder zu anderen Behandlungs- oder Endverbrauchsstellen. Der oben beschriebene, Schwebstoffe enthaltende Flüssigkeitsstrom wird aufrechterhalten, bis das Filterbett mit abgeschiedenen Feststoffen mindestens teilweise beladen ist. Daraufhin wird der Flüssigkeitsstrom durch das Filterbett hindurch abgeschaltet. Das Filterbett ist für eine Erneuerung bereit. Um die Feststoffsammel- und -beseitigungsleistung des Filterbettes bei dem oben beschriebenen System zu verbessern, kann es in manchen Fällen zweckmässig sein, ein Koagulierungsmittel, beispielsweise ein organisches Polymerkoagulierungsmittel, Natriumsilikat oder Alaun, zu der Flüssigkeit zuzugeben, die in das Filterbett eingeleitet wird. Solche Koagulierungsmittel sind bei einigen Anwendungen erwünscht, um die Flockenbildung der Schwebstoffe in der behandelten Flüssigkeit zu verstärken und die Trübung der Flüssigkeit zu vermindern, die das Filterbett-Behandlungssystem verlässt. Die bei dem vorliegenden Filterbett vorgesehenen Polyurethanteilchen können aus einem beliebigem zweckentsprechenden Schaumstoff bestehen, der das erforderliche Feststoff Beladevermögen für die vorgesehene Dauer der Filtrationsphase hat. Das diskontinuierliche Polyurethan der Teilchen des Filterbettes kann in Form von geshreddeten Teilchen ungleichförmiger Grösse vorliegen. Die Polyurethanteilchen des Filterbettes können auch eine kubische Form haben, wie sie beispielsweise erhalten wird, wenn ein Körper aus Polyurethanschaum in kleine Partikel zerschnitten wird, beispielsweise Kuben mit Seitenlängen von 6 mm bis 26 mm. Geeigneter Polyurethanschaumstoff, der in der Praxis mit Erfolg eingesetzt wurde, ist z.B. Ester-oder Ather-ver- netzter Polyurethanschaum mit einer Zelldichte zwischen 4 und 40 Zellen/cm, vorzugsweise 12 bis 24 Zellen/cm. Offenporige vernetzte oder nichtvernetzte Polyurethanschaumstoffe, die sich zur Bildung der Polyurethanteilchen der Filterbetten eignen, solltm eine Porosität von 24 bis 76 m3 Luft/min m2, vorzugsweise von 30 bis 52 m3 L/min m2 besitzen. Der hier verwendete Wert der Porosität des Polyurethanschaums basiert auf der Fliessgeschwindigkeit von Luft bei 230C und 50% Luftfeuchtigkeit. Durchströmt Luft ein Polyurethanschaumstück von 12,7 mm Höhe und einer Querschnittsfläche von 127 mm x 127 mm (senkrecht zur Strömungsrichtung der Luft) bei einem Einlassdruck von 1 bar, so entsteht ein Druckunterschied von 2,5 x 10 4 bar zwischen dem Aufwärts strom und dem Abwärts strom der Luft über dem Polyurethanschaurnstück. Der numerische Wert der Porosität wird als der Wert der oben bestimmten Fliessgeschwindigkeit in m3/min m2 Querschnittsfläche des Filterbettes bestimmt. DiewahreDichte der Polyurethanteilchen in dem Filterbett sollte vorzugsweise grösser als etwa 21 kg/m3 sein, um für ein Bett ausreichender Festigkeit zu sorgen. Die Polyurethanteilchen im Filterbett haben vorzugsweise ein Feststoffbeladungsvermögen von mindestens 8 kg Schwebstoffen/m3 Polyurethanteilchen, um für eine zweckentsprechende hohe Kapazität an Feststoffbeladung während der Filtrationsphase zu sorgen. Beispielsweise kann ein geeigneter Polyurethanschaumstoff für das vorliegende Verfahren in geshreddeter Form vorliegen, wobei die Teilchengrösse bei 25 bis 51 mm liegt, 12 Zellen/cm vorgesehen sind, die Teilchendicke in der Grössenordnung von 0,6 mm liegt, die wahre Dichte (gemessen ohne Hohlräume) bei etwa 28 kg pro m3 liegt und die Zugfestigkeit 16,2 N/cm2 beträgt. Während des Filtriervorganges wird die volumetrische Strömungsgeschwindigkeit der Schwebstoffe enthaltenen ?lüssigkeit durch das Filterbett zweckmässig zwischen 0,4 bis 4,1 1/min dm2 Querschnittsfläche des Filterbettes gehalten, um für einen ausreichenden Kontakt der Flüssigkeit mit dem Polyurethanteilchen im Filterbett zu sorgen, ohne dass es zu Kurzschlüssen oder anderen abnormalen Strömungsphänomenen kommt. Nachdem das Filterbett mit abgesetzten Feststoffen mindestens teilweise beladen ist, wird der Flüssigkeitsstrom durch das Filterbett hindurch abgeschaltet, indem die Ventile 115 und 116 in den Leitungen 100 bzw. 106 geschlossen werden. Anschliessend werden abgesetzte Feststoffe von den Polyurethanteilchen im Filterbett entfernt, wodurch das Filterbett für eine Feststoffbeseitigung aus der suspendierte Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit erneuert wird. Nach dem Abschalten des das Filterbett durchlaufenden Flüssigkeitsstromes verbleibt zurückgehaltene Flüssigkeit in dem Filterbett. Diese zurückgehaltene Flüssigkeit kann aus einem grösseren Teil eines Bettvolumens an Flüssigkeit bestehen. Dies ist auf die hohe Porosität des Filterbettes aus Polyurethanteilchen zurückzuführen. Beispielsweise kann die Porosität des Filterbettes aus Polyurethanteilchen in der Grössenordnung von 80 % liegen#, so dass der Filtrierbehälter beim Abschalten des Flüssigkeitsstromes durch das Filterbett0,80Bettvolumen an zurückgehaltener Flüssigkeit als Lückenvolumenflüssigkeit zwischen den Polyurethanteilchen und als Flüssigkeit in den Poren der Polyurethanteilchen des Filterbettes enthält. Bei manchen Anwendungsfällen kann es wünschenswert sein, aus dem Filterbett die gesamte Flüssigkeit abzuziehen. Dies kann beispielsweise auf die Weise erfolgen, dass Ventil 116 eine ausreichende Verzögerungszeit nach Schliessen von Ventil 115 schliesst, damit die Flüssigkeit in dem Filterbett vollständig über Leitung 106 abgezogen werden kann. Zum Regenerieren der Filterbett-Polyurethanteilchen werden über eine Leitung 113 mit geöffnetem Ventil 114 ein bis fünf Bettvolumen an Regenerierflüssigkeit auf das Filterbett, das die mindestens teilweise mit abgeschiedenen Feststoffen beladenen Polyurethanteilchen enthält, aufgegeben. Die durch Leitung 113 eintretende Regenerierflüssigkeit kann von einer fremden Quelle einer "sauberen" Flüssigkeit kommen. Alternativ kann es sich bei der Regenerierflüssigkeit um eine an Feststoffen verarmte, aus dem Filterbett rückgeführte Flüssigkeit handeln, die während des Filtrationsvorganges gesammelt worden ist. Bei derartigen Quellen der Regenerierflüssigkeit ist es von Vorteil, wenn die Regenerierflüssigkeit weniger als 150 mg suspendierte Feststoffe/l enthält. Die Regenerierflüssigkeit kann auch aus zulaufender Flüssigkeit bestehen, die in den Filtrierbehälter über die Leitung 100 eingespeist wird. In diesem Fall kann Leitung 113 mit Ventil 114 entfallen. In dem System gemäss Figur 1 werden erfindungsgemäss ein bis fünf Bettvolumen an Regenerierflüssigkeit über Einlassleitung 113 und Leitung 122 in den Filtrierbehälter 102 eingespeist und anschliessend Ventil 114 geschlossen. Das Umschalten der verschiedenen Ventile kann mit Hilfe einer bekannten Taktzeitsteuerung erfolgen. Nachdem die Regenerierflüssigkeit in den Filtrierbehälter 102 eingebracht ist, werden alle Ventile geschlossen. Dann wird Ventil 118 in der Gaszuführungsleitung 117 geöffnet und Gas gelangt über Leitung 117 zum Verteiler 119, der in dem Füllraum 105 des Filtrierbehälters 102 angeordnet ist. Von dort wird durch die Regenerierflüssigkeit das Gas in einer solchen Menge geblasen, dass die Regenerierflüssigkeit und die Polyurethanteilchen durcheinander bewegt werden und die abgeschiedenen Feststoffe sich von den Polyurethanteilchen lösen und in die Regenerierflüssigkeit unter Bildung einer an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit übergehen. Das über Leitung 117 zugeführte Durchblasegas ist zweckmässig Luft. Ein Entlüftungsventil 51 ist in einer Entlüftungsleitung 50 am oberen Ende des Filtrierbehälters 102 angebracht. Uber das Entlüftungsventil 51 kann ein im Filtrierbehälter infolge des Durchblasens mit Luft auftretender Überdruck vermindert werden. Nach einer bevorzugten Verfahrensweise wird das Gas 0,5 bis 5 Minuten lang in einer Menge von 0,15 bis 1,5 m3/min m2 Querschnittsfläche des Filterbettes durch die Polyurethanteilchen enthaltende Regenerierflüssigkeit durchgeblasen. Für den Fall, dass Wasser mit wenig Feststoffen, z.B. 200 mg/i, filtriert werden soll, ist es zweckmässig, während des Regeneriervorganges das Gas 1 bis 2 Minuten lang in einer Menge von 0,3 bis 0,6 m3/min m2 Querschnittsfläche des Filterbettes durch die Regenerierflüssigkeit durchzublasen. Nach der vorliegenden Erfindung besteht auch die Möglichkeit, gegebenenfalls zusätzlich zu dem Durchblasen des Gases die Regenerierflüssigkeit und die Polyurethanteilchen mit Hilfe einer gestrichelt dargestellten Rührvorrichtung mit Flügeln 159, die über eine Welle 158 mit einem Antriebsmotor 157 verbunden sind, mechanisch durcheinander zu bewegen, so dass die abgeschiedenen Feststoffe sich von den Polyurethanteilchen lösen und in die Regenerierflüssigkeit unter Bildung einer an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit übergehen. Dabei kann das Gas die die Polyurethanteilchen enthaltende Regenerierflüssigkeit während der gesamten Dauer des mechanischen Bewegens der Regenerierflüssigkeit durchblasen. Alternativ kann das Gas auch nur während der Anfangszeit des mechanischen Bewegens durch die Regenerierflüssigkeit durchgeblasen werden, je nach Notwendigkeit und Wunsch bei einem gegebenen Anwendungsfall. Nachdem durch das Durchblasen des Gases bewirkten und gegebenenfalls zusätzlichen mechanischen Bewegens der Regenerierflüssigkeit und der Polyurethanteilchen während der hierfür erforderlichen Zeit, wird das mechanischen Bewegen der Regenerierflüssigkeit mit dem Polyurethanteilchen beendet, in dem die mechanische Rührvorrichtung deaktiviert wird, und unmittelbar danach wirdVentil 121 in Leitung 120 geöffnet und die mit Feststoffen angereicherte Regenerierflüssigkeit über Leitung 122 und Auslassleitung 120 aus den Filtrierbehälter 102 abgezogen. Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die mit Feststoffen angereicherte Flüssigkeit aus dem Filterbett in einer Menge von 4 bis 16 1./min dm2 Querschnittsfläche des Filterbettes, vorzugsweise in einer Menge von 8 bis 12 1/min dm2 Querschnittsfläche des Filterbettes, abzuziehen. Die mit Feststoffen angereicherte Regenerierflüssigkeit, die über Leitung 120 als Abwasserablauf abgezogen wird, kann anschliessend weiteren Behandlungsstufen, wie einer Entwässerung, zugeführt werden. Nach dem Abziehen der Regenerierflüssigkeit aus dem Filtrier behälter werden die Ventile 121 und 118 geschlossen. Bei einigen Anwendungen wird das Filterbett mit dem Polyurethanteilchen mit Hilfe der vorerwähnten Regenerationsschritte in solchem Masse gereinigt, dass anschliessend der normale Filtrationsvorgang wieder beginnen kann; bei anderen Anwendungen kann es dagegen wünschenswert sein, die vorerwähnten Regenerationsschritte nacheinander als aufeinanderfolgende Regenerationszyklen zu wiederholen. Normalerweise müssen nicht mehr als zwei bis vier Regenerationszyklen durchgeführt werden. Wenn mehrere Regenerationszyklen durchgeführt werden, ist es von Vorteil, wenn beim letzten Regenerationszyklus nur soviel von der an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit abgezogen wird, dass nicht mehr als ein Bettvolumen an mit Feststoffen angereicherter Flüssigkeit in dem Filtrierbehälter verbleibt, und die Polyurethanteilchen mit ein bis fünf Bettvolumen, vorzugsweise mit ein bis zwei Bettvolumen, an suspendierte Feststoffe enthaltender, zulaufender Flüssigkeit vor Wiederbeginn des Filtrationsvorganges gespült werden. Für die Spülphase wird Ventil 115 geöffnet und suspendierte Feststoffe enthaltende, zulaufende Flüssigkeit durch das Filterbett geleitet, und entweder über Leitung 106 (bei geöffnetem Ventil 116) geführt und unmittelbar in die Einlassleitung 100 zurückgeführt. Alternativ kann die zum Spülen verwendete zulaufende Flüssigkeit auch über die Abwasserableitung 120 (bei geöffnetem Ventil 121) geführt werden. Die Spülphase wird bevorzugt durchgeführt, um restliche suspendierte Feststoffe aus den Zwischenräumen (Poren) der Polyurethanteilchen im Fiterbett zu entfernen und das Filterbett für den nachfolgenden Filtrationsvorgang vollständig zu reinigen. Nach der Spülphase werden Ventile 116 und 115 geöffnet, während alle anderen Ventile geschlossen sind, und ein neuer Filtrationsvorgang beginnt, inden die Feststoffe enthaltene zulaufende Flüssigkeit durch das Bett geleitet und die an Feststoffen verarmte Flüssigkeit über Leitung 106 abgezogen wird. Im Gegensatz zu Figur 1, in der ein Filterbett mit Polyurethanteilchen dargestellt ist, das während der Regenerierung in dem Filtrierbehälter zurückbehalten wird, zeigt Figur 2 ein System, bei dem die Filterbett-Polyurethanteilchen aus dem Filtrierbehälter entfernt und in einen Regenerierbehälter befördert werden, in dem sie vor ihrer Rückführung in den Filtrierbehälter regeneriert werden. In dem System gemäss Figur 2 ist das Filterbett mit Polyurethanteilchen 203 in einem langgestreckten, vertikalen Filtrierbehälter 202 mit konstanter uerschnittsfläche angeordnet. Anfangs sind alle Ventile des Behandlungssystems geschlossen, mit Ausnahme von Ventil 215 in einer Einlassleitung 200 und Ventil 247 in einer Auslassleitung 248. Über Leitung 200 läuft eine Feststoffe enthaltende Flüssigkeit zu und tritt über einen Sprühverteiler 201 in den Filtrierbe hälter 202 ein, um das Filterbett mit Polyurethanteilchen 203 von oben nach unten zu durchströmen. Dabei bildet sich eine an Feststoffe verarmte Flüssigkeit, die über eine Unterlage 204 in den Füllraum 205 des Filtrierbehälters fliesst, um von dort über Leitung 248 abgezogen zu werden. Diese Verfahrensweise wird wiederholt, bis das Filterbett mindestens teilweise mit abgeschiedenen Feststoffen beladen ist, woraufhin die Ventile 215 und 247 geschlossen werden. Zum Regenerieren der Filterbett-Polyurethanteilchen wird eine Pumpe 241 aktiviert und die Polyurethanteilchen des Filterbettes gelangen über Leitung 240 aus dem Filtrierbehälter 202 in einen Regenerierbehälter 250. In dem Regenerierbehälter 250 werden die Polyurethanteilchen auf eine Unterlage 251 aufgebracht. Nachdem alle Polyurethanteilchen aus dem Filtrierbehälter 202 in den Regenerierbehälter 250 befördert worden sind, wird die Pumpe 241 deaktiviert. Anschliessend wird Ventil 214 in Leitung 213 geöffnet und ein bis fünf Bettvolumen an Regenerierflüssigkeit werden über Leitung 213 und Leitung 222 in den Regenerierbehälter eingeführt; dann wird Ventil 214 geschlossen. Als nächstes wird Ventil 218 in einer Gaszuführungsleitung 217 geöffnet und Gas, z.B. Luft, in einer Menge von 0,15 bis 1,5 m3 /min m2 Querschnittsfläche über Leitung 217 einem Verteiler 219, der unterhalb der Unterlage 251 angeordnet ist, zugeführt. Auf diese Weise wird das Gas durch die Regenerierflüssigkeit mit dem Polyurethanteilchen in solchen Masse durchgeblasen, dass die Regenerierflüssigkeit und die Polyurethanteilchen durcheinander bewegt werden und sich die abgeschiedenen Feststoffe von den Polyurethanteilchen lösen und in die Regenerierflüssigkeit unter Bildung einer an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit übergehen. Ein Entlüftungsventil 150 ist in einer Entlüftungsleitung 151 am oberen Ende des Regenerierbehälters 250 angebracht. Über das Entlüftungsventil 150 kann ein im Regenerierbehälter infolge des Durchblasens mit Luft auftretender Uberdruck vermindert werden. Nachdem das Durchblasen des Gases eine bestimmte Zeit, z.B. 2 bis 3 Minuten,angedauert hat, wird Ventil 221 in einer Abwasser-Ableitung 220 geöffnet und die mit Feststoffen angereicherte Regenerierflüssigkeit wird aus dem Regenerierbehälter 250 abgezogen. Im Anschluss daran können weitere Regenerationszyklen notwendig sein. Dazu wird jeweils weder Regenerierflüssigkeit über Leitung 213 und Leitung 222 in den Regenerierbehälter geführt und Gas aus Leitung 217 durch die Regenerierflüssigkeit und die Polyurethanteilchen durchgeblasen, sowie die mit Feststoffen angereicherte Regenerierflüssigkeit abgezogen. Beim letzten Regenerationszyklus wird nur soviel von der an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit abgezogen, dass nicht mehr als ein Bettvolumen an mit Feststoffen angereicherter Regenerierflüssigkeit bei den Polyurethanteilchen in dem Behälter verbleibt. An dieser Stelle des Zyklus sind alle Ventile geschlossen. Anschliessend werden die Ventile 245 und 216 gleichzeitig geöffnet und die Polyurethanteilchen in dem Regenerierbehäl ter mit ein bis fünf Bettvolumen an suspendierte Feststoffe enthaltender, über Leitung 200 und Leitung 246 zulaufender Flüssigkeit gespült. Nachdem das erforderliche Volumen an Spülflüssigkeit über die Leitung 246 in den Regenerierbehälter 250 geführt ist, wird Ventil 245 in der Leitung 246 geschlossen. Die Spülflüssigkeit gelangt dann aus dem Regenerierbehälter 250 über Leitung 222 und Leitung 206 zurück in die Einlassleitung 200. Daraufhin wird Ventil 243 geöffnet, wodurch die nunmehr vollständig regenerierten Polyurethanteilchen infolge der Schwerkraft über Leitung 242 in den Filtrierbehälter202 gelangen. Wenn sich alle Polyurethanteilchen wieder in dem Filtrierbehälter 202 befinden, wird Ventil 243 geschlossen, sowie die Ventile 215 und 247 wieder geöffnet, und der Filtriervorgang erneut begonnen. Auch bei dieser Verfahrensweise besteht erfindungsgemäss die Möglichkeit, gegebenenfalls zusätzlich zu dem Durchblasen mit Luft die Regenerierflüssigkeit und die Polyurethanteilchen mit Hilfe einer, gestrichelt dargestellten, mechanischen Rührvorrichtung, die aus Flügeln 259, einer Welle 258 und einem Antriebsmotor 257 besteht, mechanisch durcheinander zu bewegen, so dass die abgeschiedenen Feststoffe sich von den Polyurethanteilchen lösen und in die Regenerierflüssigkeit unter Bildung einer an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit übergehen.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Beseitigen von Feststoffen aus einer suspendierte Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit durch ein in einem Filtrierbehälter befindliches Filterbett mit Polyurethanteilchen zwecks Abscheidung der Feststoffe auf den Polyurehtanteilchen und Bildung einer an Feststoffen verarmten Flüssig keit geleitet wird, und dass, nachdem das Filterbett mit abgeschiedenen Feststoffen mindestens teilweise belassen ist, die abgeschiedenen Feststoffe durch Regene rieren von dem Filterbett entfernt werden, dadurch ge kennzeichnet, dass zum Regenerieren des Filterbettes das Ein- bis Fünffache des Bettvolumens an Regenerier flüssigkeit in den Filterbehälter eingeleitet wird, dass durch die Regenerierflüssigkeit ein Gas in einer solchen Menge durchgeblasen wird, dass die Regenerier flüssigkeit und die Polyurethanteilchen durcheinander bewegt werden, dass gegebenenfalls zusätzlich die Rege nerierflüssigkeit und die Polyurethanteilchen mechanisch durcheinander bewegt werden, dass das Bewegen der Rege nerierflüssigkeit und der Polyurethanteilchen in dem Mass durchgeführt wird, dass die abgeschiedenen Feststof fe sich von den Polyurethanteilchen lösen und in die Regenerierflüssigkeit unter Bildung einer an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit übergehen, und dass die an Feststoffen angereicherte Regenerierflüssigkeit aus dem Filtrierbehälter abgezogen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in einer Menge von 0,15 bis 1,5, vorzugsweise von 0,3 bis 0,6 m3/min m2 Querschnittsfläche des Filter bettes durchgeblasen wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Bewegen der Regenerierflüssigkeit unmittelbar vor Abziehen der an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit aus dem Filtrierbehälter beendet wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass nacheinander mehrere Regenerations zyklen durchgeführt werden. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim letzten Regenerationszyklus nur soviel von der an Feststoffen angereicherten Regenerierflüssigkeit ab gezogen wird, dass nicht mehr als ein Bettvolumen an mit Feststoffen angereicherter Regenerierflüssigkeit in dem Filtrierbehälter verbleibt, und dass die Polyurethanteil chen mit ein bis fünf Bettvolumen, vorzugsweise ein bis zwei Bettvolumen an suspendierte Feststoffe enthaltender, zulaufender Flüssigkeit vor Wiederbeginn des Filtrations vorganges gespült werden. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das in die Regenerierflüssigkeit ein geblasene Gas Luft ist. 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchblasen des Gases durch die Regenerierflüssig keit 0,5 bis 5 Minuten, vorzugsweise 1 bis 2 Minuten lang durchgeführt wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass das Abziehen der an Feststoffen an gereicherten Regenerierflüssigkeit aus dem Filtrierbe hälter in einer Menge von 4 bis 16, vorzugsweise von 8 bis 12 L/min dm2 Querschnittsfläche des Filterbettes durchgeführt wird. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanteilchen zum Regene rieren aus dem Filterbehälter abgezogen und in einen Regenerierbehälter befördert werden. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyurethanteilchen offen poriger Polyurethanschaum mit einer Porosität von 24 bis 76 m3 Luft/min m2, vorzugsweise von 30 bis 52 m3 m2 verwendet wird. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyurethanteilchen diskonti nuierlicher Ester- oder #ther-vernetzter Polyurethan schaum mit vier bis 40 Zellen/cm, vorzugsweise 12 bis 24 Zellen/cm, verwendet wird. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zuzuführende Regenerierflüssig keit weniger als 150 mg suspendierte Feststoffe/l ent hält.

Inventors: HARTGROVE, EARL HENDERSON, NELSON, ROBERT FRANCIS, ROMAGNOLI, RONALD JOSEPH
Applicants: LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: B01D23
IPC codes: B01D24