专利名称：污染液体净化用的过滤装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤装置，用于在清洗和处理过程中净化污染液体，特别是废水。该过滤装置由几个相互隔开的过滤元件组成，这些过滤元件组成过滤组件，并以圆形或多边形的方式且可旋转地设置在盛有过滤液体的容器内。以圆形或多边形的方式设置的过滤组件形成空腔，该空腔借助吸入口与容器相连通。
背景技术：
这种过滤装置的过滤元件由在两侧装备有过滤器的梯形过滤板组成，这些过滤器具有排出滤液用的特殊结构。过滤组件在仍然处于静态的液体中开始旋转运动时，在过滤表面上出现流阻，这个流阻在开始时阻止了被滤除的固体沉积在过滤表面上。然而，随着过滤装置继续旋转，由于过滤液体越来越多地循环，液体与过滤板之间的相对速度减小。因此，随着过滤的进行，在过滤器上形成由固体组成的覆盖层，从而降低了过滤装置的效率。
为了消除阻碍过滤的覆盖层，例如从DE 195 37 578可知，过滤器可以装备有可逆流动装置(reversible flow device)。为此，来自排出侧的经净化的液体压入过滤板，以带走过滤表面上粘附的固体层。如果清洗不彻底，可以利用相连的抽水机进一步加强可逆流动。但是，在这个清洗过程中，可逆流动装置引起了过滤器的机械磨损，因而降低了它们的使用寿命。在一些类型的过滤器中，这种可逆流动装置可能导致过滤器的破坏，因此可逆流动不能应用于所有过滤器。当固体在容器内聚集后，用于清洗过滤器的液体回流到容器内并重新进行过滤过程，这导致了过滤效率相当大程度的降低。此外，在过滤过程的各个清洗阶段之间，不连续的清洗导致了被滤出的固体的新的覆盖层的持续形成，这对过滤过程的效率产生了负面的影响。
从WO 01/80971A1已知一种清洗装置，该装置实现了一种连续且防止过滤器磨损的清洗，该清洗防止在过滤过程中形成覆盖层。以圆形或多边形的方式设置的过滤器组件形成空腔，该空腔一侧是封闭的，而另一侧借助吸入口与容器相连通。该空腔被制成与导流元件(flow element)，例如泵叶轮一起有效地运转。通过这种方式，由未经处理的液体在相邻过滤元件之间的涡流产生了持续的流阻，从而清洗过滤器并大大地防止了固体的沉积。容器内未经处理的液体用于清洗过程，因此装置中的过滤器的效果不会受到消极的影响。但是，这里的缺点在于导流元件的高能量消耗和相应的成本，因此这种过滤装置只有在高流量下才能有益地运转。此外，清洗是利用污水完成，这在某些应用情形中--换句话说，当液体受到高度污染时--不会导致最优的结果。
发明内容
因此，本发明的任务在于克服现有技术的缺点，并提供一种用于净化液体的旋转过滤装置，该装置也可以有效地用于小流量和中等流量。
该问题是利用一种用于净化污染液体的过滤装置和一种清洗具有独立权利要求的特征的过滤装置的过滤元件的方法得以解决。
根据本发明的用于净化污染液体的过滤装置由几个相互隔开的过滤元件组成，这些过滤元件形成过滤组件，并以圆形或多边形的方式且可旋转地设置在容器内。在这种情况下，过滤组件形成空腔，该空腔经由吸入口连通到盛有未经处理的液体的容器。在该空腔上或内设有清洗装置，该清洗装置利用吹洗空气清洗过滤元件。由于清洗装置设置在空腔内的中间位置上，并与旋转过滤元件协力，过滤元件的清洗可以特别有效，甚至可以在低流量的条件下经济地实施。
这种设置相当大的优点在于包括作为清洗装置的矛状件，用于引导吹洗空气进入空腔。可以明确地将吹洗空气引入到待清洗区域，从而使得非常有效的清洗成为可能。
在本发明的一种有利的设计方案中，与相互隔开的过滤元件的数量相适应，将矛状件设计成具有多个吹洗空气孔。这个特征使空气流可以明确地同时到达这些相互隔开的过滤元件的每个过滤板。
本发明的另一种有利的设计方案将矛状件设计成具有至少一个吹洗空气孔，以及将空腔设计成可在轴向上移动。在这种设计方案中，各个过滤元件可以每次一个地非常有效地进行清洗。
在本发明的一种特别有利的进一步设计方案中，取决于流量的清洗效果是通过过滤装置来控制。在这种情况下，过滤元件的清洗是在相应能量消耗尽可能少时可靠地完成。
在本发明的另一种有利的设计方案中，在过滤装置上设有附加清洗装置，以提高在高流量下的清洗效果。通过这种方式，清洗效果可以最优地适应流量，并且在能量消耗方面特别有效。
优选地，为了供应吹洗空气设有另一矛状件作为附加清洗装置。特别有利的是，如果该另一矛状件基本上设置在过滤装置的轴线的下方的中间位置上，因此吹洗空气可以明确地到达必须清洗的过滤元件。
还有利的是，空腔具有作为附加清洗装置而设置的泵轮或叶轮。该装置会使在相邻过滤元件之间的未经处理的液体开始流动，从而防止妨碍过滤的覆盖层沉积在过滤器上。
本发明的另一种有利的设计方案中，设置了用于化学清洗的附加清洗装置。定期的深度化学清洗也可以可靠地去除可能聚集在过滤器上的较小的固体沉积物。安装在出口侧的清洗液接头会有利于化学清洗。在这种设置中，清洗液与流动的正常方向相反地流回到过滤器，从而与在流入侧进行的清洗相比，降低了对清洗液的需求。
本发明的又一种设计方案的特征在于，矛状件可旋转地设置在空腔内，用于化学清洗。在这种情况下，矛状件设置在清洗液供给装置上。过滤元件的清洗是在容器已经倒空时，从流入侧在外部完成，使得特别有效的清洗成为可能。
设在过滤装置出口侧的真空泵可以产生通过过滤装置的流量，从而可以根据运转要求进行控制。
特别有利的是，如果在过滤元件上放置两根抽吸管。这实现了在整个过滤表面上的均匀流出和过滤器的均衡利用。
在根据本发明的一种用于清洗过滤装置的过滤元件的方法中，这些旋转过滤元件的清洗是在它们的运转过程中通过吹洗空气进行。在这种情况下，这些过滤元件形成空腔，并以圆形或多边形的方式相互隔开地且可旋转地设置在盛有未经处理的液体的容器内。因此，过滤元件的清洗可以连续或者不连续地完成。利用吹洗空气的连续清洗过程清洗了过滤板，而没有损坏它们，并且很大程度上阻止了固体聚集在过滤器上。吹洗空气的使用使得清洗特别有效，同时使用的能量少。
在这种情况下，特别有利的是，如果吹洗空气从中间向顶部地流过过滤元件。在这里，吹洗空气的流入例如是通过设在空腔中间位置的矛状件实现。在这种情况下，吹洗空气可以仅流经过滤元件长度(diameter)的一半，从而进一步提高了清洗过程的效率。
该方法的另一个有利的设计方案的特征在于，清洗效果取决于通过过滤装置的流量，该流量一直受到控制。因此，关于能量消耗和成本方面，过滤元件的清洗可以特别有效地完成并得到这样的结果。
在本发明的另一种有利的设计方案中，相互隔开的过滤元件是按顺序清洗——换句话说，一个接一个地清洗。吹洗空气瞄准地流入个别过滤元件，这使得强度特别大的清洗成为可能。
在该方法的另一种进一步设计方案中，在较高流量的运转过程中，可以增加另一个清洗装置，以提高至少是部分时间的清洗效果。通过只是部分使用另一个清洗装置，清洗效果可以极好地适应流量和运转要求，因此，利用每次流过可以实现在能量消耗较低时的可靠清洗。
同样有利的是，如果过滤元件利用清洗液进行间歇地化学清洗，因此可以去除可能已经粘附在过滤器上的任何较小的固体沉积物。
如果用于化学清洗的清洗液是在压力下供给的，那么清洗过程将得到加强。这确保了清洗液将会到达过滤元件的整个表面。
优选地，清洗液应当沿着与滤液流相反的方向流动。如果清洗是在容器盛满时进行，可以使用很少的清洗液。
为了进一步提高清洗过程的效率，有利的是，在化学清洗进行的同时，过滤元件旋转。结果是，清洗液在过滤表面上混合得极好。同样有利的是，在化学清洗过程中，利用吹洗空气进行清洗。在这种情况下，空气溢流从流入侧促进化学清洗过程。
在本发明的另一种有利的进一步设计方案中，为了进行化学清洗，盛有未经处理的液体首先被倒空，因此清洗液可以流过设在空腔内的矛状件。在这里，清洗液直接在流入侧上作用于已经沉积在过滤器上的固体。
本发明其他有利的设计方案是借助下面的实施例进行描述。
图1示出了根据本发明的过滤装置的侧视示意图；图2示出了具有产生流量的叶轮的过滤装置的侧视示意图；图3示出了具有可在轴向上移动的矛状件的过滤装置的示意详图，该矛状件用于吹洗空气的流入；图4示出了沿图3的A-A线的过滤装置的剖视图；图5示出了带有两根抽吸管的过滤装置的放大视图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的过滤装置的侧视图。过滤装置1可旋转地设置在盛有过滤液体的容器2内，并包括几个过滤组件3，这些过滤组件布置成圆形，因而产生空腔14。这些过滤组件3是由若干相互隔开的过滤元件4组成，这些过滤元件是由已知的过滤板(在图中未示出)组成，这些过滤板供滤液流过，并在两侧配备有过滤器。各个过滤元件4通过分隔盘(disks)5以彼此间大约4mm至6mm的间距进行调整。过滤组件3借助杆件8和螺母9固定到支承盘6和支承法兰7上。支承盘6牢固地与主轴10连接并可旋转地支撑在轴承11内。支承法兰7具有吸入口12并在轴承13内被引导。空腔14通过吸入口12与盛有过滤液体的容器2相连。各个过滤元件4与抽吸管16连接，这些抽吸管与安装在支承盘6上的槽型轨连接并通向在端面上的管道18。与过滤组件3的数量相适应，管道18沿着支承盘6的端面呈星形地延伸，并安装到主轴10上。管道18通过连接通道19连接到滑动环20上，该滑动环设在主轴10上。与滑动环20连接有另一管道21，该管道通向真空泵22。过滤装置1是由装配有链传动装置23的马达24驱动。
在运转过程中，当发生旋转运动时，过滤装置1利用真空泵22从容器2中抽吸滤液，接着滤液流入过滤元件4的过滤器中，然后经由抽吸管16、槽型轨17、管道18、连接通道19、滑动环20及管道21排出。流过过滤装置1的液体可以利用真空泵22来控制。
为了清洗在空腔14内的过滤元件4，设有矛状件26，吹洗空气通过该矛状件施加在旋转过滤元件4上。清洗过程是通过中央供给的吹洗空气防磨地进行，由此，矛状件26允许吹洗空气到达过滤元件4。吹洗空气从底部到顶部流过每个呈圆形布置的过滤器，因此相邻的过滤元件4的清洗由于旋转而按顺序进行。在本实施例中，矛状件26具有许多用于吹洗空气的孔27，因此若干相互隔开的过滤元件4的清洗可以同时进行。矛状件26也可以只具有一个孔27，如图3所示。
用吹洗空气的清洗，特别是在连续彻底的清洗的情况下很大程度上阻止了妨碍过滤的覆盖层的聚集；与其他已知的过滤装置相比，能量消耗还是低，因此过滤装置1甚至在低流量的条件下也可以非常有效。如果取决于流量的清洗效果是由过滤装置1控制，那么效果将进一步得到提高。相比而言，这种可控制的清洗装置的制造费用低。
在本实施例中，在过滤装置1轴线的下方的中间位置设有另一个矛状件28，用于高流量运转。该矛状件根据运转需要只在部分时间打开，以促进矛状件26的清洗效果。由于设置在过滤装置的下方以及因此而导致的较大堰塞，矛状件28的能量消耗比矛状件26稍微高一些。该另一个矛状件2原文误，应为28的有目的地间歇打开可以最优地调整所有运行状态的清洗效果和能量消耗。
根据图2，在另一种实施方式中，在高流量的情况下，附加的清洗是利用液体流来完成。为实现此目的，支承法兰7的吸入口12内设有叶轮30，该叶轮是由单独的马达31驱动。在该实施例中，空腔14在其中一侧由支承盘6封闭。叶轮30在过滤液体中在相互隔开的过滤元件4之间产生规定的流动，因此通过过滤抽吸而被推动的固体不会保持粘附在过滤器上，并持续地通过液体流动而被带走。在本实施例中，流动是由轴流叶轮30产生，但也可以采用其他产生流动的部件。如这里所示，叶轮30优选地浸入容器2内。但是，特别是在容器设备中，产生流动的部件也可以设置在容器2的外面，并通过管道与吸入口12和容器2连接。
为了从过滤表面去除固体沉积物，过滤元件4的化学清洗是定期进行的。为此，在出口侧在真空泵22之前设有用于过滤液体的接头32。清洗液沿着与滤液借助泵33的流动相反的方向被泵33送到过滤元件4。化学清洗是发生在容器盛满时，以保护易损的过滤表面或薄膜免受过大的压力负载。清洗液从出口侧通过过滤元件4的孔进入，并溶解粘附在过滤元件上的固体沉积物。在这种情况下，旋转过滤元件4对于混合清洗液具有显著的贡献。吹洗空气通过矛状件26从流入侧引入，这进一步提高了清洗液的清洗效果。然而，如果根据本发明的过滤装置1用在滤液腔室中，同样可以倒空容器2以进行化学清洗，从而使得可以从流入侧特别有效地清洗过滤元件4。例如，清洗液可以通过矛状件26供应。为此，矛状件26可旋转地设置在空腔14内。为了供应清洗液，矛状件26的孔27的方向向下。
图3示出了过滤装置1的详细示意图，该过滤装置具有可在轴向上移动的矛状件26，用于供应吹洗空气。在这种情况下，矛状件26只具有一个用于吹洗空气的孔27。相互隔开的过滤元件4一个接一个地单独清洗，为此，矛状件26总是以过滤元件4的间距在轴向上移动。这使得可以对各个过滤元件4进行非常彻底的清洗。
过滤装置由各个呈圆形布置的过滤元件4或过滤组件3组成的设计方案可以从图4的剖视图看出。在由过滤元件4形成的空腔14的内部设有矛状件26作为清洗装置，用于供应吹洗气体。滤液通过过滤元件4进入并经由抽吸管16和槽型轨17排出。如果在一个过滤元件4上设置两根抽吸管16，那么可以实现在整个过滤表面上的特别均匀的流出，如图5所示。
本发明不局限于所描述的实施例。本发明也包括在权利要求范围内的其他改动或结合。
权利要求
1.一种过滤装置，用于净化污染液体，特别是废水，该过滤装置由几个相互隔开的过滤元件(4)组成，这些过滤元件形成过滤组件(3)，并以圆形或多边形的方式且可旋转地设置在盛有未经处理的液体的容器(2)内，从而所述以圆形或多边形的方式设置的过滤组件(3)形成空腔(14)，该空腔借助吸入口(12)与容器(2)相连通，其特征在于，在所述空腔(14)上或内设有清洗装置，该清洗装置借助吹洗空气清洗过滤元件(4)。
2.如权利要求所述的过滤装置，其特征在于，在所述空腔(14)设有矛状件(26)作为清洗装置，用于供应吹洗空气。
3.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，与相互隔开的过滤元件(4)的数量相适应，所述矛状件(26)具有多个用于吹洗空气的孔(27)。
4.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，所述矛状件(26)具有至少一个用于吹洗空气的孔(27)，且矛状件能够在所述空腔(14)内在轴向上移动。
5.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，取决于流量的清洗效果能够由过滤装置(1)控制。
6.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，在过滤装置(1)内设有附加清洗装置，用于提高在高流量下的清洗效果。
7.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，在过滤装置(1)轴线下方的基本上中间位置上设有另一个用于供应吹洗空气的矛状件(28)，作为附加清洗装置。
8.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，在所述空腔(14)内设有泵轮或叶轮(30)作为附加清洗装置，用于在过滤元件(4)之间产生流动。
9.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，在过滤装置(1)中设有附加清洗装置，用于化学清洗。
10.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，为了化学清洗目的，在出口侧设有用于清洗液的接头(32)。
11.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，为了化学清洗目的，所述矛状件(26)可旋转地设置在所述空腔(14)内；以及所述矛状件(26)具有供应清洗液的装置。
12.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，在过滤装置(1)的出口侧设有真空泵(22)，因此过滤装置(1)能够产生并控制流动。
13.如前述任一项权利要求所述的过滤装置，其特征在于，在所述过滤元件(4)上设有两根抽吸管(16)，以实现在过滤表面上的均匀流出。
14.一种方法，用于清洗附属于过滤装置(1)的过滤元件(4)，其中，这些相互隔开的过滤元件(4)以圆形或多边形的方式且可旋转地设置在盛有未经处理的液体的容器(2)内，并形成空腔(14)，其特征在于，在运转过程中，吹洗空气清洗旋转的过滤元件(4)。
15.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述吹洗空气从中间到顶部地流过所述过滤元件(4)。
16.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，该取决于流量的清洗效果是由过滤装置(1)控制。
17.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述相互隔开的过滤元件(4)是按顺序进行清洗。
18.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在高流量的运转过程中，启动另一个清洗装置至少部分时间以提高清洗效果。
19.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，利用清洗液，间歇地对所述过滤元件(4)进行化学清洗。
20.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，为化学清洗目的，在压力下供给清洗液。
21.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述用于化学清洗的清洗液是在出口侧沿着与滤液流动相反的方向供应。
22.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述过滤元件(4)在化学清洗过程中旋转。
23.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在化学清洗过程中发生通过吹洗空气的清洗。
24.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述盛有未经处理的液体的容器(2)为了化学清洗而被倒空，以及清洗液是通过设在所述空腔(14)内的矛状件(26)进行供应。
全文摘要
本发明涉及一种过滤装置(1)，其用于净化污染液体，特别是废水，所述装置包括数个相互隔开的过滤元件(4)，这些过滤元件形成过滤组件(3)，并以圆形或多边形的方式且可旋转地设置在盛有未经处理的液体的容器(2)内。所述以圆形或多边形的方式设置的过滤组件(3)形成空腔(14)，该空腔借助吸入口(12)与容器(2)相连通。在空腔(14)上或内设有清洗装置，该清洗装置借助吹洗空气清洗过滤元件(4)。本发明还涉及一种用于清洗附属于过滤装置(1)的过滤元件(4)的方法。根据所述方法，在该过滤装置的操作过程中，借助于吹洗空气清洗旋转过滤元件(4)。为此，过滤元件(4)以圆形或多边形的方式且可旋转地设置在盛有未经处理的液体的容器(2)内，并形成空腔(14)。
文档编号B01D33/68GK101072616SQ200580041618
公开日2007年11月14日 申请日期2005年11月16日 优先权日2004年12月3日
发明者托尔斯腾·哈克纳 申请人:汉斯休伯机械制造股份公司