Titel: | Technik des Wassers.Filter für Trink- und Nutzwasser. |
Fundstelle: | Band 310, Jahrgang 1898, S. 181 |
Download: | XML |
Technik des Wassers.Filter für Trink- und
Nutzwasser.
Mit Abbildungen.
Filter für Trink- und Nutzwasser.
Berkefeld-Filter.
Seitdem eine grosse Anzahl örtlich begrenzter Epidemien sich auf den Genuss
schlechten Trinkwassers zurückführen liess, ist die Kenntniss in immer weitere
Kreise gedrungen, dass Wasser neben unschädlichen Organismen auch häufig
krankheitserregende Keime enthält. Die Vorschrift der Aerzte, das Wasser vor dem
Genuss zu kochen, um die Keime zu tödten, findet in der Praxis wenig Anwendung, weil
gekochtes Wasser einen faden Geschmack besitzt; man gibt deswegen gut filtrirtem
Wasser den Vorzug.
Filter aus Kohle, Eisenschwamm, Asbestfasern und ähnlichen Stoffen sind nicht
feinporig genug, um alle festen Bestandtheile zurückzuhalten. Feinere Theile
gelangen in das Filtrat, gröbere setzen sich im Innern der Filtermasse fest, welche
hierdurch zu einer uncontrolirbaren Sammelstelle des Schmutzes und zu einer
Culturstätte der Bakterien wird, so dass solche Filter unter Umständen ein scheinbar
reines, dagegen ein gesundheitsschädliches Wasser geben. Wissenschaftliche
Untersuchungen lassen keinen Zweifel darüber, dass Wasser, welches seiner sonstigen
Beschaffenheit nach zum Trinken brauchbar ist, durch geeignete Filter sowohl von
allen festen Bestandtheilen als auch von allen Keimen vollständig frei gemacht
werden kann, und dass krankheitserregende Bakterien ferngehalten werden. – Im
Anschlusse an die in D. p. J. 1895 296 119 und 1898 308 * 148
erschienenen Berichte sollen hier die von der Berkefeld-Filter-Gesellschaft in Celle gebauten Filter besprochen
werden.
Der wirksame Theil des Berkefeld-Filters ist ein starkwandiger, an einem Ende
geschlossener Hohlcylinder aus gebrannter Infusorienerde. Die Filtration vollzieht
sich derart, dass die Flüssigkeit in den Hohlraum des Cylinders nur eintreten kann,
indem sie von aussen die poröse Wand durchdringt, während alle festen Stoffe sich
auf der Aussenfläche der Cylinder ablagern. Auf der unzähligen Menge mikroskopisch
kleiner Kanäle beruht die ausgezeichnete Wirksamkeit des Filters.
Selbstverständlich können Chlor, Ammoniak, Salpetersäure und andere chemisch gelöste
Substanzen durch Filtration nicht entfernt werden.
Durch ¾stündiges Kochen wird bei diesen Filtern eine vollständige Sterilisation
erzielt, wobei die Filtercylinder, mit kaltem Wasser anzusetzen sind, oder es
erfolgt Sterilisation der nassen Cylinder durch Dampf.
Die Reinigung des Filtercylinders geschieht durch Abreiben und Abwaschen, wodurch
die anfängliche Leistung wieder hergestellt wird. Sind nach längerem Gebrauch die
Poren der Oberfläche derart verklebt, dass sie durch leichtes Abreiben nicht mehr
geöffnet werden, so ist ein Wiederherrichten der Oberfläche durch kräftiges
Abbürsten erforderlich.
Das Filter kann direct an die Wasserleitung gelegt werden und gibt bei 2½ at
Leitungsdruck und bei einem Cylinder von 26 cm Länge und 5 cm Durchmesser etwa 2 l
in einer Minute; es ist als Tropf- und Saugfilter zu verwenden und in Verbindung mit
einer Saug- und Druckpumpe für jede Brunnen- und Cysternenanlage zu gebrauchen; für
technische und gewerbliche Zwecke lassen sich leicht mehrere Cylinder zu einer
grösseren Anlage vereinigen.
Textabbildung Bd. 310, S. 181
Fig. 1. Tropffilter.
Textabbildung Bd. 310, S. 181
Fig. 2. Steinzeugtropffilter.
Die einfachste Art der Anwendung der Filter als Tropffilter wird durch Fig. 1 veranschaulicht. Im Boden des oberen
Glasgefässes befindet sich eine Oeffnung, durch welche das Kopfstück des
Filtercylinders gesteckt, im Innern mittels eines Gummiringes abgedichtet und von
aussen mit einer Schraubenmutter befestigt wird. Das obere Glasgefäss wird mit der
zu filtrirenden Flüssigkeit gefüllt. Das Filtrat der ersten Stunde wird abgegossen,
da es durch das den Filtercylindern anfänglich anhaftende Bohrmehl getrübt sein
kann. Diese Apparate filtriren im Tage reichlich das von einer Familie benöthigte
Trinkwasser; ein grösseres Quantum wird durch ein Steinzeugtropffilter (Fig. 2) gereinigt, welches den Vorzug besitzt, dass in
demselben das Wasser kühl bleibt. Die drei Filtercylinder B werden durch die Oeffnungen des Einsatzes gesteckt, wobei der kleine
Gummiring innerhalb,die Schraubenmutter ausserhalb des Einsatzes liegen muss. Der Einsatz wird
mit der zu filtrirenden Flüssigkeit gefüllt, welche aus dem äusseren Sammelgefäss
A durch den Hahn filtrirt entnommen wird. Je nach
der Grösse des Apparates beträgt die stündliche Leistung etwa ½ bis 1½ l.
Textabbildung Bd. 310, S. 182
Fig. 3. Hausfilter für Wasserleitungen.
Textabbildung Bd. 310, S. 182
Fig. 4. Filtercylinder.
Fig. 3 zeigt ein Hausfilter für Wasserleitungen. Der
Cylinder ist in ein Kopfstück von Metall eingekittet, welches in ein Rohrstück mit
Gewinde ausgeht (Fig. 4). Nachdem ein Dichtungsring
übergeschoben ist, wird dieses Rohrstück durch den Deckel des emaillirten
Eisengehäuses geführt und mittels einer Mutter angezogen. Der so montirte Deckel
wird nach Einfügung einer Dichtungsscheibe durch zwei Flügelschrauben auf dem
Gehäuse befestigt. In das Gehäuse tritt das Leitungswasser durch einen mit
Absperrhahn versehenen seitlichen Stutzen ein. Der untere Hahn dient zur Entleerung
des Gehäuses und zur Entnahme unfiltrirten Wassers. Bei einem Leitungsdruck von 2½
at beträgt die stündliche Leistung 120 l.
Wie uns die ausführende Firma mittheilt, führt dieselbe ihre Filter auch in
Verbindung mit einem Wasserhahn derart, wie in D. p. J.
1898 308 149 in Fig. 3
beschrieben, und in Form von Filtertöpfen (desgl. Fig.
4) für industrielle Zwecke schon seit dem Jahre 1891 mit dauerndem Erfolg
aus. In ähnlicher Art und Weise werden von der Berkefeld-Filter-Gesellschaft Pumpenfilter angefertigt.
Für kleine Haushaltungen ohne Wasserleitung hat sich der in Fig. 5 dargestellte Apparat als zweckmässig erwiesen; derselbe ist aus
einem Filter und einer kleinen Flügelpumpe zusammengesetzt und auf einer Holzbohle
montirt.
Die grösseren Apparate werden mit einer doppelt wirkenden Pumpe ausgerüstet.
Textabbildung Bd. 310, S. 182
Fig. 5. Apparat für kleine Haushaltungen.
Die Filter für die Industrie werden in Form Filtertöpfen ausgeführt. Die Cylinder
hängen in einem Topfe an einem gemeinsamen Einsatzstück, jeder für sich abgedichtet,
zu 3 bis 39 Stück. Der Einsatz wird durch einen Schnurring abgedichtet, welchen
der mit Flügelschrauben angezogene Deckel in die Fuge presst. Das Filtrat kann nur
durch das gemeinsame Abflussrohr austreten. Auf diese Weise kann mit Druck filtrirt
und das Filtrat auf die gewünschte Höhe gedrückt werden.
Textabbildung Bd. 310, S. 182
Fig. 6. Filter mit Aufschwemmung.
Um Wasser oder andere Flüssigkeiten dauernd in grösserer Menge zu filtriren, ist es
unbequem, die Töpfe behufs Reinigung zu öffnen und jeden Cylinder abzureiben. Man
führt deshalb (Fig. 6) durch den Trichter C eine Aufschwemmung reiner Kieselerde, 8 g für jeden
Cylinder, in den Topf ein, während der Lufthahn G
geöffnet ist. Nach der Einführung schliesst man sofort C wie G und öffnet E und A, damit die fein vertheilte Kieselguhr
in gleichmässiger Schicht auf die Cylinder gerissen wird. Die bei der Filtration
abgeschiedenen Sinkstoffe lagern sich dann nicht auf den Filtercylindern selbst ab,
sondern diese Schicht wirkt filtrirend. Ist dieselbe mit festen Stoffen so dicht
bedeckt, dass die Leistung des Filters unter die verlangte Minimalgrösse sinkt, so
wird sie durch Rückspülung entfernt. Zu diesem Zweck wird nach Sperrung der
Zuleitung der Topf durch B entleert. Eine bei D angesetzte Luftpumpe drückt mit 8 bis 10
Kolbenstössen das zwischen Deckel und Einsatz befindliche Filtrat zurück, so dass es
auf der Aussenfläche der Cylinder austritt. Die Aufschwemmung nebst Schmutz wird
augenblicklich gehoben, die ganze Hülle sinkt auf den Boden des Topfes und wird
durch kurzes Oeffnen des Zulaufhahnes A fortgespült.
Die Reinigung und Aufschwemmung eines Topfes kann in 10 Minuten erledigt werden.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine
schematische Darstellung einer grösseren Anlage mit Filtertöpfen.
Das zu filtrirende Wasser kommt durch Hauptrohr a, in
welches ein sich bei 4 at öffnendes Sicherheitsventil b
und Manometer c eingeschaltet sind, tritt in die mit
Wasserschieber d versehenen Nebenrohre e und wird durch die mit Absperrhähnen armirten
Abzweigröhren f den Filterkesseln g zugeführt, aus denen es durch dieAblaufrohre h filtrirt in die Sammelrinne i fliesst, welche es dem Reservoir zuführt. Das Schmutz- und Spülwasser
wird aus der Bodenöffnung der Filter in das mit Gefälle verlegte Rohr l entleert, das sich in einen Kanal m ergiesst.
Textabbildung Bd. 310, S. 183
Anlage mit Filtertöpfen.
Textabbildung Bd. 310, S. 183
Fig. 9. Filterkessel.
Für ganz grosse Anlagen werden in der oben dargestellten Art eine grössere Anzahl von
Filtercylindern in schmiedeeisernen Kesseln mit zwei oder mehr Kammern
untergebracht. Der Filterkessel mit zwei Kammern (Fig.
9) enthält 98 Filtercylinder für constante Leistung von 4 cbm Wasser
stündlich bei 1 at Druck. Der Betrieb geschieht mit Aufschwemmung, die Reinigung
durch Rückdruck.
Dem Principe nach stellt der Filterkessel denselben Apparat vor, wie der in Fig. 6 dargestellte Filtertopf.
Ross' Speisewasserfilter.
Textabbildung Bd. 310, S. 183
Fig. 10. Ross' Speisewasserfilter.
Ein nach Angaben des American Machinist vom 20. October
1898 auf den transatlantischen und anderen Dampfern neuerdings oft im Gebrauch
anzutreffendes Filter, welches auch für stationäre Anlagen sich wohl gut eignet,
zeigt Fig. 10; dasselbe wird von der Ross Valve Company in Troy, N. Y., gebaut.
Es hat in erster Linie die Bestimmung, das bei Schiffsmaschinen in beständigem
Kreislauf immer wieder zur Speisung der Kessel benutzte Wasser von dem diesem sich
beimengenden Schmieröl zu reinigen, da dieses bekanntlich für die Kessel
verhängnissvoll werden kann.
Das Filter ist in die Speiseleitung zwischen Kessel und Speisepumpe eingebaut; die
Figur lässt die Wirkungsweise desselben leicht erkennen, da in derselben die Ventile
in der Stellung gezeichnet sind, bei welcher die Filtration regelrecht vor sich
gehen kann. Das Wasser tritt, vom Speiserohr rechts kommend, oben ein und strömt in
den sich nach unten erweiternden Raum, dessen Mitte der Länge nach durch das
eigentliche Filter ausgefüllt wird. Als filtrirendes Mittel dient sogen. türkisches
Handtuch, wie solches in den Vereinigten Staaten hergestellt wird. Das Filtergerippe
besteht aus leichten, kreisrunden Ausschnitten aus gelochtem Bronzeblech, welche
mittels, das Ganze durchziehender Bolzen zusammengehalten werden. Das Filtertuch
wird in Form eines Sackes über das Gerippe gezogen und mittels umgewundener Bänder
zwischen die einzelnen Ausschnitte gespannt. Auf diese Weise wird eine grosse
filtrirende Oberflächeerzielt, welche je nach Art des Betriebes das 250- bis 1000fache vom
Kreisumfang des zugehörigen Speiserohrs betragen kann. Das zu filtrirende Wasser
tritt in Folge dessen leicht durch das Filtertuch hindurch und in die Filterkammer
d ein, um am linken Ende, wie der Pfeil andeutet,
austretend nach dem Kessel geführt zu werden.
Das Oel oder andere aus dem Wasser sich ausscheidende Theile sammeln sich an der
äusseren Seite des Filtertuches an und bieten mit der Zeit dem Durchfluss des
Wassers einen gewissen, die Filtration fördernden Widerstand, welcher durch die
Differenz an den Angaben zweier Manometer angezeigt wird; sobald dieser Ueberdruck 2
bis 3 Pfund engl. erreicht, muss das Filter entweder ausgewaschen oder ausgewechselt
werden. Das Ventil a ist oben und unten mit Sitzflächen
ausgerüstet; wenn es heruntergeschraubt ist, so geht das Speisewasser, ohne das
Filter zu passiren, nach dem Kessel, und ist dann das Ventil b geschlossen und der Ablasshahn e geöffnet,
so kann der Deckel f abgenommen, das durch die
Benutzung verschlammte Filter herausgezogen und ein Reservefilter eingeführt werden;
diese ganze Operation lässt sich in 5 Minuten ausführen.
Textabbildung Bd. 310, S. 184
Doppelfilter für Kesselspeisewasser.
Will man die Filter reinigen, ohne sie herauszuziehen, so wird bei geschlossenem
Ventil b und geöffnetem Ablasshahn e das Ventil a gegen den
unteren Sitz ein wenig gelüftet, wodurch in Folge der um das Filter erzeugten
Strömung die Aussenseite derselben gereinigt wird. Bei geschlossenem Ventil a und geöffnetem Ventil b
lässt sich auch das Innere des Filters von Verunreinigungen befreien.
Die Filter werden für die höchsten in der heutigen Praxis angewandten Pressungen
reichlich kräftig ausgeführt und in der Fabrik einem Prüfungsdruck von 500 Pfund
engl. unterworfen.
Doppelfilter für Kesselspeisewasser.
Nach den Scientific American sollen eine grosse Anzahl
im Nachstehenden beschriebener, an die amerikanische Marine und an eine grössere
Anzahl Fabriken gelieferten Filtern zur Befreiung des Kesselspeisewassers von Oel
sich recht gut bewährt haben.
Die dem Génie civil, 1898 S. 428, entnommenen Fig. 11 und 12 zeigen ein solches
Filter. Dasselbe besteht aus zwei cylindrischen Kammern, die ein gemeinsames
Wasserzuführungs- sowie -austrittsrohr besitzen.
Die Konuse H und J,
welche die Filtermasse enthalten, sind aus gelochtem Stahlblech hergestellt und
inwendig mit 3facher Gaze ausgefüttert, um den Austritt der Filtermasse zu
verhindern.
Das durch Condensation des Dampfes aus den Maschinen gewonnene Wasser tritt
unvermittelt in die beiden Kammern durch den Krümmer A
und die Ventile C und C1 ein, geht dann durch die Oeffnungen der oberen
Konuse H, wird hier mittels Holzsägespäne gereinigt und
entweicht durch die Oeffnungen der unteren Konuse J,
durch die Ventile DD1
und den Krümmer B nach dem Kessel. Die Hahnen F und F1 dienen dazu, mittels eines direct aus dem Kessel
kommenden Warmwasserstrahls die Entleerung und Reinigung der Konuse zu bewirken.
Textabbildung Bd. 310, S. 184
Fig. 13. Filter, System Kincaid und Crockaht.
Zugleich werden auch die Hahnen E und E1 geöffnet, wodurch
die Filtermasse nach einem Reservoir hin gedrückt wird. Da der Betrieb der beiden
Kammern unabhängig von einander ist, so kann man die eine reinigen und die andere im
Betrieb erhalten.
Die Wirkungsweise dieses Systems besteht darin, dass Oel und sonstige fettige Stoffe,
welche das Wasser mit sich führt, durch die Späne zurückgehalten werden.
In gewöhnlichen Fällen soll ein derartiges, gut gefülltes Filter etwa 14 Tage lang im
Betrieb erhalten werden. Diese Zeitdauer ist jedoch vom Oelgehalte des zu
filtrirenden Condenswassers abhängig.
Ist der Apparat einmal gereinigt, so genügt es, durch die obere Oeffnung L frische, mit Wasser getränkte Holzsägespäne zu
füllen; dabei ist darauf zu achten, dass die Späne-Entleerungshähne E und E1 offen bleiben müssen, um dem Wasser freien
Durchgang zu gewähren, und um die Späne zu einer compacten Masse zu formen.
Filter, System Kincaid und Crockaht.
Dieser Apparat ist dazu bestimmt, drei für den Dampfkesselbetrieb sehr wichtige
Functionen zu verrichten; einmal soll das Speisewasser gereinigt und insbesondere
von Oel befreit werden, welches bekanntlich in Verbindung mit Schlamm s. dgl. auf
den Flammrohren und Feuerbüchsendecken Ablagerungen bewirkt, die leicht zu
Ueberhitzung der Blecle und zu Ausbauchungen der Flammrohreführen und auch die Bildung
von Corrosionen begünstigen sollen; ferner soll in demselben Apparat das
Speisewasser gleichzeitig durch den Abdampf vorgewärmt werden, wodurch der
Nutzeffect der Kesselanlage gesteigert wird, und schliesslich soll das Wasser vor
seinem Eintreten in den Kessel auch von der mitgeführten Luft befreit werden. Der
durch das Wasser mitgerissenen Luft wird zwar bei allen richtigen
Kesselconstructionen Gelegenheit gegeben, auf kürzestem Wege nach dem Dampfraum zu
gelangen, jedoch haften einzelne Luftblasen besonders dort gern an, wo die
Wassercirculation eine weniger lebhafte ist, und rufen dort Corrosionen hervor.
Der Apparat besteht, wie die nebenstehende, der Revue
industrielle vom 26. November 1898 entnommene Fig.
13 zeigt, aus einem durch einen Deckel verschliessbaren, gusseisernen,
Cylindrischen Behälter, in welchen durch die Deckelöffnung hindurch das eigentliche
Filter hineingesetzt wird; dasselbe besteht aus zwei, im oberen Theile
concentrischen Cylindern, von welchen der äussere mit dem Deckel fest verbunden ist,
dagegen der innere nicht ganz bis zum Deckel reicht und unten, an den äusseren
Cylinder anschliessend, sich nach aussen erweitert; ein kegelförmiger Boden
schliesst diese, mit Filtermasse gefüllten Cylinder unten ab. Durch den Druck der
Deckelschrauben wird der aus verzinktem Stahl hergestellte Filtercylinder mittels
Einlage von Packungsmaterial gegen den Boden des Behälters gedichtet. Als
filtrirende Masse wird gewöhnliche Herdschlacke benutzt, welche ordentlich
kleingeklopft und durch wiederholtes Waschen von Staub und Unreinigkeiten befreit
sein muss. Dies bietet ausser dem Vortheil des vollkommenen Fortfalls jeglicher
Kosten auch noch denjenigen, dass gar kein Vorrath an Filtermaterial aufgespeichert
zu werden braucht, da Schlacke jederzeit zur Hand ist; an Bord von Schiffen dürfte
dieser Umstand der Beachtung werth erscheinen.
Die gebrauchte Masse kann zudem durch Auswaschen und Trocknen zur steten
Wiederbenutzung aufgefrischt werden; das Herausnehmen und Wiedereinsetzen des
Filters behufs Erneuerung der Masse lässt sich in wenigen Augenblicken bewirken.
Das zu reinigende Wasser tritt durch den Kanal a in den
Apparat ein, steigt nach dem oberen Theile desselben hinauf und kehrt dann, in den
ringförmigen Raum eintretend, seine Richtung um. Durch die diesen Raum
durchziehenden, mit Dampf von der Leitung b erwärmten
Röhren wird das Wasser vorgewärmt, wobei gleichzeitig der im Speisewasser
enthaltenen Luft Gelegenheit gegeben ist, sich im oberen Theile des Behälters
anzusammeln und nach dem Luftbehälter c abzuziehen,
welcher mit dem Condensator in Verbindung steht. Wie die Pfeile in der Zeichnung
angeben, tritt das vorgewärmte Wasser durch die im untersten Theil des äusseren
Filtercylinders angebrachten Oeffnungen in diesen ein, steigt erst gegen den Deckel,
sinkt alsdann im inneren Cylinder nach unten, um durch die Löcher des Bodens und
durch diejenigen der brauseförmigen Haube in die Saugleitung einzutreten und alsdann
nach dem Dampfkessel hin abzufliessen.
Die Heizröhren besitzen Hufeisenform, wobei die Enden derselben in zwei, in der Figur
nicht ersichtliche, senkrechte Rohre münden; durch das eine dieser Rohre wird Dampf
von der Leitung b zugeführt, durch das andere das
sich bildende Niederschlagwasser nach dem Abflusstutzen des Filterbehälters
abgeleitet. Die Reinigung des Apparates erfolgt mittels der beiden Ablasshähne,
wobei, ohne das Filter zu öffnen, Dampf hindurchgeblasen wird; sollte der Apparat
durch irgend welche Umstände in seiner Wirkung versagen, so kann bei entsprechender
Anordnung in der Speiseleitung die Speisung der Kessel auch direct erfolgen.
Wasserreinigungsapparat von McElroy.
Der Zweck einer Erfindung, die dem Constructeur der Wasserwerke von Brooklyn, Samuel Mc Elroy, 170 Broadway, New York, patentirt
worden ist, besteht, wie wir dem Scientific American
vom 15. October 1898 entnehmen, darin, dem in einem Rohr fliessenden Wasser Luft
oder antiseptische Lösungen zuzuführen.
Textabbildung Bd. 310, S. 185
Wasserreinigungsapparat von Mc Elroy.
Der Erfinder bringt in dem Rohrstrang ein Mundstück (Fig. 15) an, dessen
Mantel in der Mitte verengt ist, so dass durch diese Verengung eine vermehrte
Geschwindigkeit des Wassers bewirkt wird. Das Stück ist ausserdem mit Zugängen für
den Eintritt von Luft und von antiseptischen Gasen oder Lösungen versehen und
besitzt ferner eine bewegliche Klappe, die durch eine Schraubenspindel regulirt
werden kann, um die vermehrte Geschwindigkeit des Wassers noch zu erhöhen. Ein
Kasten (Fig. 14) ist in
der Nähe des Einlassventils angebracht und mit einer Luftkammer versehen, die in
geeigneter Weise mit einem Zugang zu dem Einlass und mit einem Rückschlag- oder
Absperrventil, zum Schutz gegen Rückwirkungen, ausgerüstet ist. Ausserdem befindet
sich in dem Kasten eine Lösungs- und eine Mischkammer, die ebenso mit dem Einlass in
Verbindung stehen und durch eigene Rückschlag- und Absperrventile geschützt sind.
Die Lösungs- und Mischkammern liefern die antiseptischen Gase in der
Zusammensetzung, wie sie sich nothwendig erweist.
Zum Auffangen der organischen Stoffe, die das Wasser etwa mitführt, ist an dem
Hauptrohr ein Fangrohr angebracht (Fig. 16).
Im Betrieb wird das durch das Rohr fliessende Wasser einen Zug hervorbringen, der
durch die betreffenden Rohre die Luft aus der Luftkammer und die antiseptischen
Lösungen, die in der Lösungskammer sind, inden Mantel zieht. Die Unreinigkeiten des Wassers
kommen mit diesen Correctivmitteln in Berührung und werden dadurch zerstört oder
unschädlich gemacht.