Differenz des durch Verunreinigung erhöhten Druckverlustes zum Anfangsdruckverlust
Filterprodukte
Grundsätze zu gekörnten Filtermaterialien
Filtermaterialien müssen grundsätzlich gegenüber mechanischen, mikrobiologischen und chemischen Einwirkungen ausreichend beständig sein. Nach Einfüllung, Spülung und Inbetriebnahme dürfen Filtermaterialien während des Filterbetriebes keine unerwünschten Stoffe an das Wasser abgeben.
Es gibt eine Reihe von gängigen Filtermaterialien, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen.
Gängig sind:
Bezeichnung | Art | Gängige Anwendung |
|---|---|---|
Aktivkohle | Reiner Kohlenstoff mit einem Rest Ascheanteil | Adsorbtionsmittel für unpolare - vor allem organische Verbindungen, die in sehr kleinen Konzentrationen das Wasser verunreinigen. |
Anthrazit Kohle (Filterkohle N) | Reiner Kohlenstoff aus Anthrazitkohle | Mechanische Filterung von Feststoffen in Mehrschichtfiltern |
| Braunkohlekoks (Filterkohle H | Braunkohle | Mechanische Filterung von Feststoffen in Mehrschichtfiltern mit adsorptiven Eigenschaften |
Filtersand - Kies | Siliziumdioxid | Mechanische Filterung in Ein- und Mehrschichtfiltern teilweise mit Entfernung von Eisen und Mangan |
Für den reinen Filterbetrieb weniger gebräuchlich sind:
Bezeichnung | Art | Gängige Anwendung |
|---|---|---|
| Blähtone | Aluminiumsilikate | Mechansiche Filterung von Feststoffen |
| Bims | Poröses Gestein vulkanischen Ursprungs | Mechanische Filterung und große Oberfläche für biologische Prozesse |
| Calciumkarbonat | Kalkstein | Mechanische Filterung und Entsäuerung |
| Dolomit | Calcium-Magnesium-Carbonat | Mechanische Filterung Enteisenung, Entmanganung und zur Teilentsäuerung |
| Granatsand | Eisen-Aluminium-Silikat | Mechanische Filterung und Stützschichteigenschaften |
| Mangandioxid | Manganerz | Entmanganung |
Die hier aufgeführten Stoffe haben eher auf die chemische Zusammensetzung der Wässer einen Einfluss.
Dichten
Ist definiert als Masse je Volumen und wird angegeben z.B. in t/m³, kg/L oder g/cm³.
Feststoffdichte | ρF | Dichte des reinen Filtermaterials gemessen an auf gemahlener Probe (keine Lufteinschlüsse) |
Kornrohdichte | ρK
|
Dichte des natürlichen Korns (inkl. möglicher Lufteinschlüsse)
|
Lagerungsdichte | ρL | Dichte nach dem Rückspülen |
Rütteldichte | ρR | Dichte nach dem Rütteln der Schüttung |
Schüttdichte | ρS | Dichte die durch lose Schüttung entsteht |
Die Dichte nimmt in dieser Reihenfolge ab.
Hydraulische Eigenschaften
Anfangsdruckverlust | Δρ | Druckverlust zu Beginn des Filterlaufes |
Filterwiderstand | – | |
Fluidisierungsgeschwindigkeit | νF | Geschwindigkeit des Wassers bei der sich die Partikel im Schwebezustand befinden |
Körnung (am Bsp. 0,71 - 1,25 mm)
Korngröße | - | Nennweite der Prüfsiebweite. Im Beispiel: Unteres Nennkorn = 0,71 mm Oberes Nennkorn = 1,25 mm |
Überkorn | - | Partikel die größer sind als das obere Nennkorn. |
Unterkorn | - | Partikel die kleiner sind als das untere Nennkorn. |
Effektive Korngröße | d10 | Die theoretischen Maschenweite eines Siebes in mm bei der 10 % der Probe durchfallen. Entstammt der englischsprachigen Literatur und wird im internationalen Geschäft oft genutzt um die Körnung zu beschreiben. Im Beispiel ca. 0,8 mm. |
Ungleichförmigkeitsgrad | d60/d10 | Quotient der theoretischen Maschenweite eines Siebes in mm bei 60 % bzw. 10 % durchfallen. Beschreibt gemeinsam mit dem d10 die Sieblinien. Je näher der Wert bei 1 liegt, desto steiler die Steigung der Sieblinie. Übliche Werte liegen bei 1,3. |
Wirksame Korngröße | dw | Lässt sich rechnerisch aus der Sieblinie darstellen. Theoretisch beschreibt dieser Wert, wie groß die Körner einer Schüttung sein würden wenn man voraussetzt, dass alle Körner gleich groß wären und die Schüttung dieselben hydraulischen Eigenschaften wie die Körnung hat. Der dw ist ≠ dem d10, liegt jedoch oft in dessen Nähe. |
Kornhabitus
Formfaktor | f |
1 für ideale Kugel
0,98 für Glasperlen
0,85 für abgerundete Körner z.B. AQUAGRAN®, Quarzkies und –sand 0,70 für gebrochenes Material wie z.B. Splitt |
Spezifische Kornoberfläche | Οs
|
Gesamtoberfläche der Körner bezogen auf das Gesamtvolumen der Schüttung.
|
Abstimmung der Körnungen aufeinander
Im Mehrschichtfilter sind die einzelnen Körnungen sowohl hinsichtlich der Korngröße als auch mit Augenmerk auf die Dichte sorgfältig aufeinander abzustimmen.
Bei der Korngröße geht es darum, dass die jeweils oben liegende kleinere Körnung (vergl. 2.2 – Abb. 4) durch das darunter liegende Korn „hindurchrieselt“. So sollte ein 0,71 – 1,25 mm nicht direkt auf einen Stützkies mit 3,15 – 5,6 mm eingebaut werden, da das Porenvolumen großer ist als die Kleinstkörnung. In einem solchen Fall muss ein 1,4 – 2,2 mm oder ein 2 – 3,15 mm als Zwischenschicht eingebaut werden.
Bei der Dichte geht es um das unterschiedliche Expansionsverhalten (also wie weit sich das Bett bei gleichem Strömungsdruck ausdehnt). Eine Ausdehnung der leichteren Kohlebestandteile über 50 % ist nicht gewünscht, da sonst das Risiko der Ausspülung extrem hoch ist.
Die im Einzelfall beste Kombination muss je Anlage in Vorversuchen ermittelt werden, wenn keine Erfahrungen mit gleichen Dimensionen vorliegen. Aus Erfahrung gängige Kombinationen sind:
- |
Produktkombination | Korngruppenbeispiel | |
|---|---|---|---|
| oben | AQUAZIT® (Filterkohle N) | 0,8 – 1,6 mm | 1,4 – 2,5 mm |
| unten | AQUAGRAN® (Filterquarz) | 0,4 - 0,8 mm | 0,71 - 1,25 mm |
| oben | AQUALIN® (Filterkohle H) | 0,6 - 1,6 mm | 1, 4 - 2,5 mm |
| unten | AQUAGRAN® (Filterquarz) | 0,4 - 0,8 mm | 0,71 - 1,25 mm |
| oben | AQUARBO® (granulierte Aktivkohle) | K814 | |
| unten | AQUAGRAN® (Filterquarz) | 0,63 - 1,0 mm | |
AQUAZIT® = Anthrazikohle
AQUALIN® = Braunkohlenkoks
AQUARBO® = Aktivkohle
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Dorsten
Dipl.-Ing.
Holger VespermannVertriebsleiter, Prokurist
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