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

AQUARBO®

Reiner Kohlenstoff mit einem Rest Ascheanteil

Adsorbtionsmittel für unpolare - vor allem organische Verbindungen, die in sehr kleinen Konzentrationen das Wasser verunreinigen.

Anthrazit Kohle

AQUAZIT®

(Filterkohle N)

Reiner Kohlenstoff aus AnthrazitkohleMechanische Filterung von Feststoffen in Mehrschichtfiltern

Braunkohlekoks

AQUALIN®

(Filterkohle H
BraunkohleMechanische Filterung von Feststoffen in Mehrschichtfiltern mit adsorptiven Eigenschaften

Filtersand - Kies

AQUAGRAN®

SiliziumdioxidMechanische 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

BimsPoröses Gestein vulkanischen UrsprungsMechanische Filterung und große Oberfläche für biologische Prozesse
CalciumkarbonatKalksteinMechanische Filterung und Entsäuerung
DolomitCalcium-Magnesium-CarbonatMechanische Filterung Enteisenung, Entmanganung und zur Teilentsäuerung
GranatsandEisen-Aluminium-SilikatMechanische Filterung und Stützschichteigenschaften
MangandioxidManganerzEntmanganung

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

Differenz des durch Verunreinigung erhöhten Druckverlustes zum Anfangsdruckverlust

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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