Unterschiedliche Verfahren

Die unterschiedlichen technischen Verfahren

 Der Wirkungsgrad des Filters wird maßgeblich bestimmt durch:

Die Eigenschaft der Schmutzpartikel (was ist die Verunreinigung und wie groß sind die Partikel)

Art der Filtration (Einschicht/Mehrschicht)

Den Volumenstrom (V)

Die Art und Qualität der Filterkörnung

Die Filterlaufzeit bzw. den Grad der Verunreinigung der Filterkörnung

Die Höhe der Filterkörnung

Die Art und Qualität der Spülung

 

-LangsamfilterSchnellfilter
-offenoffengeschlossen

Bauart

 

Erdgruben

Betonbecken

Betonbecken

Stahlfilter

Übliche

Filterge-

schwindigkeit [m/h]


0,05 - 0,3

4 - 7

10 - 20

Übliche

Filterlaufzeit [d]

50 - 1000,5 - 100,5 - 10

Übliche

Spülges-

chwindigkeit [m/h]

Wasser

Luft

           

-

-


-

 

 

8 - 80

Bis 60

 

 

8 - 80

Bis 60

Tab. 1    Darstellung der grundsätzlich unterschiedlichen Verfahren

 

    

Welches Verfahren wird gewählt ?

Bei der Auswahl des Verfahrens spielt die Rohwasserqualität und -verfügbarkeit eine große Rolle. Zu beachten sind unter anderem: Temperatur, Trübung, Partikelanzahl, organischen Bestandteile usw.

Aber auch andere Einflussgrößen, wie der zu erwartende Wasserbedarf und dessen Spitzen oder auch das Vorhandensein möglicher Gefahrenquellen, sind wichtige Einflussfaktoren.

 

Der zur Verfügung stehende Platz spielt eine genau so große Rolle wie das vorhandene Budget.

 

Weiter muss man sich auch über den späteren Betrieb Gedanken machen. Ist z.B. immer qualifiziertes Personal vor Ort und soll die Anlage weitestgehend vollautomatisch laufen? Wieviel Personal steht überhaupt zur Verfügung? Ist genug Spülwasser im Betrieb vorhanden und wohin werden die Rückstände entsorgt? Welche Chemikalien werden benötigt, wie kann man unbefugten Zugriff oder fehlerhafte Handhabung vermeiden?

Offene Langsamfiltration

Laut Definition sind Langsamfilter Filter, bei denen das Filtermedium aus gekörnten Materialien besteht und die mit wenigen Metern je Tag durchströmt werden.

Langsamfilter haben in der Regel eine sehr große Fläche bis zu 10.000 m². Das zu filtrierende Wasser durchströmt die Filter mit einer niedrigen Geschwindigkeit von wenigen Metern pro Tag. Die Filter sind nicht rückspülbar. Oben auf der Filterschicht bildet sich eine Schicht der zurückgehaltenen Stoffe. Die Schicht wird auch als Schmutzdecke oder biologischer Rasen bezeichnet. Typischer Weise enthalten sind Algen, Pilze, Feststoffe und verschiedene Mikroorganismen.

 

Steigt der Filterwiderstand auf einen kritischen Wert, muss der Filter gereinigt werden. Das verunreinigte Filterkorn (in der Regel Filtersand) muss abgeschält und an anderer Stelle ausgewaschen werden, bevor es zurück auf die Fläche verbracht werden kann.

 

Das Filtrat wird in Drainagerohren aufgefangen, die oft einen großen Durchmesser von bis zu 1 m haben. Eine besondere Problematik dieser Technik liegt darin, die Drainagen von Schluff oder anderen Feinstanteilen frei zu halten.

 

Langsamfilter wirken auf verschiedene Weise. Neben dem Filtereffekt finden während des Durchlaufes durch den Filter eine Reihe von biologischen (Abbau von organischen Produkten) und chemischen (Hydrolyse, Oxidation) Prozessen statt. Der Filter muss länger laufen („eingefahren“ sein), um seine volle Wirkung zu entfalten. Neben der Entfernung von Trübstoffen sind dabei z.B. Ziele die Verringerung der Keimzahl, die Eliminierung von Krankheitserregern, die Mineralisierung von org. Stoffen um nur einige zu nennen.

 

Zur Anwendung kommen offene Langsamfilter oft bei der Aufbereitung von Brauchwasser oder als Vorstufe zur Trinkwasseraufbereitung.

Abb. 6 Schematische Darstellung einer offenen Langsamfiltration

Schnell- Filtration

Laut Definition sind Schnellfilter Filter, bei denen das Filtermedium aus gekörnten Materialien besteht und die mit mehreren Metern je Tag durchströmt werden.

 

Schnellfilter gibt es grundsätzlich in zwei verschiedenen Ausführungen. Offene Schnellfilter können Filtergeschwindigkeiten bis zu 15 m/h realisieren. Geschlossene (Druck-)Schnellfilter schaffen bis zu 30 m/h. Schnellfilter sind oft in Kombination mit anderen – nachgeschalteten Verfahren – wie z.B. einer Flockung im Einsatz.

 

Schnellfilter sind u.a. dadurch geprägt, dass das Filtermaterial auf einem durchlässigen Boden liegt, der sich oberhalb der Reinwasserkammer befindet. Man unterscheidet düsenlose Filterböden und Böden mit speziellen Filterdüsen. In beiden Fällen dienen schlitzförmige Öffnungen dazu, im Filterbetrieb das Wasser nach unten laufen zu lassen und im Spülbetrieb den Wasser- oder Luftstrom nach oben zu leiten.

 

Schnellfilter werden in der Regel als Mehrschichtfilter gebaut. Dabei liegt direkt auf dem durchlässigen Boden die Stützschicht. Diese besteht aus grobkörnigem Material und hat die Aufgaben dafür zu sorgen, dass das Filterbett nicht durcheinanderwirbelt und das Spülwasser- bzw. Spülluft über die gesamte Filterfläche gleichmäßig verteilt werden.

 

Oberhalb der Stützschicht liegt der Filtersand. Über dem Filtersand ist in vielen Fällen noch eine Filterkohle angebracht. Die Abstimmung der einzelnen Körnungen aufeinander ist extrem wichtig. Zum einen sollen sich die einzelnen Schichten so wenig wie möglich vermischen, zum anderen muss bei gleichem Auftrieb durch die Rückspülung das jeweils oben liegende Filtermaterial mehr fluidisieren (vergl. 3.3).

Abb. 7 Schematische Darstellung einer offenen Schnellfiltration
Abb. 8 Schematische Darstellung einer geschlossenen Schnellfiltration
DORSTEN
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Dipl.-Ing.

Holger

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