Wasser-Wissen

EnviroChemie

Filtration, Filtern

(filtration) Filtern ist ein mechanisches Trennverfahren, um eine Suspension in seine Bestandteile Feststoff und Flüssigkeit zu trennen. Als Filtermaterial wird z.B.. Quarzsand verwendet. Besondere Bedeutung kommt der Aktivkohle zu. 

 

Je nach Fließgeschwindigkeit des Wassers im Filter wird zwischen

  • Langsamfiltern (meist 0,1 bis 0,2 m/h) und 

  • Schnellfiltern (z. B. 15 m/h)

unterschieden.

Aufgrund ihres großen Flächenbedarfs werden Langsamfilter seltener gebaut. Schnellfilter gibt es mit offenen Becken oder mit geschlossenen Kesseln. Bei der Reinigung werden sie mit Wasser und/oder Luft rückgespült. Um die Raumwirkung zu vergrößern und die Laufzeit zwischen zwei Spülungen zu verlängern, werden Schnellfilter häufig als Mehrschichtfilter ausgeführt.

Beim Zweischichtfilter beispielsweise besteht die obere Schicht aus einem leichteren Material gröberer Körnung (z. B. Filterkohle, Blähton, Blähschiefer oder Bims) und die untere Schicht aus einem schwereren Material feinerer Körnung (in der Regel Quarzsand).

Filtrationsverfahren werden u.a. eingesetzt, um hohen Anforderungen an die Feststofffreiheit im Abwasser gerecht zu werden. Dabei erfolgt die Trennung von Partikel und Flüssigkeit durch eine Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Filters, welche den Wassertransport durch den Filter ermöglicht. Während des Filtervorganges werden die Feststoffe im Filter verdichtet und verringern somit das Porenvolumen, wodurch sich sowohl der Filterwiderstand als auch die Filtratqualität verändern. Sobald der zulässige Filterwiderstand erreicht ist, muss der Filter rückgespült und von den Feststoffen befreit werden.

Gelöste Verbindungen können dagegen in herkömmlichen Filtern nicht abgetrennt werden. Eine Ausnahme bildet allerdings die Biofiltration, wobei der Filter gleichermaßen als Nährstoff für Bakterien dient und somit eine Möglichkeit des aeroben Abbaus bereits gelöster organischer Verbindungen darstellt. 

Betriebsweisen:

Beim Cross-Flow Verfahren wird ein großes Flüssigkeitsvolumen durch eine Kreislaufpumpe permanent im Kreis an der Membran vorbei geführt. Ein Teil wird durch die Membran gedrückt und ein anderer Teil wird als Konzentrat in den Kanal abgeführt. Diese Verluste im Kreislauf werden von der Zuführpumpe ständig ergänzt. Vorteil von Cross-Flow ist, dass keine Aufbereitungsunterbrechungen zur Membranspülung notwendig sind. Die Nachteile liegen bei größeren Anlageninvestitionen sowie dem höheren Energiebedarf.


Quelle: www.wet-gmbh.com

Bei dem Dead-End Verfahren wird das zu filtrierende Medium wie in einer Sackgasse (engl. dead-end) durch die Membranen gedrückt. Die abzutrennenden Substanzen sammeln sich in den Kapillaren, weshalb die Membran in regelmäßigen Abständen gespült werden muss. Vorteil dieses Verfahrens ist, trotz der kurzen Spülunterbrechungen, der geringere Energieverbrauch und die preisgünstigere kompakte Bauweise der Aufbereitungsanlagen.


Quelle: www.wet-gmbh.com

 

Die verschiedenen Filtrations-Trennverfahren sind in der folgenden Abbildung dargestellt:

Mikrofiltration Rohwasser

Quelle: www.wet-gmbh.com