Polstofffilter für die Wasseraufbereitung: ein Überblick

Wenn Sie auf diesen Leitfaden gestoßen sind, dann wahrscheinlich, weil Sie sich für die Tertiärfiltration von zivilen Abwässern oder die Aufbereitung von industriellen Prozessabwässern interessieren. Und wahrscheinlich haben Sie schon von dieser Technologie gehört: Polstofffilter für die Wasseraufbereitung. Was sind sie? Wie funktionieren sie? In welchem Stadium der Klärung greifen sie ein und welchen Nutzen haben sie?

Tertiärfiltrationslösungen lassen sich je nach Art der verwendeten Filtermedien in zwei Makrokategorien einteilen: Mikronetzfilter (sie verwenden Monofilamentnetze) und Freifaser-Tuchfilter (sie nutzen die Eigenschaften von Freifasergeweben). Diese Technologien weisen einige Ähnlichkeiten auf und ermöglichen eine wirksame Entfernung von Schwebstoffen.

Warum ist es dann in vielen Fällen besser, ein Polstofffiltersystem für die Abwasserreinigung zu installieren? Das werden wir in diesem Artikel gemeinsam herausfinden.

1. Tuchfilter für die Wasseraufbereitung

Tuchfilter sind eine wirksame Methode, um Verunreinigungen und feste Partikel aus dem Wasser zu entfernen und dessen Klarheit und Sicherheit zu gewährleisten.

Sie werden normalerweise in der tertiären Wasserfiltration oder „Endfiltration“ eingesetzt und reduzieren den Gehalt an suspendierten Feststoffen im Wasser um einige zehn mg/l auf praktisch Null.

Derzeit gibt es zwei Arten von Filtern, die für die tertiäre Wasseraufbereitung verwendet werden:

• Mikrogewebefilter: Das Filtergewebe ist zweidimensional und besteht aus einem Geflecht aus synthetischen oder metallischen Fäden, deren Durchlässigkeit die Filterleistung bestimmt.
• Polstoff- (oder Freifaser-) Filter: Das Filtergewebe ist dreidimensional und besteht aus einem Grundgewebe, an dem freie synthetische Fasern befestigt sind, die einen selektiveren äquivalenten Filtrationsgrad als das Gewebegeflecht gewährleisten.

Daher möchten wir eine Definition von Tuchfiltern geben: Es handelt sich um Wasseraufbereitungssysteme, die eine Verringerung der Schwebstoffe bis auf wenige mgSST/l ermöglichen, indem ein Freifasertuch als Filtermedium verwendet wird.

Generell können wir eine Reihe von Vorteilen von Tuchfiltern in der Wasseraufbereitung aufzählen:

• Effizienz bei der Entfernung von Schwebstoffen: Tuchfilter sind in der Lage, feine Partikel (< 10 Mikrometer) durch die Wirkung des Filtertuchs zu entfernen.
• Kontinuierliche Filtration: Es besteht keine Notwendigkeit, Reserveeinheiten zu installieren, die Filtration wird während des automatischen Rückspülzyklus der Tücher nicht unterbrochen.
• Flexibilität im Falle von Überlastungen am Filtereingang.
• Niedrige Installationskosten: Tertiärfiltersysteme mit Filtertüchern sind im Allgemeinen eine kostengünstige Lösung für den Anfang, da der Aufwand für das Zubehör sehr gering ist.
• Leichte Reinigung und Wartung: Die meisten Gewebefilter sind leicht zu reinigen und zu warten, was die Betriebskosten senkt.

2. Polstofffilter für die Wasseraufbereitung: Betrieb

Polstofffilter sind eines der effizientesten Systeme für die tertiäre Wasseraufbereitung.

Diese Tuchfilter für die Wasseraufbereitung zeichnen sich als effiziente und vielseitige Lösung für die Tertiärfiltration aus. Ihre große Effizienz liegt in der Kombination der Vorteile der Oberflächenfiltration, wie sie für Mikromaschenfilter typisch ist, mit der Tiefenfiltration von Sandfiltern, die eine hohe Entfernungskapazität von suspendierten Feststoffen (SST) zu niedrigen Kosten bieten.

Die Stützstruktur der Filtermedien aus synthetischem Faservlies besteht aus Scheiben oder einer Trommel. Das Abwasser wird durch die Schwerkraft durch das Gewebe geleitet, und die verwobenen Fasern, aus denen das Gewebe besteht, fangen Schwebstoffpartikel unterschiedlicher Größe an der Außenseite ab. Das gereinigte Wasser wird im Inneren der Filterelemente befördert und erreicht die hohle Mittelachse, während die Feststoffe, die sich auf dem Gewebe absetzen, durch die automatische Rückspülvorrichtung periodisch aus dem System entfernt werden.

Der Filtrationsmechanismus beruht auf zwei grundlegenden Prinzipien.

• Tiefenfiltration: Die losen Fasern des Vlieses bilden ein kompliziertes Labyrinth unregelmäßiger Durchgänge, die zu einer dicken Schicht Filtermaterial führen. Durch diese Konstruktion können SST-Partikel zwischen die Fasern eindringen und sich zwischen ihnen festsetzen. Die Tiefenfiltration sorgt für eine effizientere Entfernung von Feststoffen, selbst von feinsten Mikronpartikeln.
• Out-in-Flow des Abwassers: Das zu behandelnde Wasser tritt in den Filtertopf ein, durchläuft die Filterscheiben oder die Trommel und fließt zum zentralen Schacht. Die vom Filter abgefangenen Feststoffe verbleiben außerhalb des Filters, so dass die internen Kanäle der Maschine nicht verstopfen und die Reinigung einfach und effektiv ist.

Polstofffilter können eine Vielzahl von Schwebstoffen wirksam entfernen, bis hin zu Konzentrationen von weniger als 10 mg/l im Ablaufwasser. Dadurch eignen sie sich für die Aufbereitung von Abwasser oder Prozesswasser aus verschiedenen Industriezweigen, wie z. B. der Textil-, Papier-, Lebensmittel- und chemischen Industrie.

3. Polstoff- und Mikronetzfilter: Gemeinsamkeiten und Unterschiede

Polstofffilter und Mikronetzfilter: zwei Lösungen, die beide für die fortschrittliche Wasseraufbereitung eingesetzt werden, aber jeweils durch strukturelle Besonderheiten gekennzeichnet sind.

Bei beiden Systemen fließt das Wasser durch ein Filtermedium, das die vorhandenen Schwebstoffe zurückhält. Die vom Filter aufgefangenen Feststoffe werden in regelmäßigen Abständen durch ein Rückspülsystem entfernt.

Andererseits wird deutlich, dass die strukturellen Unterschiede bei den Filtermedien zu erheblichen Unterschieden in der Funktionalität führen. Sehen wir sie uns an.

• Bei Polstofffiltern besteht das Filtermedium aus einer Masse von freien synthetischen Fasern, die auf einer Stützarmatur befestigt sind und eine Tiefenfiltration bewirken. Im Gegensatz dazu besteht das Filtermedium bei Mikromaschenfiltern aus einem zweidimensionalen Metall- oder Synthetiknetz, dessen Lichtdurchlässigkeit die Filterleistung bestimmt, was zu einer Oberflächenfiltration führt.
• Unterschiede gibt es auch beim Waschsystem des Filtermediums: Bei Polstofffiltern erfolgt dieser Vorgang durch Absaugen (Rückspülung), bei Mikronetzfiltern mit Druckwasser.
• Auch die Filtrationsrichtung ist unterschiedlich: von den Scheiben (oder der Trommel) zur zentralen Welle bei Polstofffiltern (out-in), von der Welle zu den Scheiben bei Mikronetzfiltern (in-out). Im Allgemeinen führt die Schwerkraftfiltration von Freifaserfiltern zu größeren Energieeinsparungen, da keine Druckpumpen erforderlich sind.
• Schließlich die Qualität des zu behandelnden Wassers: Mikronetzfilter eignen sich besser für Wasser mit niedrigen TSS-Konzentrationen, während Polstofffilter auch Wasser mit hohen TSS-Konzentrationen verarbeiten können.

4. Scheiben- und Trommelfilter: Unterschiede

Lassen Sie uns zunächst eine Vorbemerkung machen: Unterscheiden wir zwischen „rotierenden Scheibenfilter für Wasseraufbereitung“ und „Scheibenfiltrationsanlagen“.

Diese Unterscheidung ist notwendig, weil viele Anwender, die noch keine Ahnung von der Wasseraufbereitung haben (vor allem im industriellen Bereich), nach den beiden Begriffen suchen und auf Systeme stoßen, die sich im Aufbau und vor allem in der Anwendung stark unterscheiden.

Zum einen gibt es rotierenden Scheibenfilter für Wasseraufbereitung: Systeme für die tertiäre Wasseraufbereitung (im zivilen Bereich) oder für die Reinigung von Abwässern (im industriellen Bereich). Bei diesen Systemen sind die Scheiben auf einer Hohlwelle montiert und verwenden ein Tuch, oft ein Vlies, als Filtermedium für Schwebstoffe und Phosphor. Auf der anderen Seite gibt es die so genannten „Scheibenfiltrationsanlagen“: Bewässerungslösungen, die nichts mit der Abwasserreinigung zu tun haben.

Wir haben daher eine Definition der rotierenden Scheibenfilter für Wasseraufbereitung gegeben. Um Verwirrung zu vermeiden, ist es jedoch besser, diese Systeme als „Tuchscheibenfilter“ oder „Scheibenfilter für die Abwasserbehandlung“ zu bezeichnen. Wie wir bereits gesehen haben, können diese Systeme mit Mikronetzen (für die Oberflächenbehandlung) oder mit Freifaservlies (für die Tiefenfiltration, ähnlich wie bei der Sandfiltration) ausgestattet sein.

Können sich Polstofffilter nur auf rotierenden Scheiben befinden? Nein, keineswegs. Wie bereits erwähnt, gibt es auch Trommel-Polstofffilter: Das Filtertuch ist auf einer zylindrischen Trägerkonstruktion montiert.

Welche der beiden Lösungen sollten Sie also vorziehen?

Allgemein gesagt sind Scheibenfilter für die Wasseraufbereitung im Allgemeinen besser für die Behandlung großer Wassermengen geeignet, da sie eine größere Filterfläche bieten. Trommelfilter werden geschätzt, wenn die zu behandelnden Durchflussmengen begrenzt sind und vor allem, wenn der Einbauraum begrenzt ist.

5. Polstofffilter: die Rückspülphase

Die Rückspülung der Filtertücher ist ein wichtiger Vorgang, der bei Vliesfiltern automatisch durchgeführt wird, um die Effizienz des Filtrationsprozesses zu erhalten.

Es ist ganz natürlich, dass sich während der Filtration allmählich feste Partikel auf dem Tuch ansammeln und die Behandlungskapazität des Systems verringern. Durch die Rückspülung werden diese Partikel entfernt und die Effizienz des Filtrationsprozesses wiederhergestellt.

Die Rückspülung erfolgt in regelmäßigen Abständen oder wenn der Druckabfall einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Dabei wird der Wasserfluss durch das Gewebe umgekehrt, um die auf der Oberfläche des Gewebes angesammelten Partikel zu entfernen. Das für die Rückspülung verwendete Wasser wird am Kopf des Systems durch eine spezielle Leitung rezirkuliert, so dass die durch das Gewebe entfernten Partikel aus dem Filtersystem entfernt werden.

Es ist wichtig zu wissen, dass während dieser Reinigungsphase der Filtertücher das System der Filtertücher weiterhin funktioniert: ein Punkt, der für die Betriebskontinuität der Maschinen und im Allgemeinen der zivilen oder industriellen Kläranlage spricht.

6. Polstofffilter für kommunales und industrielles Wasser

Lassen Sie uns abschließend über konkrete Anwendungen sprechen: Können Vliesfilter sowohl für die Behandlung kommunaler als auch industrieller Abwässer eingesetzt werden?

Sicherlich: beide Anwendungen sind möglich und werden häufig genannt. Natürlich hängt die Wahl des Filtertyps von den spezifischen Eigenschaften des Wassers und den Anforderungen des Behandlungsprozesses ab.

Bei kommunalem Abwasser werden Polstofffilter als tertiäre Reinigungsstufe eingesetzt, um strenge gesetzliche Grenzwerte zu erreichen, die z. B. die Wiederverwendung des Wassers zur Bewässerung erlauben. Zum anderen ermöglicht eine Tertiärfiltrationsstufe die Optimierung der Leistung und des Managements nachgeschalteter Behandlungsstufen wie der UV-Desinfektion.

Bei Industrieabwässern hingegen können „industrielle“ Polstofffilter als Wasserveredler eingesetzt werden, entweder bei der Einleitung in die Kanalisation oder im Hinblick auf eine interne Wiederverwendung. Wie in anderen Fällen auch, ist es wichtig zu betonen, wie heterogen die Produktionsanlagen hinsichtlich Qualität und Quantität der Schadstoffe sind: Vor einer endgültigen Installation ist es wichtig, die Anwendbarkeit des Filtrationsverfahrens mit einer Pilotanlage zu testen.