Keramikscheibe als Grundbaustein

Im Gegensatz zu konventionellen keramischen Multichannelrohren ergeben sich bei der Rotationsfiltration eine Vielzahl von Vorteilen. Durch die rotierenden Ke-ramikscheiben von Kerafol lassen sich sehr große Überströmungsgeschwindigkeiten (cross-flow) anlegen, was zu einer sehr guten Abreinigung der Filteroberfläche führt. Zudem lassen sich die beiden Parameter Transmembrandruck und Überströmungsgeschwindigkeit entkoppeln. Dies ist besonders bei der Filtration von Flüssigkeiten mit sehr hohem Feststoffgehalt entscheidend, um ein Verblocken zu vermeiden. Inzwischen bekannt ist auch der erheblich reduzierte Energieverbrauch der Rotationsfiltrationsverfahren im Vergleich zu den konventionellen Cross-Flow-Methoden, bei denen große Flüssigkeitsvolumen gepumpt werden müssen. Die variabel einsetzbaren Filterscheiben aus Al2O3-Keramik sind rückspülbar. Für die Bereiche der Mikro- und Ultrafiltration erhältlich, werden die keramischen Filterscheiben von Anlagenbauern in verschiedene Konzepte zur Rotationsfiltration integriert. Dazu zählen Rotation der Filterscheiben auf Einwellern, überlappende Filterkeramikscheiben auf Mehrwellern, statische Filterkeramikscheiben mit rotierenden Stromstörern sowie Überströmung der Filterscheiben durch eine von Düsen erzeugte Rotationsströmung (Pumpe-Düse-Filter). Mit diesen Konzepten lassen sich, z. B. über modulare 10-m²-Filterstacks, Anlagen mit Filterflächen von mehreren 100 m² erzeugen. Die Filterstacks können sowohl horizontal als auch vertikal angeordnet werden. Im Folgenden sind einige aktuelle Anwendungen der Rotationsfiltration mit keramischen Filterscheiben aus dem industriellen und kommunalen Bereich dargestellt.

Zum Beispiel lässt sich die Rotationsfiltration mit keramischen Mikrofiltrationsscheiben in der keramischen Industrie sehr gut zur Aufbereitung von Glasursuspensionen einsetzen. Hierdurch ergeben sich Einsparpotenziale, da eine geschlossene Kreislaufführung der Prozesswässer beim Glasieren möglich wird. Weitere Vorteile sind eine Reduzierung von Abwasserkosten, die Rückführung aller Wertstoffe in den Glasierprozess und Verwendung des klaren Filtrats als Reinigungsmedium für die Produktträger. Die Rotationsfiltration ist im Vergleich zu Verfahren mit Kammerfilterpressen weniger personalintensiv. Zudem wird nicht über Filterkuchen gearbeitet, die wieder verflüssigt werden müssen, sondern es ergibt sich direkt eine Glasursuspension mit einem Feststoffgehalt zwischen 60 und 70 Gew.-%. Die keramischen Filter sind für viele weitere Anwendungen in der Industrie wie Aufbereitung ölhaltiger Waschlaugen, Filtration von industriellen Prozessmedien, Recycling von Glasurschlickern, Separation von Schleifstäuben, Aufbereitung korrosiver Medien bei erhöhten Betriebstemperaturen geeignet.

Über die industriellen Anwendungen hinaus finden die rotierenden keramischen Filterscheiben in der kommunalen Abwasserbehandlung Verwendung. In Heidelberg-Neurott beispielsweise wurde eine dezentrale Membrankläranlage in Betrieb genommen. Über die hier eingesetzten Rotationsscheibenfilter werden die Mikroorganismen zurückgehalten. Das gereinigte Abwasser erfüllt in den Ablaufwerten und der Keimbelastung die Badegewässerrichtlinie der EU. Die keramischen Filter zeichnen sich in dieser Anwendung besonders durch ihren wartungsfreien und wirtschaftlichen Betrieb aus.

Neben dem Einsatz in aeroben Membranbioreaktoren lassen sich die Filterscheiben auch mit anaeroben Systemen betreiben. In Knittlingen wurde im Rahmen eines wegweisenden Projekts ein Wasserhaus in Betrieb genommen, das die gesamten Wasser- und Abwasserkreisläufe eines Neubaugebiets steuert. Eine Rotationsfiltrationsanlage wird in Kombination mit einem anaeroben Bioreaktor betrieben, der das Abwasser behandelt. Ein zweiter Rotationsscheibenfilter wird zur Aufbereitung des Regenwassers (Grauwassers) im Wohngebiet verwendet. Durch eine Ring-leitung gelangt das so recycelte Wasser anschließend wieder zu den Haushalten.

cav 448

Mehr zur Rotationsfiltration

Fraunhofer IGB

Literatur – Dynamische Filtration mit keramischen Membranen