Die Qualität des Rohwassers hat sich in europäischen Gewässern in den letzten Jahren deutlich verbessert. Dadurch haben sich Kleinstlebewesen wie beispielsweise die Larven der Zebramuschel oder der Lungenschnecke Physia Fontas wieder angesiedelt. Sie stellen allerdings eine große Gefahr für moderne Membranfiltrationsanlagen dar und müssen aus dem Zulaufwasser entfernt werden. Hierzu eignet sich eine zweistufige Filtrationsanlage.
Dipl.-Ing. Alexander Matosovic
Membranfiltrationsanlagen bieten heutzutage eine maximale Membranfläche bei minimalem Platzbedarf. Dadurch reduzieren sich die Abstände zwischen den einzelnen Filterflächen. Dieser Effekt wird quantifiziert durch sehr kleine Spacerabstände bei den Spiralwickelmodulen oder feinste Kapillardurchmesser der Kapillarhohlfasermodule. Die Abmessungen dieser kleinsten freien Querschnitte erfordern bei der Vorbehandlung des Zulaufwassers Filterfeinheiten zwischen 30 und 150 µm. Gleichzeitig kommen in europäischen Gewässern wieder vermehrt Kleinstlebewesen im Rohwasser vor. Diese stellen eine große Gefahr für nachgeschaltete Systeme dar, da sie auch unter sehr widrigen Umständen lebensfähig sind. Für den Betreiber einer Membranfiltrationsanlage bedeutet dies, dass bei einer vergleichsweise hohen Partikelfracht sehr kleine Filterfeinheiten realisiert werden müssen. Die Illusion, dies mit einer einzelnen Filterstufe wirkungsvoll und zuverlässig umsetzen zu können, verschwindet in der Praxis meist nach kurzer Zeit.
Vorteilhafte Lösung
In vielen Fällen ist es daher besser, eine zweistufige, automatische Filtration einzusetzen. Die höheren Anschaffungskosten sind in der Regel durch die verbesserte Verfügbarkeit und den geringen Wartungsaufwand gerechtfertigt.
Die erste Stufe dieser Filtrationsanlage besteht aus einem selbstreinigenden Filter, der Verschmutzungen auf der Grundlage des bernoullischen Prinzips abreinigt. Er stellt die Vorfilterstufe mit einer Filterfeinheit von 200 µm dar. Die zweite Filterstufe ist durch einen automatischen Rückspülfilter, der Qualitäten von 100 µm bis hin zu wenigen µm erreicht, realisiert. Durch die verfahrenstechnischen Vorteile, die der Filter in der ersten Stufe bietet, wird die Wasserqualität für den nachgeschalteten feineren Filter soweit verbessert, dass dieser zuverlässig und ohne Betriebsunterbrechungen über lange Zeit arbeitet.
Die zweite Stufe nutzt ein einfaches Abreinigung-Prinzip: Das Medium durchfließt während der Filtration das Filtersieb von innen nach außen, die Ablagerung der Feststoffpartikel erfolgt dabei auf der Sieb-innenseite. Ist das Sieb verschmutzt, wird der Reinigungsvorgang entweder durch den Differenzdruck, den der Betreiber zuvor definiert – dieser liegt meist im Bereich von 0,3 bis 0,7 bar –, oder durch eine integrierte Zeitsteuerung ausgelöst.
Reinigung nach dem Prinzip des Druckgefälles
Die konkrete Reinigung der Filterfläche erfolgt nach dem Prinzip des Druckgefälles. Eine Rückspüldüse, angetrieben von einem Getriebemotor, fährt das Innere des Filtereinsatzes bzw. die Schmutzseite des Filters ab. Über ein sich gleichzeitig öffnendes elektro-pneumatisches Schmutzablassventil in der Spülleitung entsteht ein Druckgefälle. An der Schmutzseite des Siebes bewirkt dies die zwangsweise Abführung des Schmutzes, da sich die Strömung im Bereich der Rückspüldüse umkehrt und die Verschmutzung durch den Düsenspalt entfernt.
Eine große Rolle hierbei spielen die Abstände zwischen der Düse und dem Filtergewebe. Je kleiner dieser Abstand ist, desto höher ist die Spülwirkung. Insbesondere feine Filtrationsgrade im Bereich von 25 bis 50 µm erfordern sehr kleine Düsenspalte. Dies wird durch geschliffene Siebe und geschliffene Düsen erreicht. Eingesetzt werden als Filtermedium Edelstahlgewebe, die, abhängig von der Filterfeinheit, mit Edelstahlstützgeweben stabilisiert werden.
cav 402
Funktion eines Rückspülfilters nach dem Bernoulli-Prinzip
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