Filtration non stop

Uli Hab

Das Besondere am Zyper-System ist seine selbstreinigende, kontinuierliche Arbeitsweise. Die hier realisierte permanente Filterreinigung ermöglicht kontinuierliche Prozesse in industriellen wie in kommunalen Einsatzgebieten. Produktionsunterbrechungen zum Filterwechsel, Rückspülen oder das Umschalten auf Parallelfilter sind damit nicht mehr nötig (Abb. 1).

So alt das Thema Filtration schon ist, so gibt es nach wie vor genug Ansatzpunkte für Weiterentwicklungen in der Fest-Flüssig-Trennung. Ging es in den letzten Jahrzehnten hauptsächlich um Kosteneffizienz, kommt nun der Faktor Umwelt hinzu. Natürlich geht es auch in diesem Bereich um Kosten. Im Abwasserbereich können unter Umständen Beträge eingespart werden, weil durch umweltfreundlichere Arbeitsweise die Einleitungsgebühren gesenkt werden können. Ähnliches liegt bei der Kreislaufführung von Prozesswasser vor. Hier können die Aufwendungen für die Zuspeisung von Frischwasser dadurch niedrig gehalten werden, dass das Prozesswasser immer häufiger im Kreislauf gefahren werden kann. Voraussetzung hierfür ist allerdings ein zuverlässiges Filtersystem, das den Anforderungen wirklich gerecht wird und dessen Beschaffungskosten sich umgehend amortisieren. Weiteres Kosteneinsparpotenzial liegt in der Verlängerung von Standzeiten bei Einwegfiltern durch den Einsatz eines entsprechenden Vorfilters bzw. der vollkommene Ersatz der Einwegfilter durch ein permanentes Filtersystem, das ohne Austausch des Filterelements auskommt. Entsprechende EU-Förderprogramme für den Einsatz von umweltfreundlicher Technologie können hier häufig in Anspruch genommen werden.

Allerdings stehen eben nicht ausschließlich Kostenüberlegungen im Raum, wenn es um den Faktor Umwelt und den Einsatz entsprechender Technologie geht, sondern zunehmend auch das Thema Image des Unternehmens. Dass ein Unternehmen auf den Einsatz mondernster Umwelttechnologie setzt, lässt sich sicher auch werbewirksam nutzen.

Das Filtersystem Zyper besteht aus einem Zylinder, in den die Suspension tangential eingeströmt wird und einem feststehenden Filterrohr mit Filterelement in dessen Zentrum (Abb. 2). Die permanente Filterleistung von Zyper beruht auf der Ausnutzung von Fliehkräften und hydrodynamischen Effekten. Eingeleitete Flüssigkeiten werden, unterstützt durch gleich laufende Rotationskörper und durch das spezielle Design des Korpus in Rotation versetzt, so dass die Feststoffe durch die Fliehkräfte Richtung Außenwand gedrückt werden. Diese setzen sich durch ihr Eigengewicht am Boden ab. Dadurch werden bereits die meisten Partikel entfernt, bevor sie das Filterelement erreichen.

Drei Rotorblätter, die um den Filter kreisen, erzeugen über einen hydrodynamischen Effekt zwischen Abstreifer und Filterelement eine Turbulenzzone und Druckschwankungen, die den Aufbau eines Filterkuchens auf der Filteroberfläche verhindern.

Das Filterelement – aus Draht-, Kunststoffgewebe oder als Spaltsieb – bleibt dadurch ständig frei und vollständig filterfähig. Eine exakte und feine Trennung von fest und flüssig macht das Recycling von anfallenden Wertstoffen möglich. Mit Filtereinsätzen bis zu 1 µm Partikelgröße lassen sich auch kleinste Feststoffteilchen abtrennen. Die Filtereinsätze können permanent genutzt werden. Dadurch entfällt das bei anderen Systemen zum Teil kostenintensive hohe Abfallaufkommen durch Wegwerffilter. Der gelegentliche Austausch der permanenten Filterelemente kann im Rahmen der routinemäßigen Kontrolle der Produktionsanlage durchgeführt werden.

In Kläranlagen ist der Einsatz des Zyper-Filtersystems grundsätzlich an drei Positionen möglich. Zunächst kann es mit ei-ner entsprechenden Baugröße von 9 bis 30 m3/h Durchsatzleistung als Filtersystem im Klärverfahren selbst verwendet werden. Nach Abschluss entsprechender Weiterentwicklungen sind die gleichen Baugrößen auch für den Bereich der Klärschlammeindickung geeignet. Zur Zeit ist dies jedoch noch nicht möglich. Des Weiteren ist ein Betrieb als kleiner, kontinuierlich arbeitender Partikelfilter für Messströme mit etwa 0,2 m3/h Durchsatz denkbar, um die zum Teil empfindlichen Messgeräte von Partikeln frei zu halten.

Im Klärprozess macht ein kontinuierliches Filtersystem dort Sinn, wo die Einsparung von Anlagenkomponenten und/oder die Verkleinerung der Anlage bzw. deren Komponenten erreicht werden kann. Dies ist eine Zielsetzung, der mit der Zunahme der Belastung der Kläranlagen eine immer wichtigere Rolle zukommt. In die Zukunft gedacht bedeutet dies den Ersatz ganzer Becken durch den Einsatz eines Zyper-Systems. In diesem Zusammenhang konnte bei einer Kläranlage in Norddeutschland durch den Einsatz eines Zyper-Systems die Sedimentationsstufe entlastet werden (Abb. 3). Das Zyper-System ist mit einem 60 µm-Spaltsieb ausgestattet und arbeitet als Vorfiltration für die Sedimentationsstufe, um diese zu entlasten. Für den Kläranlagenbetreiber bedeutet dies, dass er auf aufwendige bauliche Maßnahmen zur Kapazitätserhöhung der Anlage verzichten kann, indem er die Effizienz der vorhandenen Komponenten verbessern kann. Ein Ansatz, durch den hier ein Problem schnell und wirtschaftlich gelöst wird und gleichzeitig langfristig Kosten gedämpft werden.

Ein kontinuierlich arbeitendes Fest/Flüssig-Filtersystem ist natürlich für viele Bereiche in der Industrie interessant, vor allem wenn es um die Sicherstellung eines kontinuierlichen Prozesses geht. Die Steigerung dieses Anspruches ist nun der Einsatz eines Systems, das ohne aufwendige Rückspültechnik und die damit verbundenen Nachteile auskommt. Anlagen, bei denen auf Parallelfilter umgeschaltet werden kann, sind sicherlich auch bewährt aber vergleichsweise uneffizient. Deshalb geht in der Filtration im direkten Produktionsprozess der Trend auch zum Einsatz von kontinuierlichen Systemen, die möglichst wartungsfrei und unaufwendig funktionieren.

Überall wo Prozesswasser im Kreislauf gefahren werden kann, finden kontinuierliche Filtersysteme wie das Zyper-System Einsatz. Zum Schutz von Pumpen, Düsen und empfindlichen Anlagenkomponenten müssen die Feststoffe vor der Rückführung abgetrennt werden. Hier hat das Zyper-System ein weites Einsatzgebiet. In Produktionsprozessen in der Chemie- und Pharmaindustrie, in der Nahrungsmittelherstellung und in der Herstellung von Kunst- und Baustoffen können die notwendigen Filteranlagen mit Zyper-Systemen optimiert und häufig sogar um ein vielfaches verbessert werden. Mit Filterfeinheiten zwischen 1 und 1000 µm deckt das Zyper-System eine große Bandbreite ab und kann möglicherweise mehrere traditionelle Filtrationsstufen in sich vereinen (Abb. 5).

Die gleiche Situation finden wir bei der Behandlung industrieller Abwässer vor. Als Abwasserfilter ist ein kontinuierliches System, wie das Zyper-System sicherlich optimal. Dies gilt gerade, wo große Mengen in die Kläranlage eingeleitet werden und bestimmte Grenzwerte, beispielsweise der CSB-Gehalt, beachtet werden müssen.

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