Filtration

Die Filtration ist auf dem Gebiet der Wasseraufbereitung in vielfältigster Art und Weise verbreitet. Unter Filtration werden alle Verfahren zusammengefasst, bei denen auf mechanischem Wege - aus einem Gemisch von Flüssigkeit und festen oder gelösten Substanzen - eine Trennung in Flüssigkeit (Filtrat) und aufkonzentrierte Substanzen (Retentat) erfolgt. Die Auswahl der Filtrationsverfahren oder auch mehrerer Verfahrensschritte wird durch die Qualität des Rohwassers sowie durch die Anforderungen an das Reinwasser (Trink- oder Prozesswasser) bestimmt. Die minimale Größe der zurückgehaltenen Feststoffe wird über die Trenngrenze des Filters definiert.

Problemstoffe

Häufig vorkommende Problemstoffe im Rohwasser sind:

  • Sand, Feststoffe, Trübstoffe und Partikel, abgelöste Inkrustierungen aus Rohrleitungen
  • gelöste Stoffe wie Eisen, Mangan und Arsen
  • aggressive Kohlensäure
  • Pestizide (PBSM), Chlorkohlenwasserstoffe (CKW) etc.
  • gelöste Salze (Meerwasser)
  • Verunreinigungen durch Kreislaufwasserführung (z.B. Kondensat-Dampf-Kreislauf)
  • Akkumulation durch Aufkonzentration bei Kreislaufwasser
  • usw.

Sonderfälle

Die Filtration über Aktivkohle oder andere adsorptiv wirkende Filtermaterialien (Adsorption) und die chemische Entsäuerung werden ebenfalls zu den Filtrationsverfahren gezählt.

Trenngrenzen

Die Übersicht zeigt grob die Zuordnung der Filtrationsverfahren und deren Anwendung in Abhängigkeit von den Trenngrenzen.

 

Grafik Trenngrenzen

Feinfiltration

Feinfilter
Kerzenfilter

Bei Verwendung von Trinkwasser aus der kommunalen Wasserversorgung kann das Rohwasser aus kilometerlangen Rohrnetzen bei größeren Entnahmen mit Rost, Sand, ausgebrochenen Inkrustierungen und anderen Feststoffen verunreinigt sein. Diese Feststoffe können mit Kerzenfiltern ausfiltriert werden.
 

Kerzenfilter sind nicht für die Aufnahme großer Schmutzmengen geeignet. Durch die Anlagerung der Feststoffe an der Filteroberfläche kann es bei großen Schmutzmengen zu einem raschen Anstieg des Differenzdruckes kommen.
 

Kerzenfilter werden bei der Nanofiltration und Umkehrosmose in der Regel als Schutzfilter eingesetzt.

Kiesfiltration und Mehrschichtfiltration

Mehrschichtfilter
Mehrschichtfilteranlage

Im Gegensatz zur Kerzenfiltration stellt die Kiesfiltration - insbesondere die Variante Mehrschichtfiltration (Filtersand + Filterkohlen) - eine Tiefenfiltration dar.
 

Bei der Mehrschichtfiltration passiert das Wasser verschiedene Schichten von Filtermaterial mit in Filtrationsrichtung zunehmender Feinheit. Schmutzstoffe lagern sich entsprechend ihrer Größe in unterschiedlichen Schichten im Filter ab.


Mehrschichtfilter können große Mengen an Feststoffen aufnehmen. Insbesondere bei der Aufbereitung von Flusswasser gelangt die Kiesfiltration bzw. die Mehrschichtfiltration - in Verbindung mit Flockung - zum Einsatz. Der Filtration wird in diesen Fällen oft eine Sedimentationsstufe als erster Verfahrensschritt vorgeschaltet.


Kies- und Mehrschichtfilter werden regelmäßig durch Rückspülung gereinigt.

Druckfilteranlagen

Druckfilter werden neben der Einschicht- und Mehrschichtfiltration zur Enteisenung, Entmanganung, Entsäuerung und zur Adsorption eingesetzt.

Ozon-Biofiltration

Bei der Ozon-Biofiltration handelt es sich um einen naturnahen Weg zur Aufbereitung huminstoffhaltiger Wässer. Das Verfahren nutzt die biologischen Wirkungsmechanismen im Filterbett zur Reduktion des TOC/DOC. Unter der Einwirkung von Ozon werden die organischen Kohlenstoffverbindungen mit hohem Molekulargewicht gespalten, die Färbung massiv reduziert und die Konzentrationen der Verbindungen mit niedrigerem Molekulargewicht erhöht. Ein Teil dieser so geschaffenen Verbindungen ist biologisch verfügbar und wird in der biologischen Filtrationsstufe abgebaut werden.

Besonders vorteilhaft ist die hohe Umweltfreundlichkeit, da - im Gegensatz zu Nanofiltrationsanlagen bzw. zur Umkehrosmose - so gut wie keine umweltbelastenden Substanzen eingesetzt werden müssen und der Energieverbrauch minimiert ist.

Membranfiltration

Membranfiltrationstechniken werden für die unterschiedlichsten Anwendungen im Bereich der Wasseraufbereitung eingesetzt. Unter Membranfiltration werden folgende Verfahren zusammengefasst:

  • (MF) Mikrofiltration
  • (UF) Ultrafiltration
  • (NF) Nanofiltration
  • (UO/RO) Umkehrosmose
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