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Filteranlagen – Filtertypen, Wirkmechanismen, hydrodynamische Grundlagen
Dipl.-Ing. Alexander ReußOspa Apparatebau Pauser GmbH & Co. KG
Ospa Schwimmbadtechnik - von der Idee bis zur Realisierung ...
… Beratung
… Planung… Bauberatung
… Inbetriebnahme
Ospa ist Systemlieferant, entwickelt und produziert alle wesentlichen Wasseraufbereitungskomponenten selbst – hier in Deutschland.
Seit über 50 Jahren Schwimmbadtechnik.
65.000 Hotel- und Privat-Schwimmbäder mit Ospa-Technik
eigene Entwicklungen
SandfilteranlagenAktivkohle-FilteranlagenMehrschicht-Filteranlagen(Druckfilter, Unterdruckfilter)Ultrafiltrationsanlagen
Ospa-BlueClear®-AnlagenOspa-Dosiertechnik
Ospa-BlueControl®Ospa-CompactControl®
Ospa-WasserattraktionenOspa-Schwimmbadzubehör
Ospa-Floatingbecken
unsere Kunden
Privatkunden Hotelerie
Kommunen Kliniken / Reha
Fertigung
... im schwäbischen Mutlangen
Planung Kundenservice
zu meiner PersonDipl.-Ing. Alexander Reuß
- Studium der Wasserwirtschaft (Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft -Chemie-/Bau-/Prozessingenieur) an der TU Dresden
- jahrelang tätig als internationaler Projektingenieur in der Trinkwasseraufbereitung und Abwasserbehandlung
- seit 2007 bei Ospa als Technischer Verkaufsleiter
Spezialgebiete (Schwimmbadtechnik):- Filtrationsverfahren- Desinfektion und Desinfektionsnebenprodukte- Chlorelektrolyse- Hydrochemie- Technische Hydromechanik/Strömungen- Grenzgebiete zwischen Hydrochemie, Bauchemie und Werkstoffkunde
Mitarbeiter u.a. folgender Gremien:a) DIN 19643 „Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser“b) Technischer Beirat des bswc) AK Wasseraufbereitung (DGfdB)d) …
Belastungsstoffe im Beckenwasser
Art der Belastung
Teilchengröße Beispiele Beseitigung,Reduzierung
GrobeSchwimmstoffe
> 1 mm Haare, Schuppen, Textilfasern
Siebz.B. Pumpenvorsieb
Grobe Trübstoffe 0,0001 - 1 mm Hautschuppen, Hauttalg, Seifenreste, Öle
Flockung und FiltrationKolloidale Stoffe 0,0001 - 0,000001 mm Kosmetika, Schleim, Speichel, Mikroorganismen
Echt gelöste organische Verbindungen
< 0,000001 mm Harnstoff, Aminosäuren(Urin, Schweiß)
Oxidation, Desinfektion,Filtration über adsorbierende Medien
Echt gelöste anorganische Verbindungen
gelöst Salze (Kochsalz = Natriumchlorid, Sulfate)
Frischwasserzusatz
Sand
filtr
atio
n, A
nsch
wem
mfil
trat
ion,
Ultr
afilt
ratio
n
Meh
rsch
icht
filtr
atio
n
Aufgabe der Filtration
Entfernung von
- entstabilisierten Kolloiden (Flockung)- geklumpten, umhüllten Mikroorganismen- filtrierbaren Schmutz- und
Belastungsstoffen (Haare, Hautpartikel,...)- Phosphatverbindungen- gebundenem Chlor- THM (Trihalogenmethane)- …
Prinzip: je besser das Filtrationsergebnis, desto geringer der Chemikalieneinsatz für Oxidation & Desinfektion
Wasseraufbereitung klassisch
Quelle: water-purifiers.com
Wasseraufbereitung klassischVe
rsch
mut
zung
Kost
en
Sieb-Absetzen-Fällung-SF-MSF-M&U&NF-IA-UO Sieb-Absetzen-Fällung-SF-MSF-M&U&NF-IA-UO
Aufbereitungsverfahren & Verfahrenstiefe hängt von der Reinheit des verwendeten Rohwassers und der gewünschten Reinheit ab.
Jedes Verfahren hat seine Vor- und Nachteile und müssen unter Berücksichtigung ökonomischer Aspekte auf den Einsatzfall abgestimmt sein.
Flächenfiltration/Sieb Raumfiltration / Tiefenfiltration
- nur an der Oberfläche aktiv- kürzere Laufzeit- geringere Aufnahmekapazität
- Partikel dringen in tiefere Schichten ein- längere Laufzeit- größere Aufnahmekapazität
Fitrationsarten
Kartuschenfilter
- Einsatz im Privatbereich- große Oberfläche- hohe Aufnahmekapazität
aber: höhere Verkeimungsneigung, da nicht automatisch spülbar
Filtertypen
Sandfilter
- Einsatz im öffentlichen und privaten Bereich- große Oberfläche- hohe Aufnahmekapazität
aber: bei höherer Belastung Flockung notwendig, ggf. höhere Verkeimungsneigung
Filtertypen
Anschwemmfilter
- Einsatz im öffentlichen Bereich- große Filterfläche auf kleinem Raum- grundsätzlich geringer Spülwasserbedarf (wenn man den generellen Wasseraustausch unberücksichtigt lässt)
aber: hoher apparatetechnischer oder manueller Aufwand oder geringe Wirkung
Filtertypen
Quelle: Schwimmbad24.de
Membranfilter (Ultrafiltration)
- Einsatz im öffentlichen Bereich- große Filterfläche auf kleinem Raum- hohe Trennschärfe- 99,99 % Bakterien- und Virenrückhalt
aber: geringe Aufnahmekapazität, daher häufige Spülungen notwendig; hoher apparatetechnischer Aufwand
Filtertypen
Wirkungsweise der MehrschichtfiltrationRaumfiltration / Tiefenfiltration
- gröbere Partikel werden in den oberen Schichten zurückgehalten- kleinere Partikel dringen in die unteren Schichten ein und werden dort zurückgehalten erhöhter Wirkungsgrad- A-Kohle & H-Kohle wirkt zusätzlich adsorptiv- N-Kohle wirkt nichtadsorptiv- S-Kohle ist spezielle Mischung aus beiden Kohlen
Wirkmechanismen im Festbettfilter
mechanischer Rückhalt
Gravitation
Trägheit
elektrostatische & elektrodynamische Kräfte
Brownsche Molekularbewegung (Random Walk, Diffusion)
- bei adsorptiv wirkenden Medien zusätzlich Adsorption und ggf. Chemisorption
Transportmechanismen
Turbulenz
Interception
Haftmechanismen
- Rückhalt erhöht durch Flockung (Partikel < 1 μm)
5 – 10 μm
Filterbettbeladung
Filterbettbeladung
Filterbettbeladung
Filterbettbeladung
Vergleich unterschiedlicher Korngrößen
spezifische Oberfläche eines Sandkorns (Dichte 2600 kg/m³): d
Ospez 6
Korndurch-messer
spezifische Oberfläche
Filtermassez.B. Filter Ø
1000
gesamte Filterfläche
resultierende Schichthöhe
mm m²/kg kg m² m
0,4 – 0,8 3,8 350 1330 0,40
0,7 – 1,25 2,4 550 1320 0,60
Filterwirksamkeit von Sand mit
Korndurchmesser 0,4 - 0,8 mm und Schütthöhe 400 mm
gleich
Korndurchmesser 0,7 - 1,2 mm und Schütthöhe 600 mm
0,4 - 0,8 mm0,7 - 1,25 mm
Vergleich unterschiedlicher Korngrößen
Einfluss der Korngröße
Quelle: DVGW Arbeitsblatt W 211
kleiner Korndurchmesser
bessere Filterwirksamkeit
bessere Filtratqualität
niedrigere Schichthöhe notwendig
schnelle Zunahme des Filterwiderstandes
großer Korndurchmesser
schlechtere Filterwirksamkeit
schlechtere Filtratqualität
höhere Schichthöhe notwendig
langsame Zunahme des Filterwiderstandes
Siebanalyse - Ungleichförmigkeitsfaktor
Qualität des Sandes
Filterbettbeladung unterschiedlicher Materialien
Quelle: Vitrosphere
Bild soll zeigen, warum auf Glasperlen weniger Biofilmanhaftungen zu erwarten sind, zeigt aber tatsächlich warum die Filtrationswirkung geringer ist
Fließweg des Wassers bei unterschiedlichen Materialien
Quelle: Vitrosphere
Bild soll zeigen, dass bei Glasperlen ein geradliniger Wasserstrom zu erwarten ist, zeigt aber tatsächlich warum gerade bei Sand die Filtrationswirkung größer ist
Ein Quarzsand-Filterkorn hat bei gleichem Korndurchmesser eine deutlich größere spezifische Oberfläche – deshalb ist bei einem ordnungsgemäß betriebenen Sandfilter bei gleichen Randbedingungen (z.B. Filtrationsgeschwindigkeit) auch eine höhere Filtrationsschärfe zu erwarten.
Einfluss der Kornoberflächenbeschaffenheit
glattes Filterkorn Quarzsand-Filterkorn
organische Belastung eines Sandfilters
Glühverlust bei 550 °C: 0,60 %
hydraulische Prozesse in einem Filter
Mechanismen des Transports der Schmutzstoffe an die Kornoberfläche des Filtermaterials
gleichmäßige Anströmung und Verteilung des Rohwassers auf dem Filterbett
gleichmäßige Anströmung und Verteilung des Spülwassers bei der Filterspülung
ausreichende Spülgeschwindigkeit zum Austrag der Schmutzstoffe
Minimierung des Druckverlustes aus energetischen Gründen
Filter ist nicht gleich Filter.
gleichmäßige Anströmungmaximale Verwerfungen von 5 cm/m Filtermaterial, max. 10 cm
Spülmechanismen Sand- und Mehrschichtfilter
Anforderungen an die Spülung:
- ausreichende Filterbettausdehnung der filtrierenden Schichten um die Beweglichkeit der Filterkörner zu ermöglichen (Fluidisierung);
- einwandfreier Abtrag des am Filterkorn anhaftenden Schmutzes durch ausreichenden Energieeintrag (Scherströmung, Wandschubspannung) und Korn-Korn-Interaktion;
- vollständiger Schmutzaustrag aus dem Filter (Spülzeit);
- genaue Spülgeschwindigkeiten und Spülzeiten sind von Materialkombination und Filterkonstruktion abhängig.
Quelle: Bayrol
Spülmechanismen Sand- und Mehrschichtfilter
Um die Anforderungen an die Spülung zu erfüllen:
- muss eine gleichmäßige Anströmung gewährleistet sein (Düsenboden, Stützschicht)
- muss die Spülgeschwindigkeit ausreichend hoch gewählt werden;
- muss die Spülzeit ausreichend hoch sein;
muss der Filter hydraulisch entsprechend dimensioniert und auf die entsprechende Filtermaterialkombination ausgelegt sein.
typische Hydraulikmängel beim Spülen
Pumpenkennlinie /Anlagenkennlinie
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Förd
erhö
he [m
]
Volumenstrom [m³/h]
Pumpenkennlinie vs. Anlagenkennlinie
PumpenkennlinieAnlagenkennlinie
Pumpenkennlinie /Anlagenkennlinie
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Förd
erhö
he [m
]
Volumenstrom [m³/h]
Verschiebung der Anlagenkennlinie nach rechts bei abnehmendem Widerstand
PumpenkennlinieAnlagenkennlinie
Kanal
Anlage bei Filtration / Spülung
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Durchfluss [m³/h]
Förd
erhö
he H
[m]
Kennlinie Filtration
Kennlinie Spülung
Abnahme der Anlagenkennlinie bei geringerem Widerstand (z.B. bei der Spülung)
daher Filtration und Spülung mit der gleichen Pumpe möglich
Pumpen-/Anlagenkurve bei Filtration und Spülung
geschlossener Anschwemmfilter
Quelle: Lindemann, Bädertechnik für Betrieb und Ausbildung, 2016
Schema des offenen Anschwemmfilters
Quelle: Lindemann, Bädertechnik für Betrieb und Ausbildung, 2016
Vorteile:- Flockung entfällt- geringer Platzbedarf
Nachteile:- bei Ausfall oder Stillstand der Pumpen löst sich die Filterschicht- hohe Betriebskosten, da Anschwemmmaterial nach DIN 19643 bei jeder Spülung verworfen werden muss- zur Eliminierung gebundenen Chlors muss zusätzlich
Pulveraktivkohle zudosiert werden (die ebenfalls bei jeder Spülung verworfen wird)
- keine Flockung möglich, daher auch keine Phosphateliminierung- Filtermaterial Kieselgur krebserregend, deshalb staubfreie Einbringung (hoher apparatetechnischer Aufwand) oder Perlit
bezüglich Spülmenge keinerlei Vorteile (30 L/Badegast), außer bei extrem niedrigen Besucherzahlen
bezüglich Standzeiten keinerlei Vorteile
Vor- und Nachteile der Anschwemmfilter
UltrafiltrationMembranverfahren
Die Treibende Kraft des Trennverfahrens ist eine Druckdifferenz (Transmembrandruck) zwischen Rohwasser (Feed) und Filtrat.
Filtrationsspektren der einzelnen Membranverfahren
Die Einteilung der Membranverfahren erfolgt anhand ihrer Trenngrenzen:
Mikrofiltration (> 0,1 μm, p = 0,1 bis 2,0 bar)Ultrafiltration (> 0,01 μm, p = 0,1 bis 5,0 bar)Nanofiltration (> 0,001 μm, p = 3 bis 20 bar)Umkehrosmose (> 0,0001 μm, p = 10 bis 100 bar)
E.Coli 2 – 6 μm
Pseudomonasaeruginosa 2 – 4 μm
Legionellaspecies 2 – 6 μm
Hepatitis A-Virus 0,027 μm
Wasseraufbereitung klassisch (Süßwasser)
Wasser Trübung Leitfähigkeit TOCGrundwasser 1 – 10 NTU 1000 – 10000 μS/cm < 2 mg/lSeewasser 5 – 100 NTU 1000 – 10000 μS/cm < 2 bis > 10 mg/lFlusswasser 50 – 1000 NTU 1000 – 10000 μS/cm < 2 bis > 100 mg/lTrinkwasser < 1,0 NTU < 2500 μS/cm < 1,0 mg/lBadewasser 0,1 – 10 NTU < 2500 μS/cm* 1 bis 10 mg/lDeionat < 0,1 NTU < 10 μS/cm < 0,5 mg/lReinstwasser < 0,01 NTU < 1,0 μS/cm < 0,5 mg/l* keine Sole
Schwimm- und Badebeckenwasser ist im Verhältnis zu anderen Rohwässern relativ sauber deshalb kann hier (Voraussetzung:
Membranen chlorresistent) auch die Ultrafiltration eingesetzt werden.
Eine Voraufbereitung (Vorfilterung) ist dennoch notwendig.
Quelle: Technologiezentrum Karlsruhe
Abgrenzung Verfahren nach Größenklassen
- Oberflächenfiltration
- Druck (Transmembrandruck)
- rein mechanisch
- Vorfiltration notwendig
Druck
Wirkmechanismen der Ultrafiltration
Spülmechanismen der Ultrafiltration
2 verschiedene Spülarten:
- Forward Flush (Spülung in Filtrationsrichtung durch Wandschubspannung)
- Backwash (Spülung entgegen der Filtrationsrichtung
Spülungen werden durch Chemikalien unterstützt
Spülmechanismen der Ultrafiltration
2 verschiedene Spülarten:
- Forward Flush (Spülung in Filtrationsrichtung durch Wandschubspannung)
- Backwash (Spülung entgegen der Filtrationsrichtung
Spülungen werden durch Chemikalien unterstützt
Aufbau eines Ultrafiltrationsmoduls
Quelle: BASF
Aufbau eines Ultrafiltrationsmoduls
Quelle: BASF
Verfahrensschema einer Ultrafiltration
Quelle: BASF
- Auslegung – u.a. Flux [l/(m²*h)], Druck, chemische Spülungen – abhängig von erwarteter Belastung
- genaue Betriebsbedingungen – Spülintervalle, Spüldauer, Spülprogramm, Dosiermengen Flockung, PAK, Chemikalien –müssen im Betrieb ermittelt werden
Parameter Vorteil Nachteil
Verblockung kein Filterdurchbruch möglich (sofern kein Modulbruch)
Bildung einer irreversiblen Deckschicht, Anstieg des Filterwiderstands, Vorfilter (z.B. MSF) notwendig
Chemikalien weniger Chemikalien (FM) im Wasser
Chemikalien zur Regenerierung der Membranen notwendig
Filtrationsintervall - 90 – 240 Minuten, d.h. hohe Rückspülfrequenz
k-Wert zur Auslegung der Anlage
hoch (1,0), dadurch kleinere Anlagen möglich
hygienisch bedenklich, da Zeit für Schmutzaustrag stark verringert wird
Ultrafiltration - Vor- und NachteileParameter Vorteil Nachteil
Investitionskosten - hoch
Betrieb - hohe Fachkenntnis des Betreibers wird zur Einstellung des Betriebs vorausgesetzt
Platzbedarf niedrig -
Fouling - Verschließen der Membranoberfläche durch mikrobiologische Belastung (Verschleimung)
Scaling - Schädigung durch Erhöhung der Salzbelastung an der Oberfläche der Membran
Parameter Vorteil Nachteil
Kalkgehalt - empfindlich, Membran können durch Kalkausfall bei Druck und pH-Wertänderungen verblocken
gebundenes Chlor, THM
- kann von Membran nicht zurückgehalten werden –PAK-Dosierung (Verblockung) bzw. zusätzlicher Aktivkohlefilter vor UF notwendig
Parameter Vorteil Nachteil
Überwachung - teure, kontinuierlich messende Geräte notwendig (z.B. Manometer)
Lebensdauer - mindestens 8 Jahre, hohe Wiederbeschaffungskosten
Trennschärfe sehr hoch -
Bakterien- und Virenrückhalt
> 99,99 % -
Spülung der Membranen
- hohe Anforderungen an die Spülung, da sonst schneller Verschleiß
kein Wassersparen
Aufgaben der Flockung
beseitigt Schmutz• Staub, Partikel,• Kolloide• Dispers-Stoffe
OptimierteFlockung
undFiltration
beseitigt Keime• Einzeller• Bakterien• Pilze
spart Chemikalien• Chlor verbraucht sich
nur an Keimen, nichtam Schmutz
vermeidet Chlorungs-nebenprodukte
• AOX, THMs• gebundenes Chlor
Insbesondere solche, die u.U. durch die Chlorung nicht abgetötet werden.
Flockungsschritte
Phase I: intensive Vermischung des Flockungsmittels mit dem Wasser (sehr energieintensiv – z.B. an der Pumpe oder durch Rohrturbulenzen)
Phase II: Entstabilisierung bei geringem Energieeintrag (Einmischung des Flockungsmittels, Kontakt des Flockungsmittels mit den Schmutzstoffen bei geringerem Energieeintrag) – 0,1 bis 10 Sekunden
Phase III: Beruhigung und Bildung von Mikroflocken – 10 bis 30 Sekunden
Phase IV: Aggregation zu Makroflocken – 1 bis 20 Minuten
Flockungsschritte (Phasen I bis IV)
Quelle: Dr. D.P. Dygutsch
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Flockung aus Sicht des Filters
Reaktionszeit: 10 sFließgeschwindigkeit: max. 1,5 m/s Reaktionsstrecke: 15 m
Quelle: Dr. D.P. Dygutsch
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Entstabilisierung der Kolloideca. 0,1 – 10 s
Flockung aus Sicht des Filters
Reaktionszeit: 10 sFließgeschwindigkeit: max. 1,5 m/s Reaktionsstrecke: 15 m
Quelle: Dr. D.P. Dygutsch
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Entstabilisierung der Kolloideca. 0,1 – 10 s
Mikroflockungca. 10 – 30 s
Flockung aus Sicht des Filters
Reaktionszeit: 10 sFließgeschwindigkeit: max. 1,5 m/s Reaktionsstrecke: 15 m
Quelle: Dr. D.P. Dygutsch
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- -Entstabilisierung der Kolloideca. 0,1 – 10 s
Mikroflockungca. 10 – 30 s
Makroflockungca. 1 – 20 min
Flockung aus Sicht des Filters
Reaktionszeit: 10 sFließgeschwindigkeit: max. 1,5 m/s Reaktionsstrecke: 15 m
Quelle: Dr. D.P. Dygutsch
Flockung bei Sand- und MehrschichtfiltrationRaumfiltration / Tiefenfiltration
- Kornoberfläche ist entscheidend- Mikroflocken sollen in das Filterbett eindringen- Makroflocken bilden sich zum Großteil im Filterbett- Oberflächenfiltration unerwünscht
Flockung bei der Anschwemm- und UltrafiltrationFlächenfiltration / Sieb
- Flockenbildung muss vorher abgeschlossen sein- Mikro-/Makroflocken sollen nicht die Filteroberfläche passieren- Oberflächenfiltration ist systemimmanent
Mittel zur Flockung (DIN 19643)
- Aluminiumsulfat nach DIN EN 15031,- Aluminiumchloridhexahydrat nach DIN EN 15031,- Natriumaluminat nach DIN EN 15031,- Aluminiumhydroxidchlorid oder Aluminiumhydroxidchloridsulfat nach DIN EN
15031,- Polyaluminiumchloride nach DIN EN 15031 mit einer Basizität > 50 %,
Mindestzugabe 0,05 g/m3 (entsprechend 1,85 mmol/m3) als Al
- Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat nach DIN EN 15797,- Eisen(III)-chloridsulfat-Lösung nach DIN EN 15797,- Eisen(III)-sulfat nach DIN EN 15797
Mindestzugabe 0,05 g/m3 (entsprechend 1,78 mmol/m3) als Fe
Die Wirksamkeit der Flockung muss nach DIN 19643 bei Inbetriebnahme oder Änderung des Flockungsmittels durch Messungen von Eisen und Aluminium vor und nach der Filtration geprüft werden.
Flockung & Säurekapazität
Flockungsmittel sind saure Lösungen,Bedingungen für eine gute Flockungswirkung- pH Wert 6,8 - 7,2- Säurekapazität mind. 0,7 mmol/l
niedrigere Säurekapazität (0,3 mmol/l statt 0,7 mmol/l) bei Flockungsmittel mit Basizität ≥ 65 % zulässig
pH
t
Basizität des Flockungsmittels
Die Basizität eines Polyaluminiumchlorids gibt an, welcher prozentuale Anteil der Säureäquivalente im Vergleich zu Aluminiumchlorid bereits vorneutralisiert ist.
PAC:
Al2(OH)5Cl x 2-3 H2O
pH
t
Basizität < 50 %
Basizität > 65 %
Produktdatenblatt
Flockungsabhängigkeiten
Curva de Dosificación Al2(SO4)3
0
2
4
6
8
10
26 28 30 32 34 36
Dosis de Al2(SO4)3 [ppm]
Indi
ce W
illco
mb
[/]
0
1
2
3
4
5
Turb
ieda
d Fi
nal
[NTU
] IW
TF (NTU)
Curva de Dosificación FeCl3
0
2
4
6
8
10
10 12 14 16 18 20
Dosis de FeCl3 [ppm]
Indi
ce W
illco
mb
[/]
0
1
2
3
4
5
6
Turb
ieda
d fin
al
[NTU
] IW
TF [NTU]
Beispiel 1:Flockung mit Aluminiumsulfat in verschiedenen Konzentrationen
Entwicklung der Trübung
Beispiel 2:Flockung mit Eisenchlorid in verschiedenen Konzentrationen
Entwicklung der Trübung
FlockungsabhängigkeitenRelación entre Turbiedad, Indice de Willcomb y Dosis Optima de Al2(SO4)3 con Polimero Catiónico variable
0
1
2
3
4
5
6
32 32 32 32 32 32 32 32 32 32
Dosis [ppm]
Indi
ce W
illco
mb
[/]
y D
osis
del
Pol
. Cat
. [p
pm]
00.511.522.533.54
Turb
ieda
d [N
TU]
Pol.cation. [ppm]
IW
TF [NTU]
Relacion entre Turbiedad, Indice Willcomb y Dosis Optima de FeCl3 con Polimero Catiónico variable
0123456789
16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
Dosis Optima FeCl3 [ppm]
Indi
ce W
illco
mb
[/] y
D
osis
Pol
imer
o C
atió
nico
[pp
m]
0
0.5
1
1.5
2
Turb
ieda
d [N
TU]
Pol.Catión. [ppm]
IW
TF [NTU]
Beispiel 3:Entwicklung der Trübung bei Flockung mit Aluminiumsulfat bei optimaler Konzentration und unterschiedlichen Randbedingungen
Beispiel 4:Entwicklung der Trübung bei Flockung mit Eisenchlorid bei optimaler Konzentration und unterschiedlichen Randbedingungen
Flockungsabhängigkeiten
Beispiel 5:Entwicklung der Trübung bei Flockung mit Eisenchlorid bei optimaler Konzentration und unterschiedlichen pH-Werten
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
10 12 14 16 18 20
TUR
BIE
DA
D (N
TU)
DOSIS (PPM)
DOSIS OPTIMA EN FUNCION DEL PH DEL AGUA CRUDA
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
pH
GRAFICO Nº
Flockungsabhängigkeiten
Die Flockung ist ein sehr sensibler Prozess.
Das Flockungsergebnis hängt ab von:
- verwendetem Flockungsmittel (hier: Eisen oder Aluminium, Basizität usw.)- pH-Wert im Wasser,- Flockungsmittelkonzentration,- Zugabemenge,- Kontinuität der Zugabe,- Säurekapazität,- vorhandener Eingangstrübung, erwünschter Ausgangstrübung,- Energieeintrag in den verschiedenen Phasen.
Diese Parameter können im praktischen Betrieb leicht, aber nicht beliebig variiert werden. Eine willkürliche Änderung kann zu einer Verschlechterung des Aufbereitungsergebnisses führen.
Gebundenes Chlor entsteht aus der Reaktion von stickstofforganischen Ausgangsstoffen mit Chlor, AOX aus der Reaktion von kohlenstofforganischen Ausgangsstoffen.
Quellen für gebundenes Chlor sind vornehmlich Harnstoff aus Schweiß und Urin, aber auch Haare, Hautschuppen, Speichel und Kosmetika.
Quellen für AOX sind vornehmlich Huminstoffe u.a. Kohlenstoffverbindungen.
Quelle: KIT, Lehrstuhl für WasserchemieQuelle: KIT, Lehrstuhl für Wasserchemie
Desinfektionsnebenprodukte
DNP-Entfernung durch adsorptive Kornkohle im nachgeschalteten Sorptionsfilter (A-Kohle)
Vorteile:- gleichzeitige Entfernung von Chloraminen und THM- verbleibt lange im Filter
Nachteile:- extra Apparatur- Verkeimungsrisiko
Quelle: Lindemann
DNP-Entfernung durch adsorptive Kornkohle im Mehrschichtfilter
Vorteile:- die Kornkohle dient parallel als obere Schicht eines Tiefenfilters und zur Entfernung von DNP- gleichzeitige Entfernung von Chloraminen und THM- verbleibt lange im Filter- keine zusätzliche Apparatur- kaum zusätzlicher Wartungsaufwand
Nachteile:- Verkeimungsrisiko, vor allem bei mangelhafter Spülung
Quelle: Lindemann
Zusammenfassung
- Filtration bedeutet zunächst primär die physikalische Abtrennung von Schmutzstoffen, Keimen und Spurenstoffen aus dem Wasserstrom
- In der Badewasseraufbereitung gilt aufgrund der Kreislaufführung und der potentiellen Entstehung von Desinfektionsnebenprodukten prinzipiell: je besser die Filtration, desto geringer der Einsatz zusätzlicher Chemikalien
- die (im Bereich der Badewasseraufbereitung vorherrschende) Sand-und Mehrschichtfiltration ist kein rein mechanisches Abtrennungsverfahren, die spezifische Kornoberfläche ist für den Filtrationserfolg entscheidend
- jedes Filtrationsverfahren hat seine Vor- und Nachteile- bei Auswahl ist ein Abwägen zwischen Leistungsfähigkeit,
Installations- und Betriebsaufwand sowie der Kosten erforderlich- auch sekundäre Ziele (Reduktion von Desinfektionsnebenprodukten,
Geruchsstoffen) müssen ggf. in Betracht gezogen werden- prinzipiell ist mit allen vorgestellten Verfahren sehr gute eine
Wasserqualität erreichbar
Dipl.-Ing. Alexander ReußOspa SchwimmbadtechnikGoethestraße 573557 Mutlangen
Tel 07171 705 170Fax 07171 705 370E-Mail alexander.reuss@ospa.info
www.ospa.info
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
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