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

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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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++

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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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-++

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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.