Neue Möglichkeiten durch verbesserte Scheibenfilter

Ob zur Aufbereitung von Brauch- und Prozesswasser für die industrielle Kreislaufnutzung oder von Oberflächenwasser für die Trinkwassergewinnung: An die Filtration vorgeklärter Abwässer aus Industrie oder kommunalen Kläranlagen werden immer höhere Anforderungen gestellt. Feinheit der abzuscheidenden Partikel, verbleibender Feststoffgehalt und Durchsatz kennzeichnen die Effizienz der mechanischen Abwasserreinigung. Scheibenfilter zur Abscheidung von Feinstpartikeln ermöglichen einen nahezu feststofffreien Ablauf, der die strengen Vorgaben an die Ablaufqualität von Kläranlagen einhält. Alternativ erfolgen nach der Feinfiltration noch weitere Behandlungsstufen wie beispielsweise eine UV- Behandlung oder Membranfiltration. In der Industrie erfüllen Scheibenfilter neben steigenden Qualitätsansprüchen für Prozess- und Brauchwasser auch die Aufgabe, Wertstoffe aus den Abwässern zurückzugewinnen. Zunehmend gefragt ist hier die zuverlässige Abscheidung von Mikroorganismen, die in Rohwasser enthalten sind, das aus anliegenden Flüssen entnommen wurde. Ein weiterer, immer wichtigerer Einsatzbereich dieser Filterapparate ist die Entsalzung von Meer- und Brackwasser zur Frischwassergewinnung für die Industrie. In der Meerwasseraufbereitung kommen Scheibenfilter vor der Kerzen- und Membranfiltration zum Einsatz.

Herausforderungen in der Entwicklung

Seit 2006 beliefert GKD Filterhersteller mit Feingeweben für eine bedarfsgerechte Abscheidung von Feinstpartikeln und war deshalb auch Partner der Wahl für die Entwicklung eines neuen Filtermediums. Die Hauptaufgabenstellung verlangte ein Feingewebe für die maschinelle Abwasseraufbereitung, das die Filterrückhalte (Total Suspendid Solids) im Mikrofiltrationsbereich steigert und gleichzeitig Wassertrübung (Nephelometric Turbidity Unit) und Algenkonzentration reduziert. Beständigkeit gegenüber Chemikalien und hohen Temperaturen sowie gute Reinigungseigenschaften waren weitere Vorgaben, die das neue Filtermedium erfüllen sollte. Damit verbunden war die Herausforderung, trotz feinster Abscheideraten einen hohen Wasserdurchsatz bei der hydrostatischen Filtration zu gewährleisten. Bis dato konnten lediglich Sandfilter diese Aufgabe lösen, da es kein Filtermedium mit entsprechenden Leistungsmerkmalen für die maschinelle Wasseraufbereitung gab. Die jetzt als Wettbewerbsprodukt zu den etablierten Sandfiltern konzipierten Scheibenfilter reinigen im kontinuierlichen Betrieb große Abwassermengen und arbeiten dabei mit einer integrierten Rückspülung.

Eine alternative Filtration ist möglich

Basis der neuen Gewebekonstruktion ist die in zahlreichen Filtrationsprozessen bewährte optimierte Tresse (OT) aus Edelstahl. Ihre spezielle Bindung ergibt rechteckige, schlitzartige Porengeometrien an der Gewebeoberfläche, die kleiner sind als die Poren im Gewebeinneren. Dadurch werden Partikel oberhalb der geforderten Trenngrenze sicher an der Oberfläche abgeschieden. Diese Porenstruktur bewirkt, dass an der einzelnen Pore viele Partikel nebeneinander abgeschieden werden. Das begründet die hohe Schmutzaufnahmekapazität des Gewebes bei sehr niedrigem Durchflusswiderstand. In kurzer Zeit entsteht so ein Filterkuchen, der die Rückhalterate weiter verbessert. Kleinere Partikel passieren die inneren Poren problemlos, sodass optimierte Tressen nur eine sehr geringe Verblockungsneigung zeigen. Durch gezielte Modifikation und Weiterentwicklung dieser bewährten Gewebekonstruktion konnte GKD ein Filtermedium mit einer Porengröße von sechs Mikrometer und einer – verglichen mit aktuellen Wettbewerbsprodukten – dreifach höheren Durchsatzleistung erzielen. Anders als herkömmliche Feingewebe zeichnet sich die spezifische Gewebebindung durch deutlich mehr Edelstahldrähte auf der Fläche aus. Das bedingt die außergewöhnlich hohe Stabilität der einzelnen Pore und mechanische Festigkeit des Gewebes insgesamt.