gwf Wasser/Abwasser Stahlharte Argumente (Vorschau)

FACHBERICHTE Wasserversorgung
Filterbetttiefe z, cm
Filterbetttiefe z, cm
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eine Filterschicht naturgemäß, wenn eine Deckschicht
darüber aufgebracht wird. Ferner können Erkenntnisse
zur Rückspülbarkeit und Schichttrennung nur anhand
konkret getesteter Versuchs kombinationen gewonnen
werden.
ln(N/N z=0
)
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0
ln(N/No) =
-2,3 -> 1 log-Stufe
-4,6 -> 2 log-Stufen
Hydroanthrazit N
v = 6 m/h
(MSF-VA)
v = 18 m/h
(MSF-VA)
Standardschüttung;
ß Fe = ca. 0,5 … 0,6 g/m³;
Ozonung: ca. 1 g/g DOC
z = -11 cm * ln(N/No)
z = -26 cm * ln(N/No) + 98 cm
Quarzsand
z = -27 cm * ln(N/No)
z = -75 * ln(N/No) + 115 cm
Bild 4. Raumfiltrationswirkung der Versuchsanlage –
dargestellt nach Gl. (1) – bei Standardschüttung.
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0
ln(N/No) =
-2,3 -> 1 log-Stufe
-4,6 -> 2 log-Stufen
MSF-VA
(1,8 + 0,7 m)
Variation Standard;
v F = ca. 12 m/h;
ß Fe = ca. 0,4 - 0,5 g/m³;
Ozonung: ca. 1 g/g DOC
ln(N/N z=0
)
z = -23 cm * ln(N/No)
z = -200 cm * ln(N/No) + 201 cm
Quarzsand
Hydroanthrazit N
Bild 5. Raumfiltrationswirkung der Versuchsanlage –
dargestellt nach Gl. (1) – bei Variation der Standardschüttung.
4. Untersuchungsergebnisse
4.1 Wirksamkeit der Standardschüttung
(original und variierte Schichthöhen)
Vor der eigentlichen Variation der Schüttungen wurde
die Standardschüttung sowohl in der Großanlage (rund
30 Jahre altes Filtermaterial) als auch in der Versuchsanlage
(neues Material) charakterisiert. Eine Siebanalyse
ergab, dass beim gebrauchten Hydroanthrazit N der
Anteil an Unterkorn mit etwa 7,6 % erhöht war. Beim aus
der Großanlage entnommenen Quarzsand wurde ein
erhöhter Anteil an Überkorn von etwa 8,5 % detektiert.
Dies lässt sich so interpretieren, dass das Hydroanthrazit
N im Laufe des Filtrationsbetriebs etwas Abrieb erfahren
hat und sich im Übergangsbereich der beiden Schichten
eine Mischzone ausgebildet hat (siehe auch Bild 3).
Solche Änderungen sind – gerade nach der langen
Betriebszeit – nicht ungewöhnlich und in Verbindung
mit dem Umstand, dass
die Wirksamkeit der Großfilteranlage immer noch
sehr gut und
das Druckverlustbild über der Schütthöhe qualitativ
akzeptabel ist,
noch kein zwingendes Indiz für eine Erneuerung des
Filtermaterials. Aus dem in Bild 3 dargestellten Micheau-
Diagramm für die Großanlage lässt sich aber ein Problempunkt
erkennen: Während bisher im Herbst/Winter
nach 48 h Laufzeit in der Regel noch günstige Druckverhältnisse
herrschten, konnten in der wärmeren Jahreszeit
gelegentlich deutlich erhöhte und aufgrund des
ungünstigen Verhältnisses Überstau- zu Schütthöhe
durchaus kritische Druckverluste auftreten.
Bereits die leicht verminderte Schütthöhe der Standardschüttung
in der Versuchsanlage deutete hier eine
Besserung an, ohne dass eine Beeinträchtigung der
Filtratqualität zu verzeichnen gewesen wäre. Noch
geringere Schütthöhen würden allerdings nicht ausreichen,
um eine allzeit bestmögliche Partikelabtrennung
inklusive ausreichender Sicherheitsreserve
ge währ leisten zu können. Dies haben Messungen bei
extremer Filtergeschwindigkeit (6 und 18 m/h) gezeigt:
je nach Geschwindigkeit waren etwa 80 cm einer jeden
Schicht gut wirksam im Sinne der Tiefenfiltrationstheorie
(Bild 4), und zur stetigen Erreichung einer zuverlässigen
2-log-Stufenabtrennnung waren die 100 + 100 cm
Filterbett notwendig.
Im direkten Vergleich der beiden Standardmaterialien
zueinander entstand der Eindruck, dass im vorliegenden
Fall der Hydroanthrazit an Wertigkeit überwog.
Versuche mit überhöhter Oberschicht (1,8 m Hydroanthrazit
N) bei gleichzeitig verringerter Unterschicht
(70 cm Quarzsand) waren so eine konsequente Fortführung
(„Variation Standard“). Der Druckverlust der
gewählten, relativ mächtigen Versuchsgesamtschüttung
sollte aufgrund der groben Körnung des Hydroanthrazit
N keinen entscheidenden Anstieg erfahren, was
sich auch bestätigte. Andererseits konnte dadurch keine
Januar 2011
88 gwf-Wasser Abwasser