gwf Wasser/Abwasser Memo Sens (Vorschau)

Wasserversorgung
Fachberichte
DREWAG NETZ GmbH aufgebaut und betrieben wurde.
Die Versuchsanlage bestand aus zwei Filtersäulen mit
einem Innendurchmesser von 0,3 m, die als Einschichtund
als Zweischichtfilter betrieben wurden. Die Betttiefe
des mit Quarzsand gefüllten Einschichtfilters
betrug etwa 1,20 m. Die Schüttung des Zweischichtfilters
bestand aus einer Quarzsandschicht von 1,00 m
und einer darüber liegenden Anthrazitschicht von
0,42 m. Der Quarzsand wies eine Korngröße von
0,71 … 1,25 mm und eine Dichte von 2650 kg/m 3 auf,
während der Anthrazit in einer Körnung von
1,4 … 2,5 mm und einer Dichte von 1.450 kg/m 3 vorlag.
Für die beiden Filtermaterialien wurden Lockerungsgeschwindigkeiten
von etwa 25 m/h für Quarzsand und
von 18 m/h für Anthrazit nach dem Ansatz von Moll [5]
berechnet.
Das verwendete Rohwasser wurde von der Talsperre
Klingenberg (Sachsen, Deutschland) bezogen und wies
im Untersuchungszeitraum Trübungswerte zwischen
0,65…1,2 FNU auf. Die Zuführung zu den Filtersäulen
mittels Pumpe erfolgte nach einer Flockung mit
Aluminiumsulfat mit einer Konzentration von
1,45 … 1,55 mg/L. Die Temperatur des geflockten Rohwassers
schwankte während der Versuchsdurchführung
zwischen 8 … 14 °C. Die Filtration wurde mit einer konstanten
Geschwindigkeit von etwa 3 m/h und einem
anfänglichen Systemdruck von 0,5 bar betrieben.
Zur Erfassung der Funktion und Betriebsweise des
Filtrationsprozesses war die Pilotanlage mit zahlreichen
Mess- und Probenahmeeinrichtungen ausgestattet. Von
Zu- und Ablauf sowie in unterschiedlichen Höhen des
Filterbettes konnte u. a. die Trübung online erfasst
werden. Über zwei Magnetisch-Induktive Durchflussmesser
(MID) wurde die Durchflussmenge des Filtrats
registriert und an eine Speichereinheit weitergeleitet.
Der durch zwei Volumenstromregler eingestellte Filtratdurchfluss
konnte auf diese Weise kontrolliert und bei
Bedarf nachgeregelt werden.
Die Filterspülung erfolgte mit Trinkwasser sowie Luft
aus einem Kompressor unter Anwendung der in
Tabelle 1 zusammengefassten Spülprogramme und
Optimierungsansätze. Spülprogramm 1 fungierte dabei
als Referenz, da es sich größtenteils an den Angaben
des DVGW-Arbeitsblattes W 213-3 [6] orientierte sowie
auf Erfahrungen aus der Praxis basierte. Einzig die
hohen Geschwindigkeiten für die Luftspülung beruhten
auf eigenen Erfahrungen beim Betrieb entsprechender
Pilotanlagen. Sie hatten sich für die Reinigung der Filter
der in dieser Arbeit verwendeten Versuchsanlage als
besonders geeignet erwiesen.
Mit Fluidisierung wird der Wechsel des Zustandes
eines Filterbettes von einem Festbett hin zu einem Wirbelbett
bezeichnet. Eine Fluidisierung findet genau
dann statt, wenn die Spülgeschwindigkeit die Lockerungsgeschwindigkeit
überschreitet, das Filterbett sich
ausdehnt und die Filterkörner in Bewegung geraten,
d. h. verwirbeln. Der Grad der Fluidisierung wird meist
als Prozentsatz der Filterbettausdehnung angegeben.
Wird mit Spülgeschwindigkeiten unterhalb der Lockerungsgeschwindigkeit
gespült, liegt das Filterbett als
Festbett vor. Diese Spülart wird als Subfluidisierung
bezeichnet. Bei einer Vollfluidisierung wird dagegen die
vollständige Filterbettausdehnung (100 %) bei entsprechend
hoher Spülgeschwindigkeit erreicht.
Der ETSW wurde erstmals von Amburgey et al. [4]
beschrieben und ist eine Prozedur, bei der eine Filterspülung
durch eine zusätzliche Klarspülphase erweitert
wird. In dieser wird die Fließgeschwindigkeit so groß
gewählt, dass sich das Filterbett gerade so im fluidisierten
Zustand befindet. Dabei sollen die bei der Filterspülung
abgelösten Partikel ausgetragen werden, ohne
dass sich durch zu große Scherkräfte weitere Partikel
vom Filtermaterial ablösen. Die am Filtermaterial haften
gebliebenen Partikel werden auf diese Weise nach
Wiederaufnahme des Filterbetriebes nicht mehr ausgetragen.
Sie können daher keine Verschlechterung der
Filtratqualität zu Beginn der Filtration mehr verursachen.
Im Gegenteil tragen sie vielmehr zu einer verbesserten
Filtrationsleistung bei, da sie die Rauigkeit des Filtermaterials
und somit das Abscheidungspotenzial erhöhen.
Das Collapse Pulsing ist eine besondere Form der
Luft-Wasser-Spülung, bei der die Wasserspülgeschwin-
Bild 1.
Kleintechnische
Versuchsanlage
im
Wasserwerk.
Oktober 2012
gwf-Wasser Abwasser 1081