Druckverluste - DWA Landesverband Baden-Württemberg

Druckverluste in
Zweischichtfiltern
Dipl.-Ing. (FH) S. Metzger
INSTITUT FÜR GEO UND UMWELT
Lehrgebiet und Labor Siedlungswasserwirtschaft

Übersicht
• Versuchsfilter
• Grafische Darstellung der Druckverluste
• Druckverluste
- Einlagerungsverhalten (allgemein)
- Einfluss Feststoffe
- Einfluss Filtergeschwindigkeit

Versuchsfilter
Versuchsfilter

Gesamthhöhe
Versuchsfilter
~ 5 m
1,55
m Filterbbett
2,00
m Übersstau
Druckmessdosen

Druckverluste (graf (graf. Darst.) Darst )
400
WS t = 0 h
Filterhhöhe
[cm]
350
300
250
200
150
100
50
0
v vF =0m/h = 0 m/h
Hydrostatische
Drucklinie
Zeitpunkt 0
(Inbetriebnahme)
Zeitpunkt 1
Zeitpunkt p 2
Zeitpunkt 3
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]
P1
P2
P3
P4
P5
P6

Druckverluste (graf (graf. Darst.) Darst )
400
WS t = 0 h
P1
P2
P3
P4
P5
P6
Filterhhöhe
[cm]
350
300
250
200
150
100
50
0
v vF >0m/h > 0 m/h
Hydrostatische
Drucklinie
Zeitpunkt 0
(Inbetriebnahme)
Zeitpunkt 1
Zeitpunkt p 2
Zeitpunkt 3
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]

Druckverluste (graf (graf. Darst.) Darst )
400
WS t > 0 h (1)
P1
P2
P3
P4
P5
P6
Filterhhöhe
[cm]
350
300
250
200
150
100
50
0
v vF >0m/h > 0 m/h
Hydrostatische
Drucklinie
Zeitpunkt 0
(Inbetriebnahme)
Zeitpunkt 1
Zeitpunkt p 2
Zeitpunkt 3
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]

Druckverluste (graf (graf. Darst.) Darst )
400
WS t > 0 h (2)
P1
P2
P3
P4
P5
P6
Filterhhöhe
[cm]
350
300
250
200
150
100
50
0
v vF >0m/h > 0 m/h
Hydrostatische
Drucklinie
Zeitpunkt 0
(Inbetriebnahme)
Zeitpunkt 1
Zeitpunkt p 2
Zeitpunkt 3
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]
α 2
α 1

Druckverluste (graf (graf. Darst.) Darst )
400
WS t > 0 h (3)
P1
P2
P3
P4
P5
P6
Filterhhöhe
[cm]
350
300
250
200
150
100
50
0
v vF >0m/h > 0 m/h
Hydrostatische
Drucklinie
Zeitpunkt 0
(Inbetriebnahme)
Zeitpunkt 1
Zeitpunkt p 2
Zeitpunkt 3
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]

Einlagerungsverhalten
WS
P1
P2
P3
P4
P5
P6
Filterhhöhe
[cm]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
v F = 8 m/h
Hydrostatische
Drucklinie
t = 0h
t = 3h
t = 6h
t = 9h
t = 12h
t = 15h
t = 18h
t = 21h
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]

Einlagerungsverhalten
WS
P1
P2
P3
P4
P5
P6
Filterhhöhe
[cm]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
v F = 8 m/h
Hydrostatische
Drucklinie
t = 0h
t = 3h
t = 6h
t = 9h
t = 12h
t = 15h
t = 18h
t = 21h
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]

Einfluss Feststoffe
Filterhöhe
[cmm]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]
v F = 8 m/h
t = 3 Stunden
Drucklinie für
t = 0
v F = 0
+ + +
Feststoffe
+

Einfluss Feststoffe
Filterhöhe
[cmm]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]
v F = 8 m/h
t = 6 Stunden
Drucklinie für
t = 0
v F = 0
+ + +
Feststoffe
+

Einfluss Feststoffe
Filterhöhe
[cmm]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]
v F = 8 m/h
t = 9 Stunden
Drucklinie für
t = 0
v F = 0
+ + +
Feststoffe
+

Einfluss Feststoffe
Filterhöhe
[cmm]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]
v F = 8 m/h
t = 12 Stunden
Drucklinie für
t = 0
v F = 0
+ + +
Feststoffe
+

Einfluss Feststoffe
Filterhöhe
[cmm]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]
v F = 8 m/h
t = 15 Stunden
Drucklinie für
t = 0
v F = 0
+ + +
Feststoffe
+

Einfluss Feststoffe
Filterhöhe
[cmm]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]
v F = 8 m/h
t = 18 Stunden
Drucklinie für
t = 0
v F = 0
+ + +
Feststoffe
+

Einfluss Feststoffe
Filterhöhe
[cmm]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS]
v F = 8 m/h
t = 21 Stunden
Drucklinie für
t = 0
v F = 0
+ + +
Feststoffe
+

Filterhöhhe
[cm]
400
350
300
250
200
150
100
50
Einfluss
Filtergeschwindigkeit
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h
0
0 100 200 300 400
Durchsatz:
400
350
300
250
200
150
100
50
t = 0h
t = 5h
Hydrostatische
Drucklinie
0
0 100 200 300 400
400
350
300
250
200
150
100
50
t = 0h
t = 5h
Hydrostatische
Drucklinie
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]
20 m³/ m² 40 m³/ m² 60 m³/ m²
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h

Filterhöhhe
[cm]
400
350
250
200
Einfluss
Filtergeschwindigkeit
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h
400
350
300 300 t = 5h
300
t = 5h
150
100
50
0
0 100 200 300 400
250
200
150
100
50
t = 0h
t = 10h
Hydrostatische
Drucklinie
0
0 100 200 300 400
400
350
250
200
150
100
50
t = 0h
t = 10h
Hydrostatische
Drucklinie
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]
Durchsatz: 40 m³/ m² 80 m³/ m² 120 m³/ m²
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h

Filterhöhhe
[cm]
400
350
300
250
200
150
100
50
Einfluss
Filtergeschwindigkeit
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h
0
0 100 200 300 400
400
350
300
250
200
150
100
50
t = 0h
t = 5h
t = 10h
t = 15h
Hydrostatische
Drucklinie
0
0 100 200 300 400
400
350
300
250
200
150
100
50
t = 0h
t = 5h
t = 10h
t = 15h
Hydrostatische
Drucklinie
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]
Durchsatz: 60 m³/ m² 120 m³/ m² 180 m³/ m²
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h

Filterhöhhe
[cm]
400
350
300
250
200
150
100
50
Einfluss
Filtergeschwindigkeit
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h
0
0 100 200 300 400
400
350
300
250
200
150
100
50
t = 0h
t = 5h
t = 10h
t = 15h
t = 20h
Hydrostatische
Drucklinie
0
0 100 200 300 400
400
350
300
250
200
150
100
50
t = 0h
t = 5h
t = 10h
t = 15h
t = 20h
Hydrostatische
Drucklinie
180 m³/ m²
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]
Durchsatz: 80 m³/ m² 160 m³/ m²
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h

Filterhöhhe
[cm]
400
350
250
200
Einfluss
Filtergeschwindigkeit
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h
400 400
t = 0h
t = 0h
350
t = 5h
300 300
t = 10h
150
100
50
0
0 100 200 300 400
250
200
150
100
50
t = 15h
t = 20h
t = 25h
Hydrostatische
Drucklinie
0
0 100 200 300 400
350
300
250
200
150
100
50
t = 5h
t = 10h
t = 15h
t = 20h
t = 25h
Hydrostatische
Drucklinie
180 m³/ m²
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]
Durchsatz: 100 m³/ m² 200 m³/ m²
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h

Filterhöhhe
[cm]
350
Einfluss
Filtergeschwindigkeit
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h
400 400 t = 0h
400
t = 0h
300
250
200
150
100
50
0
0 100 200 300 400
Durchsatz: 120 m³/ m²
350
300
250
200
150
100
50
t = 5h
t = 10h
t = 15h
t = 20h
t = 25h
t = 30h
Hydrostatische
Drucklinie
200 m³/ m²
0
0 100 200 300 400
350
300
250
200
150
100
50
t = 5h
t=10h t = 10h
t = 15h
t = 20h
t = 25h
t = 30h
t = 35h
Hydrostatische
Drucklinie
180 m³/ m²
0
0 100 200 300 400
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h

Zusammenfassung
• Raumfiltration?
• Höhere Feststoffkonzentrationen
� höhere Druckverluste
• Hohe Filtergeschwindigkeiten
�� höh höhere Druckverluste?
D k l t ?
� durchgesetzte Wassermenge
� durchgesetzte Wassermenge
ausschlaggebend

Dank
• Mitarbeitern des Institut für GEO und UMWELT
der Hochschule Biberach
Frau Rößler und Herr Dammann
Mitarbeitern des Klärwerks Steinhäule
stellvertretend für das gesamte Team des Klärwerks:
Herr Hiller, Herr Süßmuth, Herr Farcasanu und Herr Tasli
Umweltministerium Baden-Württemberg
UM-Vorhaben: UM Vorhaben: 179/03, 216/2005 und 256/2007