Individualisierbare Filtrationsanlage zur Behandlung von Abwässern und Oberflächenwässern

Die ALMA BHU MMF ist eine mehrstufige Filteranlage zur mechanischen Feinreinigung von Wasser. Sie wird zur Entfernung von Schwebstoffen, Partikeln und Trübungen eingesetzt und bildet eine wichtige Verfahrensstufe in der Trinkwasseraufbereitung, Flusswasseraufbereitung und Oberflächenwasseraufbereitung.

Das Wasser durchströmt ein mehrschichtig aufgebautes Filterbett von oben nach unten. Dabei werden verbliebene Feststoffe im Filtermaterial zurückgehalten. Typischerweise besteht das Filterbett aus einer oberen Anthrazitschicht, einer darunterliegenden Sandschicht und einer Stützkieslage. Diese Kombination ermöglicht eine hohe Feststoffaufnahmekapazität und eine gleichmäßige Tiefenfiltration.

Die ALMA BHU MMF wird häufig nach einer Fällung, Flockung und Sedimentation eingesetzt, um die Klarwasserqualität weiter zu verbessern und nachgeschaltete Verfahren wie Aktivkohlefiltration, Ozonung oder Membranfiltration zu schützen.

Bei der Mehrschichtfiltration wird das zu behandelnde Wasser gleichmäßig auf die Filterfläche verteilt und durch mehrere Filtermaterialschichten geleitet. In der ALMA BHU MMF erfolgt die Verteilung hydraulisch über Zulaufkanäle, Rinnenschieber und Überfallwehre.

Im Filtrationsbetrieb fließt das Wasser von oben nach unten durch das Filterbett. Gröbere Partikel werden bevorzugt in der oberen Anthrazitschicht zurückgehalten, während feinere Partikel tiefer im Sandbett abgeschieden werden. Dadurch wird das gesamte Filterbett genutzt und eine hohe Filterlaufzeit erreicht.

Unterhalb des Filterbetts befinden sich Filterplatten mit Düsen, die das Filtermaterial zurückhalten und gleichzeitig eine gleichmäßige Wasserverteilung gewährleisten. Das filtrierte Wasser wird anschließend über den Klarwasserkanal der nächsten Aufbereitungsstufe zugeführt.

Die ALMA BHU MMF entfernt vor allem partikuläre und suspendierte Wasserinhaltsstoffe. Dazu gehören:

• Schwebstoffe
• Flockenreste aus der Fällung und Flockung
• Trübstoffe
• mineralische Partikel
• organische Partikel
• Algenbestandteile
• abfiltrierbare Stoffe

Die Mehrschichtfiltration ist keine primäre Stufe zur Entfernung gelöster Spurenstoffe. Dafür wird im ALMA BHU Anlagenkonzept eine nachgeschaltete Aktivkohlefiltration eingesetzt. Die Mehrschichtfiltration übernimmt somit die mechanische Feinabtrennung und sorgt für eine stabile Zulaufqualität in die weiteren Aufbereitungsstufen.

Der mehrschichtige Aufbau verbessert die Tiefenfiltration und erhöht die Feststoffaufnahmekapazität des Filters. In der ALMA BHU MMF wird das Filterbett typischerweise aus Anthrazit, Feinsand und Stützkies aufgebaut.

Die obere Anthrazitschicht besitzt eine größere Körnung und eine geringere Dichte. Dadurch können gröbere Partikel in der oberen Filterzone zurückgehalten werden, ohne dass der Filter zu schnell verblockt. Die darunterliegende Feinsandschicht übernimmt die Abscheidung feinerer Partikel. Der Stützkies stabilisiert das Filterbett und schützt den darunterliegenden Düsenboden.

Durch diese Schichtung wird die Beladung über die Filtertiefe verteilt. Das führt zu längeren Filterlaufzeiten, stabileren Druckverlusten und einer gleichmäßigen Filtratqualität.

Eine gleichmäßige Wasserverteilung ist entscheidend für die Filterleistung. Wird ein Filter ungleichmäßig beschickt, können einzelne Bereiche überlastet werden, während andere Teile des Filterbetts kaum genutzt werden. Dies kann zu Durchbrüchen, erhöhten Trübungswerten oder verkürzten Filterlaufzeiten führen.

Die ALMA BHU MMF nutzt eine hydraulische Zulaufverteilung über Rinnen, Wehre und individuell regelbare Filterzuläufe. Jeder Filter kann separat beschickt und geregelt werden. Dadurch wird eine gleichmäßige Anströmung der Filterfläche erreicht.

Auch der Düsenboden trägt zur gleichmäßigen Durchströmung bei. Die Düsen sind an das eingesetzte Filtermaterial angepasst und sorgen dafür, dass Wasser und Rückspülmedien gleichmäßig über die gesamte Filterfläche verteilt werden.

Die Filtergeschwindigkeit wird über die Zulauf- und Ablaufregelung des jeweiligen Filters eingestellt. Jeder Filter verfügt über eine eigene Durchflussmessung und eine automatische Regelung, sodass die Beschickung individuell angepasst werden kann.

Ein konstanter Wasserstand über dem Filterbett ist dabei besonders wichtig. Er sorgt für einen stabilen hydraulischen Antriebsdruck und verhindert unerwünschte Betriebszustände, wie beispielsweise Entgasung im Filterbett. Gleichzeitig werden hydraulische Spitzen reduziert, wodurch die Qualität des filtrierten Wassers stabil bleibt.

Die Regelung der ALMA BHU MMF ist darauf ausgelegt, auch bei wechselnden Durchflussmengen eine gleichmäßige Filtration sicherzustellen.

Die Rückspülung der ALMA BHU MMF Mehrschichtfiltration erfolgt automatisch nach definierten Betriebsparametern, zum Beispiel nach einem festgelegten Filtrationsintervall oder bei Anstieg des Differenzdrucks im Filterbett. Ziel der Rückspülung ist es, die im Filterbett zurückgehaltenen Feststoffe zuverlässig auszutragen und die ursprüngliche Filterleistung wiederherzustellen.

Die Rückspülung erfolgt in mehreren aufeinander abgestimmten Schritten. Zunächst wird der Wasserspiegel abgesenkt. Anschließend lockert eine Luftspülung das beladene Filterbett auf und löst anhaftende Partikel vom Filtermaterial. Nach einer Entlüftungs- und Beruhigungsphase folgt die Wasserspülung, bei der die gelösten Feststoffe aus dem Filterbett ausgetragen werden. Abschließend wird der Filter über einen Erstfiltratverwurf oder ein kontrolliertes Einfiltrieren wieder in den Regelbetrieb überführt.

Bei der ALMA BHU MMF werden Luft und Wasser bewusst getrennt eingesetzt. Da Mehrschichtfilter aus Materialien mit unterschiedlichen Dichten und Korngrößen bestehen, kann eine dauerhaft kombinierte Luft-/Wasserspülung zu einer Vermischung der Filterschichten oder zum Austrag leichterer Filtermaterialien wie Anthrazit führen. Die sequenzielle Rückspüllogik erhält den definierten Schichtaufbau aus Anthrazit, Sand und Stützkies und stellt sicher, dass der Filter nach der Rückspülung wieder mit optimaler Leistung betrieben werden kann.

Nach der Rückspülung stabilisiert sich die Filtratqualität während des Einfiltrierens. Dabei wird der Filter mit reduzierter Filtergeschwindigkeit wieder angefahren, sodass sich feine Partikel und kolloidale Stoffe erneut am Filtermaterial anlagern können. Dadurch wird die Trübung im Filtrat reduziert und der Filter kontrolliert in den Normalbetrieb zurückgeführt. Gleichzeitig kann das Einfiltrieren den Wasserverlust gegenüber einem klassischen Erstfiltratverwurf reduzieren.

Das anfallende Rückspülabwasser enthält die aus dem Filterbett ausgetragenen Feststoffe und wird über separate Rückspülkanäle gesammelt. Je nach Anlagenkonzept kann es in eine vorgelagerte Behandlungsstufe, beispielsweise die Lamellenklärung, zurückgeführt oder separat behandelt werden. Bei Trinkwasseranwendungen kann zusätzlich eine weitergehende Aufbereitung, etwa über Ultrafiltration, vorgesehen werden, um Wasserverluste zu reduzieren und die Gesamtwasserbilanz der Anlage zu verbessern.

Die Rückspülung der ALMA BHU MMF erfolgt in mehreren definierten Schritten mit getrenntem Einsatz von Luft und Wasser. Ziel ist es, die im Filterbett zurückgehaltenen Feststoffe vollständig auszutragen, ohne das Filtermaterial zu verlieren oder die Filterschichten dauerhaft zu vermischen.

Typische Rückspülschritte sind:

1. Absenkung des Wasserspiegels
2. Luftspülung zur Auflockerung des Filterbetts
3. Entlüftung und Beruhigung
4. Wasserspülung zur Fluidisierung und Austragung der Feststoffe
5. Einfiltrieren oder Erstfiltratverwurf zur Stabilisierung der Filtratqualität

Die getrennte Luft- und Wasserspülung ist besonders wichtig, da eine dauerhafte kombinierte Luft-/Wasserspülung bei Mehrschichtfiltern zu Materialaustrag oder Vermischung der Filterschichten führen kann.

Die ALMA BHU MMF Mehrschichtfiltration eignet sich für Wasseraufbereitungsanlagen, bei denen eine zuverlässige Entfernung von Schwebstoffen, Partikeln und Trübungen erforderlich ist. Sie wird häufig als Feinfiltration nach Fällung, Flockung und Sedimentation eingesetzt und bildet eine wichtige Schutzstufe für nachfolgende Aufbereitungsverfahren.

Typische Anwendungen der ALMA BHU MMF sind:

• Trinkwasseraufbereitung
• Flusswasseraufbereitung
• Oberflächenwasseraufbereitung
• Seewasser- und Talsperrenwasseraufbereitung
• Prozesswasseraufbereitung
• Nachfiltration nach Fällung, Flockung und Sedimentation
• Vorfiltration vor Aktivkohlefiltration
• Vorfiltration vor Ozonung oder Membrananlagen

In Kombination mit der ALMA BHU Aktivkohlefiltration eignet sich das System zusätzlich für Anwendungen, bei denen gelöste organische Stoffe, Geruchs- und Geschmacksstoffe oder adsorbierbare Spurenstoffe reduziert werden sollen. Die Aktivkohlefiltration wird insbesondere in der Trinkwasseraufbereitung, der Aufbereitung von Fluss- und Oberflächenwasser sowie in mehrstufigen Prozesswasseranlagen eingesetzt.

Während die Mehrschichtfiltration die partikuläre Belastung reduziert und die Aktivkohle vor Feststoffeinträgen schützt, übernimmt die Aktivkohlefiltration die weiterführende Adsorption gelöster Inhaltsstoffe. Dadurch entsteht ein robustes mehrstufiges Aufbereitungskonzept für hohe Wasserqualitäten.

Durch den modularen Aufbau mit parallel betriebenen Filterzellen kann die Anlage an unterschiedliche Durchflussmengen, Rohwasserqualitäten und Projektanforderungen angepasst werden.