Schwerkraftspülung
Filtergalerie mit Schwerkraftspülung und stufenweise abnehmender
Filtergeschwindigkeit
(Andreas Kamphues)
In Lateinamerika, wo Filtergalerien mit integrierter Schwerkraftspülung sehr verbreitet
sind, werden diese Anlagen in der Regel mit stufenweise abnehmender
Filtergeschwindigkeit betrieben.
Bild: Filtergalerie für den Betrieb mit stufenweise abnehmender
Filtergeschwindigkeit
Dafür werden alle Filterkammern der Galerie über einen gemeinsamen
Rohwasserkanal beschickt (vgl. Bild ). Die Zulaufarmaturen der Kammern sind
unmittelbar über dem Filterbett angeordnet. Nach dem Prinzip kommunizierender
Gefäße herrscht somit in allen Einheiten die gleiche Überstauhöhe, die dem
Gesamtdruckverlust der parallel arbeitenden Filterkammern entspricht.
Ein weiteres, grundlegendes Merkmal des Verfahrens ist eine festgelegte
Spülreihenfolge der einzelnen Filterkammern. Am Ende der Filterlaufzeit wird jeweils
die Kammer die am längsten in Betrieb ist gespült. Dies hat zur Folge, dass die
Filterbetten der einzelnen Kammern unterschiedlich stark verschmutzt sind und somit
unterschiedliche Filterwiderstände haben. Entsprechend des gemeinsamen
Überstaus und der individuellen Filterwiderstände arbeiten alle Einheiten mit
unterschiedlichen Filtergeschwindigkeiten. Die Summe der Filtergeschwindigkeiten
und der Durchflüsse der einzelnen Kammern ist dabei stets konstant.
Bild: Verlauf von Überstauhöhe und Filtergeschwindigkeit während der
Laufzeit einer Filterkammer
Der Verlauf des gemeinsamen Überstaus ist im oberen Teil des Bildes dargestellt:
Nachdem eine Einheit gespült wurde, ist der Gesamtdruckverlust der Filtergalerie am
geringsten. Entsprechend ist auch die gemeinsame Überstauhöhe auf ihrem
niedrigsten Niveau N1. Da die Filterbetten im weiteren Betriebsverlauf erneut bzw.
weiter verschmutzen, steigt der Gesamtfilterwiderstand wieder langsam an, und mit
ihm die erforderliche Überstauhöhe. Erreicht die Überstauhöhe einen festgelegten
Wert N2, wird wieder die Kammer gespült, die am längsten in Betrieb ist.
Wichtige Eigenschaften des Verfahrens:
* Damit das Verfahren einwandfrei funktioniert und es in einzelnen Kammern nicht zu
stark erhöhten Filtergeschwindigkeiten kommt, ist es sehr wichtig, die Filter
regelmäßig und in der vorgesehenen Reihenfolge zu spülen.
* Eine Filtergalerie, welche mit stufenweise abnehmender Filtergeschwindigkeit
betrieben wird, benötigt deutlich weniger Druckhöhe (also Überstauhöhe) als ein
großer Filter, der mit konstanter Filtergeschwindigkeit arbeitet. Das liegt daran, dass
die Gesamtfilterfläche der Galerie „Stück für Stück“ gespült wird und der
Gesamtfilterwiderstand nach jeder Spülung wieder auf den Anfangswert zurückgeht
(vgl. Bild ).
* In einer nordamerikanischen Studie wurde ein System aus vier kleinen Filtern,
welche mit stufenweise abnehmender Filtergeschwindigkeit betrieben wurden, mit
einem großen Filter verglichen, der mit konstanter Filtergeschwindigkeit arbeitete.
Beide Systeme wurden mit der gleichen, mittleren Filtergeschwindigkeit und dem
selben Rohwasser betrieben. Es zeigte sich, dass das System aus den vier kleinen
Filtern ein Filtrat mit 30 bis 60 % weniger Trübung erzeugte, als der große Filter.