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Precoat Filter, Anschwemmfilter

Allgemeines

Precoat Filter werden hauptsächlich zur Filtration von Suspensionen mit geringem Feststoffanteil genutzt. Sie bestehen aus einem starren, semi-flexiblen oder flexiblen Trägermaterial, auf dem ein Filterhilfsmittel aufgebracht wird (engl. coat Überzug). Während der Filtration baut sich, bedingt durch das Filterhilfsmittel und die Schmutzpartikel der Trübe, ein Filterkuchen auf, welcher einen zusätzlichen Filtereffekt hervorruft und die Filtration von sehr feinen Feststoffpartikeln ermöglicht. Die Trübe wird unter Druck auf den Filter gegeben und durchdringt den Filterkuchen. Dabei werden die Trübstoffe zurückgehalten und das klare Filtrat läuft unter dem Filterelement ab. Die Filterwirkung des Filterkuchens beruht auf Adsorptions-vorgängen sowie mechanischer Zurückhaltung.
Viele Filtertypen arbeiten indirekt nach dem Precoat Prinzip. Oberflächen- oder Tiefenfilter bauen zum Beispiel durch die Ansammlung von Inhaltstoffen des Filtermediums eine poröse Schicht oder ein Filterbett auf, welche wie der Filterkuchen eines Precoatfilters funktionieren.

Filterhilfsmittel

Filterhilfsmittel sind chemisch weitgehend inerte Stoffe von feiner fasriger oder körniger Struktur, die Filterhilfsschichten von hoher Durchlässigkeit aufbauen. Sie bestehen meist aus Kieselgel oder Kieselgur, die aus Diatomeen-Ablagerungen hergestellt werden. Weiterhin kommt Perlite zum Einsatz, welches aus einem Gestein vulkanischen Ursprungs gewonnen wird. Andere Überzüge enthalten Aktivkohle, Asbestfasern und Zellulose.

Betriebsweise

Vor der Inbetriebnahme erfolgt die sogenannte Grundanschwemmung. Der Filter wird mit dem Filterhilfsmittel beschickt. Um eine gleichmäßige Verteilung des Filterhilfsmittels auf den einzelnen Filterelementen zu erreichen, muss ein geringes gleichmäßiges Druckpotenzial im Filter vorhanden sein. Da das Filtermittel den Weg des geringsten Widerstandes nimmt, kann eine gleichmäßige Precoatschicht abgelagert werden. Um die Filtration von sehr feinen Materialien zu ermöglichen, kann der Beschickungsprozess mit einem feineren Filterhilfsmittel wiederholt werden. Dadurch wird die erste Schicht mit einer zweiten Filterschicht überlagert.
Sind Trüben zu filtrieren, die vorwiegend kolloidale, kompressible oder sehr feine Feststoffteilchen enthalten, so fällt durch den festen Filterkuchen die Filterleistung schnell ab. Dieses Problem kann vermieden werden, wenn der Trübe Filterhilfsmittel zugesetzt werden, die einen lockeren und durchlässigeren Filterkuchen erzeugen.

Prinzip eines Precoatfilters

Die Grundanschwemmung kommt hauptsächlich bei Zentrifugalscheiben-, Scheiben-, Patronen- und Kerzenfiltern zur Anwendung. Eine spezielle Art der Precoatfiltration ist bei (Vakuumzellen)trommelfiltern zu finden. Hierbei wird vor Beginn der Filtration eine 50...70 mm dicke Hilfsschicht aufgebracht. Während des Filtrationprozesses werden durch einen Schaber pro Trommelumdrehung ca. 0,1...0,6 mm des Filterkuchens und eine dünne Schicht des Filterhilfsmittels entfernt. So steht jedem Filtrationszyklus eine unversetzte Filterschicht zur Verfügung.
Nach dem Anschwemmprozess erfolgt der Filtrationsvorgang. Wird der Filterkuchen während der Filtration nicht wie bei Trommelfiltern kontinuierlich entfernt, so ist ab einer bestimmten Dicke des Filterkuchens eine Regeneration notwendig.
Für Reinigungszwecke erfolgt dies durch Entfernung oder Regenerierung des Filterhilfsmittels. Bei der Entfernung wird das Filterhilfsmittel zusammen mit den abfiltrierten Partikeln der zu reinigenden Suspension durch Rückspülung oder Abschleudern entfernt. Das Filterbett muss im Anschluss neu aufgebaut werden.
Eine andere Möglichkeit ist die Regenerierung. Dabei durchdringt das Filterhilfsmittel erneut das Trägermaterial, um einen frischen Überzug auf den Filterelementen zu hinterlassen.

Anwendungsbereiche

Precoatfilter können zur Vorbehandlung von Suspensionen verwendet werden, um deren spezifische Eigenschaften zu verbessern.

  • Inkorporation von dechlorierenden Mitteln, um den Chlorgehalt bei der Prodution von sterilem oder chlorfreiem Wasser zu reduzieren

  • Oberflächenbehandlung (z.B. mit einem silberhaltigem Filterhilfsmittel), um das Bakterienwachstum auf der Filtermembran zu hemmen

Bei der Entfärbung und Reduzierung von Geschmacksstoffen werden Idealerweise Filterhilfsmittel auf Aktivkohlebasis angewandt. Spezielle Kohlenstoffe ermöglichen die Filtration von stark alkalischen Lösungen. Filterhilfsmittel auf Zellulosebasis werden teilweise zur Entfernung kolloidaler und kompressibler Feststoffe in Suspensionen verwendet (z.B. Kondensataufbereitung in Kraftwerken, Entfernung von Trübstoffen, metallischen Verunreinigungen und Öl).
Weitere Anwendungsbereiche der Precoatfiltration sind die Filtration von Molassen und Sirupsuspensionen, Aufbereitung von Ölen und Kühlmitteln, Behandlung von Abwässern aus der Bier- und Fruchtsaftherstellung sowie Herbizid- und Pestizidproduktion.







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