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GFK-Tank
Projektvorstellung
Der Filterbehälter ist ein unverzichtbarer Bestandteil von Rohrleitungen für Fördermedien und wird üblicherweise zusammen mit Druckbegrenzungsventilen, Festwasserstandsventilen, Filtern und anderen Anlagenteilen installiert. Der Filter besteht aus einem Zylinder, einem Edelstahlfilter, einem Abwasserablauf, einem Fördersystem und einer elektrischen Steuerung. Nachdem das zu reinigende Wasser den Filter durchlaufen hat, werden die Verunreinigungen zurückgehalten. Zur Reinigung kann der Filter einfach entnommen und wieder eingesetzt werden. Daher ist er sehr benutzerfreundlich und wartungsarm.
Der innere Aufbau des Wasseraufbereitungs-Filtertanks umfasst üblicherweise folgende Komponenten:
1. Tank: Das zentrale Bauteil der Wasseraufbereitungsanlage ist der Tank. Dieser besteht üblicherweise aus korrosionsbeständigem Kohlenstoffstahl, gummierter Auskleidung, Edelstahl 304 oder Glasfaser. Die Materialwahl richtet sich nach den spezifischen Anforderungen des Filtrationsprozesses und der Art des zu behandelnden Wassers.
2. Wasserverteiler: Der Wasserverteiler befindet sich oben auf dem Filter und sorgt für die gleichmäßige Verteilung des Rohwassers auf die Filterschicht. Dadurch wird ein gleichmäßiger Wasserdurchfluss durch das Filtermaterial gewährleistet, was zu einer effektiven Filtration führt.
3. Filtermaterial: Das Herzstück des Filterbehälters ist das Filtermaterial, üblicherweise eine Mischung verschiedener Medien wie Quarzsand, Aktivkohle, Anthrazit und Mangansand. Die Filtermaterialien werden nach Partikelgröße, -form und -dicke sortiert, um verschiedene Partikel und Verunreinigungen effektiv aus dem Wasser zu entfernen.
4. Filterplatte und Filterdeckel: Die Filterplatte stützt und fixiert das Filtermaterial, während der Filterdeckel über der Filterplatte angebracht wird, um das gefilterte Wasser aufzufangen.
5. Luftverteiler: Einige Filterbecken sind mit Luftverteilern ausgestattet, die Luft in die Filterschicht einleiten, um den Wasserdurchfluss zu erhöhen, die Durchmischung zu verbessern und den gesamten Filtrationsprozess zu optimieren.
6. Wasserauffangbehälter: Der Wasserauffangbehälter befindet sich am Boden des Filters und ist dafür zuständig, das gefilterte Wasser aufzufangen und anschließend aus dem Wassertank abzuleiten.
7. Beine oder Stützen: Um die Stabilität und Sicherheit des Filterbehälters zu gewährleisten, werden Beine oder andere strukturelle Stützen verwendet.
Darüber hinaus sind einige Filtertanks mit einem Rückspülsystem ausgestattet, das Rückspülablaufventile, Rückspülwassereinlassventile und weitere Komponenten umfasst. Das System dient der regelmäßigen Reinigung des Filtermaterials und der Wiederherstellung der Filterleistung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die interne Struktur von Wasseraufbereitungsfiltertanks und -behältern sorgfältig konstruiert ist, um eine effektive Entfernung von Verunreinigungen und Partikeln aus dem Wasser zu gewährleisten. Jede Komponente spielt eine entscheidende Rolle im gesamten Filtrationsprozess und liefert sauberes und sicheres Wasser für vielfältige Anwendungen.
So funktioniert die Filteranlage
Wenn der Filter arbeitet, tritt das zu filternde Wasser über den Auslass in den Filter ein und gelangt über diesen in die vom Anwender benötigte Prozessleitung. Die im Wasser enthaltenen Partikel werden im Filter zurückgehalten. In diesem kontinuierlichen Kreislauf werden immer mehr Partikel abgefangen, die Filtrationsgeschwindigkeit nimmt jedoch ab. Gleichzeitig fließt weiterhin Abwasser nach, wodurch sich die Filteröffnungen verkleinern. Der Druckunterschied zwischen Ein- und Auslass steigt. Sobald dieser einen festgelegten Wert erreicht, sendet der Differenzdruckmessumformer ein elektrisches Signal an die Steuerung. Diese startet daraufhin über die Antriebswelle des Getriebes den Antriebsmotor und öffnet gleichzeitig den Abwasserauslass. Sobald der Filter gereinigt ist, sinkt der Druckunterschied auf ein Minimum, das System kehrt in den Ausgangszustand zurück und arbeitet normal weiter. Der Filter besteht aus Gehäuse, mehreren Filterelementen, Rückspülmechanismus, Differenzdruckregler und weiteren Komponenten. Eine Trennwand im Gehäuse unterteilt den Innenraum in eine obere und eine untere Kammer. Die obere Kammer ist mit mehreren Filterelementen ausgestattet, wodurch der Filterraum deutlich verkleinert und das Filtervolumen erheblich reduziert wird. In der unteren Kammer befindet sich ein Rückspülsaugventil. Im Betrieb gelangt die trübe Flüssigkeit durch die Filterelemente in die untere Kammer. Verunreinigungen, die größer als der Filterspalt sind, werden zurückgehalten. Die überschüssige Flüssigkeit gelangt durch den Spalt in die obere Kammer und wird schließlich über den Auslass abgeleitet.
Jüngste Fortschritte in der Abgasreinigung stellen einen bedeutenden Fortschritt bei der Bewältigung von Umweltproblemen dar und bieten Unternehmen gleichzeitig die Möglichkeit, nachhaltig und umweltfreundlich zu wirtschaften. Diese innovative Lösung verspricht hohe Effizienz, niedrige Betriebskosten und keine Sekundärverschmutzung und wird daher mit Sicherheit positive Auswirkungen auf die Bereiche Abgasreinigung und Umweltschutz haben.
Der Filter verwendet einen hochfesten Keilfilter, dessen Reinigung durch Differenzdruckregelung regelmäßig gesteuert wird. Sobald sich Verunreinigungen auf der Filteroberfläche ablagern und der Druckunterschied zwischen Ein- und Auslass den eingestellten Wert erreicht oder die voreingestellte Zeit abgelaufen ist, sendet die Steuereinheit ein Signal zur Aktivierung der Rückspülung. Befindet sich die Rückspül-Saugplatte gegenüber dem Filtereinlass, öffnet sich das Ablassventil. Beim Entleeren des Systems entsteht zwischen Saugnapf und Filter ein Unterdruck, der niedriger ist als der äußere Wasserdruck. Dadurch wird ein Teil des zirkulierenden Wassers von außen in den Filter gesaugt, und die an der Filterinnenwand adsorbierten Verunreinigungen werden mit dem Wasser in den Filter gespült und über das Ablassventil abgeführt. Der speziell konstruierte Filter erzeugt im Inneren einen Strahleffekt, der die Verunreinigungen von der glatten Innenwand wegspült. Sobald der Druckunterschied zwischen Ein- und Auslass des Filters wieder im Normalbereich liegt oder die eingestellte Zeit abgelaufen ist, fließt das Material während des gesamten Prozesses weiter. Durch den geringeren Wasserverbrauch beim Rückspülen wird eine kontinuierliche Produktion ermöglicht. Filter finden breite Anwendung in der Metallurgie, der chemischen Industrie, der Erdöl-, Papier-, Medizin-, Lebensmittel-, Bergbau-, Energie- und Wasserversorgung sowie in weiteren Bereichen. Beispiele hierfür sind die industrielle Abwasserbehandlung, die Kreislaufwasserfiltration, die Emulsionsregeneration, die Altölfiltration, die Wasserversorgungssysteme für Stranggießanlagen in der Metallurgie, die Wasserversorgungssysteme von Hochöfen und Hochdruck-Entzunderungsanlagen für Warmwalzwerke. Es handelt sich um ein fortschrittliches, effizientes und einfach zu bedienendes automatisches Filtergerät.
Das zu reinigende Wasser tritt über den Einlass in das Filtergehäuse ein. Die darin enthaltenen Verunreinigungen lagern sich am Edelstahlfilter ab, wodurch ein Differenzdruck entsteht. Die Änderung der Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslass wird durch einen Differenzdruckschalter überwacht. Sobald die Druckdifferenz den eingestellten Wert erreicht, gibt die Steuerung ein Signal an das Hydraulikventil, um den Motor anzusteuern. Nach der Installation nimmt das Fachpersonal die Anlage in Betrieb und stellt die Filtrations- und Reinigungszeiten ein. Das zu reinigende Wasser tritt über den Einlass in das Filtergehäuse ein und der Filter nimmt seine Arbeit auf. Nach Ablauf der voreingestellten Reinigungszeit gibt die Steuerung ein Signal an das Hydraulikventil, das den Motor antreibt. Daraufhin wird die Bürste in Rotation versetzt, das Filterelement gereinigt, das Steuerventil geöffnet und das Filtergut abgelassen. Der gesamte Reinigungsvorgang dauert nur wenige Sekunden. Nach Abschluss der Reinigung schließt das Steuerventil, der Motor stoppt, das System kehrt in den Ausgangszustand zurück und der nächste Filtrationsvorgang beginnt. Das Filtergehäuse besteht hauptsächlich aus Grobfiltersieb, Feinfiltersieb, Abwasserrohr, Edelstahlbürste oder Edelstahl-Saugdüse, Dichtungsring, Korrosionsschutzbeschichtung, Drehwelle usw.
Ein Filtermedium teilt den Behälter in eine obere und eine untere Kammer und bildet so einen einfachen Filter. Die Suspension wird in die obere Kammer gegeben und gelangt unter Druck durch das Filtermedium in die untere Kammer, wo sie filtriert wird. Feststoffpartikel lagern sich an der Oberfläche des Filtermediums ab und bilden einen Filterkuchen. Während des Filtrationsprozesses verdickt sich die Filterkuchenschicht auf der Oberfläche des Filtermediums allmählich, der Durchflusswiderstand der Flüssigkeit steigt und die Filtrationsgeschwindigkeit sinkt. Ist die Filterkammer mit Filterkuchen gefüllt oder die Filtrationsgeschwindigkeit zu gering, wird die Filtration gestoppt, der Filterkuchen entfernt, das Filtermedium regeneriert und der Filtrationszyklus abgeschlossen.
Die Flüssigkeit muss die Filterrückstandsschicht und das Filtermedium durchdringen, um den Widerstand zu überwinden. Daher muss auf beiden Seiten des Filtermediums ein Druckunterschied bestehen, der die Filtration antreibt. Eine Erhöhung des Druckunterschieds beschleunigt die Filtration, jedoch können bei einem zu großen Druckunterschied die deformierten Partikel die Poren des Filtermediums verstopfen, wodurch sich die Filtrationsgeschwindigkeit verringert.
Wasseraufbereitungsfilter verfügen über folgende Filtrationsmethoden
Physikalische Filterung:
Eines der wichtigsten Funktionsprinzipien von Wasserfiltern ist die physikalische Filtration. Wenn Wasser die Filterschicht durchfließt, halten die winzigen Poren der Filterschicht die meisten Feststoffpartikel wie Sedimente und Schwebstoffe zurück. Diese Partikel werden von der Filterschicht aufgefangen. Dadurch lassen sich sichtbare Verunreinigungen effektiv aus dem Wasser entfernen, sodass es klarer und sicherer zum Trinken wird.
Chemische Filtration:
Neben der physikalischen Filtration können durch chemische Reaktionen auch Schadstoffe aus dem Wasser entfernt werden. Die Zugabe spezifischer Chemikalien wie Aktivkohle, Harze usw. zur Filterschicht kann Schwermetallionen, organische Stoffe usw. aus dem Wasser absorbieren. Dieses Verfahren hilft, Verunreinigungen zu entfernen, die durch die physikalische Filtration allein nicht erfasst werden können, und stellt sicher, dass das Wasser frei von potenziell schädlichen Schadstoffen ist.
Ionenaustausch:
Durch die Zugabe von Ionenaustauscherharz zur Filterschicht lassen sich Härtebildner wie Calcium- und Magnesiumionen aus dem Wasser entfernen. Dieses Verfahren ist besonders wirksam bei der Enthärtung von hartem Wasser, verbessert dessen Geschmack und beugt Kalkablagerungen in Rohren und Geräten vor.
Viren und Bakterien entfernen:
Wasserfilter dienen auch dazu, schädliche Mikroorganismen aus dem Wasser zu entfernen. Durch die Auswahl des geeigneten Filtermaterials und der passenden Porengröße lassen sich Bakterien und Viren effektiv am Durchdringen der Filterschicht hindern. Einige Wasserfiltergeräte nutzen zudem Verfahren wie ultraviolettes Licht oder Ozon zur Desinfektion des Wassers, um die Wassersicherheit zu gewährleisten und zusätzlichen Schutz vor durch Wasser übertragene Krankheiten zu bieten.
Filterung mit Sonderbehandlung:
Einige Wasserfilter nutzen spezielle Filtrationstechnologien, wie z. B. Hochdruck- und Hochfrequenz-Elektromagnetfeldfiltration, um Kalzium-, Magnesiumionen und andere Mineralien aus dem Wasser zu entfernen und so Kalkablagerungen vorzubeugen. Dies ist besonders in Gebieten mit hartem Wasser wichtig, da die Entkalkung die Lebensdauer von Wassergeräten verlängern und die Wartungskosten senken kann.
Regeneration des Ionenaustauscherharzes:
Ionenaustauscherharze sättigen sich nach Gebrauch und müssen regeneriert werden. Dabei wird üblicherweise eine hochkonzentrierte Säure- oder Laugenlösung durch das Harz geleitet, um schädliche, an der Oberfläche adsorbierte Substanzen zu desorbieren. So wird sichergestellt, dass das Harz weiterhin effektiv Härtebildner aus dem Wasser entfernt, seine Lebensdauer verlängert und die Wasserqualität erhalten bleibt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wasserfilter verschiedene Filtrationsverfahren nutzen, um sicherzustellen, dass unser Trinkwasser sicher und frei von Verunreinigungen ist. Ob physikalische, chemische, Ionenaustausch- oder Spezialverfahren – diese Methoden arbeiten zusammen, um sauberes und gesundes Wasser für unseren täglichen Bedarf bereitzustellen. Das Verständnis der verschiedenen Filtrationsverfahren von Wasserfiltern verdeutlicht die Bedeutung dieser Systeme für die Erhaltung der Wasserqualität und den Schutz der öffentlichen Gesundheit.
Es gibt drei Arten der Suspensionsfiltration: Filtration über die Filterrückstandsschicht, Tiefenfiltration und Filtration.
1. Filterrückstandsschicht: Das anfängliche Filtermedium kann nur große Feststoffpartikel zurückhalten; kleine Partikel passieren es. Nach der Bildung der anfänglichen Filterrückstandsschicht spielt diese eine entscheidende Rolle bei der Filtration. Hier werden Partikel bestimmter Größe zurückgehalten, wie beispielsweise bei Platten- und Rahmenfiltern.
2. Tiefenfiltration: Das Filtermedium ist dick, die Suspension enthält weniger Feststoffpartikel, und die Partikel sind kleiner als das Filtermedium. Bei der Filtration werden die Partikel nach dem Eintritt in die Poren adsorbiert, wie beispielsweise bei porösen Kunststoffrohrfiltern und Sandfiltern.
3. Filtration: Die durch Filtration zurückgehaltenen Feststoffpartikel sind größer als die Poren des Filtermediums, und das Filtermedium absorbiert keine Feststoffpartikel. Ein Beispiel hierfür ist der Fassfilter, der grobe Verunreinigungen aus dem gefilterten Abwasser entfernt. Im praktischen Filtrationsprozess treten die drei Methoden häufig gleichzeitig oder nacheinander auf.
Sind die Feststoffpartikel in der Suspension groß und gleichmäßig groß, sind die Poren der Filterschicht relativ glatt, und die Durchflussgeschwindigkeit ist hoch. Die Integration feiner Partikel zu größeren Blöcken mithilfe eines Koagulans trägt zur Steigerung der Filtrationsgeschwindigkeit bei.
Bei Suspensionen mit schnell sedimentierenden Feststoffpartikeln sollte der Filter im oberen Bereich des Filtermediums so angebracht werden, dass die Filtrationsrichtung der Schwerkraft entspricht. Grobe Partikel sedimentieren zuerst, wodurch Verstopfungen des Filtermediums und die Bildung von Filterrückständen reduziert werden. Diatomit, expandiertes Perlit und andere grobe Feststoffpartikel in schwer filtrierbaren Suspensionen (z. B. Kolloide) können Filterrückstände auflösen. Bei hoher Viskosität des Filtrats kann die Suspension erwärmt werden, um die Viskosität zu senken. Diese Maßnahmen beschleunigen die Filtration.
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