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Die Wahl zwischen einem Trommelfilter und einem Scheibenfilter ist nicht nur eine Frage der Technologie, die eine „bessere Filterung“ bietet. Für Abwasseraufbereitungsanlagen, Kreislauf-Aquakultursysteme, industrielle Wasserwiederverwendungsprojekte und tertiäre Polieranwendungen hängt die richtige Wahl vom hydraulischen Durchfluss, der Schwebstoffkonzentration, der erforderlichen Partikelentfernung, der verfügbaren Stellfläche, der Rückspülstrategie und den langfristigen Wartungsanforderungen ab.
Es gibt auch eine wichtige terminologische Unterscheidung. Bei Abwasser- und Aquakulturanwendungen a Unter Trommelfilter versteht man normalerweise ein rotierendes Trommel-Mikrosieb , während ein Scheibenfilter normalerweise mehrere rotierende Filterscheiben oder Stoffmedienplatten verwendet, um eine große Filterfläche in einer kompakten Struktur bereitzustellen. Dies unterscheidet sich von den rotierenden Vakuumtrommelfiltern und Vakuumscheibenfiltern, die zur Kuchenentwässerung im Bergbau und in der chemischen Verarbeitung eingesetzt werden.
Hangzhou NIHAO Environmental konzentriert sich auf Wasser- und Abwasseraufbereitungsanwendungen, daher befasst sich der folgende Vergleich hauptsächlich mit mechanischen Mikrosieb- und Tertiärfiltrationssystemen.
Ein Rotationstrommelfilter verwendet ein zylindrisches Sieb, das sich langsam dreht, während ein Teil der Trommel unter Wasser bleibt. Abwasser tritt üblicherweise axial in die Trommel ein und strömt durch das Sieb nach außen. Schwebstoffe, die größer als die Sieböffnungen sind, verbleiben auf der inneren Sieboberfläche. Wenn sich Feststoffe ansammeln, erhöht sich der hydraulische Widerstand, bis ein Füllstandsensor oder eine Differenzwasserstandsregelung die Reinigung einleitet.
Die Trommel dreht sich dann, während Sprühdüsen die eingeschlossenen Feststoffe in eine interne Auffangwanne spülen. NIHAO-Trommelfiltersysteme nutzen dieses Prinzip für Anwendungen wie Aquakultur-Kreislaufwasser, Rohwasseraufbereitung, Algenentfernung und Abwasservorbehandlung.
Ein Abwasser-Scheibenfilter erreicht ein ähnliches Ziel bei der Feststoffentfernung, verteilt das Filtermedium jedoch auf mehrere vertikale oder teilweise eingetauchte Scheiben. Wasser strömt durch Stoff- oder Mikrosiebmedien, die an einzelnen Scheibensegmenten befestigt sind. Während sich Feststoffe ansammeln, rotieren die Scheiben durch eine Reinigungszone, in der Rückspülsprays oder Saugsysteme zurückgehaltenes Material entfernen.
Der wichtigste technische Vorteil der Scheibenkonfiguration ist Filterfläche pro Stellfläche . Durch das Hinzufügen von Scheiben wird die aktive Filterfläche vergrößert, ohne dass sich die Stellfläche der Anlage proportional vergrößert. Kommerzielle Scheibenfilter mit Gewebemedien werden daher häufig zur Entfernung tertiärer Schwebstoffe eingesetzt, wenn der Anlagenraum begrenzt ist.
Der Unterschied lässt sich wie folgt zusammenfassen:
| Designfaktor | Rotationstrommelfilter | Scheibenfilter |
|---|---|---|
| Geometrie filtern | Zylindrische Trommel | Mehrere vertikale Scheiben |
| Filterfläche | Trommelumfang | Beide Seiten mehrerer Discs |
| Feststoffrückhaltung | Bildschirmoberfläche | Stoff- oder Siebpaneele |
| Reinigung | Rotierende Trommelsprühdüsen | Rotierende Scheiben, Sprüh-/Saugreinigung |
| Hauptvorteil | Einfacher Fließweg und Feststoffaustrag | Große Filterfläche bei kompakter Stellfläche |
| Typische Rolle bei der Wasseraufbereitung | Vorbehandlung, Aquakultur, Feststoffabfang | Tertiäres Polieren, Wiederverwendung, kompakte kommunale Behandlung |
Die wichtigste Kauffrage ist daher nicht, ob eine Trommel oder eine Scheibe „besser filtert“, sondern wie viel Filterfläche bei der zu erwartenden hydraulischen und Feststoffbelastung benötigt wird.
Die Micron-Bewertung ist eine der ersten Spezifikationen, die Käufer vergleichen, sie sollte jedoch nicht allein bewertet werden.
NIHAO-Rotationstrommel-Mikrosiebe können Sieböffnungen in etwa der Größe verwenden Bereich 30–200 Mikrometer , mit 60–200 Mikrometern, die üblicherweise in der mechanischen Filterung der Aquakultur verwendet werden. Ein feineres Sieb kann kleinere Partikel auffangen, aber es sammelt auch Feststoffe schneller an und erfordert normalerweise eine häufigere Rückspülung.
Scheibenfilter können auch mit fein gewebten oder Florgewebemedien ausgestattet werden. Ihre große Gesamtfiltrationsfläche ermöglicht einen relativ hohen hydraulischen Durchsatz bei gleichzeitig kompakter Installationsfläche. Veolia beschreibt die Scheibenfiltration mit Stoffmedien speziell als eine Technologie zur Entfernung feiner Schwebstoffe und zur Abwasserreinigung.
Mehrere Leistungsvariablen sollten zusammen betrachtet werden:
| Leistungsparameter | Trommelfilter | Scheibenfilter |
|---|---|---|
| Typisches Filterziel | Grobe bis feine Schwebstoffe | Feine Feststoffe / Tertiärpolieren |
| Gemeinsame Filterwaage | Je nach Bildschirm mehrere zehn bis Hunderte von Mikrometern | Medienabhängig; wird oft zum feineren Polieren ausgewählt |
| Hydraulische Beladung | Gut für die kontinuierliche Siebung mit hohem Durchfluss | Die große Fläche ermöglicht eine hohe Kapazität bei kompakter Stellfläche |
| Toleranz der Feststoffbeladung | Gut, wenn Feststoffe kontinuierlich entfernt werden | Besser geeignet, wenn der Einfluss einigermaßen kontrolliert wird |
| Kopfverlust | Erhöht sich, wenn der Bildschirm geladen wird | Erhöht sich, wenn Stoff/Scheiben geladen werden |
| Rückspülbedarf | Hängt stark von TSS und Bildschirmöffnung ab | Hängt vom Medium, der Feststoffbeladung und dem Reinigungsdesign ab |
| Energiebedarf | Rückspülpumpe mit Trommelantrieb | Rückspül-/Saugsystem mit Scheibenantrieb |
Für keine der beiden Technologien gibt es einen universellen Rückspülwasseranteil oder einen kWh-pro-Kubikmeter-Wert. Diese Zahlen variieren erheblich je nach TSS des Zuflusses, Partikeleigenschaften, Medienöffnung, hydraulischer Belastung, Düsendruck, Automatisierungslogik und ob gefiltertes Wasser zur Reinigung wiederverwendet wird.
Für US-Abwasseranlagen ist diese Unterscheidung wichtig, da häufig eine Tertiärfiltration installiert wird, um Schwebstoffe vor der Einleitung, Wiederverwendung oder Desinfektion weiter zu reduzieren. Die aktuellen kalifornischen Regulierungsrichtlinien umfassen ausdrücklich Stoffmedien und Scheibenfiltration als Filtertechnologien für die Drittbehandlung, die zur Reduzierung von restlichem TSS und biologisch abbaubaren organischen Stoffen eingesetzt werden.
In der Aquakultur kann die Partikelentfernung sogar noch empfindlicher sein, da nicht gefressenes Futter und fäkale Feststoffe entfernt werden sollten, bevor sie in feinere gelöste oder kolloidale Schadstoffe zerfallen. Die EPA weist darauf hin, dass Aquakulturanlagen, die im Rahmen von NPDES-Genehmigungen betrieben werden, möglicherweise mit numerischen oder narrativen Abwasserbeschränkungen zur Kontrolle der Schadstoffemissionen konfrontiert sind.
Der Vergleich nur des Gerätekaufpreises kann zu einer falschen Filterauswahl führen.
Die gesamten Installationskosten sollten Folgendes umfassen:
Scheibenfilter können eine beträchtliche Filterfläche auf relativ kleinem Raum bieten, aber jede zusätzliche Scheibe bringt mehr Medienplatten, Dichtungen, interne Komponenten und Ersatzteile mit sich. Die Erstausrüstungskosten können daher mit zunehmender hydraulischer Kapazität schnell steigen.
Trommelfilter haben im Allgemeinen eine mechanisch einfache zylindrische Siebanordnung. Allerdings kann eine Beschädigung oder Verstopfung des Hauptsiebs einen relativ großen Teil der Filterfläche auf einmal beeinträchtigen.
Veröffentlichte kommunale Projektkosten in den USA veranschaulichen, warum Käufer es vermeiden sollten, eine Zahl als universellen „Scheibenfilterpreis“ zu betrachten. Ein Abwasserplanungsdokument für Illinois enthielt ungefähr 200.000 US-Dollar an Kapitalkosten im Zusammenhang mit der Scheibenfiltration mit Stoffmedien in einem Projekt, während ein Fresno-Recycling-Water-Engineering-Bericht ungefähr geschätzt wird Gesamtkapitalkosten von 4,1 Millionen US-Dollar und jährliche Betriebs- und Wartungskosten von 90.000 US-Dollar für eine 5-MGD-Gewebefilteranlage . Bei diesen Zahlen handelt es sich um projektspezifische installierte Systeme und nicht um reine Ausstattungsangebote.
Für eine Vorbeschaffung ist es daher sinnvoller anzufordern:
CAPEX pro Design-Flow, jährliche OPEX, erwartete Medienaustauschkosten, 10- oder 20-jährige Lebenszykluskosten
anstatt nur die Kaufpreise für Filter zu vergleichen.
Verschiedene Branchen stellen sehr unterschiedliche Anforderungen an die mechanische Filterung.
| Bewerbung | Bevorzugte Richtung | Warum |
|---|---|---|
| Kreislaufaquakultur | Trommelfilter werden oft bevorzugt | Hervorragende kontinuierliche Entfernung von Futter, Kot und Schwebstoffen |
| Kommunale Vorbehandlung | Trommelfilter | Robustes Abfangen vor nachgelagerten Prozessen |
| Kommunale Tertiärbehandlung | Scheibenfilter werden oft bevorzugt | Große Filterfläche und kompakte Stellfläche |
| Wiederverwendung von Industriewasser | Hängt vom TSS und der erforderlichen Abwasserqualität ab | Beide können geeignet sein |
| Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitung | Trommel- oder Hygienescheibenausführung | Reinigbarkeit und Korrosionsbeständigkeit sind entscheidend |
| Bergbauschlamm mit hohem Feststoffgehalt | Normalerweise kein Standard-Abwasser-Mikrosieb | Erfordert eine spezielle Schlammentwässerungsausrüstung |
| Algen-/Rohwasser-Screening | Trommelfilter | Gut geeignet ist eine kontinuierliche Flächensiebung |
| Platzbeschränkte Nachrüstung | Scheibenfilter | Große aktive Medienfläche pro Stellfläche |
Die Scheibenfiltration wird besonders attraktiv, wenn eine Gemeinde eine Tertiärfiltration hinzufügen muss, ohne ein großes neues Filtergebäude zu bauen. In der Fachliteratur der EPA wird die Tertiärfiltration auch als wichtige Methode zur Reduzierung feiner suspendierter Feststoffe anerkannt, die nach der Sekundärklärung verbleiben.
Rotationstrommelfilter gehören zu den praktischsten mechanischen Filtern für Kreislauf-Aquakultursysteme, da sie suspendierte Fischabfälle kontinuierlich entfernen, bevor sie in die biologische Behandlung gelangen.
NIHAO-Trommelfilter können feine Mikrosiebe verwenden, um Futterpartikel, Fäkalien, Fasern und andere Schwebstoffe abzufangen.
In einem aktuellen Aquakulturdokument aus Maine wird beispielsweise beschrieben, dass Abwasser zunächst durch einen Trommelfilter mit ca 36–40 Mikron Siebgewebe Dies zeigt, wie feine Trommelsiebe in intensiven Aquakultursystemen eingesetzt werden können.
Es gibt keinen universellen Gewinner.
Eine Fabrik, die relativ konsistentes Abwasser mit mäßigem TSS produziert, aber eine kleine Stellfläche für die Ausrüstung benötigt, könnte einen Scheibenfilter bevorzugen. Abwasser, das Fasern, Algen, größere organische Feststoffe oder variable Beladungen enthält, lässt sich möglicherweise einfacher mit einem Rotationstrommelfilter bewältigen.
Pilotversuche werden dringend empfohlen, wenn Feststoffe klebrig, ölig, faserig oder ungewöhnlich komprimierbar sind.
Hier wird die Terminologie wichtig.
Im Allgemeinen sollte eine hochkonzentrierte mineralische Gülle verwendet werden nicht können mit gewöhnlichen Abwasser-Trommelmikrosieben und Tuchmedien-Scheibenfiltern verglichen werden.
Bergbau plants frequently use Vakuumtrommelfilter, Vakuumscheibenfilter, Keramikscheibenfilter, Bandfilter oder Filterpressen um einen entwässerten Filterkuchen zu erzeugen. ANDRITZ bietet beispielsweise Vakuumscheibenfiltration speziell für konzentrierte Mineralschlämme mit modularen Filtrationsflächen von Hunderten Quadratmetern an.
Dabei handelt es sich grundsätzlich um andere Maschinen als die bei RAS eingesetzten Mikrosieb-Trommelfilter.
Bei Projekten zur Lebensmittelverarbeitung muss nicht nur auf die Genauigkeit der Filtration geachtet werden, sondern auch auf Reinigbarkeit, Entwässerung, Materialkompatibilität, Schweißqualität, Totzonen und hygienischen Zugang.
Die Lebensmittelverarbeitungsrichtlinien der FDA legen Wert auf glatte, nicht saugfähige, reinigbare Oberflächen und ein Gerätedesign, das Nischen minimiert, in denen sich Verunreinigungen ansammeln können.
Für diese Anwendungen können eine Edelstahlkonstruktion und ein leicht zugängliches Reinigungssystem wichtiger sein als die Wahl von „Trommel“ oder „Scheibe“ allein aufgrund der Filterfläche.
Beide Systeme sind für den automatischen Betrieb ausgelegt, gelten jedoch nicht als wartungsfrei.
Typische Inspektionspunkte sind:
Die Rückspülung sollte normalerweise anhand der Wasserstandsdifferenz oder des hydraulischen Widerstands und nicht anhand eines willkürlichen festen Zeitplans gesteuert werden.
Hoher TSS, feine Sieböffnungen, Algen, Öl oder faseriges Abwasser verkürzen die Zeitspanne zwischen den Reinigungszyklen.
Betreiber sollten Folgendes überprüfen:
Da Scheibensysteme mehrere einzelne Filterplatten enthalten, kann die Wartung manchmal an einzelnen Segmenten durchgeführt werden, anstatt die gesamte Filteroberfläche auszutauschen. Allerdings kann eine große Anlage viele Paneele enthalten, wodurch sich die Anzahl der zu prüfenden Teile erhöht.
Die EPA-Mikrosiebforschung hat seit langem den Feststofftransport und die Rückspülung als kritische Bestandteile der Leistung mechanischer Mikrosiebe identifiziert.
Für beide Technologien sollten Bediener die Rückspülhäufigkeit, den Differenzwasserstand, den Zulauf-TSS, den Ablauf-TSS, den Motorstrom, den Düsendruck und den Medienzustand aufzeichnen. Ein plötzlicher Anstieg der Reinigungshäufigkeit weist normalerweise entweder auf eine steigende Feststoffbeladung oder einen Verlust der effektiven Filterfläche hin.
Bei den meisten Projekten lässt sich die Entscheidung auf mehrere Fragen reduzieren:
A Rotationstrommelfilter sind häufig die bessere Wahl für Aquakultur, Rohwassersiebung, Algenentfernung, Vorbehandlung und sich ständig ändernde Schwebstofffrachten .
A Scheibenfilter sind oft attraktiv für kommunale Tertiäraufbereitung, Wasserwiederverwendung, Nachrüstungsinstallationen und Projekte, die eine sehr große Filterfläche auf begrenzter Stellfläche erfordern .
Bei anspruchsvollen Industrieabwässern sollte die richtige Antwort aus Wasseranalysen und Pilottests und nicht nur aus der Gerätegeometrie stammen.
Hangzhou NIHAO Environmental kann Durchflussrate, TSS-Konzentration, erforderliche Mikronzahl, verfügbare Stellfläche, Konstruktionsmaterialien und Rückspülanforderungen bewerten, bevor eine geeignete Filterkonfiguration empfohlen wird.
Bei US-Projekten sollten Käufer außerdem bestätigen, dass die vorgeschlagene Aufbereitungsanlage mit den geltenden Einleitungsgenehmigungen, Wiederverwendungsanforderungen und – sofern relevant – den Hygieneanforderungen für die Lebensmittelverarbeitung kompatibel ist.
Mikrosiebe mit rotierender Trommel arbeiten üblicherweise im Bereich von mehreren zehn bis mehreren Hundert Mikrometern. NIHAO-Trommelfilter können je nach Anwendung etwa 30–200-Mikron-Siebe verwenden. Die Leistung von Scheibenfiltern hängt stark von den installierten Tuch- oder Mikrosiebmedien ab.
Beide verbrauchen in der Regel relativ geringe mechanische Antriebsleistung, zusätzliche Energie wird für Rückspülpumpen oder Saugreinigungssysteme benötigt. Der tatsächliche Energie- und Waschwasserverbrauch hängt mehr von der hydraulischen Belastung, dem TSS, der Medienöffnung und der Reinigungshäufigkeit ab als davon, ob die Maschine eine Trommel oder Scheiben verwendet.
Rotationstrommelfilter sind im Allgemeinen die etabliertere Wahl für die mechanische RAS-Filtration, da sie Futterabfälle, Fäkalien und andere Schwebstoffe kontinuierlich abfangen und gleichzeitig das Sieb automatisch rückspülen.
Bei Trommelfiltern kommt es häufig zu Siebverschmutzung, Düsenverstopfung, Lagerverschleiß und Ablagerungen in der Auslaufrinne. Bei Scheibenfiltern kann es zu Stoffverstopfungen, beschädigten Scheibensegmenten, Dichtungsverschleiß, verstopften Reinigungsdüsen und Problemen bei der Wellenausrichtung kommen.
Einen verlässlichen, universellen Ausstattungspreis gibt es nicht. Kapazität, Filterfläche, Metallurgie, Automatisierung, Bauwesen und Rückspülinfrastruktur können die Installationskosten dramatisch verändern. Vergleichen Sie Angebote anhand der gesamten installierten Investitionskosten zuzüglich der jährlichen Kosten für Energie, Wasser, Ersatzteile und Medienaustausch.
Die praktische Entfernungsgrenze wird hauptsächlich durch die Sieb- oder Medienöffnung sowie die Partikelform und die Betriebsbedingungen bestimmt. Feine Trommel-Mikrosiebe können mehrere zehn Mikrometer erreichen, während spezielle Scheibenmediensysteme für die feine Tertiärpolitur konfiguriert werden können.
Herkömmliche Abwasserscheibenfilter und Rotationstrommel-Mikrosiebe sind im Allgemeinen nicht die richtige Ausrüstung für konzentrierte Bergbauschlämme. Die Entwässerung im Bergbau erfordert normalerweise Vakuumscheibenfilter, Keramikfilter, Vakuumtrommelfilter oder Druckfiltrationsgeräte, die speziell für die Bildung und den Austrag eines Filterkuchens ausgelegt sind.
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