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Filtermedien

Der Begriff Filtermedien bezeichnet alles, was in einen Filter eingesetzt wird und die Qualität des durchlaufenden Wassers verändert. Aufgrund der Vielzahl der erhältlichen Medien können spezifische Arten ausgewählt werden, um die optimale Umgebung für Ihre Anwendung zu erzeugen.

Die drei Arten von Filtermedien sind:

  • Biologische
  • Mechanische
  • Chemische

Alle drei Arten werden empfohlen, aber Abwasseraufbereitungsanlagen müssen zumindest über biologische und mechanische Filter verfügen. Komponenten dieser Medien können in denselben Filter eingebaut sein. Die drei Arten der Filtration setzen drei unterschiedliche Medienarten ein, um ihre Leistung zu erzielen.

Die Effizienz der biologischen Filtrationsmedien wird durch ihre Oberfläche festgelegt. Je größer die Oberfläche, desto besser können sich Bakterien darauf ansiedeln. Deshalb gilt die Faustformel, Medien anhand der Größe der Oberfläche zu vergleichen.

Biologische Medien

Biologische Medien sind alle reaktionsträgen Stoffe, die eine Fläche für nutzbringende Bakterien darstellen, welche gelöste Feststoffe in eine weniger toxische Form aufspalten. Dieses Medium sollte nur ersetzt werden, wenn seine Funktionsfähigkeit durch eine zu starke Verstopfung beeinträchtigt ist.

Biologische Filtermedien nehmen die natürlichen Bakterien auf, die am Nitrogenkreislauf beteiligt sind. Sie bieten eine größere Oberfläche, auf der sich die nutzbringenden Bakterien vermehren können, und gestatten, dass Wasser über die Kolonien fließt und die für den Stickstoffkreislauf erforderlichen Nährstoffe und Wasser mit sich bringt.

Um dieses Medium zu verstehen, müssen wir zunächst wissen, was die für die biologische Filtration eingesetzten Bakterien benötigen, um zu gedeihen:

  • Eine Umgebung über 12,8 °C (55 °F)
  • Ammoniak oder Nitrit als Nahrungsquelle
  • Sauerstoff

Die Bakterien extrahieren die Nährstoffe und den Sauerstoff aus dem Wasser, das über sie hinwegfließt. Wenn Schwebstoffe in das Medium eindringen und den Wasserfluss verringern, werden dem Bereich Sauerstoff und Nährstoffe entzogen, so dass die Bakterien in diesem Bereich sterben.

Wenn die Bakterien im biologischen Medium etabliert sind, sind sie schwierig zu zerstören, eine Ausnahme bilden zu starke Reinigung, Nutzung von chloriertem Wasser oder bestimmten Chemikalien.

Die Aktivität einer Bakterienkultur hängt insbesondere von der Austauschoberfläche ab (Substrat und Sauerstoff). Im Belebtschlamm ist diese Oberfläche aufgrund von ausgeflockten Mikroorganismen eingeschränkt. In Klärfiltern bleibt der entwickelte Bereich des Unterstützungsmediums pro m3 des Reaktors niedrig, und es kann bei Industriegrößen schwierig sein, die ideale Verteilung des zu behandelnden Wassers über den gesamten Biofilm zu erreichen.

Konventionelle granulare Medienfilter sowohl bei Trinkwasser- als auch bei Abwasseraufbereitungsanlagen haben eine schwierige Aufgabe. Sie müssen der höheren Feststofflast, die heutzutage für Anlagen normal ist, der allgemeinen Nutzung von Koagulationshilfen und dem allzu häufigen Auftreten von biologischem Wachstum standhalten. Das Ergebnis ist ein gesteigertes Potenzial für das Faulen von Medien, vor allem wenn Rückspülungsverfahren mit geringerer Leistung eingesetzt werden. Wenn Faulprozesse auftreten, wie es oft geschieht, sind die Filterleistung und die Lauflängen deutlich verringert.

Filtermedien aus Kunststoff haben keine ausgedehnte Oberfläche, aber die Wahrscheinlichkeit, dass sie verstopfen, ist gering, und sie müssen nur selten ersetzt werden. Der Erfolg moderner Klärfilter geht zum großen Teil auf die Einführung von Kunststoffmedien wie Plastikringen und Sätteln als Medien zurück. Dieser Fortschritt gestattet die Konstruktion von Modulen mit ausgezeichneter Druckfestigkeit und höheren Lückenvolumina, wie sie für Stapelhöhen erforderlich sind, die mit Steinfiltern nicht erreicht werden können. Eine höhere spezifische Oberfläche ermöglicht eine höhere organische Last.

Filtermedien aus Kunststoff sind für die biologische Abwasserbehandlung essentiell, sie wurden entwickelt, um eine Fläche für die anhaftenden Wachstumsbakterien zu bieten. Die Verweilzeit und die Biomasse bei der Verdauung organischer Stoffe sind verlängert bzw. gesteigert, um eine sehr hohe biologische Zersetzung zu gewährleisten. Weiterhin dienen die Medien, um die Gesamtoberfläche gründlich zu verteilen und zu verhindern, dass Bakterien mit dem Ausfluss ausgewaschen werden.

Mechanische Medien

Die Komponenten mechanischer Medien sind reaktionsträge − das bedeutet, dass sie die Wasserchemie nicht beeinträchtigen. Diese Medien ziehen Feststoffe mechanisch oder physikalisch aus dem Wasser, das sie durchspült, dies ist für die Effizienz der biologischen Medien essentiell. Die mechanische Filtration entfernt unansehnliche Partikel, einschließlich Fischexkrementen, Schlamm, Essensresten und Staub. Um eine Ansammlung zu verhindern, müssen die Filtermedien regelmäßig gereinigt werden. Ersatz ist nur erforderlich, wenn die Medien den Schmutz, den sie halten, nicht mehr freigeben können.

Chemische Medien

Chemische Medien werden nicht so oft wie biologische und mechanische Medien eingesetzt, aber sie können für eine Reihe von Filterzwecken effektiv sein. Diese Medien sind in unterschiedlichen Materialien erhältlich, die eine oder viele Verunreinigungen beseitigen können.

Die chemische Filtermethode entfernt gelöste Teile über aktivierte Kohlenstoffe, Kunstharze und andere Adsorbentien. Chemische Filtermedien helfen, die Wasserqualität beizubehalten, da unerwünschte gelöste Stoffe an ihnen anhaften. Die beiden beliebtesten Formen chemischer Medien sind aktivierter Kohlenstoff und Kunstharze. Das Abschöpfen von Proteinschaum und Oxidation durch Ozon sind zwei weitere Formen der chemischen Filtration.