Glaskugeln filtern Feststoffe aus Wasser und Abwasser

BMBF-Verbundprojekt SpheroFilt kombiniert bewährte Wasseraufbereitungsmethoden zu einem neuen System
Ein computergeneriertes modell eines Moduls aus Metall und einer Glaskugel, montiert zwischen zwei Rohren. (TU München)
CAD-Modell des Prüfstandmoduls zur Filtration
Foto: TU München

Wissenschaftler und Ingenieure arbeiten an einem neuen Verfahren, das Feststoffe vollautomatisch und ohne Unterbrechung aus Prozess- und Abwässern filtert. Durch den Einsatz beweglicher, kugelförmiger Filtermedien wollen sie dabei erstmals die Vorzüge bereits bestehender Filtertechnologien in einem Verfahren kombinieren und dabei Energie, Wasser und Betriebskosten bei der Aufbereitung sparen. Beteiligt an dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt sind die Hydroisotop GmbH (Schweitenkirchen/Bayern), ATN Wasseraufbereitung (Mönsheim/Baden-Württemberg) und die Technische Universität München.

Bei der Wasseraufbereitung spielt die mechanische Abtrennung von Feststoffen verschiedener Zusammensetzung, Herkunft und Größen eine wesentliche Rolle. Bisherige Verfahren wie die Dead-End-Filtration haben den Nachteil, dass hohe Filterleistungen mit einer häufigen Reinigung der Filterflächen und damit mit teuren Betriebsunterbrechungen verbunden sind. Andere Systeme wie Querstrom- (Cross-Flow-) Filter sind weniger reinigungsintensiv, haben jedoch eine geringere Filtratausbeute und benötigen viel Energie. Bei beiden Verfahren treten außerdem oft Probleme mit Verblockungen auf, die nicht im laufenden Betrieb entfernt werden können.

Diese Nachteile versuchen die Forscher im Verbundprojekt SpheroFilt die genannten Nachteile in den Griff zu bekommen. Sie setzen dazu in den Filterkammern Glaskugeln mit unterschiedlichen Durchmessern ein, die quer zur Strömungsrichtung zirkulieren. Die Feststoffe werden vollautomatisch, hochkonzentriert und ohne Unterbrechungen aus dem Filtersystem abgeführt. Grundlegende Funktionen des Filters wollen die Projektpartner zunächst mithilfe einzelner Tests im Labormaßstab erproben und bewerten. Auf Grundlage dieser Untersuchungsergebnisse soll schließlich ein Prototyp gebaut und unter Praxisbedingungen in einer Aquakultur getestet werden. Ziel ist die Entwicklung eines marktreifen und skalierbaren Filtersystems, das in vielen Bereichen der Wasseraufbereitung eingesetzt werden kann.

Das Verbundprojekt „SpheroFilt – Entwicklung eines unterbrechungsfreien und selbstreinigenden Filtersystems mit zirkulierender Glaskugelschüttung“ ist Teil der BMBF-Fördermaßnahme „KMU-innovativ: Ressourceneffizienz und Klimaschutz“, Anwendungsbereich „Nachhaltiges Wassermanagement“. Die Maßnahme gehört zum BMBF-Programm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA³).