PDF, 5,8 MB - FG Siedlungswasserwirtschaft - TU Berlin

Abschlussbericht 

FG Siedlungswasserwirtschaft 

Prof. Dr.-Ing. M. Barjenbruch 

Reduzierung des Frachteintrags aus 

Mischwasserentlastungen 

Autoren: 

Dr.-Ing. K. Gantner 

Prof. Dr.-Ing. M. Barjenbruch 

unter Mitwirkung von: 

P. Kober 

D. Schücke 

Berlin, Januar 2012 

Gefördert von:

FG Siedlungswasserwirtschaft I 

TU Berlin 

Inhaltsverzeichnis 

1 Einleitung ................................................................................................... 1 

2 Zielstellung................................................................................................. 2 

3 Theoretische Grundlagen......................................................................... 3 

3.1 Mischwasserproblematik in urbanen Räumen..........................................................3 

3.1.1 Mischwasserproblematik in Deutschland................................................... 3 

3.1.2 Mischwasserproblematik in Berlin.............................................................. 4 

3.2 Stand der Technik ....................................................................................................7 

3.2.1 Vermeidungsstrategien.............................................................................. 7 

3.2.2 Mischwasserbehandlung in Deutschland................................................... 8 

3.3 Neue Technologien zur Mischwasserbehandlung..................................................13 

3.3.1 Einleitung ................................................................................................. 13 

3.3.2 Fuzzy Filter®............................................................................................ 13 

3.3.3 Tuchfilter .................................................................................................. 25 

3.3.4 Mikroflotation............................................................................................ 36 

3.4 Fällung / Flockung ..................................................................................................43 

3.4.1 Überblick.................................................................................................. 43 

3.4.2 Dosierung................................................................................................. 45 

4 Material und Methoden ........................................................................... 46 

4.1 Untersuchungsgebiet..............................................................................................46 

4.1.1 Standort und Untersuchungszeitraum ..................................................... 46 

4.1.2 Gewässerzustand der Panke................................................................... 47 

4.2 Aufbau der Versuchsanlagen .................................................................................49 

4.2.1 Fuzzy Filter®............................................................................................ 49 

4.2.2 Tuchfilter mit Polstoff ............................................................................... 51 

4.2.3 Mikroflotation............................................................................................ 53 

4.3 Versuchsdurchführung ...........................................................................................56 

4.3.1 Übersicht Versuchsprogramm ................................................................. 56 

4.3.2 Versuchsablauf Fuzzy Filter®.................................................................. 57 

4.3.3 Versuchsablauf Tuchfilter ........................................................................ 58 

4.3.4 Versuchsablauf Mikroflotation.................................................................. 58 

4.3.5 Verwendete Fällungs- und Flockungschemikalien................................... 58 

4.3.6 Kritische Betrachtung der verwendeten Chemikalien .............................. 60

FG Siedlungswasserwirtschaft II 


4.3.7 Kritische Betrachtung der Versuchsdurchführung ................................... 61 

4.4 Analytik ...................................................................................................................61 

4.4.1 Probenahme ............................................................................................ 61 

4.4.2 Untersuchte Parameter............................................................................ 62 

4.4.3 JAR - Tests zur Fällung / Flockung.......................................................... 62 

4.4.4 Kritische Betrachtung der Analysen......................................................... 63 

5 Ergebnisse und Auswertung.................................................................. 64 

5.1 Fuzzy Filter ® ...........................................................................................................65 

5.1.1 Versuchsergebnisse ................................................................................ 65 

5.1.2 Auswertung Fuzzy Filter® Versuche ohne Chemikalien.......................... 70 

5.1.3 Auswertung Fuzzy Filter® Versuche mit Chemikalien ............................. 82 

5.2 Tuchfilter.................................................................................................................95 

5.2.1 Versuchsergebnisse ................................................................................ 95 

5.2.2 Auswertung Tuchfilter - Versuche ohne Chemikalien ............................ 100 

5.2.3 Auswertung Tuchfilter Chemikalienversuche......................................... 113 

5.3 Mikroflotation ........................................................................................................122 

5.3.1 Versuchsergebnisse Mikroflotation ........................................................ 122 

5.3.2 Auswertung - Versuche Mikroflotation ohne Chemikalien ..................... 125 

5.3.3 Auswertung Chemikalienversuche......................................................... 127 

5.4 Vergleich der Reinigungsleistung .........................................................................134 

5.4.1 Vergleich der ermittelten Reinigungsleistung: Fuzzy Filter®, 

Tuchfilter, Mikroflotation......................................................................... 134 

5.5 An den Versuchsanlagen gewonnene Erfahrungswerte.......................................149 

5.5.1 Betriebserfahrungen .............................................................................. 149 

5.5.2 Betriebsstörungen.................................................................................. 150 

6 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen........................................................ 152 

6.1 Kosten ..................................................................................................................152 

6.1.1 Einführung / Festlegung der Anlagen- und Betriebsparameter.............. 152 

6.1.2 Investitionskosten .................................................................................. 152 

6.1.3 Betriebskosten ....................................................................................... 153 

6.1.4 Chemikalienkosten................................................................................. 155 

6.1.5 Kostenvergleich ..................................................................................... 156 

6.2 Flächenbedarf.......................................................................................................157

FG Siedlungswasserwirtschaft III 


6.3 Spülwasser- und Schlammanfall der großtechnischen Anlagen ..........................158 

6.3.1 Spülwasseranfall.................................................................................... 158 

6.3.2 Schlammanfall ....................................................................................... 158 

6.4 Theoretische Frachtenreduzierung der unteren Panke durch 

Behandlung der Mischwasserüberläufe ...............................................................160 

6.4.1 Gesamtjahresfracht der unteren Panke ................................................. 160 

6.4.2 Theoretische mittlere Entlastungsfrachten des RÜB Bln X.................... 161 

6.4.3 Modellrechnung: Theoretische Frachtenreduzierung durch Einsatz 

großtechnischer Behandlungsanlagen .................................................. 161 

6.4.4 Auswirkungen auf die Panke ................................................................. 164 

6.4.5 Möglichkeiten zur Installation der jeweiligen Anlagen in urbanen 

Gebieten mit hoher Bebauungsdichte.................................................... 166 

7 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen .................................... 166 

Literaturverzeichnis..................................................................................... 171 

Anhang ......................................................................................................... 183

FG Siedlungswasserwirtschaft IV 


Tabellenverzeichnis 

Tabelle 1: Auswirkungen von Mischwassereinleitungen auf Fließgewässer nach 

[Borchardt 1999] und [Erbe 2004]..........................................................................4 

Tabelle 2: Vorhandenes Kanalnetzvolumen (Stand 1990, derzeit und im Sanierungs- 

zustand 2020) sowie aktiviertes Kanalnetzvolumen und umbautes Volumen 

[BWB 2011]............................................................................................................5 

Tabelle 3: Derzeitige und angestrebte Entlastungsraten (Stand 1990, derzeit und im 

Sanierungszustand 2020) [BWB 2011]..................................................................6 

Tabelle 4: Überblick über Möglichkeiten zur Minderung des Niederschlagseintrags in die 

Kanalisation [Landrat Märkischer Kreis 2011], [UVM Baden-Württemberg 

2001], [LU Bozen 2011] .........................................................................................7 

Tabelle 5: Standardisierte Fuzzy Filter® Module der Fa. Bosman Watermanagement B.V. .17 

Tabelle 6: Angabe realer Kompressionen über die Filterbetthöhe bei unterschiedlichen 

Kompressionsgraden [William F.] ........................................................................20 

Tabelle 7 : Beispiele von Fuzzy Filter Anlagen zur kommunalen und industriellen 

Abwasserreinigung ..............................................................................................23 

Tabelle 8: Überblick bestehender Anlagen mit Fuzzy Filter® Modulen zur 

Mischwasserbehandlung in den USA ..................................................................24 

Tabelle 9: Zusammenfassung der Pilotprojekte im Bereich der Regen- und 

Mischwasserbehandlung mit Fuzzy Filter® Modulen ..........................................25 

Tabelle 10: Übersicht der Anwendungsbeispiele zur Tuchfiltration........................................35 

Tabelle 11: Abhängigkeit verschiedener Parameter von der Blasengröße 

[Damann et al. 2007], [Stark et al. 2005] .............................................................39 

Tabelle 12: Durchgeführte Pilotprojekte zur Regen-/ und Mischwasserbehandlung 

mit MF bzw. DAF .................................................................................................42 

Tabelle 13: Mechanismen zur Entstabilisierung der Suspensa nach [Vetter 2000] ...............45 

Tabelle 14: Parameter zur Beurteilung der Gewässergüte der unteren Panke (Messstelle 

730, Datenreihe 2000-2010) gemittelte Werte [Senatsverwaltung GUV Berlin] ..48 

Tabelle 15: Betriebsparameter der verwendeten mobilen Fuzzy Filter® Einheit ...................50 

Tabelle 16: Betriebsparameter der verwendeten Tuchfilter Typ TF2-S-III Einheit .................53 

Tabelle 17: Betriebsparameter der verwendeten mobilen Mikroflotation ...............................55 

Tabelle 18: Übersicht Versuchsprogramm .............................................................................57 

Tabelle 19: Beschreibung der zum Einsatz kommenden Chemikalien ..................................60 

Tabelle 20: Überblick über die verwendeten Analysemethoden ............................................62 

Tabelle 21: Mischwasserkategorisierung ...............................................................................65 

Tabelle 22: Mischwasserqualitäten der Fuzzy Filter®-Versuchstage.....................................66

FG Siedlungswasserwirtschaft V 


Tabelle 23: F1 und F3: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte .............................67 

Tabelle 24: F4: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte..........................................67 





Tabelle 29: F10: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte........................................70 

Tabelle 30: F12: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte........................................70 

Tabelle 31: FF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche mit einer 

Filtergeschwindigkeit von 72 m/h unter differierenden Mischwasser- 

qualitäten ohne Chemikalienanwendung.............................................................79 


Filtergeschwindigkeit von 24 m/h unter differierenden Mischwasser- 

qualitäten ohne Chemikalienanwendung.............................................................80 

Tabelle 33: FF: Vergleich der Eliminierungsraten bei unterschiedlichen 

Filtergeschwindigkeiten ohne Chemikalieneinsatz ..............................................81 

Tabelle 34: FF: Vergleich der Eliminierungsraten bei unterschiedlichen 

Filtergeschwindigkeiten ohne Chemikalieneinsatz ..............................................82 

Tabelle 35: FF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche F7L1 bis F7L4, 

FM1+FHM, stark belastetes Mischwasser C3 .....................................................83 


FM1, leicht belastetes Mischwasser A2...............................................................85 


FM1, FM1+FHM, stark belastetes Modellmischwasser mit hoher Portho- 

Belastung C6 .......................................................................................................86 


FM1, FM1+FHM, mäßig belastetes Mischwasser B2 ..........................................89 

Tabelle 39: FF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche F10L1 bis 

F10L5, FM2, FM2+FHM, mäßig belastetes Mischwasser mit geringer Portho- 

Belastung B1 .......................................................................................................91 

Tabelle 40: FF: Chemikalienversuche mit den besten erreichten Eliminierungsraten ...........95 

Tabelle 41: Mischwasserqualitäten der einzelnen Tuchfilter-Versuchstage...........................95 

Tabelle 42: T13: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte........................................96 



Tabelle 45: T16: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte........................................97

FG Siedlungswasserwirtschaft VI 







Tabelle 51: T22: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte......................................100 

Tabelle 52: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T20L1-2 ohne 

Chemikalienanwendung, vF= 2,5 m/h, stark belastetes Mischwasser C2..........102 

Tabelle 53: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T13L1-2 

ohne Chemikalienanwendung, vF= 6,25 bzw. 3,75 m/h, mäßig belastetes 

Mischwasser B1.................................................................................................105 


Chemikalienanwendung, vF= 7,5 bzw. 5 bzw. 2,5 m/h, stark belastetes 

Mischwasser C2 ................................................................................................108 

Tabelle 55: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T13L2, 

T20L1-2 und T21L3 ohne Chemikalienanwendung, vF= 3,75 bzw. 2,5 m/h, 

unterschiedlich belastete Mischwässer .............................................................109 

Tabelle 56: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T14L1 und 

T22L1 ohne Chemikalienanwendung, vF= 2,5 bzw. 7,5 m/h, mäßig 

belastete Mischwässer B3 .................................................................................110 

Tabelle 57: TF: Vergleich der mittleren Eliminierungsraten der Versuche mit Standard 

und Mikrofaser Filtertuch ohne Chemikalieneinsatz .........................................112 

Tabelle 58: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T15L1-3, 

FM1+FHM, vF= 2,5, sehr stark belastetes Mischwasser D3..............................113 


FM2+FHM, vF= 2,5, gering belastetes Mischwasser A1....................................115 


FM2, FM2+FHM, vF= 2,5, mäßig belastetes Mischwasser B2...........................116 


FM2, vF= 2,5, mäßig belastetes Mischwasser B2..............................................117 

Tabelle 62: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T17L1, 

T18L1 und T19L2, FM2: 9,4 mg Fe/l, vF= 2,5, gering und mäßig belastete 

Mischwässer A1, B2 ..........................................................................................119 

Tabelle 63: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T16L1-3, KP, 

vF= 2,5, mäßig belastetes Mischwasser B3 .......................................................120 

Tabelle 64: TF: Chemikalienversuche mit den besten erreichten Eliminierungsraten .........121 

Tabelle 65: Mischwasserqualitäten (Zulauf) der Mikroflotations-Versuchstage ...................122 

Tabelle 66: M2: Betriebsparameter, Zu- und Ablaufwerte....................................................122

FG Siedlungswasserwirtschaft VII 


Tabelle 67: M4: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte.......................................123 

Tabelle 68: M5: Betriebsparameter, Zu- und Ablaufwerte....................................................123 



Tabelle 71: M10: Betriebsparameter, Zu- und Ablaufwerte..................................................125 

Tabelle 72: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten durchgeführter Versuche 

ohne Chemikalienanwendung im Vergleich.......................................................126 

Tabelle 73: MF: erzielte mittlere Eliminierungsraten ohne Chemikalienanwendung............127 

Tabelle 74: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche M4L1-4, 

FM1, FM1+FHM, mäßig belastetes Mischwasser B2 ........................................128 

Tabelle 75: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche M10L1-5, 

FM2, FM2+FHM, mäßig belastetes Mischwasser B1 ........................................129 

Tabelle 76: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche M7L1-4, KP, 

stark belastetes Mischwasser C3 ......................................................................131 

Tabelle 77: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche M9L1-5, KP, 

gering belastetes Mischwasser A1 ....................................................................132 

Tabelle 78: MF: Chemikalienversuche mit den besten erreichten Eliminierungsraten.........133 

Tabelle 79: Vergleich der Eliminierungsraten der jeweiligen Versuchsanlage ohne 

Chemikalienanwendung ....................................................................................135 

Tabelle 80: Vergleich der Eliminierungsraten und mittleren Ablaufwerte der jeweiligen 

Versuchsanlage unter Chemikalienanwendung ................................................137 

Tabelle 81: β-Werte ausgewählter Chemikalienversuche....................................................139 

Tabelle 82: FF: Feststoffbeladung ausgewählter Versuche bezogen auf das 

Filterbettvolumen ...............................................................................................140 

Tabelle 83: TF: Feststoffflächenbelastung ausgewählter Versuche bezogen auf die 

Filtertuchfläche ..................................................................................................141 

Tabelle 84: MF: Feststoffflächenbelastung ausgewählter Versuche bezogen auf die 

Flotationsfläche..................................................................................................142 

Tabelle 85: Erzielte Reinigungsleistung bezüglich Schwermetalle und 16 EPA-PAK..........144 

Tabelle 86: Reinigungsleistung bezüglich Pharmazeutika ...................................................145 

Tabelle 87: Reinigungsleistung bezüglich PBSM und Industriechemikalien ........................146 

Tabelle 88: FF: Vergleich der Reinigungsleistungen mit Literaturangaben..........................147 

Tabelle 89: TF: Vergleich der Reinigungsleistungen mit Literaturangaben..........................148 

Tabelle 90: MF: Vergleich der Reinigungsleistungen mit Literaturangaben.........................149 

Tabelle 91: Investitionskosten Fuzzy Filter®, Tuchfilter und Mikroflotation 

(großtechnische Anlage, 4.000 bzw. 4.200 m 3 /h Durchsatzleistung) ................152

FG Siedlungswasserwirtschaft VIII 


Tabelle 92: Betriebskosten Fuzzy Filter®, Tuchfilter und Mikroflotation (großtechnische 

Anlage, 4.000 bzw. 4.200 m 3 /h Durchsatzleistung) ...........................................154 

Tabelle 93: Flächenbedarf Fuzzy Filter ® , Tuchfilter und Mikroflotation (großtechnische 

Anlage, 4.000 bzw. 4.200 m 3 /h Durchsatzleistung) ...........................................157 

Tabelle 94: Mittlere Belastung der unteren Panke in [mg/l] (Messstelle 730, 

Messdaten 2000-2010)......................................................................................160 

Tabelle 95: Mittlere jährliche Fracht der unteren Panke in [t/a] (Messstelle 730, 

Messdaten 2000-2010)......................................................................................160 

Tabelle 96: Anteil der Entlastungsfracht des RÜB BlnX an der Gesamtjahresfracht 

(GJF) der unteren Panke ...................................................................................161 

Tabelle 97: Fuzzy Filter: Theoretische Reduktion der Gesamtjahresfracht der 

unteren Panke mittels großtechnischer Anlage ohne Chemikalienanwendung.163 

Tabelle 98: Tuchfilter: Theoretische Reduktion der Gesamtjahresfracht der unteren 

Panke mittels großtechnischer Anlage ohne Chemikalienanwendung..............163 

Tabelle 99: Mikroflotation: Theoretische Reduktion der Gesamtjahresfracht der unteren 

Panke mittels großtechnischer Anlage ohne Chemikalienanwendung..............163 

Tabelle 100: Theoretische Reduktion der Gesamtjahresfracht der unteren Panke 

mittels großtechnischer Anlage bei Chemikaliendosierung ...............................164 

Tabelle 101: Überblick über die besten erreichten Abbaugrade der getesteten 

Technologien ohne Chemikalieneinsatz ............................................................168 

Tabelle 102: Überblick über die besten erreichten Reinigungsleistungen der getesteten 

Technologien mit Chemikalieneinsatz ...............................................................168 

Tabelle 103: Überblick über beispielhafte Investitions- und Betriebskosten jeweils einer 

großtechnischen Anlage der getesteten Technologien .....................................169 

Tabelle 104: Überblick über die theoretisch mögliche Reduzierung der 

Gesamtjahresfracht in der unteren Panke bei Behandlung der am RÜB 

Berlin X entlasteten Mischwassermengen (entsprechend der Beispiel- 

rechnung aus Kap. 6.4) .....................................................................................170

FG Siedlungswasserwirtschaft IX 


Abbildungsverzeichnis 

Abbildung 1: Misch- und Trennkanalisationsverteilung in Berlin [SenGUV Berlin]...................5 

Abbildung 2: Berliner MW-Netz, Speichervolumen 2010 und im 

Endausbauzustand 2020 [BWB] .......................................................................6 

Abbildung 3: Aufbau eines Retentionsbodenfilters [Waldhoff 2008] ......................................11 

Abbildung 4: Funktionsskizze Actiflo ® [www.krueger-wabag.de]............................................12 

Abbildung 5: Schematische Funktionsweise des Fuzzy Filters® [Caliskander et al. 2006a] .15 

Abbildung 6: Schematische Darstellung der Filtrations-, Wasch- und Spülphase beim 

Fuzzy Filter nach [Bosman 2007]....................................................................17 

Abbildung 7: Foto des synthetischen Filterelements [Bosman 2007].....................................18 

Abbildung 8: Schematische Filterschüttung aus permeablen synthetischen Kollektoren 

[Nahrstedt 1998]..............................................................................................19 

Abbildung 9: Durchschnittliche Partikelgrößenverteilung über der Filterbetttiefe bei 

Filtergeschwindigkeiten von ca. 24 m/h und 48 m/h und Kompressions- 

graden zwischen 15% und 40% [Caliskander et al. 2006b] ............................20 

Abbildung 10: Optischer Vergleich der Filterelemente von Schreiber LLC (Fuzzy Filter, 

links) und WWETCO LLC [Fitzpatrick 2010] ...................................................21 

Abbildung 11: Schematischer Ablauf der verschiedenen Filtrationsphasen des 

WWETCO Filters [Fitzpatrick 2010] ................................................................22 

Abbildung 12: Fuzzy Filter® zur Mischwasserbehandlung in Atlanta /Georgia (USA) mit 

einem Durchsatz von 13.400 m 3 /h [Fitzpatrick 2010]......................................24 

Abbildung 13: Konstruktionszeichnung eines Trommelfilters [Grabbe 1998].........................26 

Abbildung 14: Trommeltuchfilter [Mecana Umwelttechnik GmbH] .........................................27 

Abbildung 15: Detailaufnahme Polstoff [Mecana Umwelttechnik GmbH]...............................28 

Abbildung 16: Reinigungsprozess eines Polstoffs in Anlehnung an [Grabbe 1998] ..............29 

Abbildung 17: Konstruktionszeichnung eines 5er- Tromelfilters [Grabbe 1998] ....................30 

Abbildung 18: Konstruktionszeichnung eines Scheibenfilters [Grabbe 1998] ........................30 

Abbildung 19: Forty-X Disc Filter Siemens [Forty-X tech 2009] .............................................31 

Abbildung 20: Konstruktionszeichnung eines Plattenfilters [Grabbe 1998]............................32 

Abbildung 21: Drucktrommelfilter [Mecana Umwelttechnik GmbH]........................................32 

Abbildung 22: AquaDiamond [Aqua-Aerobic Systems 2007] .................................................33 

Abbildung 23: Skizze der Pilotanlage des Forschungsprojekts „Schadstoffe im 

Straßenabwasser einer stark befahrenen Straße und deren Retention 

mit neuartigen Filterpaketen aus Geotextil und Adsorbermaterial“ 

[EAWAG/HSB/GSA/GBL 2005].......................................................................36 

Abbildung 24: Druckentspannungsflotation im Recycle-Verfahren [Meschede 2004]............37

FG Siedlungswasserwirtschaft X 


Abbildung 25: Prozesse der Luft-Feststoff-Agglomeration [Schuster et al. 2004]..................40 

Abbildung 26: Aire-O2 Microfloat Dispersed Air Flotation [KEE 2008]...................................41 

Abbildung 27: Darstellung der Gesamtwechselwirkung zweier geladener 

Kolloide/Oberflächen zueinander nach [Hofmann 2004].................................44 

Abbildung 29: Schematischer Verlauf der unteren Panke nach [Peters 2007] ......................47 

Abbildung 30: Schematischer Aufbau der Versuchsanlage ...................................................49 

Abbildung 31: Fuzzy Filter® Versuchsanlage (rechts: Detail Filter) .......................................50 

Abbildung 32: Tuchfilter - Schematischer Aufbau der Versuchsanlage; rechts: erster 

Turm (FM-Zugabe); Mitte: zweiter Turm (FHM-Zugabe); links: Mecana 

Tuchfilter (Maße in mm) ..................................................................................51 

Abbildung 33: Tuchfilter – links: Flockungsanlage, rechts: Tuchfiltertrommel........................51 

Abbildung 34: Mikroflotation: Schematischer Aufbau der Versuchsanlage............................54 

Abbildung 35: Mikroflotation: Blick in die Versuchsanlage (links), Aquatector (rechts)..........54 

Abbildung 36: Mikroflotation: Flotat-Zwischenspeicher und Steuereinheit (links), 

Reaktionsbehälter (rechts) ..............................................................................55 

Abbildung 37: FF: Vergleich des Einflusses steigender Kompressionsgrade auf die 

Filterwirkung bei unterschiedlichen Mischwasserqualitäten............................71 

Abbildung 38: FF: Zu- und Ablaufkonzentrationen an AFS über die gesamte 

Filterlaufzeit, F4L1, 40 %, vF= 72 m/h, MWQ: B2............................................72 

Abbildung 39: FF: Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktionen über die 

gesamte Filterlaufzeit, F4L1, 40 %, vF= 72 m/h, MWQ: B2.............................73 

Abbildung 40: FF: Zu- und Ablaufkonzentrationen der AFS-Fraktion über die 

gesamte Filterlaufzeit, F12L1, 30 % vF= 72 m/h, MWQ: B2............................75 

Abbildung 41: FF: Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktionen über die 

gesamte Filterlaufzeit, F12L1, 30 % vF= 72 m/h, MWQ: B2............................76 

Abbildung 42: FF: Zu- und Ablaufkonzentrationen von AFS (oben) und den CSB- 

Fraktionen (unten) über die gesamte Filterlaufzeit, F7L1, 40 %, 

vF= 24 m/h, MWQ: C3 .....................................................................................77 

Abbildung 43: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche mit einer 

Filtergeschwindigkeit von 72 m/h bei differierenden Mischwasser- 

qualitäten ohne Chemikalienanwendung ........................................................79 

Abbildung 44: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche mit einer 

Filtergeschwindigkeit von 24 m/h bei differierenden Mischwasserqualitäten 

ohne Chemikalienanwendung.........................................................................80 

Abbildung 45: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche F7L1 bis F7L4, FM1+ 

FHM, stark belastetes Mischwasser C3 (Zulauf = linker Balken einer 

Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken).............................................................83

FG Siedlungswasserwirtschaft XI 


Abbildung 46: FF: F7L2 bis F7L4, Verlauf der AFS und CSBpart Zu- und 

Ablaufkonzentrationen ....................................................................................84 

Abbildung 47: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche F8L1 bis F8L3, FM1, 

leicht belastetes Mischwasser A2 (Zulauf = linker Balken einer Farb- 

gruppe, Ablauf = rechter Balken) ....................................................................85 


FM1+FHM, stark belastetes Modellmischwasser mit hoher Portho- 

Belastung C6 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter 

Balken) ............................................................................................................86 

Abbildung 49: FF: F5L2 bis F5L4, Verlauf der AFS und CSBpart Ablaufkonzentrationen .......87 


FM1+FHM, mäßig belastetes Mischwasser B2 (Zulauf = linker Balken 

einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken)....................................................89 

Abbildung 51: FF: F6L4 und F6L5 Verlauf der AFS und CSBpart Zu- und 

Ablaufkonzentrationen ....................................................................................90 


FM2+FHM, mäßig belastetes Mischwasser mit geringer Portho-Belastung 

B1 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken)..........91 

Abbildung 53: FF: F6L6 Verlauf der AFS und CSBpart Zu- und Ablaufkonzentrationen ..........93 

Abbildung 54: TF: T20L1 bis T20L2, Zu- und Ablaufkonzentrationen der AFS-Fraktion 

über die gesamte Filterlaufzeit, vF= 2,5 m/h, ohne Chemikalien- 

anwendung, MWQ: C2..................................................................................100 

Abbildung 55: TF: T20L1 bis T20L2, Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktion 

über die gesamte Filterlaufzeit, vF= 2,5 m/h, ohne Chemikalien- 

anwendung, MWQ: C2..................................................................................101 

Abbildung 56: TF: T20L1 bis T20L2, Zu- und Ablaufkonzentrationen der P-Fraktion über 

die gesamte Filterlaufzeit, vF= 2,5 m/h, ohne Chemikalienanwendung, 

MWQ: C2 ......................................................................................................101 

Abbildung 57: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T20L1-2 ohne 

Chemikalienanwendung, vF= 2,5 m/h, stark belastetes Mischwasser 

C2 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) .......102 

Abbildung 58: TF: T13L1-2 Zu- und Ablaufkonzentrationen der AFS-Fraktion über die 

gesamte Filterlaufzeit, vF= 6,25 bzw. 3,75 m/h, ohne Chemikalien- 

anwendung, MWQ: B1 ..................................................................................103 

Abbildung 59: TF: T13L1-2 Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktion über die 


anwendung, MWQ: B1 ..................................................................................103 

Abbildung 60: TF: T13L1-2 Zu- und Ablaufkonzentrationen der P-Fraktion über die 


anwendung, MWQ: B1 ..................................................................................104

FG Siedlungswasserwirtschaft XII 



Chemikalienanwendung, vF= 6,25 bzw. 3,75 m/h, mäßig belastetes 

Mischwasser B1 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = 

rechter Balken)..............................................................................................105 

Abbildung 62: TF: T21L1-3 Zu- und Ablaufkonzentrationen der AFS-Fraktion über die 

gesamte Filterlaufzeit, vF= 7,5 bzw. 5 bzw. 2,5 m/h, ohne 

Chemikalienanwendung, MWQ: C2 ..............................................................106 

Abbildung 63: TF: T21L1-3 Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktion über die 

gesamte Filterlaufzeit, vF= 7,5 bzw. 5 bzw. 2,5 m/h, ohne 

Chemikalienanwendung, MWQ: C2 ..............................................................107 

Abbildung 64: TF: T21L1-3 Zu- und Ablaufkonzentrationen der P-Fraktion über die 

gesamte Filterlaufzeit, vF= 7,5 bzw. 5 bzw. 2,5 m/h, ohne Chemikalienanwendung 

MWQ: C2...................................................................................107 


Chemikalienanwendung, vF= 7,5 bzw. 5 bzw. 2,5 m/h, stark belastetes 

Mischwasser C2 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = 


Abbildung 66: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T13L2, T20L1-2 und 

T21L3 ohne Chemikalienanwendung, vF= 3,75 bzw. 2,5 m/h, 

unterschiedlich belastete Mischwässer (Zulauf = linker Balken einer 

Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken)...........................................................109 

Abbildung 67: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T14L1 und T22L1 ohne 

Chemikalienanwendung, vF= 2,5 bzw. 7,5 m/h, mäßig belastete Misch- 

wässer B3 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = 


Abbildung 68: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T15L1-3, FM1+FHM, 

vF= 2,5, sehr stark belastetes Mischwasser D3 (Zulauf = linker Balken 

einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken)..................................................113 

Abbildung 69: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T17L1-2, FM2, 

FM2+FHM, vF= 2,5, gering belastetes Mischwasser A1 (Zulauf = linker 

Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken)......................................115 

Abbildung 70: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T18L1-3, FM2, 

FM2+FHM, vF= 2,5, mäßig belastetes Mischwasser B2 (Zulauf = linker 

Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken)......................................116 

Abbildung 71: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T19L1-4, FM2, vF= 2,5, 

mäßig belastetes Mischwasser B2 (Zulauf = linker Balken einer 

Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken)..........................................................117 

Abbildung 72: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T17L1, T18L1 und 

T19L2, FM2: 9,4 mg Fe/l, vF= 2,5, gering und mäßig belastete 

Mischwässer A1, B2 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, 

Ablauf = rechter Balken)................................................................................119

FG Siedlungswasserwirtschaft XIII 


Abbildung 73: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T16L1-3, KP, vF= 2,5, 


Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken)..........................................................120 

Abbildung 74: MF: Zu- und Ablaufwerte durchgeführter Versuche ohne 

Chemikalienanwendung im Vergleich (Zulauf = linker Balken einer 


Abbildung 75: MF: Zu- und Ablaufwerte der Versuche M4L1-4, FM1, FM1+FHM, 



Abbildung 76: MF: Zu- und Ablaufwerte der Versuche M10L1-5, FM2, FM2+FHM, 



Abbildung 77: MF: Zu- und Ablaufwerte der Versuche M7L1-4, KP, stark belastetes 

Mischwasser C3 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = 


Abbildung 78: MF: Zu- und Ablaufwerte der Versuche M9L1-5, KP, gering belastetes 

Mischwasser A1 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = 


Abbildung 79: Splitt-Anfall aus dem Zulaufbereich des Fuzzy Filters®................................150 

Abbildung 80: Tauchpumpe mit leicht zugesetztem Siebkorb..............................................151

FG Siedlungswasserwirtschaft 1 


1 Einleitung 

Mischwasserentlastungen aus städtischen Entwässerungsnetzen stellen grundsätzlich ein 

ökologisches Gefährdungspotential für die Gewässer dar, in die eingeleitet wird. In 

Deutschland kann davon ausgegangen werden, dass nur rund ein Viertel der 

Gewässerbelastung (CSB) aus dem Trockenwetteranteil im Kläranlagenablauf stammt. Der 

Rest resultiert zu etwa gleichen Teilen aus Mischwasserentlastungen, 

Trennsystemeinleitungen und dem Regenwasseranteil im Kläranlagenablauf. Durch den 

erreichten hohen Ausbaustandard der Kläranlagen liegt der Ansatzpunkt für effektive 

Maßnahmen zum Gewässerschutz somit insbesondere im Bereich der Mischwasseranlagen. 

Das Hauptaugenmerk in Bezug auf Mischwasserüberläufe lag bisher auf dem quantitativen 

Aspekt. Reduzierung der Überlaufmengen und –häufigkeiten war in der Vergangenheit das 

Ziel der Forschung. Durch das Inkrafttreten der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie richtet 

sich seitdem der Fokus zunehmend auf das Ziel des Erhaltes oder der Wiederherstellung 

eines ökologisch und biologisch guten Zustandes der europäischen Gewässer, wozu es 

erforderlich ist, auch die Einleitung von belastenden Stofffrachten zu vermindern. 

Trotz einer relativ breiten Palette von Verfahren zur Mischwasserbehandlung werden im 

urbanen Raum in Deutschland hauptsächlich Rechen und Siebe ohne eine gezielte 

weitergehende Entfernung von CSB und Phosphor aus den Mischwasserüberläufen 

eingesetzt. Im ländlichen Raum mit einer besseren Verfügbarkeit von Flächen dagegen 

erfolgt durchaus eine weitergehende Reinigung beispielsweise mittels Bodenfiltern. Potentiell 

sind jedoch diverse Technologien bekannt, die außerhalb Deutschlands sowohl für die 

Behandlung von Regen- und Mischwasser als auch für spezielle Abwässer eingesetzt 

werden, und die bei entsprechender Adaption an die Besonderheiten der 

Mischwasserbehandlung in Deutschland eine sehr weitgehende Entfernung von 

suspendierten Stoffen und (partikulärem) CSB möglich machen können. Bei zusätzlichem 

Einsatz entsprechender Fällungs- und Flockungshilfsmittel sollten sie auch eine weitgehende 

Entfernung von Phosphor bzw. Ortho - Phosphat sicherstellen können. Eine Verringerung 

der eingeleiteten NH4-N-Fracht ist auf diesem Wege allerdings nicht möglich. 

Im Rahmen einer umfangreichen Recherche zu potentiellen Mischwasserreinigungstechnologien 

haben sich Verfahren herauskristallisiert, die in dieser Anwendung entweder 

überhaupt noch nicht getestet wurden oder die zumindest in Europa nicht verwendet werden. 

Im Rahmen des Forschungsprojektes „Reduzierung des Frachteintrages aus 

Mischwasserentlastungen“ wurden drei von ihnen erstmalig zur weitergehenden 

Mischwasserreinigung in Deutschland eingesetzt und stellen damit ein Innovationspotential 

für die Stadt Berlin und das Umland bzw. andere Regionen dar, die vor ähnlichen Problemen 

stehen. 

Dieses Projekt wurde im Rahmen des Umweltentlastungsprogramm II aus Mitteln des Europäischen 

Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und dem Land Berlin (Projektnr.: 11175 

UEP/2) gefördert.



2 Zielstellung 

Die Ziele des Forschungsprojektes bestanden darin, die vorab detektierten drei 

Technologien 

� Fuzzy Filter® (spezielles Verfahren der Raumfiltration) 

� Tuchfilter mit Polstoffen (spezielles Filtertuchverfahren) 

� Mikroflotation (besondere Art der Druckentspannungsflotation) 

im halbtechnischen Maßstab mittels Versuchsanlagen an einem Regenbecken der Berliner 

Wasserbetriebe mittels Beaufschlagung mit echtem Mischwasser verschiedener Qualitäten 

dahingehend zu testen, ob sie grundsätzlich unter diesen speziellen Bedingungen in der 

Lage sind, eine zufrieden stellende Reinigungsleistung zu erbringen und eine signifikante 

Reduzierung der partikulären Stoffe (AFS und CSBpartikulär) sowie der Phosphorbelastung im 

Einleitgewässer herbeizuführen. 

Es sollten Möglichkeiten und Grenzen der Technologien (soweit im Versuchsbetrieb möglich) 

herausgearbeitet und grobe Anhaltspunkte zu betrieblichen Besonderheiten sowie 

Empfehlungen zum Einsatz gegeben werden. 

Darüber hinaus sollte aufgezeigt werden, welche Entlastung ein großtechnischer Einsatz der 

Technologien potentiell für das Einleitgewässer und damit einen Teil des 

mischwasserbeeinflussten innerstädtischen Berliner Gewässersystems bedeuten würde. 

Das Projekt lief von Juni 2009 bis Mai 2011 am Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft der 

TU Berlin mit maßgeblicher Unterstützung der Berliner Wasserbetriebe, die den Standort und 

die Infrastruktur des Regenbeckens kostenfrei zur Verfügung stellten.



3 Theoretische Grundlagen 

3.1 Mischwasserproblematik in urbanen Räumen 

3.1.1 Mischwasserproblematik in Deutschland 

Deutschland besitzt einen Kanalisationsanschlussgrad von 96,1 % (Stand 2007) [Brombach 

et al. 2010]. Der Anteil der Mischwasserkanalisation beträgt 56,1 %. Vor allem der Süden 

Deutschlands wird über das MW-Kanalisationssystem entwässert (ca. 80 %). Im Norden liegt 

der MW-Kanalisationsanteil bei ca. 20 %. Dieser ergibt sich vorwiegend aus den 

Anschlüssen der Großstädte, die historisch bedingt der Mischentwässerung unterliegen 

[Mehler 2000]. 

Die Mischwasserkanalisation entwässert neben häuslichen und industriellen Abwässern den 

in die Kanalisation abgeleiteten Anteil anfallender Regenwassermengen. Hauptproblem für 

das Mischsystem sind Starkregenereignisse, welche den Trockenwetterabfluss um ein 

Vielfaches erhöhen und damit Kläranlagenkapazitäten deutlich überschreiten können 

[Borchardt 1999]. Zur Entlastung der Kläranlagen dienen hauptsächlich Kanalstauräume und 

Regenüberlaufbecken (RÜB), welche die auftretenden Mischwassermengen im Bedarfsfall 

zwischenspeichern können. 24000 Retentionsbauwerke (Regenbecken und 

Stauraumkanäle) mit einem Speichervermögen von über 15 Mio. m³ sind in den 

Mischkanalisationen Deutschlands installiert (Stand 2007) [Brombach et al. 2010] und bilden 

damit den Großteil der gesamten Regenbecken in Deutschland (Trenn- und 

Mischkanalisation zusammen) [AB-Plan 2001], [Brombach et al. 2010], [Matzinger 2008]. 

Das zwischengespeicherte Mischwasser wird nach dem Regenereignis zu den jeweiligen 

Kläranlagen abgeleitet und behandelt. Hier stellt die starke Verdünnung des Abwassers und 

die daraus resultierende geringere stoffliche Fracht in Kombination mit der durch das 

beigemischte Regenwasser herabgesetzten Abwassertemperatur ein signifikantes Problem 

für die sensible biologische Reinigungsstufe dar. Darüber hinaus unterliegen alle Stufen der 

Kläranlage einer erhöhten hydraulischen Belastung. Diese Faktoren wirken sich meist 

negativ auf das Ergebnis des Klärprozesses aus. 

Bei anhaltenden Starkregenereignissen, welche die Kapazitäten der Speicherräume 

übersteigen, wird mittels Überläufen in den Kanälen und den Speicherbecken die 

Kanalisation entlastet. Dabei gelangt hauptsächlich unbehandeltes bzw. nur mechanisch 

behandeltes Mischwasser (durch Sedimentation) in die Vorfluter. Sowohl akute als auch 

verzögerte Auswirkungen für die aufnehmenden Gewässer ergeben sich durch eingetragene 

leicht abbaubare organische Stoffe, toxische und pathogene Substanzen und durch eine 

hohe hydraulische Belastung. Ebenso können negative Langzeitfolgen durch ein erhöhtes 

Eutrophierungspotential (hauptsächlich Phosphoreintrag) und Schlammeintrag entstehen.



Tabelle 1 gibt eine Zusammenfassung der möglichen Auswirkungen von 

Mischwasserentlastungen in Fließgewässer. 

Tabelle 1: Auswirkungen von Mischwassereinleitungen auf Fließgewässer nach [Borchardt 

1999] und [Erbe 2004] 

Art der Wirkung 

akut 

(Stunden) 

verzögert 

(Tage, Wochen) 

akkumulativ, 

chronisch 

(Wochen-Jahre) 

Art der Belastung Indikator Bezugsgröße 

hydraulisch 

stofflich 

hygienisch 

ästhetisch 

stofflich 

hygienisch 

ästhetisch 

hydrologisch 

stofflich 

- Schubspannung, Scherkraft, 

- Erosion, Abfluss 

- Sauerstoffdefizit 

- suspendierende Stoffe 

- Schwebstoffe, Trübung 

- toxische Stoffe (insb. NH3) 

- pathogene Bakterien/Viren 

- Geruch, Treibgut, Grobstoffe 

- Sauerstoffzehrung (Sediment) 

- toxische Substanzen (NO2,NH3) 

- Feststoffe 

- Bakterien, Viren (Sediment) 

-Treibgut, Öl 

- Abflussregime 

- Morphologie 

- persistente organische 

Verbindungen 

- Schwermetalle 

- Bildung anorganischer 

u. organischer Sedimente 

- Sauerstoffzehrung 

(eutrophierende Stoffe) 

Einzelereignis 







Gesamtfracht 

einer Mehrzahl 

von Ereignissen; 

Konzentrationen 

im Sediment 

Auf Grund der auftretenden Mischwasserentlastungen sind weitergehende 

Vermeidungsstrategien sowie weitergehende MW-Behandlungen anzustreben, auch um den 

künftigen Forderungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie gerecht zu werden. Die 

Länder Berlin und Brandenburg haben sich beispielsweise auf ein gemeinsames 

Handlungskonzept zur Reduzierung der Nährstoffbelastung in gemeinsamen Gewässern 

geeinigt, worin in Abhängigkeit vom jeweiligen Subtyp der vorhandenen sensiblen Seen und 

ihrer Zuflüsse Orientierungswerte für Gesamt – Phosphor zwischen 40 und 90 µg/l 

vorgegeben werden. [SenGUV Berlin und MUGV Brandenburg 2011] 

3.1.2 Mischwasserproblematik in Berlin 

In Berlin wird und wurde vermehrt auf die konventionelle Mischwasserbehandlung (siehe 

Kap. 2.2.2.1) gesetzt. Die Entwässerung der Berliner Innenstadtbezirke sowie der 

Spandauer Altstadt erfolgt über die Mischwasserkanalisation. Das Gesamteinzugsgebiet der 

MW-Kanalisation beträgt ca. 92 km² mit insgesamt 531 Regenüberläufen, 9 RÜB, 

1 Stauraumkanal und einem Bewirtschaftungsbauwerk (Stand 2001). Die Anzahl der MW-



Überlaufereignisse in den jeweiligen Pumpwerkseinzugsgebiete variiert zwischen 1 und >30 

Mal im Jahr [AB-Plan 2001]. 

Abbildung 1: Misch- und Trennkanalisationsverteilung in Berlin [SenGUV Berlin] 

Bedingt durch die Mischwasserentlastungen und die daraus resultierende Sauerstoffzehrung 

kommt es vor allem im Landwehrkanal öfter zu Fischsterben. Um den auftretenden akuten 

Sauerstoffmangel im Gewässer kurzfristig entgegen zu wirken, ist seit 1997 das 

Belüftungsschiff MS Rudolf Kloos im Einsatz [AB-Plan 2001]. 

Zur mittel- bis langfristigen Verbesserung der Situation der Berliner Gewässer ist eine 

Reduzierung der MW-Entlastungen unumgänglich. Dementsprechend werden die Berliner 

Wasserbetriebe durch Maßnahmen wie Kanalnetzsteuerung, Bau von Retentionsbauwerken 

und Schwellenanhebungen das Speichervolumen bis zum Jahr 2020 signifikant erhöhen. In 

den folgenden Tabellen sind die Gesamtentwicklung seit 1990 bis 2010 in Bezug auf 

vorhandenes und aktiviertes Kanalspeichervolumen sowie gebautes Volumen (Tabelle 2) 

und in bezüglich Entlastungsraten (Tabelle 3) dargestellt. Die Daten beruhen auf Angaben 

der Berliner Wasserbetriebe Abteilung Grundlagenplanung Abwasser GI-G/A. 

Tabelle 2: Vorhandenes Kanalnetzvolumen (Stand 1990, derzeit und im Sanierungszustand 

2020) sowie aktiviertes Kanalnetzvolumen und umbautes Volumen [BWB 2011] 

Kanalnetzvolumen 

[m 3 ] 

aktiviertes Kanalnetzvolumen 

[m 3 ] 

gebautes 

Volumen [m 3 ] 

Summe 

[m 3 ] 

Zustand (1990) 108.400 0 22.800 131.200 

aktueller Zustand 

(2009/2010) 

149.600 35.500 28.700 213.800 

Sanierungszustand 

(2020) 

184.700 54.000 64.000 302.700



Tabelle 3: Derzeitige und angestrebte Entlastungsraten (Stand 1990, derzeit und im 

Sanierungszustand 2020) [BWB 2011] 

Zustand (1990) 

aktueller Zustand 

(2009/2010) 

Sanierungszustand 

(2020) 

Entlastungsmenge 

[m 3 /a] 

CSB-Fracht 

[t/a] 

BSB-Fracht 

[t/a] 

AFS-Fracht 

[t/a] 

7.718.724 1.919 796 1.126 

ca. 6.400.000 ca. 1.500 ca. 600 ca. 800 

4.587.513 866 342 496 

Die Tabellen 2 und 3 machen deutlich, dass die BWB die nach 1990 eingeführte 

Kanalnetzsteuerung auch in Zukunft weiter vorantreiben und zusätzliches Speichervolumen 

bauen werden. Bis zum Jahre 2020 soll der Trend zu geringeren Entlastungsmengen und 

-frachten fortgeführt werden. Es wird erwartet, dass sich mit den geplanten Maßnahmen das 

Entastungsvolumen um ca. ein Drittel von 6,4 Mio. m³/a (Stand 2009/2010) auf fast 4,5 Mio. 

m³/a reduzieren lässt. Die aufgeführte Entlastungsmenge für das Jahr 2020 wird nicht 

allerdings nicht nur durch die Kanalnetzsteuerung erreicht, sondern in Kombination mit 

neuen, geplanten Retentionsbauwerken und Schwellenanhebungen angestrebt. 

Aus Abbildung 2 wird der Stand der Berliner Kanalnetzsanierung und –bewirtschaftung 

ersichtlich. 

Abbildung 2: Berliner MW-Netz, Speichervolumen 2010 und im Endausbauzustand 2020 [BWB] 

Es kann davon ausgegangen werden, dass allein durch eine verbesserte Speicherwirkung 

des gesamten Berliner Mischwassernetzes keine auf Dauer zufrieden stellende Wirkung auf 

die Berliner Gewässer erreicht werden kann. Eine Reduzierung der entlasteten Frachten 

muss in Zukunft zusätzlich über eine definierte Stoffentnahme aus den entlasteten 

Mischwasservolumina angestrebt werden.



3.2 Stand der Technik 

3.2.1 Vermeidungsstrategien 

Eine Reduzierung des Transports anfallender Niederschlagswassermengen im Kanalnetz 

sollte immer die höchste Priorität im Bereich der Regenwasserbewirtschaftung darstellen. Im 

Arbeitsblatt ATV-A 128 „Richtlinien für die Bemessung und Gestaltung von 

Regenentlastungsanlagen in Mischwasserkanälen“ ist unter den Planungsgrundsätzen die 

Vermeidung als „Minderung des Abwasseranfalls“ vor den Behandlungsmaßnahmen 

aufgeführt [ATV-A 128 1992]. Eine hydraulische Entlastung ist für fast alle relevanten 

Systemparameter - Kläranlage, Gewässer und Mischwasserbehandlungseinrichtungen - von 

Vorteil (abgesehen vom reinigenden Effekt einer fließenden Welle im Kanal). Tabelle 4 gibt 

einen Überblick über Maßnahmen zur Reduzierung des Misch-/ und Regenwasseranfalls in 

der Kanalisation. 

Tabelle 4: Überblick über Möglichkeiten zur Minderung des Niederschlagseintrags in die 

Kanalisation [Landrat Märkischer Kreis 2011], [UVM Baden-Württemberg 2001], [LU Bozen 

2011] 

Versickerung Flächenversickerung 

Becken-/Schachtversickerung 

Mulden-/Rohr-/Rigolenversickerung 

Vermeidung / Minderung Entsiegelung von Flächen 

Durchlässige Oberflächenbefestigungen 

Extensive und intensive Dachbegrünung 

Abkopplungsmaßnahmen 

Höherer Vegetationsgrad � Rückhalt 

Nutzung Speicherung in Zysternen und trockene Brunnen 

�Häusliche Nutzung 

�Grundstücksbewässerung 

Einleitung Einleitung in Oberflächengewässer 

Sonstige Vermeidung von Fremdwassereinträgen 

Problematisch bei der Realisierung bestimmter Maßnahmen zur Minderung von auftretenden 

Abwasservolumina im urbanen Raum sind hauptsächlich hohe Investitionskosten und 

mangelnde Flächenverfügbarkeit. Vor allem die klassische Versickerung stellt in dicht 

besiedelten Gebieten eine meist nicht zu realisierende Maßnahme dar. 

Versickerungsvorgänge der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung benötigen relativ 

große Flächen, die im inneren Kern von Großstädten nicht ohne weiteres zu finden sind. 

Modifizierte Versickerungsmaßnahmen wie Mulden- und/oder Rigolenversickerung und 

Schachtversickerung kommen zwar durch deutliche Platzeinsparung im urbanen Raum im 

Gegensatz zur Flächenversickerung eher in Betracht, die benötigte Fläche pro Hektar 

reduzierte (versiegelte) Fläche eines Einzugsgebietes (m²/hared) ist jedoch immer noch im 

Vergleich zu Behandlungsmaßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung um 1 bis 3 

Potenzen höher einzuordnen (vgl. [Sieker 2002], Tab. 3.23). Des Weiteren sind



Versickerungsmaßnahmen durch den eventuell massiven Grundstückserwerb und durch 

teure Erdbauarbeiten als sehr kostenintensiv einzuschätzen. 

Weitere Präventivmaßnahmen wie häusliche Regenwassernutzung, Speicherung von 

Regenwasser zur Gartenbewässerung, Extensive und Intensive Dachbegrünung [Fuchs 

1997] sind ebenso mit hohem Investitionsaufwand verbunden. Eine mittel-/ bis langfristige 

Betrachtung der aufgeführten Verfahren lässt jedoch vermuten, dass durch den verminderten 

Abwasseranteil deutliche Kosteneinsparungen auftreten. Geringere Misch- /bzw. 

Regenwasservolumina bedeuten weniger benötigte Kapazitäten für die Behandlung der 

anfallenden Wässer und ein geringerer Aufwand für den Gewässerschutz bzw. für die 

anschließende Gewässersanierung. In einer nachhaltigen Kosten-Nutzen-Analyse sind 

deshalb kostenintensive Präventivmaßnahmen wenn möglich Behandlungsmaßnahmen 

vorzuziehen, da sie sich meistens bereits mittelfristig in Bezug auf den Gesamtaufwand des 

Gewässerschutzes amortisiert haben. Intelligente Abkopplungen von versiegelten Flächen 

eines Einzugsgebietes und eine dezentrale Bewirtschaftung sind in jedem 

Stadtbewirtschaftungsplan prioritär zu beachten. Eine Abschätzung von [Sieker 1998] ergibt, 

dass durchschnittlich 25 % der angeschlossenen Flächen an eine Mischkanalisation unter 

Beachtung der Durchführbarkeit von der Kanalisation abgekoppelt werden könnten. Dies 

würde zu einer überproportionalen Abnahme des benötigten Speichervolumens von bis zu 

50-60 % führen [Sieker 1998]. Auch direkte Einleitungen sehr gering stofflich belasteter 

Abflüsse von versiegelten Flächen in Oberflächengewässer und Sanierungsmaßnahmen in 

der Kanalisation (Verminderung von Fremdwassereintrag) sind weitere Punkte, die eine 

Reduzierung des Abwasseranfalls weiter beschleunigen können [Fuchs 1997]. 

Abkopplungsmaßnahmen von belasteten Flächen (viel befahrenen Straßen, 

Industriegebieten usw.) sind einer dezentralen Behandlung zu unterwerfen. 

Eine elegante Lösung zur signifikanten Reduzierung des Regen-/ bzw. Mischwasseranfalls 

ist die direkte Entsiegelung verbauter Flächen bzw. der Ersatz undurchlässiger Materialen 

durch durchlässige Oberflächenbefestigungen. Da deutlich über die Hälfte des 

Niederschlagsabflusses in die Kanalisation von versiegelten Flächen stammen (nach 

Schitthelm sogar 90 %, (Stand 1992) [Schitthelm 1992]), ist die Entsiegelung in einer 

allgemeinen Kosten-Nutzen-Betrachtung als die effektivste Methode einzuschätzen. 

Allgemein sind vorhandene Potentiale der Prävention auch in der Wasserwirtschaft noch 

deutlich mehr zu beachten und anzuwenden. Die ehrgeizig gesetzten Ziele 

(Gewässergüte 2, Badewasserqualität) für viele Gewässer sind nur in Kombination aus 

Prävention, Behandlung und Sanierung zu erreichen. Ebenso können Maßnahmen zur 

Minderung des Niederschlagsabflusses einen signifikanten Beitrag zum Hochwasserschutz 

leisten. 

3.2.2 Mischwasserbehandlung in Deutschland 

3.2.2.1 Konventionelle Verfahren 

In Deutschland wird hauptsächlich die sogenannte „konventionelle Mischwasserbehandlung“ 

angewandt. Sie beschreibt die Behandlung der anfallenden Mischwassermengen im System 

Kanalisation. Nach dem Stand der Technik, welche hauptsächlich im Arbeitsblatt ATV-A 128 

der ATV-Arbeitsgruppe beschrieben ist, werden überwiegend Regenüberlaufbecken, 

Regenüberläufe und Stauraumkanäle in die Kanalisation integriert. Die eingesetzten



Retentionsbauwerke sind dafür vorgesehen, die Mischwassermengen im System 

Kanalisation bei Überlastung der Kläranlagen weitestgehend zu speichern, um sie bei 

anschließender Trockenwetterlage den Kläranlagen zur Behandlung zu zuführen. Überläufe 

werden in Bauwerken und in Mischkanalisationen so installiert, dass bei Überlastung der 

Kanalisation möglichst gering belastetes Mischwasser in die Vorfluter abgeleitet wird. 

a) Regenüberläufe 

Regenüberläufe sind in Kanälen direkt installiert. Sie werden bei Überlastung der Kläranlage 

durch Überlauf des Wehres aktiviert. Das entlastete Wasser wird direkt in die Vorfluter 

geleitet. Entsprechend ist eine Anordnung der Überläufe so vorzunehmen, dass ein 

maximaler klärtechnisch-mechanischer Effekt durch die Kanalisation gewährleistet ist. 

b) Regenüberlaufbecken 

Regenüberlaufbecken kommen in verschiedenen Variationen vor. In Abhängigkeit ihrer 

Aufgabenstellung werden Fangbecken, Durchlaufbecken und Verbundbecken eingesetzt. In 

kleinen Einzugsgebieten sind bevorzugt Fangbecken installiert, um den dort zu erwartenden 

Spülstoß abzufangen. Der ausgeprägte Spülstoß beschreibt die Reinigung des Kanals mit 

der fließenden Welle und tritt hauptsächlich bei kleinen Einzugsgebieten mit kurzen 

Fließzeiten auf. Fangbecken besitzen keinen regulären Überlauf im Bauwerk, um die hohen 

Konzentrationen des Spülstoßes nicht zu entlasten. Ein vorgeschalteter Überlauf im Kanal ist 

bei dieser Variante üblich. In dicht besiedelten Gebieten mit längeren Fließzeiten, bei denen 

keine bzw. geringfügig ausgeprägte Spülstöße zu erwarten sind, kommen Durchlaufbecken 

zum Einsatz. Ein installierter Überlauf im Durchlaufbecken entlastet mechanisch, 

vorgereinigtes Mischwasser in den Vorfluter. Die Sedimentationsrate im Becken hängt von 

der Größe und der Strömung des einströmenden Mischwassers ab und kann mit Einbauten 

(u.a. Lamellen) optimiert werden. Beide Bauformen können im Haupt- und Nebenanschluss 

und als Verbundbecken (Kombination aus beiden Varianten) betrieben werden [Sieker 2011]. 

Im Hauptanschluss entleert sich das Regenbecken entsprechend der Kanalnetzleerung. Im 

Nebenanschluss ist das RÜB nicht mit dem Kanalnetz hydraulisch gekoppelt und das 

gespeicherte Mischwasser wird nach Leerung des Kanalnetzes abgeleitet [Abwasserverband 

Weißach 2011], [Kraut et al. 2000], [Sieker 2011]. 

c) Regenrückhaltebecken 

Regenrückhaltebecken werden in Einzugsgebieten errichtet, in denen eine Entlastung des 

Mischwassers nicht gewollt oder nicht möglich ist und das Kanalsystem größere 

Abflussspitzen nicht bewältigen kann. Übermäßige Mischwasservolumina müssen an 

anderer Stelle der Kanalisation entlastet werden. 

d) Stauraumkanäle 

Durch die Ausnutzung vorhandener Kanalnetzvolumina kann neuer Speicherraum ohne die 

Installation neuer Bauwerke geschaffen werden. Mit einfachen Einbauten 

(Schwellenanhebungen) lassen sich große Bereiche der Kanalisation zu diskontinuierlichen 

Stauraumkanälen umfunktionieren. Sie können mit unten- (Wirkung wie Durchlaufbecken) 

oder obenliegender Entlastung (Wirkung wie Fangbecken) ausgelegt werden [Springer 

Umweltlexikon 2000]. Unter intelligenter Anwendung kann diese Maßnahme einen 

signifikanten Beitrag zur Verbesserung der Gewässergüte angeschlossener Fließgewässer



leisten. Durch die Überdimensionierung der Mischwasserkanäle und die stetig 

fortschreitende Reduzierung des Abwasseranfalls (u.a. Wassersparen, demografischer 

Wandel) besitzt dieses Verfahren viel Potential, welches z.B. bei den BWB in Zukunft mehr 

Verwendung finden soll (siehe Tab. 2). 

e) Kanalnetzsteuerung 

Die Kanalnetzsteuerung fordert ein intelligentes Monitoring, bei dem durch eine dynamische 

Betriebsweise die Mischwassermengen von hoch belasteten Kanalsystemen zu geringer 

belasteten Kanalnetzen abgeleitet werden. Durch verzweigte und vermaschte große 

Kanalnetze und einer übergeordneten Verbundsteuerung, welche in der Bundesrepublik 

Deutschland meist vorhanden ist, ist die Ausgangslage für eine Kanalnetzsteuerung 

innerhalb großer Städte gegeben. Anfang der 90er Jahre haben erste 

Netzbewirtschaftungsmaßnahmen in der Bundesrepublik gezeigt, dass insbesondere die 

klassischen kurzen, intensiven Entlastungsereignisse vermindert und eine allgemeine 

Reduktion der Entlastung bis 50 % erreicht werden kann [Fuchs 1997]. In großen 

Einzugsgebieten kann die Kanalnetzsteuerung eingesetzt werden und anfallende 

Mischwässer eines sehr beanspruchten Gebietes auf geringer belastete Bereiche ableiten. 

3.2.2.2 Weitergehende Verfahren 

Laut Arbeitsblatt ATV-A 128 der ATV-Arbeitsgruppe werden folgende weitergehende 

Verfahren zur Behandlung von Regenwasser im Mischsystem empfohlen: Schwer- und 

Leichtflüssigkeitsabscheider, Zyklonabscheider, Mikrosiebe, Rechen und Bodenfilter. 

Außerdem können Verfahren mit Absetzwirkung oder Fällung und Flockung zum Einsatz 

kommen [ATV 128 1992]. Im Folgenden werden ausgewählte weitergehende Verfahren zur 

Behandlung von Mischwasser kurz dargestellt. 

a) Retentionsbodenfilter 

Als Retentionsbodenfilter wird ein Bodenfilter bezeichnet, dessen Retentionsraum über dem 

Filterkörper angeordnet ist. Bei herkömmlichen Bodenfiltern ist der notwendige 

Retentionsraum dem Filterkörper vorgeschaltet. Besonders in der Mischwasserbehandlung 

kommt auf Grund des geringeren Platzbedarfs der Retentionsbodenfilter vermehrt nach 

Regenüberlaufbecken zum Einsatz. Der Filterkörper besteht aus Lehm- oder Sandböden 

oder aus einer Kombination aus einer Lehm- mit darunterliegender Sandschicht. Er wird 

nach unten abgedichtet. Das Mischwasser durchströmt den Filterkörper vertikal und wird 

über ein Drainagesystem abgeleitet. [Waldhoff 2008] Durch den Bodenkörper werden 

partikuläre und gelöste Stoffe mechanisch abgeschieden bzw. mikrobiell abgebaut. Durch 

die Bodenwahl können unterschiedliche Reinigungsschwerpunkte gesetzt werden. 

Lehmböden zeigen ein besseres Sorptionsverhalten für gelösten Phosphor im Vergleich zu 

Sandböden, welche jedoch bei geringen Korngrößen eine bessere Hygienesierung des 

Mischwassers bewirken. [LfU 2002], [Roth 2002] Bodenfilter weisen im Mittel folgende 

Reinigungsleistungen auf AFS: 90-95 %, CSB: 60-80 % und PO4-P: 40-60 % [Mehler 2000]. 

Zur Vermeidung von Kolmation und Erosionsschäden werden die Filter mit Gras, Schilf, 

Rohrkolben oder Binsen je nach Anforderung und Einstaudauer bepflanzt. Über ein 

Drosslungsorgan kann die Filtergeschwindigkeit festgesetzt werden. Zur Einhaltung der 

maximalen Einstauhöhe dient ein Überlauf. Bei der Mischwasserbehandlung werden 

Retentionsbodenfilter einem RÜB, in dem das anfallende Mischwasser gespeichert und



partikuläre Stoffe bereits teilweise sedimentieren, nachgeschaltet [Waldhoff 2008], [LfU 

2002]. 

Abbildung 3: Aufbau eines Retentionsbodenfilters [Waldhoff 2008] 

b) Wirbelabscheider 

In der Regen- und Mischwasserbehandlung kommen als weitergehende Verfahren Wirbel- 

und Zyklonabscheider zum Einsatz. Beide werden laut DWA-Arbeitsblatt ATV-A 166 unter 

dem Begriff Hydrodynamischer Abscheider zusammengefasst. Der Wirbelabscheider 

„FluidSep“ der Firma UFT besitzt ein größeres Speichervolumens als herkömmliche 

„Hydrozyklone“. Er kann als Ersatz für kleinere Fangbecken (bis zu 200 m³) dienen oder wird 

vor RÜB als Vorreinigung genutzt. Der tangentiale Zulauf des Mischwassers erzeugt eine 

Wirbelströmung, die zu einer Abscheidung partikulärer Stoffe führt. [UFT 2010] Die mittleren 

AFS- und CSB-Reinigungsleistungen liegen für Hydrozyklone und FluidSep-Abscheider bei 

40 bis 50 % [Mehler 2000]. 

Lamellenabscheider können als zusätzliche Einbauten in Retentionsräumen wie RÜB und 

Stauraumkanälen zum Einsatz kommen. Durch die Schrägklärelemente vergrößert sich die 

Sedimentationsoberfläche und der Sinkweg wird verkleinert. Dadurch wird der 

Sedimentationswirkungsgrad maßgeblich erhöht und bestehende RÜB in ihrer 

Reinigungsleistung hinsichtlich partikulärer Stoffe optimiert. Bei erhöhten 

Oberflächenbeschickungen (10 m/h) kann mit Hilfe der Lamellen noch ein gewisser 

Abscheidegrad erzielt werden. [Mehler 2000] 

c) Mikrosiebe 

Mikrosiebe bestehen aus eindimensionalen monofilen engmaschigen Polyester- oder 

Polyamid-Geweben oder aus Edelstahl-Drahtgeweben mit Maschenweiten von 10 bis 20 µm 

[Grabbe 1998]. Die Mikrosiebe kommen als Trommelfilter, wie das Passavant Mikro-Giant 

Trommelsystem der Firma Passavant Geiger GmbH oder Scheibenfilter, wie den Forty-X 

Disc Filter der Siemens Water Technologies Corporationoder oder das Hydrotech 

Scheibensieb (VWS/Krüger-Wabag) zum Einsatz. Grundsätzlich werden die



Mikrosiebanlagen von innen nach außen betrieben. Die Reinigung der Polyestersiebe des 

Forty-X Disc Filter erfolgt über Hochdruckdüsen. [Passavant 2008], [Forty-X 2009] 

Eine Anwendung für Mischwasser ist prinzipiell nach einem RÜB vorstellbar. Laut Hersteller 

kann das Passavant Mikro-Giant Trommelsystem einem RÜB nachgeschaltet werden 

[Passavant 2008]. Für eine Abscheidung gelöster Stoffe sollten Mikrosiebfilter mit einer 

vorgeschalteten Fällungs-/Flockungs-Einheit betrieben werden. 

d) Actiflo ® 

Ein weitergehendes Verfahren bei der Mischwasserbehandlung stellt der Actiflo der Firma 

Veolia Krüger Wabag dar. Das Prinzip des Verfahrens beruht auf einer 

mikrosandunterstützten Flockung mit anschließender Sedimentation. Der Mikrosand 

optimiert die Flockungsvorgänge auf Grund seiner hohen spezifischen Oberfläche, sowie die 

Sedimentation der gebildeten Flocken auf Grund der hohen spezifischen Dichte. Die 

kompakte Anlage besteht aus einem Injektions-, Reife- und Absetzbecken mit installierten 

Lamellen. Der zugeführte Mikrosand wird mit Hilfe eines Hydrozyklons aus dem 

sedimentierten Schlamm entfernt und kann erneut zur Flockenunterstützung verwendet 

werden. Die Flockungsreifezeit beträgt 10 bis 15 min. Die Flächenbeschickung der Anlage 

kann sich bis auf 120 m/h belaufen. Der geringe Platzbedarf im Vergleich zu herkömmlichen 

Sedimentationsbecken stellt für die Mischwasserbehandlung im urbanen Gebiet einen 

weiteren Vorteil dar. Laut Hersteller weist das Verfahren ein sehr kurzes Anfahrverhalten auf. 

Die ermittelten Reinigungsleistungen bei der Behandlung von Mischwasser betragen für AFS 

bis zu 97%, für CSB bis zu 70% und für Ptot bis zu 92% [Gantner 2011]. 

Abbildung 4: Funktionsskizze Actiflo ® [www.krueger-wabag.de]



3.3 Neue Technologien zur Mischwasserbehandlung 

3.3.1 Einleitung 

Potentielle Verfahren zur weitergehenden Mischwasserbehandlung unterliegen einer Reihe 

von Anforderungen: 

� geringe bzw. keine Anlaufzeit, keine negativen Auswirkungen bei längerer Standzeit 

� Robustheit der Verfahren, robust gegen Volumen- und Konzentrationsschwankungen 

� geringer Flächenbedarf, geringe Emissionen in die Umwelt (Geruch, Lärm usw.) 

� deutliche Reduzierung der CSB-, AFS- und P-Fracht mit möglichst geringem oder keinem 

Chemikalieneinsatz 

� geringe Instandhaltungs- / Betriebskosten 

Unter Beachtung der aufgeführten Anforderungen wurden drei Verfahren aus Bereichen der 

Abwassertechnik ausgewählt: 

� Fuzzy Filter® der Firma Bosman Watermanagement B.V. (NL) 

� Tuchfilter mit Polstoffen der Firma Mecana Umwelttechnik GmbH (Dtl.) 

� Mikroflotation der Firma Enviplan Ingenieurgesellschaft mbH (CH) 

Im Folgenden wird die Funktionsweise der einzelnen Verfahren erläutert. Ebenso werden 

schon vorhandene Anwendungsbereiche, durchgeführte Pilotprojekte und vergleichbare 

Systeme zu jedem einzelnen Verfahren kurz vorgestellt. 

3.3.2 Fuzzy Filter® 

Der Fuzzy Filter® wurde von Schreiber Technologies, Trussville, Alabama, USA patentiert 

und hauptsächlich im mittel- und nordamerikanischen Raum getestet und installiert. Ein 

Haupteinsatz- und Untersuchungsgebiet des Fuzzy Filters® liegt im Bereich des 

Wasserrecyclings, das vor allem in trockenen Gebieten im Südwesten der Vereinigten 

Staaten eine übergeordnete Rolle spielt. Des Weiteren sind Installationen und Evaluierungen 

der Filteranlage als nach geschaltete Behandlungsstufe biologisch gereinigten, abgesetzten 

Abwassers vorhanden. Ein weiteres Einsatzgebiet des Fuzzy Filters® ist die Behandlung von 

Regen-/und Mischwasser an Überläufen im nordamerikanischem Raum. 

Die dort gesammelten Erfahrungswerte tragen dazu bei, dieses noch relativ unbekannte 

Filtrationsverfahren im europäischen Raum zu etablieren. In Europa wird der Vertrieb dieser 

Technologie von Bosman Watermanagement B.V., Piershil, Niederlande übernommen. 

Allgemein zählt der Fuzzy Filter® zu den neuen, innovativen Technologien unter den 

verschiedenen Tiefenfiltrationsverfahren im Abwasserbereich. Er kann als Hochleistungsfilter 

(„high-rate filtration“) kategorisiert werden und wird hauptsächlich im Aufstromverfahren 

betrieben. Als Abstromfilter im Druckbetrieb oder als offenes System kann der Filter ebenso 

zum Einsatz kommen [Meat&Poultry 2003]. 

Der entscheidende Unterschied gegenüber herkömmlichen Filtrationsverfahren über 

gekörntes Material wie Sand und Anthrazit liegt in der Verwendung eines komprimierbaren 

synthetischen Filtermediums. Die eingesetzten Kunststoff-/Faserelemente bestimmen die



Eigenschaften und Charakteristika des Fuzzy Filters®. Der Fuzzy Filter® ist hauptsächlich 

für die Abtrennung suspendierter Stoffe geeignet. Er erreicht eine signifikant höhere 

Filtrationsrate im Vergleich zu konventionellen Verfahren. Typische Filtergeschwindigkeiten 

liegen im Bereich zwischen 72-96 m/h. Verglichen mit herkömmlichen 

Schnellfiltrationsverfahren, deren Durchsatz gewöhnlich unter 24 m/h liegt, ist dies ein 

deutlicher Vorteil [Caliskaner et al. 1999]. Durch die hohen Durchflussraten und die modulare 

Bauweise (Kopplung der Filter) stellt die Behandlung größerer Mengen anfallenden Wassers 

kein Problem dar. Die Bewältigung fluktuierender hydraulischer Belastungen ist folglich ein 

Argument für die Nutzung des Fuzzy Filters® im Mischwasserbereich. Des Weiteren 

verringert sich durch die hohe Oberflächenbeschickung der Platzbedarf auf 15-20 % 

gegenüber anderen Filtrationsverfahren [Schreiber 2010]. Diese Eigenschaften scheinen den 

Fuzzy Filter® für die Mischwasserbehandlung zu prädestinieren und begründen den Einsatz 

des Fuzzy Filters® in diesem Forschungsprojekt. 

3.3.2.1 Funktionsprinzip 

a) Allgemeine Funktionsweise 

Der Fuzzy Filter® besteht grundsätzlich aus einem abgeschlossenen rechteckigen Gehäuse, 

indem das Filtermedium zwischen zwei Lochplatten fixiert ist. Die obere Platte ist 

mechanisch beweglich und kann in vertikaler Richtung bewegt werden. Durch die 

modifizierbare Einstellung des Abstandes der Platten und der daraus resultierenden 

unterschiedlich starken Kompression des Filterbetts lassen sich die Eigenschaften des 

Filters mit minimalem Aufwand beeinflussen. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass eine 

höhere Kompression eine bessere Abtrennleistung unter erhöhtem Betriebsdruck bewirkt.



Abbildung 5: Schematische Funktionsweise des Fuzzy Filters® [Caliskander et al. 2006a] 

b) Filtrationszyklus 

Vor der Filtrationsphase wird die mechanische Platte auf die erforderliche Höhe eingestellt, 

um den gewünschten Kompressionsgrad des Filterbettes zu erhalten. Ein auf dem Gehäuse 

installierter Motor, der über eine Winde mit der oberen Platte verbunden ist, fährt die Platte in 

Position. Während der Filtration wird das zu behandelnde Wasser mittels einer extern 

angeschlossenen Pumpe an der Sohle des Fuzzy Filters® zugeführt. Im Zulaufbereich ist ein 

Sieb zur Grobstoffabscheidung integriert. Das eintretende Wasser tritt durch die Löcher der 

statischen Platte hindurch, passiert das Filtermedium und tritt durch die bewegliche 

perforierte Platte in den Bereich oberhalb des Filterbetts. Das Filtrat wird am Kopf des 

Filterturms abgeführt. Nach Beladung des Filterbettes wird der Spülvorgang mittels 

Zeitintervallen, einer Drucksonde oder einem festgesetzten Trübungswert eingeleitet. 

c) Waschzyklus 

Der Waschvorgang besteht aus einer kombinierten Luft-/Wasserspülung. Vor der 

Waschphase wird die bewegliche Platte weit über den Entspannungspunkt des 

Filtermediums angehoben, um einen großen Freiraum für eine gute Zirkulation der 

Kunststoffkörper zu generieren. Die Zulaufpumpe wird auf einen erforderlichen Durchsatz für 

das kontinuierlich weiterlaufende Rohwasser eingestellt. Über mehrere im Zulaufbereich 

angeordnete Luftventile /-verteiler strömt zusätzlich Druckluft ein und verwirbelt die 

Kunststoffkörper. Verschiedene, alternierende Luftzufuhrvarianten können gefahren werden, 

um alle Filterkörper in Bewegung zu bringen und möglichst alle Verschmutzungen aus dem



Filterbett zu lösen. Das Rohwasser dient hauptsächlich dem Abtransport der herausgelösten 

Partikel aus dem Filter. 

d) Spülzyklus 

Während des Spülzyklus werden die restlichen Schmutzstoffe, die noch aus der der 

Waschphase stammen, aus dem Filterraum ausgeschwemmt, bevor eine neue 

Filtrationsphase beginnt. Nach Beendigung des Waschvorgangs fährt die mechanische 

Platte erneut in die voreingestellte Position der Filtrationsphase (Kompression des 

Filterbettes). Spül- und Filtrationsphase werden beide im komprimierten Zustand des 

Filterbettes betrieben. Während der Spülphase wird das verschmutzte Spülwasser durch den 

Spülwasser-Ablauf abgeleitet. Nach einem vorher festgelegten Zeitintervall (es befindet sich 

kein Schmutzwasser aus dem Spülvorgang mehr im Raum über dem Filterbett) wird das 

Ventil des Spülwasserablaufs geschlossen und der Filtrationszyklus wird über den nun 

wieder geöffneten Filtratablauf fortgesetzt. 

Das gesamte während der Spül- und Waschphase verwendete Rohwasser wird im 

Folgenden mit dem Begriff „Spülwasser“ zusammengefasst. Der Wasserverbrauch für 

Wasch- und Spülvorgang (bzw. Spülwasseranfall) wird über das prozentuale Verhältnis 

zwischen Spülwasser- und gesamt durchgesetztes Wasservolumen angegeben. 

V 

WS 

W 

W �W 

S �% �� 100 

VWS: Spülwasserverhältnis zum gesamten Wasserdurchsatz [%] 

WS: Spülwasser [m³] 

WF: filtriertes Wasser (Filtrat) [m³] 

F 

S 

Caliskaner et al. geben ein Verhältnis von 1 % für die Spülung des Fuzzy Filters® an. 

Typische Werte für konventionelle Schnellfiltrationsanlagen liegen zwischen 6 und 15 %. 

[Caliskaner et al. 1999]



Abbildung 6: Schematische Darstellung der Filtrations-, Wasch- und Spülphase beim Fuzzy 

Filter nach [Bosman 2007] 

Die Fa. Bosman Watermanagement B.V. bietet folgende Standardgrößen der Filtermodule 

an (Tabelle 5). 

Tabelle 5: Standardisierte Fuzzy Filter® Module der Fa. Bosman Watermanagement B.V. 

Fuzzy Filter® 

Typ 

Filterhöhe 

[mm] 

Max. Höhe 

[mm] 

Grundfläche 

[mm²] 

Filterfläche 

[mm²] 

Durchsatz 

1 3088 4366 762 457 15 

2 3058 4366 914 610 25 

3 3286 4700 1219 927 60 

[m³/h] 

4 3454 4868 1524 1219 100 

5 3616 5024 1829 1524 160 

6 3894 5333 2134 1828 230 

7 4000 5400 2300 2000 300 

8 Dieser Typ ist prinzipiell aus Beton gebaut 420



e) Das synthetische komprimierbare Filtermedium 

Das Filtermedium besteht aus ca. 30 mm (1,25 inch) im Durchmesser großen, quasi 

kugelförmigen Kunststoffkörpern. Der eingesetzte, synthetische Kunststoff aus Polyvinyliden 

wurde vor über 20 Jahren in Japan entwickelt [Metcalf & Eddy 2003]. Grundsätzlich besteht 

das Filtermedium aus Polyvinylidenchlorid. In jüngster Vergangenheit wurden auch 

Untersuchungen mit Polyvinylidensulfid erfolgreich getestet. Beide Materialen weisen sehr 

ähnliche Eigenschaften auf. [Caliskaner et al. 2010] 

Abbildung 7: Foto des synthetischen Filterelements [Bosman 2007] 

Das synthetische Filtermedium besitzt zwei wesentliche Vorteile gegenüber anderen 

Filtermedien. Zum einen besitzt das Filterbett im Vergleich zu konventionellen Verfahren eine 

signifikant höhere Porosität, zum anderen können durch die Komprimierbarkeit der 

Kunststoffkörper die Eigenschaften des Filters verändert bzw. an bestimmte Gegebenheiten 

angepasst werden. Der Einsatz dieses Filtermediums erlaubt es, das Filterbett am Einsatzort 

auf das zu behandelnde Wasser einzustellen bzw. den Filterprozess optimieren zu können 

[Caliskaner et al. 2006a]. Eine Lebensdauer des Filtermaterials von 10 Jahren und mehr ist 

nach [Bosman 2007] nachgewiesen, wobei einige Filtermedien bereits seit über 20 Jahren in 

Betrieb sind [CeNews 2007]. Schreiber LLC empfiehlt alle viertel Jahre eine Chlorspülung 

des Filterbettes zur Grund- und Tiefenreinigung. 

f) Porosität 

Die Porosität gibt das volumenspezifische Verhältnis zwischen dem kompletten 

Filterbettvolumen und dem Porenvolumen des Filterbettes an. Das Porenvolumen setzt sich 

aus den Porenräumen des Filtermaterials selbst und aus den Leeräumen zwischen den 

einzelnen Filtermedien im Filterbett zusammen. Die Porosität errechnet sich wie folgt: 

� 

� V 

� 

�V 

� 

� 

� 

P �% � � � � �100% 

FB 

ε: Porosität des Filterbetts [%] 

VFB: Gesamtvolumen Filterbett [m³] 

VP: Porenvolumen [m³]



Der einzelne Kunststoffkörper des Fuzzy Filters® (Fuzzy Ball) besitzt eine Porosität von 88- 

90 %. Durch die räumliche Verfügbarkeit im Inneren der Kollektoren wächst die 

Gesamtporosität des Filterbetts signifikant gegenüber anderen Filterarten. Die Porosität des 

entspannten (unkomprimierten) Filterbettes kann Werte bis 94 % annehmen [Metcalf & Eddy 

2003]. Sand- und Anthrazitfilter werden in der Literatur meist mit Porositäten von 40-46 % 

bzw. 50-60 % angegeben [Caliskaner et al. 1999], [Jimenez et. al 1999]. Die Kollektoren sind 

hochpermeabel und werden im Gegensatz zu gekörnten Materialien nicht nur um- sondern 

auch durchströmt. Der große interstitiale Raum der einzelnen Kunststoffelemente ermöglicht 

hohe Durchflussraten des Fuzzy Filters®. Die größeren Porenräume zwischen den 

Kollektoren wirken wie eine Art Bypass in tiefere Schichten. Dies ermöglicht auch nach 

längeren Filterlaufzeiten einen Transport durch das Filterbett bei geringen Druckverlusten. 

Durch die höheren Geschwindigkeiten bei der Umströmung der Filterelemente wird die 

Geschwindigkeit in den Kollektoren herabgesetzt und verbessert die Bedingungen für die 

Trübstoffabscheidung [Nahrstedt 1998]. Abbildung 8 stellt die schematische Filterschüttung 

aus permeablen synthetischen Kollektoren dar. 

Abbildung 8: Schematische Filterschüttung aus permeablen synthetischen Kollektoren 

[Nahrstedt 1998] 

Sedimentation, Interzeption und Diffusion bestimmen im Wesentlichen den Transport zu den 

Oberflächen der Kunststofffasern. Bei zunehmenden Kompressionsgraden werden die 

Porosität und die Porengrößen im Filterbett verringert und der Bypass-Volumenstrom nimmt 

ab. Die Wahrscheinlichkeit eines Partikels abgeschieden zu werden nimmt zu. Eine folglich 

schnellere Beladung und erhöhte Druckverluste bewirken eine Zunahme des 

Spülaufwandes. Nach Untersuchungen von [Caliskaner et al. 2006b] überwiegen im Zulauf 

Partikelgrößen von >60 µm während im Ablauf kleinere Partikel mit



Gewicht aufweisen. Dies verdeutlicht die bessere Abscheidewirkung größerer Partikel 

gegenüber kleineren Partikelgrößen. 

Abbildung 9: Durchschnittliche Partikelgrößenverteilung über der Filterbetttiefe bei 

Filtergeschwindigkeiten von ca. 24 m/h und 48 m/h und Kompressionsgraden zwischen 15% 

und 40% [Caliskander et al. 2006b] 

g) Kompression 

Im Allgemeinen ist zu erwarten, dass durch eine höhere Kompression des Mediums und eine 

daraus resultierende Verringerung der Porengrößen im Filterbett suspendierte Stoffe besser 

zurückgehalten werden können. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die eingestellte 

Kompression nicht homogen über die gesamte Filterbetthöhe verteilt ist. Untersuchungen 

von [William F.] an einem Fuzzy Filter® ergaben, dass sich ein Gradient in 

Strömungsrichtung durch das Filterbett ausbildet. Über eine 6-stufige Einteilung des 

Filterraumes wurde eine separate reale Kompression für jede Sektion ermittelt (vgl. Tabelle 

6). Die Werte zeigen eine signifikante Zunahme der Kompression in Strömungsrichtung. 

Unter Berücksichtigung dieser Gegebenheit kristallisiert sich der Fuzzy Filter® zu einem 

Einschichtfilter mit Mehrschichtfiltereigenschaften heraus, ohne die Probleme der 

Schichtungsbeibehaltung bei Spülvorgängen zu besitzen [William F.]. 

Tabelle 6: Angabe realer Kompressionen über die Filterbetthöhe bei unterschiedlichen 

Kompressionsgraden [William F.] 

Kompression des gesamten 

Filterbetts 

19 % 37 % 50 % 

Sektion 6 (Decke) 33,3 % 43,2 % 60,5 % 

Sektion 5 (oben) 22 % 42,9 % 54,2 % 

Sektion 4 (oberes Zentrum 20 % 42,4 % 54,3 % 

Sektion 3 (unteres Zentrum) 18,2 % 39,4 % 53 % 

Sektion 2 (unten) 13,5 % 35,1 % 44,6 % 

Sektion 1 (Sohle) 8,1 % 21,6 % 33,8 %



Unter theoretischer Betrachtung bildet der Fuzzy Filter® unendlich viele Kompressionsstufen 

aus [William F.]. Größere Partikel, die eine hohe Wahrscheinlichkeit besitzen auf eine Faser 

zu treffen, werden zu Beginn des Filters in großen Poren zurückgehalten. Über den 

Filterverlauf nimmt die Porengröße immer weiter ab. Gleichzeitig verschiebt sich die 

Partikelgrößenverteilung zu Partikeln mit kleineren Durchmessern. Durch die Abnahme der 

Porengrößen erhöht sich die Wahrscheinlichkeit des Rückhalts kleinerer Partikelgrößen über 

das Filterbett hinweg. Der Fuzzy Filter® ist somit in der Theorie ein hervorragender Filter für 

den Feststoffrückhalt abnehmender Partikelgrößen im Fortlauf des Filterbettes. 

Eine optimal eingestellte Kompression wird von [Caliskaner et al. 2006a] als die minimal 

benötigte Kompression zur Unterschreitung der geforderten Ablaufwerte ausgewiesen. Dies 

bedeutet, dass dann die Zielstellung mit minimalem Spülwasservolumen und folglich mit 

minimalem betrieblichem und finanziellem Aufwand erreicht wird. 

3.3.2.2 Vergleichbare Filtersysteme 

WWETCO Filter 

Der WWETCO Filter der Firma Wet Weather Engineering & Technology (WWETCO) LLC 

gehört zu den Hochleistungsfiltern und wird als Behandlungseinheit für Regen- und 

Mischwasserüberläufe beworben. Das Filtermedium ist synthetisch, komprimierbar und dem 

des Fuzzy Filters® sehr ähnlich. Es basiert grundsätzlich auf dem gleichen Prinzip der 

Tiefenfiltration über synthetische permeable Kollektoren. 

Abbildung 10: Optischer Vergleich der Filterelemente von Schreiber LLC (Fuzzy Filter, links) 

und WWETCO LLC [Fitzpatrick 2010] 

Der WWETCO Filter ist ein Gravitationsfilter und wird folglich im Abstromverfahren betrieben. 

Er besitzt keine beweglichen, mechanischen Teile im Vergleich zur Fuzzy Filter®-Einheit. Die 

Kompression wird neben dem Druck der Wassersäule über dem Filtermedium durch die 

Seitenwände bestimmt. Diese bestehen aus einer flexiblen Membran. Bei Zulauf wird der 

gesamte Filter mit Wasser umschlossen. Die Membran wird in das Filtermedium gedrückt 

und bildet eine konkave Form aus. Abbildung 11 zeigt den schematischen Verlauf der 

Filtration.



Abbildung 11: Schematischer Ablauf der verschiedenen Filtrationsphasen des WWETCO 

Filters [Fitzpatrick 2010] 

3.3.2.3 Anwendungsgebiete / Pilotprojekte Fuzzy Filter® 

Mögliche Anwendungen des Fuzzy Filters® werden von den Herstellern und in der Literatur 

wie folgt angegeben [Schreiber 2010], [Bosman 2007], [Eerola 2006], [Meat&Poultry 2003]: 

� Kommunale Wasseraufbereitung 

� Filtration von vorgeklärtem/abgesetztem Abwasser 

� Industrielle Wasseraufbereitung 

� Papier- und Zellstoff Prozesswasseraufbereitung 

� Vorfiltration für Desinfektion, Membranverfahren, Umkehrosmose u.a. 

� Wasserrecycling-Systeme / Wiederverwendung 

� Kühlwasser 

� Regen-/Mischwasserbehandlung 

Der momentane Aufgabenbereich des Fuzzy Filters® scheint sich im mittel- und 

nordamerikanischen Raum auf die Aufgabengebiete Abwasserbehandlung bzw. Recycling 

kommunaler/industrieller Abwässer (Title 22) sowie Regen- und Mischwasserbehandlung zu 

reduzieren.



a) Abwasserbehandlung 

In Kalifornien und Florida kommt der Fuzzy Filter® am häufigsten zum Einsatz. Er ist in 

Kalifornien mit dem Title 22 [Burchett et al. 2000] als Nachklärstufe von Belebungsanlagen 

zertifiziert und unterstützt die anschließende Desinfektionsstufe in der Abwasserreinigung 

durch Trübstoffentfernung. 

Tabelle 7 : Beispiele von Fuzzy Filter Anlagen zur kommunalen und industriellen 

Abwasserreinigung 

Ort 

Loxahatchee River, 

Florida, USA 

[CeNews 2007] 

Lake Havasu, 

Arizona, USA 

[W&W Digest 2009] 

Golden Poultry/ 

Golden Kist 

North Carolina, USA 

[Meat&Poultry 2003] 

[King County 2002] 

Georgia- Pacific 

Cooperation 

Oklahoma, USA 

[Mill Messenger 

2005] 

Art d. 

Abwassers 

kommunal ANB + FF + D 

Installation Durchsatz Erläuterung 

1.730 m³/h 

(96-108 m/h) 

kommunal ANB + FF + D 740 m³/h 

industriell 

(Geflügelbetrieb) 

(2 KA) 

ANB + FF + D 240 m³/h 

-Kosten FF 

1,2 Mio US$ 

-Ablauf



b) Mischwasserbehandlung 

In Tabelle 8 sind Anlagen zur Mischwasserbehandlung in den USA mit Installationsort, 

Auslegung und Erläuterungen aufgelistet. 

Tabelle 8: Überblick bestehender Anlagen mit Fuzzy Filter® Modulen zur 

Mischwasserbehandlung in den USA 

Ort Installation Kapazität Erläuterung 

Columbus, 

Georgia, USA 

[Hydro Int. 2008] 

Atlanta, 

Georgia, USA 

[Fitzpatrick 2010] 

MWÜ+ hA + FF 

+ D 

3.310 m³/h 

(2 Anlagen) 

-20-30 Mio. $ Projekt 

-2x12 (hA + FF + D) 

- Czu >100.000 KbE/100 ml 

Cab



c) Pilotprojekte 

In Tabelle 9 sind Pilotprojekte des Fuzzy Filters® im Bereich der Regen-/Misch- und 

Abwasserbehandlung und deren Ergebnisse dargestellt. 

Tabelle 9: Zusammenfassung der Pilotprojekte im Bereich der Regen- und 

Mischwasserbehandlung mit Fuzzy Filter® Modulen 

Ort Installation Filterrate Performance Erläuterung 

Columbus 

Water Works 

Columbus, 

Georgia, USA 

[Scherrenberg 

2006] 

USEPA 

Orangeburg, 

New York, 

USA 

[EPA 2002], 

[Scherrenberg 

2006] 

USEPA 

(NPDES) 

Lake Tahoe, 

California, 

USA 

[Caltrans 

2003], 

[Caltrans 

Flyer], 

[WEFTEC® 

2005] 

MWÜ + hA +FF 40-68 m/h hA + FF: 

70 % TSS 

80 % Fette/Öle 

60 % Phosphor 

50-70 % SM 

KAzu + hA + FF 

+ D 

24-48 m/h 

FF: 

40 % TSS 

RO+ AP + FF kA AP: 98 % 

AP + FF: 98 % 

-Anschließende 

großtechnische 

Installation 

-Testphase 5 Jahre ,40 

Events 

-Größe FF 2x2 Fuß 

-1 Testserie 16d 

- guter Rückhalt Partikel 

>50µm 

-optimale Betriebsführung 

mit Kompression 20% 

- keine wesentliche 

Verbesserung des AP- 

Ablaufes 

AP = Actiflo®-Prozess; D = Desinfektion; FF = Fuzzy Filter®; hA = hydrodynamischer Abscheider 

KAzu = Kläranlagenzulauf; MWÜ = Mischwasserüberlauf; NPDES = National Pollutant Discharge Elimination 

System ; RO = Runoff (Oberflächenabfluss); USEPA = United Staates Environmental Protection Agency 

3.3.3 Tuchfilter 

Die Tuchfiltration wurde Ende der siebziger Jahre in der Schweiz entwickelt. Zum Einsatz 

kommen heute mehrere Systeme wie der rotierbare Trommelfilter, der Scheibenfilter und der 

Plattenfilter. Sie können mit unterschiedlichen Filtertuchstoffen, wie dem Nadelfilz oder dem 

Polstoff, bespannt werden [ATV 1997]. Aus zahlreichen Pilotstudien wurde ersichtlich, dass 

der neue pelzartige Polstoff für die Abwasserbehandlung Eigenschaften aufzeigt, die der 

sonst häufig eingesetzte Nadelfilz nicht besitzt (siehe Kap 2.3.3.1). Zudem zeigt der Polstoff 

gegenüber dem Nadelfilz bessere AFS-Abscheidegrade. Besonders in den USA werden 

Tuchfiltersysteme immer häufiger eingesetzt. Die Title 22 Zertifizierung ermöglicht den 

Einsatz von Tuchfiltersystemen für die tertiäre Abwasserreinigung. Durch den geringen 

Platzbedarf und die kostengünstige Betriebsweise werden die Anlagen oft als Ersatz von 

Laufbrückensandfiltern in Kläranlagen, die gestiegene Abwasserströme bewältigen müssen, 

montiert.



Die Anwendung der Polstoff-Tuchfiltersysteme zur Behandlung von Mischwasser wurde bis 

jetzt noch nicht untersucht. Durch ihren geringen Flächenbedarf, gute Abscheideleistungen 

in Kombination mit Fällung und Flockung und der kurzen Anlaufphase stellen sie eine gute 

Möglichkeit zur Reduzierung von Mischwassereinträgen aus Überläufen in Gewässer dar. 

3.3.3.1 Funktionsprinzip 

a) Allgemeine Funktionsweise 

Das Funktionsprinzip eines einfachen Trommeltuchfilters beruht auf einer horizontal 

liegenden Trommel, die mit einem Filtertuch bespannt und gänzlich mit Abwasser bedeckt 

ist. Der Filter wird von außen nach innen beschickt. Das Abwasser fließt durch das Filtertuch 

in das Innere der Filtertrommel. Eine Überfallkante auf der Filtratseite setzt den niedrigsten 

Wasserpegel des Filters fest. 

Abbildung 13: Konstruktionszeichnung eines Trommelfilters [Grabbe 1998] 

Je nach Feststoffgehalt des Abwassers wird das Filtertuch unterschiedlich schnell beladen, 

dabei steigt der hydraulische Filterwiderstand und somit die Wasserspiegeldifferenz 

zwischen Abwasser und Filtrat. Mit aufstauender Wassermenge reduziert sich die effektive 

Filtergeschwindigkeit. Nach Erreichen einer bestimmten Wasserspiegeldifferenz setzt der 

Reinigungsprozess des Filtertuches automatisch ein. [Grabbe 1998] Dabei werden über den 

seitlich an der Filtertrommel montierten Absaugbalken die Feststoffe vom Tuch mittels 

Unterdruck und filtriertem Abwasser gespült. Während des Reinigungsprozesses wird die 

Filtertrommel einmal um ihre eigene Achse gedreht. [Hosang et al. 1998]



Abbildung 14: Trommeltuchfilter [Mecana Umwelttechnik GmbH] 

Der Wasserspiegel sinkt relativ schnell ab, da durch die Reinigung des Tuches der 

hydraulische Widerstand herabgesetzt wird und sich somit die effektive Filtergeschwindigkeit 

für kurze Zeit erhöht. Der Reinigungsprozess mittels Absaugbalken ermöglicht eine 

kontinuierliche Betriebsweise und ist innerhalb ca. einer Minute abgeschlossen. Die 

Häufigkeit der Absaugphasen wird durch die Feststoffkonzentration des Abwassers und 

durch die Filtergeschwindigkeit bestimmt. Ein Filterzyklus kann somit wenige Minuten bis 

mehrere Stunden andauern. [Grabbe 1998] 

b) Filtertuch 

Als Filtertuch kommen in der Abwasserreinigung meist 3-4 mm starke Nadelfilze mit hoher 

Porosität aus Polyesterfasern zum Einsatz. Je feinere Fasern desto kleinere Poren 

entstehen, welche eine höhere Abtrennleistung garantieren sollen. Die Oberfläche des 

Nadelfilzes kann je nach Aufgabe optimiert werden; zum Beispiel durch chemische 

Oberflächenbehandlung oder Sengen der Fasern. Nadelfilze, die im Bereich der 

Abwasserreinigung zum Einsatz kommen, werden mit einer Silikonschicht überzogen, die 

eine Reinigung des Tuches erleichtern. Das Trägergewebe besteht aus „multifilen Garnen“ 

und trägt zur Stabilität der Form des Tuches, sowie zur Reißfestigkeit bei. Es kann mittig im 

Filtertuch eingearbeitet sein oder auf der Filtratseite das Tuch stützen. [Grabbe 1998] 

Eine Alternative ist das Filtertuch aus Polstoff, das meist aus Polyamid oder Polyester 

hergestellt wird [Grabbe 1998]. Der Polstoff der Firma Mecana Umwelttechnik besteht aus 

Fasern, die mit einem Trägergewebe verankert sind, welche während der Filtrationsphase 

durch den Wasserstrom abgelegt werden [EAWAG/HSB/GSA/GBL 2005] und sich dadurch, 

ähnlich wie bei einem Nadelfilz, enge und verwinkelte Durchflusskanäle ausbilden [Seyfried 

et al. 1997]. Mit Hilfe eines Absaugbalkens kann der Polstoff effektiv gereinigt werden. 

Mittels Unterdruck werden die Polfasern aufgerichtet und mit dem Filtrat rückgespült (siehe 

Abb.16). 

Abhängig von der Länge der Polfäden wird ein pelzartiger Aufbau erzeugt. Die 

Polfaserlänge, die zwischen 6-18 mm betragen kann, sowie der Faserdurchmesser (ca. 7,4



bis 27 µm) bestimmen die Dicke der Filtrationszone des Filtertuches bei abgelegten 

Polfasern im Filtrationsbetrieb. [Grabbe 1998] 

Abbildung 15: Detailaufnahme Polstoff [Mecana Umwelttechnik GmbH] 

c) Filtrationsprozess 

Die Fasern des Polstoffs legen sich in der Filtrationsphase durch das anströmende Wasser 

übereinander. Die so entstehenden Polfaserschichten bildet eine Art Tiefenfilter, welcher von 

engen und verwinkelten Durchflusskanälen geprägt ist. Selbst Partikel kleineren 

Durchmessers im Vergleich zu den Durchflusskanälen können mechanisch und durch 

Adsorption an den Polfasern oder an größeren Feststoffpartikeln zurück gehalten werden. 

[Seyfried et al. 1997] Nach eingehenden Untersuchungen ist davon auszugehen, dass es 

sich bei dem Filtrationsprozess mit Polstoffen auch noch bei Filtergeschwindigkeiten von 

80 m/h um ausschließlich laminare Strömungsverhältnisse handelt. Zur Beschreibung des 

Widerstandsverhaltens von Polstoffen dient am ehesten das Verstopfungsmodell. Allerdings 

zeigt auch dieses Modell keine optimale Übereinstimmung auf. Dies liegt vor allem an den 

sich ständig ändernden Tuchfiltereigenschaften während der Beladung, sowie an den 

Feststoff spezifischen Eigenschaften. [Grabbe 1998] 

d) Reinigungsprozess eines Polstoffs 

Der Reinigungsprozess wird automatisch gesteuert und setzt je nach Einstellung bei einer 

bestimmten Druckdifferenz ein. Dabei wird das Filterelement (Filtertrommel oder 

Filterscheibe) an dem Absaugbalken entlang bewegt. [Seyfried et al. 1997] Durch angelegten 

Unterdruck der Spülwasserpumpe werden die Polfasern mit Filtrat vom Inneren des 

Filterelementes nach außen rückgespült und stellen sich durch den Spülstrom auf. Die durch 

den Aufstelleffekt bedingte Volumenvergrößerung des Filtertuches garantiert eine zufrieden 

stellende Reinigung des Polstoffes mittels Spülstrom [Seyfried et al. 1997].



Abbildung 16: Reinigungsprozess eines Polstoffs in Anlehnung an [Grabbe 1998] 

Der in Abbildung 16 dargestellte Absaugapparat besteht aus einem ersten Balken, der die 

beladenen Polfasern in den Bereich des Spülstromes führt und einen zweiten Balken, 

dessen Funktion im Folgenden kurz beschrieben wird. Durch die Konstruktion des ersten 

Balkens, der einen scharfkantigen Auslass besitzt, werden die Polfasern schlagartig im 

Spülstrom aufgerichtet. Die durch die abgelegten Polfasern entstandenen engen und 

verwinkelten Durchflusskanäle werden geöffnet und die Fasern können besser gereinigt 

werden. Mit einer ausreichend hohen Spülgeschwindigkeit kann der Reinigungsprozess 

durch ein erzeugtes Schwingen der Fasern begünstigt werden. Mit Hilfe des zweiten Balkens 

der Absaugapparatur, der meist eine abgerundete Kante besitzt, werden die Polfasern 

wieder abgelegt und der Tiefenfilter mit seinen Durchflusskanälen gebildet. [Seyfried et al. 

1997] 

Die Rückspülwassermenge ist mit ca. 0,5 % bis 2 % des Filterdurchsatzes als sehr gering 

einzustufen. [Seyfried et al. 1997] 

Während längerer Laufzeit eines Filtertuches setzen sich Partikel fest, die durch den 

Reinigungsprozess mit Hilfe des Absaugbalkens nicht vollständig entfernt werden können 

[Johnson et al. 2001]. Um diesen Vorgang entgegen zu wirken und somit eine längere 

Standzeit der Filtertücher zu gewährleisten, empfiehlt es sich eine wöchentliche ½-stündige 

Dauerabsaugung vorzunehmen [Grabbe 1998]. 

Die Firma Aqua-Aerobic Systems bietet AquaDisk-Tuchfilter mit zusätzlichen 

Hochdruckdüsen an, die eine Grundreinigung der Filtertücher je nach Bedarf sicherstellen. 

Dabei wird das Filtertuch von außen mit Hochdruck gesäubert. [Johnson et al. 2001] 

3.3.3.2 Vergleichbare Tuchfiltersysteme 

Neben dem einfachen Trommelfilter existieren weitere Kombinationen und neuere 

Konstruktionen, wie der Serientrommelfilter und der Scheibenfilter. Sie haben die 

Gemeinsamkeit alle vollständig eingetaucht betrieben zu werden. Sie sind ausgerüstet mit 

einer Absaugvorrichtung und gewähren einen einfachen und schnellen Filtertuchwechsel. 

Der Serientrommelfilter oder auch 5er-Trommelfilter [Grabbe 1998] besteht aus einer 

Konstruktion, welche fünf Filtertrommeln kombiniert. Sie sind einzeln drehbar und werden zur 

Spülung an einen Absaugbalken, der für die gesamte Reinigung aller Trommeln zuständig 

ist, herangeführt [ATV 1997]. Das Abwasser strömt von außen durch die einzelnen Tücher



der Filtertrommeln und fließt als Filtrat in der Haupthohlwelle der Konstruktion zusammen 

und von dort über einen Steigschacht aus der Anlage heraus. 

Abbildung 17: Konstruktionszeichnung eines 5er- Tromelfilters [Grabbe 1998] 

Der Scheibenfilter ist die aktuellste Weiterentwicklung des Trommelfilters. Der Aufbau des 

Scheibenfilters der Mecana Umwelttechnik GmbH wird im Folgenden kurz erläutert. Eine 

Scheibe besteht aus sechs auswechselbaren Segmenten, welche vertikal auf einer 

sechseckigen Hohlwelle, durch die das Filtrat abgeleitet wird, installiert ist. Die Segmente 

sind beidseitig mit einem Filtertuch bespannt. Für die Reinigung befindet sich auf jeder Seite 

einer Scheibe ein festsitzender Absaugbalken. Jeweils zwei Scheiben verfügen über eine 

Pumpe, die somit für vier Absaugvorrichtungen zuständig ist. Während des 

Reinigungsprozesses werden die Scheiben entlang des Absaugbalkens gedreht. Der 

Mecana Scheibenfilter kommt auf eine sehr hohe Flächenausnutzung von bis zu 

4,5 m² pro m² Grundfläche. [Grabbe 1998], [ATV 1997], [Mecana 2011] 

Abbildung 18: Konstruktionszeichnung eines Scheibenfilters [Grabbe 1998] 

Die Mecana Tuchfilter, die mit Filtertüchern aus Polstoff ausgestattet sind, können mit einer 

maximalen Filtergeschwindigkeit von 10 m/h betrieben werden. Die maximale 

Feststoffflächenbelastung für die Standard-Polstoffe beträgt 400 g/(m²·h). [Mecana 2011] 

Scheibenfilter mit Filtermedien aus Polstoff werden von der Schweizer Mecana 

Umwelttechnik GmbH, der amerikanischen Firma Aqua-Aerobic Systems (AquaDisk Filter) 

und seit 2008 auch von der global agierenden Parkson Corporation (DynaDisc Filter) 

angeboten und vertrieben.



Der Scheibenfilter Forty-X Disc Filter von der Siemens Water Technologies Corporation wird 

von innen nach außen mit einem gefalteten Mikrosieb-artigen, aus Polyesterfasern 

verwebten Medium (woven media) betrieben. Durch die gefaltete Struktur des 

Polyestergewebes kann die filterwirksame Oberfläche um 40 % vergrößert werden. Die 

Porengröße beträgt 10 µm. [Gutierrez 2010] 

Abbildung 19: Forty-X Disc Filter Siemens [Forty-X tech 2009] 

Die Reinigung des Polyestersiebes wird mittels Hochdruckdüsen durchgeführt. Der Forty-X 

Disc Filter hält die festgelegten Kriterien des Wasserrecyclings des Staates Kalifornien ein 

und ist somit nach dem Title 22 genehmigt worden. [Forty-X 2009], [Forty-X tech, 2009], 

[Gutierrez 2010] 

Eine weitere Form eines Tuchfilters ist der Plattenfilter oder Modulfilter. Die Filterplatten, die 

mit einem Stützgitter und dem Filtertuch bespannt sind, stehen senkrecht im Filterbecken. 

Das Abwasser durchströmt das Becken horizontal. [AVT 1997] Ab einer bestimmten 

Niveaudifferenz zwischen Rohwasserseite und Filtratseite kommt die automatische Saug- 

Druck-Spülung zum Einsatz. Dabei wird auf der Rohwasserseite ein Absaugbalken und auf 

der Filtratseite ein Druckbalken mit Düsenöffnungen gleichzeitig über die Filterplatten bewegt 

[Grabbe 1998]. Wie in Abbildung 20 ersichtlich wird, können aus den einzelnen Filterplatten 

sogenannte Filterkammern aufgebaut werden.



Abbildung 20: Konstruktionszeichnung eines Plattenfilters [Grabbe 1998] 

Die Filtertrommel des Drucktrommelfilters der Mecana Umwelttechnik GmbH ist vertikal in 

einem Druckbehälter montiert. Mit zunehmender Filterbeschickung steigt der Druck. Bei 

einem Vordruck von ca. 1,2 bar wird der automatische Spülprozess eingeleitet. Durch einen 

im Inneren aufrechterhaltenen Minimaldruck von ca. 0,8 bar kann das Filtrat zur Spülung des 

Filtertuches genutzt werden. Der Polstoff-bespannte Drucktrommelfilter kann mit einer 

maximalen Filtergeschwindigkeit von ca. 60 m/h betrieben werden. Es sind 

Feststoffflächenbelastungen bis über 1.500 g/(m²·h) erreichbar. 

Abbildung 21: Drucktrommelfilter [Mecana Umwelttechnik GmbH] 

Der besondere Vorteil des Drucktrommelfilters liegt in der Anwendung im Bereich von 

Druckleitungssystemen. Er kommt in unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz, wie bei der 

Feststoffabtrennung nach chemisch/physikalischer Behandlung von Industrieabwässern, zur 

Vorreinigung von Membranfiltern oder Aktivkohle-Adsorbern, sowie bei der Aufbereitung von 

Betriebs- und Kreislaufwasser. [Mecana 2011]



Der AquaDiamond der amerikanischen Firma Aqua-Aerobic Systems, die seit 30.06.2010 

Inhaberin der Mecana Umwelttechnik GmbH ist [Mecana 2010], nutzt die Technologie des 

Tuchfilters um ehemalige Laufbrückensandfilterbecken damit auszustatten. 

Die Filtereinheit besteht aus mehreren nebeneinander liegenden Quadern, die mit 

Filtertüchern bespannt sind. Die Quader besitzen aus Stabilitätsgründen einen 

Rautenquerschnitt. Die Absaugbalken, die auf einer Brücke montiert sind, fahren während 

des Reinigungsprozesses an den Filtereinheiten entlang. Die Filtereinheit wird häufig in 

Kläranlagen nachgerüstet, da sie im Verhältnis zu anderen Filtersystemen sehr 

kostengünstig ist, besonders wenn sie in bereits vorhandene Filterbecken installiert werden 

kann. Die Filteranlage besteht aus unterschiedlichen Modulen und kann so optimal an jedes 

vorhandene Becken angepasst werden. [Aqua-Aerobic Systems 2007] 

Abbildung 22: AquaDiamond [Aqua-Aerobic Systems 2007] 

3.3.3.3 Anwendungsbereiche / Pilotprojekte 

a) Projekte zur Leistungsfähigkeit verschiedener Filtertücher 

Die Laufzeit eines Filtertuches hängt von den jeweiligen Gegebenheiten ab. So wurde auf 

der Kläranlage Adelebsen (10.700 EW) ein feiner Nadelfilz (NF102) mit einer minimalen 

Porengröße von 9,7 µm auf einem 5er-Trommelfiltersystem getestet. Er dient der Kläranlage 

als sogenannter Polizeifilter. Trotz regelmäßiger täglicher Reinigung wurde eine 

Hochdruckreinigung nach sechs Wochen nötig. Dadurch konnte der Nadelfilz regeneriert 

werden und war wieder funktionstüchtig. Jedoch musste diese Reinigung alle vier Wochen 

durchgeführt und nach vier Monaten musste er endgültig ausgetauscht werden. Auf der 

gleichen Anlage wurde ebenfalls der Polstoff PA12 untersucht. Hier betrug die Laufzeit acht 

Monate, da die Trägergewebeporen verstopften und durch die Spülung des Absaugbalkens 

nicht gereinigt werden konnten. Nach einer Intensivreinigung konnte das Filtertuch wieder 

auf der Filtertrommel montiert werden und war einsatzbereit. Der Polstoff PA12 war ein



Prototyp und wurde weiterentwickelt, sodass von den heute verwendeten Polstoffen mit 

gröberem Trägergewebe bei einer wöchentlichen ½-stündigen Dauerabsaugung eine 

Standzeit von mehreren Jahren erwartet werden kann. [Grabbe 1998] Durch die gröbere 

Struktur des Trägergewebes, kann dieses nicht verblocken und es ist davon auszugehen, 

dass die Feststoffe des Rohwassers hauptsächlich von den Polfasern zurück gehalten 

werden. Durch die weiten Maschen des Trägermaterials kann die Rückspülung ohne 

erheblichen Widerstand betrieben werden und eine ausreichende Reinigung gewährleisten. 

[Weissenberg et al. 2000] 

Vergleicht man den Wirkungsgrad der Abbauleisung bezogen auf AFS zwischen dem 

Polstoff PA12 und dem feinen Nadelfilz (NF102) auf der Anlage Adelebsen, so ergaben sich 

für den Polstoff 41 % und für den Nadelfilz 35 %. Dadurch konnten auf der Kläranlage 

deutlich bessere Ablaufwerte, im Vergleich zu dem bis dahin verwendeten gröberen Nadelfilz 

NF109 (mit minimale Porengröße von 11,1 µm), erreicht werden. [Grabbe 1998] 

Auf der Kläranlage Hannover-Gümmerwald (550.000 EW) kam ein Scheibenfilter als 

Pilotanlage zum Einsatz. Er wurde mit dem Wasser des Ablaufs der Nachklärung betrieben; 

seine Filtergeschwindigkeit betrug 13 m/h. Als Filtermaterialien wurden der Nadelfilz NF102 

und die im Stützgewebe verbesserten Polstoffe PA13 und PE15 (mit feinen Polfasern) 

getestet. Auch hier konnte der etwas höhere Wirkungsgrad des Polstoffes gegenüber dem 

feinen Nadelfilz beobachtet werden. Die AFS-Werte wurden mittels Nadelfilzes um 59 %, 

beim Polstoff PA13 um 63 % und bei dem feineren Polstoff PE15 um 74 % verringert. 

[Grabbe 1998] 

Eine Studie der Firma Aqua-Aerobic Systems präsentiert den Vergleich von Polstoffen aus 

Polyamid (PA) und Polyester (PES). Getestet wurden die Polstoffe OptiFiber PA13 und 

OptiFiber PES13, also Polstoffe mit gleicher Faserlänge und einer Nennporengröße von 

ca. 10 µm. Als Versuchsanlage diente ein Scheibenfilter (AquaDisk) der Firma 

Aqua-Aerobic Systems, welcher mit dem Ablauf der Kläranlage von Belvidere (New Jersey) 

betrieben wurde. Insgesamt erzielten die Versuchsreihen mit dem Polstoff PES13 im Hinblick 

auf das TSS-Rückhaltevermögen und die Trübung etwas bessere Ergebnisse. Der Vergleich 

der unterschiedlichen abgeschiedenen Partikelgrößen zeigt ähnlich gute Rückhaltevermögen 

für beide Polstofftypen. Nur bei Partikeln mit einer Größe von 20 µm sind bei hohen 

Volumenströmen deutliche Abweichungen beim Vergleich der beiden Polstoffe zu 

verzeichnen. Auch hier sind die Ergebnisse des Polstoffes PES13 als etwas besser 

einzustufen. [Lin et al. 2008] 

b) Abwassertechnik 

Im folgenden Abschnitt werden einige Anwendungsbeispiele von Tuchfiltersystemen 

vorgestellt. Die Anlagen werden in der Abwasserbehandlung größtenteils hinter ungenügend 

funktionierenden Nachklärbecken oder als Nachklärbeckenersatz hinter Festbettreaktoren in 

den Klärprozess eingegliedert. [Grabbe 1998] 

In Tabelle 10 sind Anwendungsbeispiele von Tuchfiltersystemen zur besseren Übersicht 

aufgelistet.



Tabelle 10: Übersicht der Anwendungsbeispiele zur Tuchfiltration 

Ort Art d. 

Abwassers 

Installation Durchsatz Erläuterung 

Hallschlag/Nordeifel, 

Deutschland 

[TerraTech 2006] 

KA Oldenburg, 

Deutschland 

[Mecana 2008] 

Fox Metro Water 

Reclamation District, 

Oswego, IL, USA 

[Fox Metro 2006] 

KA Palm Beach, 

Florida, USA 

[Johnson et al. 2001] 

Donald C. Tillman 

Water Reclamation 

Plant, Los Angeles, 

USA 

[Engineering 

Newsletter 03/10/10] 

c) Mischwasserbehandlung 

Sickerwasser Drucktrommelfilter 

und Aktivkohlefilter 

kommunal Scheibentuchfilter 

nach 

Belebungsbecken 

4x10 m³/h Reinigung von 

Sickerwasser 

einer Altlast 

5.800 m³/h AFS- 

Ablaufwerte < 

5 mg/l 

kommunal 3 AquaDiamond 11.480 m³/h Ersatz der 

Laufbrückensandfilter 

kommunal sechs 12-Scheiben 

AquaDisk Filter 

kommunal AquaDisk Filter 

AquaDiamond 

4.730 m³/h < 5 mg/l TSS 

< 2 NTU 

Trübung 

7.900 m³/h 

12.600 m³/h 

Ersatz der 

Laufbrückensandfilter 

Nach ausgiebiger Recherche konnte keine Anwendung von Tuchfilteranlagen zur 

Mischwasserbehandlung gefunden werden. In einem Forschungsprojekt, das im Folgenden 

kurz beschrieben wird, kommt eine Tuchfilteranlage zur Reinigung von urbanem 

Straßenwasser zum Einsatz. 

Im Jahr 2005 wurde das zweijährige Forschungsprojekt „Schadstoffe im Straßenabwasser 

einer stark befahrenen Straße und deren Retention mit neuartigen Filterpaketen aus 

Geotextil und Adsorbermaterial“, das an einem innerorts kanalisierten Straßenabschnitts im 

Schweizer Burgdorf BE durchgeführt wurde, abgeschlossen. Es wurde in Zusammenarbeit 

von der Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und 

Gewässerschutz (EAWAG), der Berner Fachhochschule, dem Amt für Gewässerschutz und 

Abfallwirtschaft des Kantons Bern (GSA), dem Schweizer Bundesamt für Straßen (ASTRA) 

und dem Schweizer Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft betreut und unterstützt. 

Neben anderen Pilotanlagen, wie einem GEH-Adsorber, einem Filtersack und einem 

Filtervlies wurde erstmals ein Tuchfilter für Straßenabwasser eingesetzt. Er diente als 

Vorreinigung und Alternative zur Sedimentation vor einem Filtersack und/oder einem 

GEH-Adsorber. Der Trommelfilter wurde mit einem Polstoff bespannt, welcher Polstofffasern 

mit einem Durchmesser von ca. 7,5 μm (Mikrofaser-Polstoff) besitzt. So konnte eine 

Abtrennungsleistung von knapp 80 % TSS und 55 - 70 % der Schwermetalle erzielt werden. 

Der Standard-Polstoff lieferte schlechte Abtrennungsleistungen und wurde als zu 

grobmaschig eingestuft. Zusätzlich wurde eine Versuchsreihe mit einem Polymer-Block 

durchgeführt, der aber wegen der ungenauen Polymer-Dosierung keine brauchbaren 

Ergebnisse lieferte, da das Filtertuch durch die Überdosierung des sich zu schnell 

auflösenden Polymer-Blockes verstopfte. Zusammenfassend lieferte der Tuchfilter mit seiner



automatischen Reinigung und dem feineren Polstoff (7,5 µm) gute Ergebnisse. In 

Kombination mit dem Filtersack konnten aber noch bessere Abtrennungsleistungen erzielt 

werden, außerdem konnte ebenfalls das bei der Filtertuchreinigung anfallende Spülwasser 

mittels Filtersack gereinigt werden. 

In Abbildung 23 wird die Pilotanlage, in der der Tuchfilter zur Straßenwasserreinigung zum 

Einsatz kommt, dargestellt. Im Becken a konnte zusätzlich der Adsorber zur weiteren 

Schwermetallkonzentrationsabsenkung zwischengeschaltet werden [EAWAG/HSB/GSA/GBL 

2005]. 

Abbildung 23: Skizze der Pilotanlage des Forschungsprojekts „Schadstoffe im 

Straßenabwasser einer stark befahrenen Straße und deren Retention mit neuartigen 

Filterpaketen aus Geotextil und Adsorbermaterial“ [EAWAG/HSB/GSA/GBL 2005] 

3.3.4 Mikroflotation 

Die Mikroflotation basiert auf dem Verfahren der allgemeinen Flotation unter Erzeugung sehr 

geringer Blasengrößen. Die historische Entwicklung der Flotationsverfahren wird durch die 

Erzeugung immer kleinerer Gasblasen, um eine bessere Flotationswirkung zu erzielen, 

bestimmt. Die ersten Flotationsanlagen kamen im Bereich der Kohle- und Erzaufbereitung ab 

ca. 1640 zum Einsatz. Damals erreichte man mit dem Prinzip der Begasungsflotation 

Luftblasengrößen von >1000 µm. [Enviplan 2007] Ende des 19ten Jahrhunderts wurde 

erstmals die Druckentspannungsflotation oder auch Dissolved Air Flotation (DAF) bei der 

Rückgewinnung von Erzen aus Schlämmen des Bergbaus angewandt. In den 1920er Jahren 

wurde das Verfahren der Druckentspannungsflotation auf den Bereich der 

Abwasserbehandlung übertragen. [Kiuru 2001] Immer neuere Technologien und 

Optimierungseinheiten für die Blasenerzeugung senkten die Durchmesser der entstehenden 

Gasblasen bis auf 20-50 µm. Die von der Firma Enviplan entwickelte Mikroflotation zählt zu 

diesen modernsten Flotationsarten und stellt eine Modifikation der Druckentspannungsflotation 

dar. Die Druckentspannungs-/Mikroflotation wird hauptsächlich in der industriellen 

Abwasserreinigung verwendet. Durch ihre hohe Abscheideleistung im Bereich hydrophober 

Stoffe wie Fette, Öle, Zellstofffasern usw. ist sie für spezielle Industrieabwässer prädestiniert. 

Vor allem in Kombination mit Fällungs- und Flockungschemikalien ist die Mikroflotation



ebenso für die kommunale Abwasserreinigung, Gewässersanierung und die Behandlung von 

Regen-/ und Mischwasser interessant. 

3.3.4.1 Allgemeine Funktionsweise 

a) Funktionsweise der Druckentspannungsflotation 

Die Wirkung der Flotation basiert auf der Umkehrung der Sedimentation [Stark et al. 2008], 

indem suspendierte Partikel trotz zum Teil höherer Dichte im Vergleich zum Fluid durch 

Anlagerung kleiner Luftblasen zur Wasseroberfläche transportiert werden. Der dort 

entstehende Schaum wird mit Hilfe einer Räumvorrichtung entfernt. [Bohnet 2007] 

Die Gasblasenerzeugung kann durch unterschiedliche Verfahren erfolgen. Je nach Art der 

Luftzuführung werden die Flotationsverfahren eingeordnet. Geläufige Verfahren sind die 

Druckentspannungsflotation (DAF), die Begasungsflotation sowie die Elektroflotation. Eine 

besondere Rolle in der Abwassertechnik wird der Druckentspannungsflotation zugesprochen 

[Kayser 2002]. 

Bei dem Prinzip der Druckentspannungsflotation wird unter Druck stehendes Wasser mit Luft 

gesättigt und über ein Entspannungsventil dem Abwasserstrom im Flotationsbecken 

zugegeben. In herkömmlichen Druckkesseln werden 50 bis 90 % der maximalen 

Sättigungskonzentration erreicht. Bei der Entspannung auf Atmosphärendruck gast die 

überschüssige Luft aus und es bilden sich Mikroblasen, die je nach 

Entspannungsvorrichtung eine Größe zwischen 30 und 150 µm besitzen. [Schuster et al. 

2004], [Stark et al. 2008] 

Es gibt drei Betriebsarten von Druckentspannungsflotationen. Bei dem Vollstromverfahren, 

wird das gesamte Abwasser unter Druck gesetzt und mit Luft gesättigt. [Martz 1990] Da 

meist mit Drücken zwischen 4 und 6 bar gearbeitet wird [Schuster et al. 2004], stellt dieses 

Prinzip das DAF-Verfahren mit dem höchsten Energieverbrauch dar. Bei dem 

Teilstromverfahren wird nur ein gewisser Anteil des Abwassers zur Luftsättigung genutzt 

[Martz 1990]. Das in der Abwassertechnik wohl am häufigsten eingesetzte Verfahren ist das 

Recycle-Verfahren [Kayser 2002]. 

Abbildung 24: Druckentspannungsflotation im Recycle-Verfahren [Meschede 2004]



Bei diesem Verfahren wird ein Teil des Klarwassers unter Druck gesetzt, mit Luft gesättigt 

und anschließend dem Abwasserstrom über Entspannungsorgane zugeführt. [Martz 1990] 

Die Flotationsanlagen besitzen gegenüber anderen Feststoff-Abtrennverfahren, wie zum 

Beispiel der Sedimentation, einen geringeren Flächenbedarf. Ein Vorteil im Vergleich zur 

Filtration besteht darin, dass kein zusätzlicher Abwasserstrom, wie er zum Beispiel bei der 

Filterrückspülung entsteht, anfällt. Zudem sind Flotationsanlagen gegenüber schwankenden 

Durchflussmengen und Feststoffgehalten sehr robust. Um den Flotationsprozess zu 

optimieren, kann zusätzlich mit Flockungschemikalien gearbeitet werden. Durch die 

Agglomeration der suspendierten Stoffe wird die Flotation begünstigt, außerdem werden 

gelöste Stoffe ausgefällt und können mit entfernt werden. [Martz 1990], [Stark et al. 2008] 

b) Mikroflotation 

Eine Weiterentwicklung der konventionellen Druckentspannungsflotation stellt die 

Mikroflotation dar. Das Grundprinzip beruht auf der Druckentspannungsflotation. Der Sättiger 

arbeitet mit Betriebsdrücken zwischen 2 bis 4 bar, also im sogenannten Niederdruckbereich. 

Trotz des geringeren Druckes werden Sättigungsgrade von über 99 % erzielt. Dies wird vor 

allem durch eine Optimierung der Düsensysteme und Entspannungsventile ermöglicht, 

welche zudem selbstreinigend sind und so Verstopfungen der Entspannungsapparaturen 

entgegen wirken. Die neuen Entspannungsorgane in Kombination mit den optimierten 

Sättigern garantieren ein dichtes und homogenes Blasenspektrum. Die Blasengröße liegt bei 

den neuen Anlagen zwischen 20 bis 50 µm. Damit stellt die Mikroflotation im Vergleich zur 

konventionellen DAF, bezogen auf die Leistung und den Wirkungsgrad, ein effektiveres 

Verfahren dar. [Stark et al. 2008] 

c) Kenngrößen der Mikroflotation 

Eine wichtige Kenngröße in Bezug auf die Flotationsergebnisse ist das Luft-Feststoff- 

Verhältnis, die Luftmenge im Flotationsbecken zum Feststoffgehalt [Stark et al. 2008]. Die 

Luftmenge ist von zahlreichen Faktoren abhängig, wie dem erreichten Sättigungsgrad, der 

Druckdifferenz am Entspannungsventil, dem Recycle-Stromverhältnis sowie der 

Abwassertemperatur, die das thermodynamische Gleichgewicht im Sättiger angibt. [Stark et 

al. 2005], [Stark et al. 2008] Das Recycle-Stromverhältnis kann zwischen 15 bis 100 % 

betragen und hängt vor allem von der Gesamtmenge der Feststoffpartikel ab 

[Christophersen 2010]. Besonders wichtig für die Auftriebsgeschwindigkeit und die 

Kollisionsrate zwischen Gasblase und Partikel sind die Blasengrößen und das 

Blasengrößenspektrum, welche vor allem über die Eigenschaften und die Konstruktion der 

Entspannungsorgane definiert werden [Stark et al. 2008]. Des Weiteren werden sie von den 

Abwassereigenschaften, wie der Oberflächenspannung, der Viskosität und dem pH-Wert 

beeinflusst. Abwässer mit hoher Viskosität und geringer Oberflächenspannung begünstigen 

die Bildung von Mikroblasen. Eine Verschiebung zu größeren mittleren 

Gasblasendurchmessern wird durch pH-Werte von kleiner 5 verursacht. [Stark et al. 2005] 

Wie aus Tabelle 11 abgeleitet werden kann, erzielt man mit 20 µm großen Blasen die besten 

Flotationsergebnisse.



Tabelle 11: Abhängigkeit verschiedener Parameter von der Blasengröße [Damann et al. 2007], 

[Stark et al. 2005] 

Blasengröße [µm] 20 50 100 

Anzahl der Blasen pro ml 1.250.000 100.000 14.000 

Oberfläche [cm²/cm³] 23 12 6,6 

Abstand der Blasen [µm] 100-150 250-350 500 

Aufstiegsgeschw. [m/h], 

20 °C 

1 5 20 

Je kleiner die Blasen, desto höher ist deren Anzahl pro definierten Volumen Fluid. Des 

Weiteren reduziert sich der Abstand zwischen den einzelnen Blasen und die 

Gesamtoberfläche der Blasen vergrößert sich signifikant. Folglich steigt die 

Wahrscheinlichkeit der Anlagerung von Gasblasen an Feststoffpartikel. Das optimale 

Blasengrößenspektrum liegt zwischen 20 und 50 µm, um eine ausreichend hohe 

Kollisionsrate und optimale Auftriebsgeschwindigkeit zu garantieren. Schon eine geringe 

Anzahl an Blasen über 100 µm können durch ihre größere Aufstiegsgeschwindigkeit 

Turbulenzen verursachen, welche Luft-Flocken-Agglomerate zerstören oder ihre Bildung 

behindern können. Daher ist ein enges und homogenes Blasenspektrum besonders wichtig. 

Die hydraulischen Bedingungen müssen ebenso beachtet werden, da die entstandenen Luft- 

Feststoff-Agglomerate durch zu große Scherkräfte zerstört werden können. [Damann et al. 

2007] 

d) Anlagerungsprozess der Gasblasen an Feststoffe 

Durch unterschiedliche Mechanismen können Gasblasen an Feststoffe oder Flocken an- 

oder eingelagert werden. Wenn die Dichte der Luft-Feststoff-Agglomerate kleiner als die 

Dichte des Fluids ist, steigen die Agglomerate auf. Je größer die Dichtedifferenz, desto 

größer die Aufstiegsgeschwindigkeit. Bei der An- oder Einlagerung der Gasblasen findet 

keine nennenswerte Vergrößerung der Agglomerate statt. Die Haftungsprozesse werden 

durch folgende Begebenheiten verstärkt: möglichst viele kleine Gasblasen, hydrophobe 

Partikel und Flocken sowie kompakte und scherstabile Flockung der einzelnen Feststoffe. 

Aus dem relativ großen Randwinkel der hydrophoben Stoffe erfolgt eine große nutzbare 

Fläche zur Anlagerung der Gasblase am Partikel. [Stark et al. 2005] 

Abbildung 25 zeigt die unterschiedlichen Prozesse der Luft-Feststoff-Agglomerationsbildung.



Abbildung 25: Prozesse der Luft-Feststoff-Agglomeration [Schuster et al. 2004] 

Die oberen zwei Bildreihen beschreiben die Anlagerung der Gasblasen am Feststoff oder die 

Einlagerung in Nischen der Flocke. An dritter Stelle wird der Einbau von Gasblasen während 

des Prozesses der Flockenbildung dargestellt. Die untere Bildreihe zeigt die Bildung 

größerer Luftpakete aus den vorbei treibenden Gasblasen und den Mikroblasen auf der 

Oberfläche der Flocke, die den Auftrieb vergrößern. 

3.3.4.2 Vergleichbare Flotationssysteme 

Das Prinzip der Begasungsflotation beruht auf dem direkten Lufteintrag über 

Belüftungsdüsen am Boden des Flotationsbeckens [Kayser 2002] oder über propellerartige 

Apparaturen [KEE 2008]. Die so entstehenden Blasen sind im Vergleich zur DAF relativ groß 

(>1000 µm) [Kayser 2002]. Allerdings gibt es auch Begasungsflotationen, wie die Induced air 

flotation (IAF) mit optimierten Begasungsventilen und Pumpen, die Blasengrößen von 70 bis 

150 µm erreichen [Christophersen 2010]. Die Aire-O2 Microfloat Dispersed Air Flotation der 

Aeration Industries International arbeitet mit einer speziell entwickelten Propellerscheibe, die 

Druckluft über spezielle Ejektoren im runden Flotationsbecken verteilt. Es werden Blasen mit 

einem Durchmesser von 10 bis 50 µm erzeugt. Neben der Behandlung von 

Industrieabwässern kommt dieses Verfahren auch in der kommunalen Abwassertechnik zum 

Einsatz. Es garantiert Abscheidegrade von Öl und Fetten ohne Chemikalieneinsatz von über 

90 %. [KEE 2008]



Abbildung 26: Aire-O2 Microfloat Dispersed Air Flotation [KEE 2008] 

Ein weiteres Verfahren ist die Vakuumflotation. Dabei wird Wasser mit Luft gesättigt und 

anschließend in einem Unterdruckreaktor entspannt. Das Problem stellt die Begrenzung der 

erreichbaren Druckdifferenz, die durch den Atmosphärendruck bedingt ist, dar. Diese 

Technik findet in der Umwelttechnik keine Anwendung. [Kayser 2002] 

Die Elektroflotation stellt ein Verfahren dar, das vor allem in der Industrie genutzt wird. Das 

Prinzip beruht auf der elektrolytischen Wasserspaltung, bei der Wasserstoff und Sauerstoff 

frei gesetzt werden. Es entstehen sehr feine Gasblasen, die zur Flotation der 

Feststoffpartikel dienen. [Kayser 2002] Der frei gesetzte Sauerstoff ist sehr reaktiv und 

oxidiert Schwermetalle und organische Verbindungen. Die Mikrobläschen bestehen deshalb 

überwiegend aus dem übrigbleibenden Wasserstoff. [Jüssen 2003] Bei der Elektroflotation 

wird mit sogenannten Opferanoden gearbeitet, welche aus Eisen und Aluminium bestehen. 

Unter Gleichstrom zersetzten sich die Metalle in ihre Kationen und bilden mit den Hydroxid- 

Ionen der Wasserspaltung Metallhydroxidflocken. Durch die elektrochemische 

Flockenbildung werden Schwermetalle und organische Verbindungen ein- oder angelagert 

und können durch die Mikrobläschen besser flotiert werden. [Reinhardt 2008] 

Bei der Suspended air flotation (SAF) kommt ein Blasengenerator mit einer zusätzlichen 

Grenzflächen-aktiven Substanz, welche hauptsächlich aus Tensiden besteht zum Einsatz. 

Diese sorgt für eine bessere Anlagerung der Partikel an die Blasen. Der Generator arbeitet 

im Niederdruckbereich bei ca. 1,03 bis 1,75 bar. Die erzeugten Blasen haben einen 

geringeren Durchmesser, als die der konventionellen DAF. [Christophersen 2010] 

3.3.4.3 Anwendungsbereiche / Pilotprojekte 

a) Anwendungsbereiche 

Die Flotation kann in sehr vielen unterschiedlichen Bereichen der Abwassertechnik, im 

kommunalen wie im industriellen, angewendet werden. Besonders gut lassen sich Öle und 

Fette sowie faserige und flockige Stoffe aus dem jeweiligen Abwasserstrom entfernen. In



Kombination mit Flockungschemikalien kann außerdem eine hohe Phosphoreliminierung 

erfolgen. [Martz 1990] Die Flotation bekommt in der Abwassertechnik eine zunehmende 

Bedeutung bei der Nachklärung und kann als eine gängige Alternative zur Sedimentation 

angesehen werden [Sommer 2007]. In der Industrie kommt die Druckentspannungsflotation 

vor allem in den folgenden Bereichen zum Einsatz: Lebensmittelindustrie, Fischzucht, 

Schlachthäuser und Tierkörperverwertungen, Altölindustrie, Automobilindustrie und in der 

Papierindustrie. 

b) Pilotprojekte 

Tabelle 12 gibt einen Überblick über die betrachteten Pilotprojekte zur Regen-/und 

Mischwasserbehandlung. 

Tabelle 12: Durchgeführte Pilotprojekte zur Regen-/ und Mischwasserbehandlung mit MF bzw. 

DAF 

Ort Installation Durchsatz Reinigungsleistung Erläuterung 

San Francisco, 

USA 

(1975) 

[Bursztynsky 

et al. 1975] 

Chelles/Paris, 

Frankreich 

(1993) 

[Bernard et al. 

1995] 

Paris, 

Frankreich 

[Lainé et al. 

1998] 

Karlsruhe, 

Deutschland 

[Sommer 

2007] 

MW + MF 

(RW+SM) + 

DAF 

RW + DAF + 

SF + UV 

3600 m³/h 

13 m³/h 

kA 

MW + MF kA 

Mit Chemikalien 

Maximaler Wert: 

CSB: 55 % 

BSB5: 94 % 

TSS: 51 % 

Mit Chemikalien: 

Vollständige 

Entfernung 

Kohlenwasserstoffe 

DEF: 

CSB: >90 % 

TSS: >90 % 

Mit Chemikalien: 

TSS: 86 % 

CSB: 70 % 

Cd,Cu,Pb: 80-93 % 

2 Module 

Recycle-Strom: 19 % 

Konstante 

Ablaufwerte bei 

schwankenden 

Zulaufkonz. 

MF = Mikroflotation; MW = Mischwasser; DAF = Druckentspannungsflotation; RW = Regenwasser 

UV = UV-Desinfektion; SM = Schmutzwasser; SF = Sandfilter 

Gesamtinstallation 

erreicht Badewasserqualität 

Oberflächenbeschickung: 

5 m/h 

Laut [Sommer 2007] existieren seit einigen Jahren in den USA großtechnische 

Flotationsanlagen zur Reinigung von Mischwasser. 

Im Folgenden werden die aufgeführten Pilotprojekte der Druckentspannungsflotation im 

Bereich der Regen-/ und Mischwasserbehandlung vorgestellt. 

Eine Studie von 1975 unter der Leitung der U.S. Environmental Protection Agency 

beschreibt ein Projekt, indem eine Druckentspannungsflotationsanlage zur Reinigung von 

Mischwasser an einem Regenüberlauf an der Baker Street in San Francisco zum Einsatz 

kam. Die Anlage diente der Reinigung von entlasteten Mischwassereinträgen in die San 

Francisco Bay. Sie bestand aus zwei Flotations-Modulen mit einem Gesamtdurchfluss von 

3600 m³/h und einem Bypass-System, das für weitere 21.600 m³/h ausgelegt wurde. Der 

Betriebsdruck des Sättigers belief sich auf 4,2 bis 4,6 bar. Die Anlage wurde im 

Recycle-Verfahren mit einem Recycle-Stromverhältnis von ca. 20 % betrieben. Das 

Luft-Feststoffverhältnis betrug 0,05 kg Luft pro kg Feststoff. Es stellte sich heraus, dass zur 

Mischwasserbehandlung mit Hilfe einer Druckentspannungsflotation eine Flockungsanlage 

unabdingbar ist. Neben Versuchen mit Polymer (DOW C-31), die kaum Erfolge zeigten,



wurden Läufe mit 28 %-haltigen Al2(SO4)3-Lösungen und unterschiedlichen Dosierungen 

zwischen 0-300 mg/l durchgeführt. In der Studie wurden die Ergebnisse der Testphase im 

Zeitraum von 1973 bis 1974 veröffentlicht. Folgende Reinigungsgrade konnten mit einer 

optimalen Al2(SO4)3-Dosierung von 75 mg/l während eines Versuchslaufs erzielt werden: 

82 % BSB5, 51 % TSS und 40 % CSB. Der TSS-Reinigungsgrad von 51 % konnte während 

weiterer Runs nicht übertroffen werden. Die höchsten erreichten Reinigungsgrade für BSB5 

und für CSB beliefen sich auf 94 bzw. auf 54,9 %. [Bursztynsky et al. 1975] 

Im Jahre 1993 wurde eine Druckentspannungsflotation als Pilotanlage am Chelles 

Einzugsgebiet östlich von Paris mit Wasser aus Starkregenereignissen teils mit 

kommunalem Abwasser gemischt getestet. Die Flotationsanlage wurde mit einer Fällungs- 

und Flockungsstufe betrieben. Der Durchfluss der Anlage lag bei 13 m³/h. Untersucht 

wurden die Reinigungsgrade von CSB, suspendierten Feststoffen sowie für 

Kohlenwasserstoffe. Die Kohlenwasserstoffe konnten vollständig aus dem Mischwasser 

entfernt werden. Die Versuche zeigten konstante Ablaufwerte trotz stark schwankender 

Zulaufkonzentrationen. [Bernard et al. 1995] 

Eine weitere Pilotanlage, auch in einem Vorort östlich von Paris gelegen, wurde zur 

Reinigung von urbanem Regenwasser genutzt. Zum Einsatz kam eine Kombination aus 

Druckentspannungsflotation, einem Sandfilter und einer UV-Desinfektionsstufe. Ziel der 

Pilotanlage war die Reinigung des Regenwassers auf Badewasserqualität. Die 

Reinigungsgrade der Druckentspannungsflotation beliefen sich bezogen auf CSB und 

suspendierte Feststoffe (TSS) auf über 90 %. Die Versuche zeigten, dass die 

Druckentspannungsflotation zur urbanen Regenwasserbehandlung sehr gut geeignet ist. 

Auch bei stark schwankenden Zulaufkonzentrationen konnte ein Ablauf TSS-Gehalt von 

45 mg/l eingehalten werden. Mit der nachgeschalteten Kombination aus Sandfilter und 

UV-Desinfektionsstufe konnten die Bestimmungen der Badewasserqualität eingehalten 

werden. [Lainé et al. 1998] 

Auch in Karlsruhe wurde ein Pilotprojekt zur Mischwasserbehandlung mittels Kombination 

aus Flockungsstufe und Druckentspannungsflotation durchgeführt. Die Anlage besaß eine 

Oberflächenbeschickung von 5 m/h. Neben hohen Reinigungsgraden von Cadmium, Kupfer 

und Blei (80 bis 93 %) konnten auch gute Ergebnisse bezogen auf die Reinigungsleistung 

von AFS und CSB erzielt werden, diese betrugen 86 bzw. 70 %. [Sommer 2007] 

3.4 Fällung / Flockung 

3.4.1 Überblick 

Da in diesem Projekt alle getesteten Technologien ebenso unter Chemikalienanwendung 

gefahren werden, wird im Folgenden kurz auf die Mechanismen eingegangen, die dabei 

ablaufen. 

Physikochemische Verfahren werden schon lange in der Abwasserindustrie getestet und 

eingesetzt, um gelöste Stoffe und Inhaltstoffe mit sehr kleinen Partikelgrößen in 

sedimentierende bzw. abtrennbare Koagulate und Agglomerate zu überführen. Die Fällung 

bedeutet eine Phasenüberführung gelöster Stoffe in partikuläre Substanzen, welche in der 

Abwasserbehandlung meist mit Hilfe von Metallsalzen höherer Ionenladungen durchgeführt 

wird.



Unter Flockung wird der anschließende Prozess der Agglomeration gebildeter Mikroflocken 

bzw. Fällprodukte zu großen, gut abtrennbaren Makroflocken verstanden. Der 

Flockungsprozess kann im Gegensatz zum Ausfällungsvorgang über mehrere Mechanismen 

erfolgen. Die gewünschte Entstabilisierung der meist negativ geladenen Partikeloberflächen 

und anschließender Zusammenlagerung der Partikel im Abwasser kann über mehrere 

Mechanismen (siehe Tab. 13) erfolgen, welche meist in Abhängigkeit verschiedenster 

Parameter parallel ablaufen und einer hohen Dynamik unterliegen. Ziel der Flockung ist im 

Allgemeinen die Koagulation unerwünschter Stoffe durch Überwindung der natürlichen 

Energiebarriere, welche den Grund für die Abstoßung zweier gleich geladener 

Teilchen/Kolloide darstellt (siehe Abb. 27). [Hofmann 2004], [Vetter 2000] 

Abbildung 27: Darstellung der Gesamtwechselwirkung zweier geladener Kolloide/Oberflächen 

zueinander nach [Hofmann 2004] 

Flockungsprozesse treten schon unter Zugabe von Chemikalien zur Ausfällung auf und 

können durch zusätzliche Dosierung sogenannter Flockungshilfsmittel erheblich gesteigert 

werden. Aus diesem Grund werden die eingesetzten Chemikalien zur Fällung in dieser Arbeit 

als Flockungsmittel (FM) und die anschließend eingesetzten Stoffe zur Makroflockenbildung 

als Flockungshilfsmittel (FHM) bezeichnet. 

Tabelle 13 zeigt die von [Vetter 2000] dargestellten Mechanismen zur Überwindung der 

Energiebarriere bzw. zur Makroflockenbildung.



Tabelle 13: Mechanismen zur Entstabilisierung der Suspensa nach [Vetter 2000] 

Entstabilisierungsmechanismen Beispiele für Flockungsmittel 

1 Kompression der elektrischen 

Doppelschicht durch Gegenionen 

2 Reduktion des Oberflächenpotentials 

(Adsorption von Gegenionen, 

chemische Reaktionen an der 

Oberfläche) 

3 Bildung molekularer Brücken 

(Adsorption von Makromolekülen) 

4 (Mit-)Fällung 

(Einschluss kolloidaler Partikel in 

Fällprodukte bei Überschreitung des 

Löslichkeitsproduktes 

inerte Ionen entgegengesetzter Ladung: 

Na + , Ca 2+ , Al 3+ 

hydrolisierte Metallionen: Al 3+ , Fe 3+ 

(Hydro-/Aquakomplexe) 

Polyelektrolyte entgegengesetzter Ladung 

und geringer Kettenlänge 

geladene und ungeladene Polymere großer 

Kettenlänge 

Al 3+ , Fe 3+ bei höherer Konzentration 

Während Flockungsmittel hauptsächlich für eine elektrostatische Stabilisierung der Flocken 

verantwortlich sind, werden die Flocken durch Zugabe von Flockungshilfsmitteln in großem 

Maße sterisch stabilisiert [Hofmann 2004]. Zur Erreichung annähernd optimaler Fällungs- 

/Flockungsvorgänge muss beachtet werden, dass gewisse Reaktionszeiten benötigt werden, 

um eine gute Fällung/Flockung zu gewährleisten. Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt 

ist hierbei die Aggregation zu Makroflocken, der von [Pfeifer 1998] mit 1-5 Minuten 

angegeben wird. 

3.4.2 Dosierung 

Eine Schwierigkeit bei der Behandlung von Abwässern mit Fällungs- und 

Flockungschemikalien ist die genau auf die Abwasserzusammensetzung zu dosierende 

Menge an Chemikalien. Eine Unterdosierung bewirkt nicht den gewünschten Effekt der 

maximalen Eliminierung. Eine Überdosierung kann zu einer Restabilisierung der 

Makroflocken, zu einem Ablauf der überschüssigen Chemikalien in die Vorfluter und zur 

Beeinträchtigung nachfolgender Separationsprozesse durch z.B. Verkleben von Filtertüchern 

oder Mikrosieben führen. 

Überdosierungseffekte können in Form zu hoch dosierter Flockungsmittelzugabe (meist 

Al 3+ -/, Fe 3+ -Salze) auftreten. Dies drückt sich durch Restabilisierungsprozesse der gebildeten 

Flocken durch Umladung der meist organischen, negativ geladenen Partikeloberflächen in 

Folge zu hoher Adsorption kationischer Ionen/Komplexe (gebildete Al 3+ -/, Fe 3+ -Hydroxo- 

/Aquakomplexe) an gebildete Agglomerate aus. Ebenso kann die erhöhte Zugabe von 

Flockungshilfsmitteln einen gewissen Bedeckungsgrad (nach [Hahn et al. 1998] max. 50 %) 

der eingesetzten Polymere an die zu entfernenden Partikel überschreiten, der den 

Flockungseffekt durch fehlende „polymerfreier“ Ladungsflächen der zu entfernenden Partikel 

absinken lässt. [Hahn et al. 1998]. 

Dieses Problem ist bei Mischwasserprojekten durch die stark schwankenden 

Mischwasserqualitäten von besonderer Bedeutung und muss bei möglicher Anwendung in



der Mischwasserreinigung mit Online-Messverfahren direkt gekoppelt sein, um auf die 

Dynamik von Mischwasserereignissen entsprechend reagieren zu können. 

4 Material und Methoden 

4.1 Untersuchungsgebiet 

4.1.1 Standort und Untersuchungszeitraum 

Die Untersuchungen an den drei Abwasserreinigungsanlagen erfolgten auf dem Gelände der 

Berliner Wasserbetriebe, Kanalbetriebsstelle X in der Bellermannstraße in Berlin-Wedding 

am Regenüberlaufbecken BlnX mit einem Fassungsvermögen von ca. 1.500 m³. Das 

maximale Speichervolumen (BlnX) beträgt 3.242 m³ und setzt sich aus den 1.500 m³ des 

RÜB, 465 m³ des Pumpwerkes sowie aus 1.277 m³ Speichervolumen des vorgelagerten 

Kanalnetzes zusammen. Das RÜB wird über eine Pumpe mit einem Qmax=1.100 l/s 

beschickt. [Peters 2007]. Die Fläche des Einzugsgebietes BlnX beträgt ca. 413 ha mit einem 

Befestigungsgrad von 0,751 (ca. 310 hared) [AB-Plan 2001]. Mit ca. 5 m³/ha Speichervolumen 

ist das RÜB BlnX inklusive Pumpwerk zu den kleinen RÜB zu zählen. Übliche Beckengrößen 

sind von [Vetter 2000] mit 12-30 m³/ha angegeben. Aus diesem Grund tritt ein Überlauf des 

RÜB BlnX während einer Beckenfüllung relativ häufig auf. Aus verfügbaren Daten des RÜB 

von März bis September 2010 wurden 24 Entlastungsereignisse bei 36 Einstauereignissen 

ermittelt (Quote 66 %). 

In Abbildung 28 ist das Gelände der Berliner Wasserbetriebe dargestellt. Des Weiteren sind 

die Standorte der technischen Anlagen und des Regenüberlaufbeckens angegeben. 

1: RÜB- 

Einstiegsschacht 

2: Standort 

Fuzzy Filter 

3: Standort 

Mikroflotation und 

Tuchfilter 

Abbildung 28: Gelände Bellermannstraße der Berliner Wasserbetriebe [Google maps] 

Die Mischwasserentlastungen des Regenbeckens BlnX werden direkt in die Panke 

eingeleitet.



Die Versuchsanlagen des Fuzzy Filters® der Firma Bosman Watermanagement B.V. und der 

Mikroflotation der Firma Enviplan wurden im Untersuchungszeitraum von März 2010 bis 

August 2010 am genannten Standort betrieben. Die geplanten Monate Januar und Februar 

2010 standen wegen Dauerfrost nicht zur Verfügung. Die Versuchsanlage des Tuchfilters 

wurde in den Monaten September 2010 bis Januar 2011 auf demselben Standort der zuvor 

demontierten Anlagen eingesetzt. 

4.1.2 Gewässerzustand der Panke 

Die Panke entspringt bei Bernau und fließt in südwestliche Richtung bis zur Mündung am 

Nordhafen in den Berlin-Spandau-Schifffahrtskanal. Der Bach besitzt eine Lauflänge von 

ca. 27 km und die Größe des Einzugsgebietes beträgt rund 201 km². Die Panke zeigt 

besonders im Berliner Raum einen sehr geradlinigen technisch ausgebauten Verlauf. Dem 

stark anthropogenen Einfluss auf das Gewässer soll bis 2015 entgegengewirkt werden. Die 

Planung der Renaturierung bezieht den gesamten Verlauf der Panke ein. [Senat GUV Berlin 

2009], [Senat GUV Berlin 2010] 

Abbildung 29: Schematischer Verlauf der unteren Panke nach [Peters 2007] 

Neben zahlreichen Einleitungsstellen der Regenwasserkanalisation existieren insgesamt 

8 Mischwassereinleitungen, die sich vor allem im unteren urbanen Bereich der Panke 

befinden (siehe Abb. 29). [Senat GUV Berlin 2009]. Tabelle 14 stellt ausgewählte Parameter 

zur Beurteilung der Gewässergüte der Panke in Abhängigkeit von den Jahreszeiten dar. Eine 

10-jährige Messreihe der Senatsverwaltung für Gesundheit Umwelt und Verbraucherschutz 

Berlin wurde hierfür zur Verfügung gestellt (siehe Anhang 1). Die Daten wurden an der 

Messstelle 730 (siehe Abb. 29) erhoben.



Tabelle 14: Parameter zur Beurteilung der Gewässergüte der unteren Panke (Messstelle 730, 

Datenreihe 2000-2010) gemittelte Werte [Senatsverwaltung GUV Berlin] 

Zeitraum 

O2 [mg/l] TOC [mg/l] AFS [mg/l] Ptot [mg/l] Portho [mg/l] 

2000-2010 

Winter 11,9 8,6 7,0 0,18 0,07 

Frühling 10,8 10,8 7,0 0,18 0,08 

Sommer 8,7 8,9 6,4 0,21 0,12 

Herbst 9,7 8,5 6,1 0,23 0,12 

Winter: Dezember bis Februar, Frühling: März bis Mai, Sommer: Juni bis August, Herbst: September bis 

November 

die TOC-Messungen fehlen für die Jahre 2007, 2008 und 2009 

Wintermessungen 2003 fehlen bei allen Parametern 

Wintermessungen 2008 fehlen bei AFS und Ptot 

4.1.2.1 Korrelation zwischen CSB und TOC 

Da bei diesem Projekt der CSB als Parameter für die organische Belastung betrachtet wird, 

muss eine näherungsweise Korrelation zwischen CSB und TOC ermittelt werden. 

Eine direkte Verbindung zwischen dem benötigten Sauerstoff zur chemischen Oxidation 

organischer Verbindungen (CSB) und der direkten Belastung mit Organik im Gewässer 

(TOC) ist nicht vorhanden. Grund hierfür sind unterschiedliche Einflüsse und Messmethoden, 

die den theoretischen Korrelationsfaktor von 2,67 (Molmassenverhältnis zwischen Sauerstoff 

und Kohlenstoff) erhöhen oder senken können. Durch Oxidation nicht-kohlenstoffhaltiger 

Bestandteile bei der CSB-Bestimmung kann der Wert für den Korrelationsfaktor über dem 

des Molmassenverhältnisses liegen. Im Gegensatz dazu tritt ein geringerer 

Korrelationsfaktor bei sehr stabilen, nicht oxidierbaren organischen Verbindungen in der 

Probe auf. [Gierszewski 2011] 

In der deutschen Abwasserverordnung (AbwV) §6 (3) wurde deshalb folgendes festgelegt: 

„Ein in der wasserrechtlichen Zulassung festgesetzter Wert für den Chemischen 

Sauerstoffbedarf (CSB) gilt unter Beachtung von Absatz 1 auch als eingehalten, wenn der 

vierfache Wert des gesamten organisch gebundenen Kohlenstoffs (TOC), bestimmt in 

Milligramm je Liter, diesen Wert nicht überschreitet." (AbwV) vom 17.6.2004 (zit. Nach 

[Gierszewski 2011]) 

Folglich gilt der vierfache Wert von TOC als sichere Obergrenze für den CSB. In der Literatur 

findet sich jedoch bei vergleichbaren Untersuchungen häufig die Annahme von CSB = 3x 

TOC, was plausibel erscheint und hier übernommen wird.



4.2 Aufbau der Versuchsanlagen 

4.2.1 Fuzzy Filter® 

4.2.1.1 Aufbau Fuzzy Filter® Versuchsanlage 

Für dieses Projekt wurde der „Fuzzy Filter® Mobile“ der Firma Bosman Watermanagement 

B.V. verwendet. Dabei handelt es sich um eine Pilotanlage, die in einem 20-Fuß Container 

installiert ist. Der Container beinhaltet alle notwendigen Steuerungs- und 

Konstruktionselemente für den direkten Einsatz des Fuzzy Filters®. Alle Förderanlagen 

(Zulaufpumpe, 2 Dosierpumpen), der Kompressor für den Spülvorgang und eine 

Steuerungseinheit zur Einstellung und Überwachung des Betriebes sind in den Container 

integriert. Ein Starkstromkabel für die Stromversorgung und die Schläuche des Zu- und 

Ablaufes führen aus der mobilen Einheit heraus. Der Zulauf wurde mit dem Mischwasser des 

ca. 25 m entfernten Regenüberlaufbeckens (RÜB) gespeist. Am Zulaufschlauch (d=110mm), 

dessen Saugende in das RÜB eingehängt wurde, befand sich ein Siebkorb mit einer 

Maschenweite von 5 mm. Die Abläufe führten wegen der geringen Ablaufmengen direkt in 

die Kanalisation. Für die Chemikalienversuche wurde ein zylindrischer Reaktionsbehälter auf 

dem Container installiert und zwischen Kreiselpumpe und Zulauf des Fuzzy Filters® 

geschaltet (Weg 2) (siehe Abb. 30). Das Volumen des Reaktionsbehälters betrug ca. 1,5 m³. 

Somit ergab sich eine ausreichende Chemikalienreaktionszeit für den jeweiligen 

eingestellten Volumenstrom in Höhe von 18 min bei 5 m³/h bzw. 9 min bei 10 m³/h. Es wurde 

ein Rührwerk zur gleichmäßigen Durchmischung im Reaktionsbehälter installiert. Die 

Beschickung des Filters erfolgte bei den Chemikalienversuchen ausschließlich über die 

Druckhöhe zwischen Reaktionsbehälter und Filter. In Abbildung 30 ist schematisch der 

Aufbau der Fuzzy Filter® Anlage dargestellt. Die Steuereinheit ist nicht aufgeführt. 

Abbildung 30: Schematischer Aufbau der Versuchsanlage



Abbildung 31: Fuzzy Filter® Versuchsanlage (rechts: Detail Filter) 

4.2.1.2 Betriebsparameter Fuzzy Filter® Versuchsanlage 

Bei den Versuchsreihen ohne Chemikalienzugabe (Weg 1) wurde mit Kompressionsraten 

des Filterbettes zwischen 5% und 40 % bei einer Durchflussrate von 15 m³/h gearbeitet. Bei 

den Versuchsreihen mit Chemikalienzugabe (Weg 2) wurden Kompressionsraten zwischen 

10% und 40 % eingestellt und Durchflussraten von 10 m³/h und 15 m³/h gefahren. In Tabelle 

15 sind alle Betriebsparameter des Fuzzy Filters® aufgeführt. 

Tabelle 15: Betriebsparameter der verwendeten mobilen Fuzzy Filter® Einheit 

Parameter Wert 

Außenmaße 

Länge 470 mm 

Breite 470 mm 

Höhe 2130 mm 

Filterbett 

Länge 457 mm 

Breite 457 mm 

Höhe 800 mm 

Fläche 0,209 m² 

Filterbetrieb Weg 1: ohne FM/FHM Weg 2: mit FM/FHM 

Durchflussrate 5/10/15 m³/h 10/15 m³/h 

Filtergeschwindigkeit 24/48/72 m/h 48/72 m/h 

Kompression 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 

40 % 

10; 30; 40 % 

Spülgeschwindigkeit wie Filtergeschw. wie Filtergeschw.



4.2.2 Tuchfilter mit Polstoff 

4.2.2.1 Aufbau Tuchfilter Versuchsanlage 

Der im Projekt zum Einsatz gekommene Tuchfilter der Mecana Umwelttechnik GmbH wurde 

mit Filtertüchern aus Polstoff betrieben. Für die Flockungsversuche wurde eine zweistufige 

Fällungs-/Flockungseinheit aus IBC-Containern mit einem jeweiligen Fassungsvermögen von 

1 m³ installiert. Um mit einem freien Gefälle zwischen Fällungs-/Flockungsstufe und 

Filtereinheit arbeiten zu können, wurden die Reaktionsbehälter entsprechend aufgeständert. 

Abbildung 32: Tuchfilter - Schematischer Aufbau der Versuchsanlage; rechts: erster Turm (FM- 

Zugabe); Mitte: zweiter Turm (FHM-Zugabe); links: Mecana Tuchfilter (Maße in mm) 

Abbildung 33: Tuchfilter – links: Flockungsanlage, rechts: Tuchfiltertrommel



In den Reaktionsbehälter des ersten Turmes, der eine Wasserspiegelhöhe von ca. 2,82 m ü 

GOK besiaß, wurde das Flockungsmittel über eine Dosierpumpe zugegeben. Es wurde 

direkt über dem Zulauf zudosiert. Um eine ausreichende Durchmischung im 

Reaktionsbehälter zu gewährleisten, war ein Schnellrührwerk (Typ OF 44) der Firma Turbo 

Rührwerke montiert. Der zweite Turm mit dem Reaktionsbehälter für das Flockungshilfsmittel 

(FHM) besaß eine Wasserspiegelhöhe von ca. 2,55 m ü GOK. Das Flockungshilfsmittel 

wurde am Boden des Behälters zudosiert und dort von einer Umwälzpumpe mit dem 

Mischwasser behutsam durchmischt. Das Nutzvolumen der Reaktionsbehälter betrug jeweils 

ca. 0,8 m³. Bei einem Rohwasserdurchsatz von 5 m³/h ergab sich eine ausreichende 

Chemikalienreaktionszeit von ca. 10 min. 

Das Mischwasser wurde mit einer Tauchpumpe der Firma Hidrostal, welche in einem 

Siebkorb montiert war, aus dem Regenüberlaufbecken zur ca. 20 m entfernten Fäll- und 

Flockungseinheit befördert. Auf dieser Strecke war ein Kugelhahn zur Drosslung des 

Volumenstroms installiert. Flockungsmittelreaktionsbehälter und der FHM-Reaktionsbehälter 

waren mit einem Schlauch (d=75 mm) gekoppelt. Die Wasserspiegeldifferenz zwischen den 

beiden Türmen betrug ca. 270 mm. Eine Drosselung zur genauen Volumenstromeinstellung 

war zusätzlich vor dem Zulauf des Tuchfilters montiert. Der Ablauf des Tuchfilters gelangte 

über ein Rohr mit 150 mm Durchmesser zum ca. 10 m entfernten Abwasserkanal, in den 

auch das Spülwasser und das Wasser der Schlammpumpe vom Boden des Filters abgeleitet 

wurden. Der Abwasserkanal war nicht direkt mit dem Zulauf des RÜB gekoppelt. Für 

Versuche ohne Chemikaliendosierung und höhere Filtergeschwindigkeiten (ab 2,5 m/h) 

wurde die Anlage über Weg 1 (siehe Abb. 32) beschickt. 

4.2.2.2 Betriebsparameter der Tuchfilter Versuchsanlage 

Auf Grund der maximal erreichbaren Wasserspiegeldifferenz zwischen Flockungsbehälter 

und Rohwasserwanne des Tuchfilters konnte dieser mit einer maximalen 

Filtergeschwindigkeit von 2,5 m/h betrieben werden (Weg 2). Ohne Kopplung der 

Flockungsanlage wurden Versuche mit einer Filtergeschwindigkeit von bis zu 7,5 m/h 

gefahren. Die Filtertrommel, deren Mantelfläche aus einem Stahlgitter besteht, auf das die 

Filtertücher (Standard- und Mikrofaser-Filtertuch) aufgespannt waren, besaß einen 

Durchmesser von 740 mm und eine Länge von 935 mm. Die nutzbare Filterfläche betrug 

somit 2 m².



Tabelle 16: Betriebsparameter der verwendeten Tuchfilter Typ TF2-S-III Einheit 


Außenmaße mit Laufsteg 

Länge 2860 mm 

Breite 2020 mm 

Höhe 2170 mm 

Filtertrommel 

Länge 935 mm 

Durchmesser 740 mm 

Fläche 2 m² 

Filterbetrieb Weg 1 ohne 

FM/FHM 

Weg 2 mit 

FM/FHM 

Durchflussrate 5-15 m³/h 5 m³/h 

Filtergeschwindigkeit 2,5-7,5 m/h 2,5 m/h 

4.2.3 Mikroflotation 

4.2.3.1 Aufbau Versuchsanlage Mikroflotation 

Im Rahmen des Projektes „Reduzierung des Frachteintrags aus Mischwasserentlastungen“ 

kam die mobile Aquatector-Microfloat-Rechteckversuchszelle der Firma Enviplan als 

Versuchsanlage zum Einsatz. 

Mit Hilfe einer Exzentnerschneckenpumpe, die im Container der Versuchsanlage installiert 

ist, wurde das Mischwasser aus dem Regenüberlaufbecken zur ca. 25 m entfernten Anlage 

befördert. Am Zulaufschlauch, dessen Saugende im RÜB hing, befand sich ein Siebkorb. 

Das Mischwasser strömte in einen Reaktionsbehälter mit einem Nutzvolumen von ca. 0,16 

m³. Je nach Versuchslauf wurde mittels Dosierpumpe das Flockungsmittel zudosiert. Für 

eine bessere Durchmischung war der Reaktionsbehälter mit einem Rührwerk ausgestattet. 

Bei einem Volumenstrom von 2 m³/h ergab sich eine Chemikalienreaktionszeit im Behälter 

von ca. 5 min. das Über ein Rohr floss das Mischwasser freien Gefälle der 

Mikroflotationsanlage zu. Das Flockungshilfsmittel wurde mittels Dosierpumpe direkt in das 

Zulaufrohr dosiert. Dem Mischwasser wurde über die Entspannungsorgane mit im Recycle- 

Verfahren mit Luft gesättigtes Klarwasser zugeführt. Die bei der Entspannung entstehenden 

Mikroblasen flotierten die suspendierten Feststoffe und Flocken zur Wasseroberfläche. Der 

Flotatschaum wurde über ein Kettenräumsystem entfernt, gesammelt und zusammen mit 

dem Bodenschlamm über einen Schlauch (d=110 mm) in die ca. 10 m entfernte Kanalisation 

abgeführt. Ein Teil des Klarwassers wurde zurück zum Sättiger gepumpt, wo es mit Druckluft 

aufgesättigt wurde, die mittels Kompressor erzeugt worden war. Das restliche Klarwasser 

wurde in die Kanalisation eingeleitet.



Abbildung 34: Mikroflotation: Schematischer Aufbau der Versuchsanlage 

Abbildung 35: Mikroflotation: Blick in die Versuchsanlage (links), Aquatector (rechts)



Abbildung 36: Mikroflotation: Flotat-Zwischenspeicher und Steuereinheit (links), 

Reaktionsbehälter (rechts) 

4.2.3.2 Betriebsparameter der Versuchsanlage Mikroflotation 

Der Durchfluss der Anlage wurde auf 2 m³/h eingestellt. Das Recycle-Stromverhältnis belief 

sich auf 65 % des Durchfluss, also auf 1,3 m³/h (vom Hersteller für die Versuche empfohlen). 

Die nutzbare Flotationsoberfläche der Aquatector-Microfloat-Rechteckversuchszelle betrug 

ca. 2 m². Der Betriebsdruck des Aquatector, dem Sättiger der Anlage, lag bei 3 bis 3,5 bar. 

Nach Angabe des Herstellers können mit dem Aquatector Blasengrößen zwischen 30 bis 

50 µm erzeugt werden. 

Tabelle 17: Betriebsparameter der verwendeten mobilen Mikroflotation 


Maße 

Länge ca. 2 m 

Breite ca. 1 m 

Flotationsoberfläche 2 m² 

Aquatector 

Betriebsdruck 3-3,5 bar 

Recycle-Strom 1,3 m³/h 

Flotationsbetrieb 

Durchflussrate 2 m³/h 

Filtergeschwindigkeit 1 m/h



4.3 Versuchsdurchführung 

Um die Leistungsfähigkeit der ausgewählten Verfahren zur Mischwasserbehandlung am 

Regenbecken BlnX zu testen, wurden an jeder Anlage Versuche ohne den Einsatz von 

Chemikalien gefahren. Daran anschließende Versuche unter Einsatz von Chemikalien 

sollten Aufschluss darüber geben, ob der deutlich höhere Aufwand im Verhältnis zur 

erwarteten besseren Reinigungsleistung steht und dies anschließend interpretiert werden. 

Da alle Versuche abhängig von der Wetterlage bzw. des Füllzustandes des RÜB waren, 

konnten keine Tage und Uhrzeiten innerhalb der Planungsphase festgelegt werden. Die 

Untersuchungsreihen folgen demnach keinem zeitlichen Schema. Die Anlagen wurden vor 

jedem Untersuchungstag an das RÜB angeschlossen. Die Schläuche für den Zu- und 

Abtransport des Mischwassers wurden über eine Zufahrtsstraße zum benachbarten 

Pumpwerk verlegt. Nach Beendigung der Versuche erfolgte jeweils der Rückbau der 

Anschlüsse, um den normalen Arbeitsablauf der Berliner Wasserbetriebe auf dem Gelände 

nicht zu beeinträchtigten. Die Zulaufschläuche wurden mit der montierten Pumpe (Tuchfilter) 

bzw. den Siebkörben (Fuzzy Filter®, Mikroflotation) in den Einstiegsschacht des RÜB 

(siehe Abb. 28) eingeführt. Die Eintauchtiefe der Ansaugöffnung des Zulaufschlauches lag 

bei jedem Versuch ca. 20-80 cm unterhalb des Wasserspiegels im Becken. Auf diese Weise 

wurde einerseits ein versehentliches Trockenlaufen der Zuführpumpe verhindert, 

andererseits kein abgesetzter Bodenschlamm aus dem Becken mit angesaugt. 

Der Versuchsablauf an den einzelnen Versuchsanlagen ist in diesem Kapitel nur allgemein 

beschrieben. Die jeweiligen genauen Betriebsdaten, wie Filtergeschwindigkeiten, 

Probenahmeintervalle, Probenanzahl etc. der einzelnen Versuchstage sind im Kapitel 

„Versuchsergebnisse“ der jeweiligen Anlage aufgeführt. 

4.3.1 Übersicht Versuchsprogramm 

Tabelle 18 stellt das Versuchsprogramm mit den einzelnen Betriebsweisen und 

Einstellungen der Versuchsläufe dar. Die Erläuterung der verwendeten Abkürzungen für die 

Versuchsläufe ist Kap. 4 „Kategorisierung der Versuchsläufe“ zu entnehmen.



Tabelle 18: Übersicht Versuchsprogramm 

Betriebsweise Fuzzy Filter® Tuchfilter Mikroflotation 

Lauf vF 

[m/h] 

Kompr. 

[%] 

Lauf vF 

[m/h] 

Lauf w 

[m/h] 

F1L1-8 1) 

72 5-40 T21L1 

F3L1-8 

2) 

T22L1 2) 

7,5 

F4L1 

F8L1, F12L1 

72 

72 

40 

30 

T13L1 

T21L2 

6,25 

2) Ohne 

Chemikalien 

F7L1 

F6L2, F10L1 

24 

24 

40 

30 

T13L2 

5 

3,75 

F5L1 1) T14L1 

, 

F6L1-2 

24 10 T20L1-2 

T21L3 2) 

M2L1 

2,5 

1) 

M4L1 

M5L1 1) 

1 

M7L1 

M9L1 

M10L1 

FM1 

F8L3 24 40 T14L2-3 

F8L2 24 30 

F5L2, F6L3 24 10 

3) 2,5 M4L2 1 

F7L4 48 40 

F7L2-3 48 30 

F11L2 3) 

FM1+FHM 

T14L4 

24 40 

3) 

2,5 M4L3-4 1 

T15L1-3 

F12L2 4) 

F5L4 1) 

F6L5 

F11L1 3) 

F5L3 1) 

24 30 

24 10 

FM2 

F6L4 

F10L3 24 40 T17L1 2,5 M10L2 1 

F10L2 24 30 T18L1-2 

T19L1-4 

FM2+FHM F10L5 24 40 T17L2 

F10L4 24 30 T18L3 4) 

2,5 M10L3-5 1 

KP F6L6 24 30 T16L1-3 2,5 M7L2-4 

M9L2-5 

1 

1) künstlich erzeugtes MW; 2) Mikrofaser Filtertuch; 3) FM1, 2. Lieferung; 4)Probenahme Spezialanalyse 

4.3.2 Versuchsablauf Fuzzy Filter® 

Vor jedem Beginn der Versuchsläufe wurde eine gründliche Reinigung des Filtermediums 

vorgenommen. Der durchgeführte Waschzyklus vor jedem Versuchstag wurde wie folgt 

gewählt: 2x(180s/60s/60s/60s/60s/240s). Jeder Abschnitt beschreibt eine Modifikation der 

verwendeten Luftventile: 2x(alle/links/rechts/links/rechts/alle). Für die Waschzyklen zwischen 

den Versuchsläufen wurde das Waschprogramm jeweils mit 1x(180s/60s/60s/60s/60s/240s) 

gefahren. Nach Beendigung jeder Waschphase wurde eine meist drei-minütige Spülung 

vorgenommen, um eine ausreichende Ausschwemmung der remobilisierten Schmutzstoffe 

zu gewährleisten. Die Probenahme begann direkt nach Beendigung der Spül-/Waschphase. 

Da die Online-Trübungsmessung als Parameter für das Einleiten der Waschphase infolge 

eines Defekts des Systems nicht verwendet werden konnte, wurde deshalb die Waschphase 

bzw. die Beendigung eines Versuchslaufs mittels zweier Kriterien in Abhängigkeit von den 

jeweiligen Gegebenheiten gestartet: 

a) ein Durchtritt der Flocken bzw. eine Trübungsänderung im Ablauf ist visuell festzustellen 

oder 

b) nach einer zeitlich festgesetzten Filterlaufzeit, um das komplette Programm eines 

Versuchstages bzw. Versuchsläufe mit anderen Konditionen fahren zu können.



Am Ende jedes Versuchstages wurde jeweils eine längere Waschphase eingeleitet, um die 

Verschmutzung des Filterbettes so gering wie möglich zu halten, und nach zu erwartender 

langer Standzeit bis zum nächsten Regenereignis mit möglichst „sauberem“ Filterbett starten 

zu können. Des Weiteren wurde der Fuzzy Filter® vor dem ersten Versuchslauf eines 

Versuchstages so lange ohne Probenahme gefahren, bis alles „alte“ Mischwassers im 

Reaktionsbehälter ausgetauscht war. 

4.3.3 Versuchsablauf Tuchfilter 

Die Wiederinbetriebnahme des Tuchfilters erfolgte zu Beginn jedes Versuchstages durch die 

Reinigung des Polstoffes mit einer 3 bis 4-fachen Trommelumdrehung bei eingeschalteter 

Absaugvorrichtung. Ebenso wurde die Schlammpumpe zur fast kompletten Leerung des 

Tuchfilters vor Beginn der Versuche genutzt. Anschließend erfolgte die Beschickung des 

Tuchfilters mit dem zu untersuchenden Mischwasser aus dem RÜB. Die ersten beprobten 

Versuchsläufe wurden erst nach einem Vorlauf des Tuchfilters (bis nach Einsatz des ersten 

automatischen Spülvorgangs) durchgeführt. Bei den automatischen Spülvorgängen eines 

Tages blieb die Schlammpumpe im Normalbetrieb ausgeschaltet. In den Wintermonaten 

wurde nach Beendigung eines Versuchstages das gesamte Wasser des Tuchfilters 

abgelassen um eine Schädigung durch Frost zu verhindern. Die Reinigung des Tuchfilters 

erfolgte dann erst nach der Beschickung mit dem neuen Mischwasser. Während der 

Versuchsphase wurden zwei unterschiedliche Polstoffe getestet: ein Standard-Filtertuch und 

ein feineres Mikrofaser-Filtertuch. 

4.3.4 Versuchsablauf Mikroflotation 

Die Mikroflotation wurde mindestens eine Stunde vor der ersten Beprobung angefahren. 

Grund hierfür war der notwendige komplette Austausch des stehenden Wassers in der 

Anlage mit dem neu zugeführten Mischwasser aus dem RÜB (Beschickung 2 m²/h, Volumen 

Mikroflotation ca. 2 m²). Des Weiteren wurde während der Vorlaufphase das gesamte 

Restflotat des Vorversuchstages mittels der integrierten Räumeinheit abgezogen. Nach 

einem ausreichendem Durchsatz von mindestens 2 m² folgten dann die Versuchsläufe bzw. 

die Beprobung. 

4.3.5 Verwendete Fällungs- und Flockungschemikalien 

Eine Vielzahl von Fällungs-/Flockungs- und Kombinationsvarianten bestimmen mittlerweile 

den Markt der Abwasserindustrie. Da in der Mischwasserreinigung keine großen 

Erfahrungen mit dem Einsatz von Chemikalien vorliegen konnte bei der Wahl der 

Chemikalien nur eine gewisse Orientierung und Abschätzung der Leistungsfähigkeit der 

Fällungs- und Flockungsmittel erfolgen. Auch labortechnische Versuche konnten nur 

hinreichend aussagekräftige Ergebnisse liefern. Die in diesem Projekt eingesetzten 

Flockungsmittel (Koagulationsmittel) gehören zu den anorganischen Metallsalzen, welche in 

der Abwasserreinigung die bedeutendste und am besten erprobte Gruppe darstellen. 

Die Datenblätter der jeweiligen Hersteller sind im Anhang aufgeführt.



4.3.5.1 Flockungsmittel 

Als Flockungsmittel wurden ein Polyaluminiumchlorid- und ein Eisen(III)-Chlorid-Präparat auf 

der Basis anorganischer und organischer Polyelektrolyte ausgewählt. Gründe für den Einsatz 

der ausgewählten Flockungsmittel: 

� Diese Metallsalze haben sich in anderen Bereichen der Abwasserindustrie schon 

bewährt. 

� Hohe Ionenladungen (Al 3+ , Fe 3+ ) lassen schon bei geringen Konzentrationen eine 

gute Koagulation erwarten (Schulze-Hardy-Regel). 

� Schulze-Hardy-Regel besagt, dass „die Valenz des Gegenions zur 

Oberflächenladung den hauptsächlichen Effekt auf die Stabilität von Kolloiden 

ausübt“ (zit. nach [Fritz 2006], S.59). 

� Aluminium-/Eisen-Hydroxokomplexe (gute Bildung hauptsächlich im neutralen 

pH-Wert Bereich der üblich für Mischwässer ist) haben einen verstärkenden Effekt 

auf die Entstabilisierung, gegenüber der alleinigen Kompression der diffusen 

Doppelschicht durch Gegenionen (Eisen-/ Aluminium-Ionen). Dies gründet aus der 

hohen Adsorptionsfähigkeit der genannten Hydroxokomplexe, die das Kolloidoberflächenpotential 

in Richtung einer Ladungsneutralisation überführen können. Ein 

Nachteil ist eine mögliche Überdosierung: Bei zu hohen Konzentrationen kann es 

durch Oberflächenumladung zu einer Restabilisierung der gebildeten Flocken 

kommen. [Hahn et al. 1998], [Sieker 2005] 

� Vorhandene Polyelektrolyte fördern die Entstabilisierung bzw. Agglomeration der 

Koagulate durch Adsorption von Makromolekülen. 

4.3.5.2 Flockungshilfsmittel 

Zur optimalen Ausbildung der Makroflocken wird bei beiden Koagulationsmitteln ein 

hochmolekulares anionisches Flockungshilfsmittel getestet und verwendet. Generell kann 

davon ausgegangen werden, dass hochmolekulare Flockungshilfsmittel Flocken mit hoher 

Scherstabilität ausbilden [Hahn et al. 1998], was bei den hohen hydraulischen Belastungen 

im Mischwasserentlastungsbereich zu bevorzugen ist. 

4.3.5.3 Kombinationspräparat 

Als dritte Basisvariante und zum Vergleich mit den „herkömmlichen“ 

Abwasserreinigungschemikalien dient ein Kombinationspräparat ebenso auf 

Aluminiumsalzbasis mit integriertem Flockungshilfsmittel.



Tabelle 19: Beschreibung der zum Einsatz kommenden Chemikalien 

Produktbezeichnung Beschreibung Bemerkung 

NALCO 71232 (FM1) 

Polyaluminiumpräparat 

kationisches Flockungsmittel auf 

unverdünnt verwendet 

Anwendungsbereich: 

Basis von anorganischen und 

organischen Polyelektrolyten 

pH: 4-10 

Koagulant zur Fest- 

/Flüssigtrennung 

NALCO 71260 (FM2) 

Eisen-III-Chlorid (FeCl3)-Präp. 

kationisches niedermolekulares 

Flockungsmittel auf der Basis von 

Anwendungsbereich: 

Hydroxidbildnern und organischen 

pH: 3-11 

Polyelektrolyten 

Koagulant zur Fest- 

/Flüssigtrennung 

NALCO 7757 (FHM) ölfreies hochmolekulares 

anionisches Flockungshilfsmittel 

(Flüssigpolymer/ Polyelektrolyt) 

Chargepac 55 (KP) Kombinationspräparat 

flüssiges anorganisches 

Flockungsmittel auf Al-Salz-Basis 

am Standort auf 10%ige 

Lösung verdünnt 

am Standort auf 

0,5%ige Lösung 

verdünnt 

unverdünnt verwendet 

Alle Chemikalien standen in 25 l-Kanistern zur Verfügung. Zur Herstellung benötigter 

Verdünnungen dienten 50 l- und 60 l-Fässer, in denen die jeweils benötigte Lösung 

angesetzt wurde. Nach der Befüllung mit der errechneten Frischwassermenge eines 

Behälters folgte die langsame Zudosierung des gewählten Flockungsmittels bzw. 

Flockungshilfsmittels. Während dessen wurde mit Hilfe des Rührwerkaufsatzes einer 

Bohrmaschine das Ansetzgefäß kontinuierlich durchmischt. Die Durchmischung wurde 

jeweils erst 5-10 Minuten nach Ende der Zudosierung beendet, um eine sehr gute 

Homogenisierung der Lösung zu gewährleisten. Die Chemikalien wurden den 

Versuchsanlagen mit ProMinent Magnetdosierpumpen gamma/L zugeführt. Der Ort der 

jeweiligen Dosierung des Fällungs- und Flockungshilfsmittels bzw. des 

Kombinationspräparats ist in den Aufbauskizzen des Fuzzy Filters® (Abb. 30), des 

Tuchfilters (Abb. 32) und der Mikroflotation (Abb. 34) jeweils gekennzeichnet. 

4.3.6 Kritische Betrachtung der verwendeten Chemikalien 

4.3.6.1 Al – Ionen 

Ein Problem der chemischen Behandlung des Mischwassers liegt in dem möglichen Austrag 

unerwünschter Stoffe bei Überdosierung, die den Fällungs- und Flockungsmitteln 

entstammen. Neben enthaltenen Spurenstoffen können auch die Wirksubstanzen dem 

Gewässer und der angeschlossenen Ökologie Schaden zufügen. Aluminium-Ionen können 

einen erschwerten Sauerstoffaustausch von Fischen mit dem Gewässer durch Ablagerung 

auf Kiemenoberflächen hervorrufen und stören bei Aufnahme den Salzgehalt der Tiere in 

den Körperzellen. In Trinkwassergewinnungsgebiete gelangtes Aluminium kann bei 

Aufnahme durch den Menschen zu Störungen des Phosphatstoffwechsels und des 

Nervensystems führen. Ebenso werden Krankheiten wie Alzheimer und Arteriosklerose mit 

erhöhter Aluminiumkonzentration in Verbindung gebracht. [Häfliger 2004]



4.3.6.2 Fe(III) – Ionen 

Eisen(III)-Ionen sind in ihrem Schädigungspotential gegenüber der Ökologie wesentlich 

geringer einzuschätzen als Aluminium-Ionen. Eisenverbindungen gehören zum natürlichen 

System der Gewässer. Die meisten Verbindungen liegen zum Großteil in ungelöster Form in 

den Sedimenten vor und treten in Wechselwirkung mit den Gewässern in einem 

dynamischen Gleichgewicht auf. Reduktions- und Oxidationsprozesse bestimmen die 

Eisen(II)- und Eisen(III)-Konzentrationen im System. Eisenverbindungen kommen in 

Gewässern in Konzentrationen zwischen 0,1 und 10 mg/l vor. Generell wird von einer 

Hintergrundbelastung von 0,5-1 mg/l ausgegangen. [Brandorff et al. 1997] 

Aus diesem Grund scheint ein eventueller Austrag von Eisen (III)-Ionen keine gravierenden 

Auswirkungen zu haben und kann in den meisten Fällen durch das dynamische System 

gepuffert werden. Der Austrag weiterer Stoffe (Spurenstoffe) in den Eisen(III)-Präparaten 

muss jedoch beachtet werden. 

4.3.7 Kritische Betrachtung der Versuchsdurchführung 

Alle Anlagen wurden vor Beginn jedes Versuchstages so eingefahren, dass theoretisch ein 

kompletter Austausch des gesamten Becken- bzw. Filterraumvolumens stattfinden konnte. 

Vorhandenes Restwasser, Schmutzpartikel sowie Fällungs- und Flockungschemikalien aus 

vorangegangenen Versuchen können auch bei einer gründlichen Vorlaufphase noch zu 

geringen Anteilen im System verweilen. Bei der Mikroflotation und dem Tuchfilter wurden 

Schlamm- und Absaugpumpen zur Unterstützung mit in Betrieb genommen. Für den Fuzzy 

Filter® kann eine komplette Entfernung unerwünschter Reststoffe durch sein geringes 

Filterraumvolumen und hohe Filtergeschwindigkeiten im Betrieb ohne Chemikalien 

weitestgehend angenommen werden. Generell ist bei Versuchen mit Fällungs- und 

Flockungschemikalien durch vorhandene Totzonen in den Fällbehältern der Fehler des 

Reststoffverbleibs vorangegangener Versuche deutlich höher einzuschätzen. Des Weiteren 

konnten wahrscheinlich vor und nach den Waschzyklen der Filter keine identischen 

Ausgangssituationen für jeden Testlauf geschaffen werden. Nach einem Waschzyklus 

können immer noch unterschiedliche Partikelkonzentrationen im Filtermaterial enthalten sein, 

die die Eigenschaft des nächsten Filterlaufs mit beeinflussen können. 

4.4 Analytik 

4.4.1 Probenahme 

Die Probenahmeintervalle aller Versuche lagen zwischen 5 und 60 min (Langzeitversuch 

Fuzzy Filter®). Für alle Proben wurden 0,5 l PE-Flaschen verwendet. Die Zulauf- und 

Ablaufproben wurden zum jeweils gleichen Zeitpunkt genommen. Die Probenahmestellen 

der technischen Anlagen sind in der jeweiligen Aufbauskizze des Fuzzy Filters® (Abb. 30), 

des Tuchfilters (Abb. 32) und der Mikroflotation (Abb. 34) eingezeichnet. Der Zulauf des 

Fuzzy Filters® wurde vor (PZ1) und zusätzlich nach (PZ2) dem Fällungs- und 

/Flockungsbehälter beprobt. Die Proben wurden innerhalb eines Zeitraumes von 24 Stunden 

analysiert und bis zur Analyse kühl gelagert.



4.4.2 Untersuchte Parameter 

Die Analysen für alle CSB-Fraktionen, P-Fraktionen, AFS und die Fällungs- und 

Flockungsversuche wurden im Labor des Fachgebietes Siedlungswasserwirtschaft der 

TU Berlin am Campus Berlin-Wedding, TIB-Gelände durchgeführt. 

Jeweils eine Zu- und Ablaufprobe der Versuchsläufe F12L2 und T18L3 sind extern vom 

Labor der Berliner Wasserbetriebe hinsichtlich bestimmter Spurenstoffe analysiert worden. 

Zur Bestimmung der Filtrations- bzw. Flotationsleistung der einzelnen Versuchsanlagen 

wurden im Labor des FG Siedlungswasserwirtschaft die Parameter AFS, CSBgesamt, CSBfiltriert, 

Pgesamt, Pfiltriert und Portho (Orthophosphat) jeweils der Zulauf- und Ablaufproben analysiert. 

Tabelle 20: Überblick über die verwendeten Analysemethoden 

Parameter Methode Messbereich 

CSBgesamt 

CSBfiltriert 

Pgesamt 

Pfiltriert 

Portho 

AFS 

Küvettentest Hach Lange 





DIN 38409 

Membranfilter ME 25 Whatman 

Cellulosemischester 

Porenweite: 0,45 µm 

LCK 114 150-1000 mg/l 

LCK 614: 50-300 mg/l 

LCK 314 15-150 mg/l 

LCK 114 150-1000 mg/l 

LCK 614: 50-300 mg/l 

LCK 314 15-150 mg/l 

LCK 350: 2-20 mg/l 

LCK 348: 0,5-5 mg/l 

LCK 348: 0,5-5 mg/l 

LCK 349: 0,05-1,5 mg/l 

LCK 348: 0,5-5 mg/l 

LCK 349: 0,05-1,5 mg/l 

Zur AFS-Bestimmung wurde ein definiertes Probenvolumen mit Membranfiltern aus 

Cellulosemischester der Firma Whatman mit einer Porenweite von 0,45 µm mit Hilfe von 

Unterdruck filtriert. Zur Vorbereitung der Filter wurden diese mit destilliertem Wasser gespült, 

getrocknet und ihr Leergewicht bestimmt. Die beladenen Filter wurden im Trockenschrank 

bei 105°C bis zur konstanten Gewichtseinstellung gelagert und anschließend ausgewogen. 

4.4.3 JAR - Tests zur Fällung / Flockung 

Für die Chemikalien Chargepac 55 und Nalco 71260 (FeCl3) mit Nalco 7757 wurden Jar- 

Versuche im labortechnischen Maßstab durchgeführt. Jar-Tests werden häufig für die 

wissenschaftliche Simulation von Fällungs- und Flockungseinheiten zur Wasseraufbereitung 

eingesetzt. In bestimmten Behältern mit eigenem Rührwerk werden optimale Dosierungen 

und Chemikalieneigenschaften untersucht. Jar-Tests zeichnen sich durch Programmierung 

bestimmter Schnellmisch-/Rühr-/ und Sedimentationsphasen aus, deshalb sind ihre 

Ergebnisse gut reproduzierbar. 

Für das Präparat Nalco 71232 führte die Firma Nalco bereits einige Vorversuche mit 

Mischwasser durch und empfahl einen bestimmten Dosierbereich.



4.4.3.1 Flockungsversuche mit Nalco 71260 (FeCl3) 

Um einen optimalen Dosierbereich des Flockungsmittels FeCl3 zu gewährleisten wurden im 

Vorfeld im Labor Jar-Tests durchgeführt. Die Untersuchungen wurden mit Mischwasser des 

Versuchstages 7 durchgeführt. (siehe Tab. 22) 

Die 10%ige FeCl3-Lösung wurde in unterschiedlichen Konzentrationen (100 bis 350 ppm) 

den jeweiligen Jar-Bechergläsern, die mit 0,8 l Mischwasser befüllt waren, zu dosiert. Das 

Jar-Test Programm wurde wie folgt eingeteilt: 30 s Schnellrührphase, 10 min Rührphase und 

10 min Sedimentierphase. 

Während der Sedimentierphase entstanden gut erkennbare Mikroflocken. Für eine schnelle 

Überprüfung der Fällungseigenschaften wurde mit Hach Lange Küvettentests der Portho – 

Gehalt der Proben bestimmt. Nach Auswertung der Ergebnisse konnte ein optimaler 

Dosierungsbereich von 200-250 ppm Fe festgestellt werden. 

Eine vorhergehende Testreihe zeigte, dass Dosierungen von über 350 ppm eine rötliche 

Färbung verursachen. Dies lässt auf eine Überdosierung schließen. 

Um die Makroflockenbildung mit Hilfe des Flockungshilfsmittel (FHM) Nalco 7757 (0,5 % 

verdünnt) zu untersuchen, wurde den einzelnen Jar-Bechergläsern, in denen bereits die 

Mikroflockenbildung abgeschlossen war, das FHM in 1 ppm-Schritten zu pipettiert. Ab einer 

Konzentration von 4 bis 5 ppm FHM bildeten sich nach wenigen Minuten gut absetzbare 

Makroflocken aus. Das Optimum der FHM-Zugabe betrug ca. 5 ppm. 

4.4.3.2 Flockungsversuche mit Chargepac 55 

Zur Ermittlung eines sinnvollen Dosierbereichs für Chargepac 55 wurden ebenfalls Jar- 

Versuche im labortechnischen Maßstab durchgeführt. Es wurden die Parameter CSB, Pgesamt 

und Portho untersucht. Mangels echten Mischwassers wurde „synthetisches“ Mischwasser 

verwendet. Hierfür wurde Abwasser (aus dem Mischwasserkanal bei Trockenwetter) mit 

Frischwasser in einem Verhältnis von 1:4 versetzt (18 Liter Leitungswasser + 6 Liter 

Abwasser = 24 Liter Mischwasser). Für die Jar – Tests wurden jeweils 800 ml Mischwasser 

unterschiedliche Flockungsmittelmengen (zwischen 0,25 ml/l und 1,5 ml/l) Chargepac 55 

zugesetzt. Das Eigenvolumen des Flockungsmittels wurde bei diesen Versuchen 

vernachlässigt. Die Probenahme erfolgte nach einer 30 s Schnellmisch-, +10 min Rühr-, 

+10 min Sedimentierphase, ca. 5 mm unter der Wasseroberfläche aus dem klaren 

Überstand. 

Bei einer Dosierung von 0,275 ml/l schien eine ausreichende Abtrennung der untersuchten 

Stoffe erreicht worden zu sein, es bildeten sich jedoch keine Makroflocken aus. Die 

Flockenphase wirkte wie eine diffuse Wolke, die schon bei leichter Bewegung des 

Becherglases ihre Kompaktheit verlor und sehr hohe Instabilität aufwies. Die generelle 

Eignung von Chargepac 55 sollte dennoch auf den technischen Anlagen erprobt werden. 

4.4.4 Kritische Betrachtung der Analysen 

Geringe Schwankungen aller Messreihen an den Versuchsanlagen sind meist auf 

statistische und systematische Fehler bei der Analyse der einzelnen Stoffe zurückzuführen. 

Ebenso sind Inhomogenitäten in der Probenzusammensetzung des Zu- und Ablaufes 

zwischen den einzelnen Proben nicht zu vermeiden. Durch die relativ geringe Anzahl an



Proben sind Ausreißertests nicht direkt durchführbar. Aus diesem Grund können stark 

abweichende Werte nur bei eindeutiger Sachlage zu Ausreißern deklariert werden. Die 

Begründungen sind den entsprechenden Texten der Auswertung zu entnehmen. Aus diesen 

Gründen werden Darstellung und Auswertung hauptsächlich über gemittelte Zu- und 

Ablaufwerte und über eine gemittelte Eliminierungsrate vorgenommen. 

5 Ergebnisse und Auswertung 

a) Kategorisierung der Versuchsläufe 

Zur besseren Übersichtlichkeit der Versuchsreihen werden die Versuche in einem eigens 

definierten einfachen Verfahren beschrieben. Die einzelnen Versuche werden nach 

durchgeführten Versuchstagen und Läufen numerisch kategorisiert. Die Versuchstage sind 

chronologisch durchnummeriert und mit der entsprechenden Nummer gekennzeichnet. Der 

betrachtete Versuchslauf eines Tages wird mit einem L und seiner entsprechenden 

Laufnummer gekennzeichnet. Zur Unterscheidung der verschiedenen Reinigungstechniken 

wird der entsprechende Anfangsbuchstabe vor die Nummer des Versuchstages eingeführt: 

F = Fuzzy Filter ® 

T = Tuchfilter 

M = Mikroflotation 

Beispiel: Fuzzy Filter ® , Versuchstag 5, Lauf 3 � F5L3. 

Somit ist eine lückenlose Nachvollziehbarkeit über den jeweils betrachteten Versuchslauf 

gewährleistet. 

b) Klassifizierung der Mischwasserqualitäten 

Da sich im Betrieb der Anlagen und bei der späteren Analyse der Daten herauskristallisierte, 

dass die unterschiedlich auftretenden Mischwasserqualitäten einen signifikanten Einfluss auf 

die Leistungsfähigkeit der Techniken besitzen können, werden die Konzentrationsschwankungen 

und die arithmetischen Mittelwerte ( ) der einzelnen untersuchten Parameter 

zu Beginn jeder Ergebnisdarstellung einer Reinigungstechnik mit aufgeführt und nach der 

eigens festgelegten Bewertung in Gruppen eingeordnet. Dies dient bei der späteren 

Auswertung der direkten Einordnung der erhaltenen Ergebnisse in Bezug auf die 

Verschmutzung des jeweiligen Mischwassers. Die Bewertung der Mischwasserqualität wird 

mittels Buchstaben und Zahlen beschrieben. Die Buchstaben geben Auskunft über die 

Konzentrationen der partikulären Inhaltsstoffe. Die Summe der Zulaufprobenmittelwerte von 

AFS und CSBpart bilden einen fiktiven Wert (Wfikpart), der den Gehalt der partikulären 

Inhaltsstoffe im Mischwasser beschreibt. Die Zahlen geben Auskunft über die Konzentration 

von Portho im Mischwasser. 

Die genaue Anleitung der Einteilung der Mischwässer entsprechend der Kriterien ist in 

Tabelle 21 beschrieben.



Tabelle 21: Mischwasserkategorisierung 

Mischwasserqualität: Hauptkriterium Buchstabe (Belastung durch partikuläre Stoffe) 

A 

leicht belastetes 

Mischwasser 

B 

mäßig belastetes 

Mischwasser 

C 

stark belastetes 

Mischwasser 

D 

sehr stark 

belastetes 

Mischwasser 

X1 

(X=A;B) 

X2 

(X=B;C;D) 

X3 

(X=B;C;D) 

X4 

(X=B;C;D) 

X5-6 

(X=B;C;D) 

Wfikpart = < 100 mg/l 

Wfikpart = 100-200 mg/l 



Vorkommen meist nach längeren 

Regenperioden und nach Schneeschmelzen 

� Kanalisation und Einzugsgebiet während des 

Regenereignisses relativ sauber. 

Vorkommen meist nach wechselhaften 

Wetterbedingungen, häufiges auftreten 

� Kanalisation und Einzugsgebiet während des 

Regenereignisses „normal“ verschmutzt 

Vorkommen meist nach längeren 

Trockenwetterperioden 

�Kanalisation und Einzugsgebiet durch zuvor 

ausbleibenden Regen stärker verschmutzt 

Vorkommen meist nach sehr langen 

Trockenwetterperioden und mögliche 

Auswirkung eines Spülstoßes 

�Kanalisation und Einzugsgebiet durch zuvor 

lang ausbleibenden Regen stark verschmutzt, 

eventuell ausgeprägter Spülstoß wird im RÜB 

aufgefangen. 

Mischwasserqualität: Nebenkriterium Zahl (Konzentration Ortho-Phosphat) 

Σ Porthozu = 0-1 mg/l 





Geringe Portho-Belastung 

Korreliert mit leicht - mäßiger partikulärer 

Verschmutzung 

Mäßige Portho-Belastung 

Korreliert mit mäßig - (sehr) stark partikulärer 

Verschmutzung 

hohe Portho-Belastung 


Verschmutzung 

Sehr hohe Portho-Belastung 


Verschmutzung 

Übermäßige Portho-Belastung 

selbsterzeugtes synthetisches Mischwasser 

Wfikpart = fiktiver Wert gebildet aus den partikulären Parametern = (Σ AFSzu; CSBpartzu) 

5.1 Fuzzy Filter ® 

5.1.1 Versuchsergebnisse 

In Tabelle 22 sind die Schwankungsbereiche und Mittelwerte der betrachteten Inhaltsstoffe 

der jeweiligen Mischwässer und deren Qualitätsstufe chronologisch nach der Durchführung 

dargestellt.



Tabelle 22: Mischwasserqualitäten der Fuzzy Filter®-Versuchstage 

Versuchstag MW- 

Qualität 

02.03.10* 

F1 

21.03.10 

F3 

27.03.10 

F4 

08.04.10* 1) 

F5 

27.04.10 

F6 

03.05.10 

F7 

07.05.10 

F8 

01.06.10 

F10 

19.07.10 

F11 

03.08.10 

F12 

B3 

D4 

B2 

AFS 

[mg/l] 

29 - 35 

33 

117 - 152 

130 

44 - 56 

50 

CSBtot 

[mg/l] 

145 - 153 

148 

357 - 389 

375 

95 - 120 

111 

CSBpart 

[mg/l] 

54 - 78 

70 

225 - 259 

247 

39 - 68 

60 

Ptot 

[mg/l] 

3,7 - 4,3 

4,0 

6,5 - 7,3 

7,1 

2,2 - 2,5 

2,4 

Portho 

[mg/l] 

2,4 - 2,9 

2,76 

3,6 - 4 

3,74 

1,2 -1,5 

1,32 

C6 86 316 156 7,5 5,15 

B2 

C3 

A2 

B1 

A2 

B2 

50 -70 

58 

54 - 156 

79 

32 - 58 

43 

17 - 52 

32 

10 - 40 

27 

52 - 72 

61 

147 - 168 

160 

180 - 321 

241 

105 - 119 

111 

111 - 134 

125 

195 - 206 

197 

287 - 321 

308 

* Modellmischwasser 

1) Errechnete MW aus 1 FFzu + 5MFzu aus dem Parallelbetrieb 

49 - 96 

83 

107 - 233 

154 

35 - 56 

45 

53 - 93 

77 

39 - 61 

51 

82 - 94 

89 

5.1.1.1 Versuchstag 1 (02.03.2010) und Versuchstag 3 (21.03.2010) 

2,7 - 3,1 

2,9 

3,7 - 5,3 

4,4 

2 - 2,4 

2,2 

2,2 - 2,6 

2,4 

1,9 - 2,3 

2,2 

3,8 – 4,7 

4,3 

1,4 - 1,5 

1,47 

2,0 - 2,4 

2,24 

1,1 - 1,3 

1,21 

0,8 - 1 

0,9 

1,4 - 1,6 

1,49 

1,6 – 1,9 

1,78 

Untersuchungen zur Leistungsfähigkeit des Fuzzy Filters ® bei unterschiedlichen 

Kompressionsgraden wurden an den Versuchstagen 1 und 3 durchgeführt. 

Für die Schulung der Anlagenbetreiber durch das Fachpersonal wurde am Versuchstag 1 ein 

„synthetisches“ Modellmischwasser (B3) im RÜB erzeugt. Am Versuchstag 3 stand echtes 

Mischwasser (D4) im RÜB zur Verfügung. 

Die allgemeine Versuchsdurchführung und Probenahme verlief an beiden Versuchstagen 

vergleichbar ab. An beiden Tagen wurde der Fuzzy Filter® mit einem Volumenstrom von 

15 m³/h gefahren, was einer Filtergeschwindigkeit von 72 m/h entspricht. Nach einer 

Filterlaufzeit von 15 min (F1L1) bzw. 12 min (F3L1) wurde jeweils eine Zu- und Ablaufprobe 

genommen, der Spülzyklus manuell eingeleitet und nach Abschluss der gesamten 

Waschperiode die Kompression um 5 % für den neuen Versuchslauf erhöht. Auf Grund 

vergleichbarer Filterleistung bei unterschiedlichen Kompressionsgraden (siehe Kap. 4.1.2.1) 

sind in Tabelle 23 die Zu- und Ablaufwerte des jeweiligen Versuchstages gemittelt 

dargestellt. Die Abkürzung „n“ steht für die Anzahl der Proben eines Laufs.



Tabelle 23: F1 und F3: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte 

Lauf n Laufzeit 

[min] 

Kompr. 

[%] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

F1L1 8 8x 15 5-40 23 (33) 130 (148) 53 (70) 3,8 (4,02) 2,76 (2,78) 

F3L1 8 8x 12 5-40 86 (130) 312 (375) 185 (247) 

6,41 

(7,05) 

3,64 (3,74) 

5.1.1.2 Versuchstag 4 (27.03.2010) 

Am Versuchstag 4 wurde ein Langzeitversuch mit dem Fuzzy Filter® unter fest definierten 

Konditionen und echten Mischwasserbedingungen (B2) durchgeführt. Der Langzeitversuch 

sollte zeigen, ob über die gesamte Filterlaufzeit eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit 

bzw. der Filterwirkung des Fuzzy Filters® nachzuweisen ist. Mit einem Durchsatz von 

15 m³/h und einer Komprimierung des Filterbetts von 40 % wurden alle Zu- und 

Ablaufproben im 1-Stunden-Takt genommen. Die erste Probenahme erfolgte bei Minute 5. 

Die gesamte Filterlaufzeit belief sich auf 425 min. In Tabelle 24 sind die Ergebnisse der Zu- 

und Ablaufkonzentrationen der einzelnen Parameter bis zur Abnahme der Filterleistung nach 

305 min gemittelt dargestellt. Der Verlauf über die gesamte Filterlaufzeit wird in der 

Auswertung (siehe Kap. 5.1.2.2) aufgeführt. 

Tabelle 24: F4: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte 


[min] 

Kompr. 

[%] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

F4L1 6 305 40 31 (50) 99 (111) 46 (60) 

5.1.1.3 Versuchstag 5 (08.04.2010) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

2,18 

(2,37) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

1,39 (1,32) 

Zur Inbetriebnahme der Installierten Fällungs-/ und Flockungseinheit des Fuzzy Filters® 

(Weg 2, Abb. 30) wurde ein künstliches Mischwasser im Regenbecken erzeugt. Am 

gesamten Versuchstag wurde mit einer Filtergeschwindigkeit von 24 m/h (Volumenstrom: 5 

m³/h) gearbeitet. 

Die Probenahme der Chemikalienversuche für den Zulauf erfolgte fälschlicherweise 

zwischen der Fällungs- /Flockungseinheit und dem Fuzzy Filter®. Die Chemikalien 

verändern durch Ausfällung, Flockung und Einschlussflockung die Zusammensetzung und 

Eigenschaften der Zulaufproben signifikant und lassen keine Schlüsse mehr auf die 

„originalen“ Mischwasserqualitäten zu. Folglich konnten die Zulaufproben der 

Chemikalienläufe (F5L2-4, Tabelle 25) für die Analyse nicht verwendet werden. Um dennoch 

eine annähernde Aussage über den Zulauf treffen zu können, wurde ein Mittelwert aus der 

Zulaufprobe F5L1 und den Zulaufproben der parallel dazu mit dem gleichen Rohwasser 

betriebenen Mikroflotation gebildet. Durch den parallelen Betrieb der Mikroflotation und der 

gleichen Entnahmestelle aus dem Regenbecken kann der Mittelwert für die Analyse 

verwendet werden. Das errechnete Mischwasser wird als C6 eingestuft.



Nach der Probenahme des Vorversuchs V5L1 bei 15 min wurden die Chemikalienversuche 

im Anschluss im Abstand von jeweils 5 min beprobt. Die Chemikalien Nalco 71232 (FM1, 

PAC) und Nalco 7757 (FHM) kamen in verschiedenen Testläufen zum Einsatz. Die mittleren 

Zu- und Ablauflaufwerte sind mit den Chemikaliendosierungen in Tabelle 25 aufgeführt. 


Lauf n Kpr. FM1/FHM AFSab 

(AFSzu) 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[%] [mg WS/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

Ptot, ab (Ptot, 

zu) 

[mg/l] 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

F5L1 1 10 - 74 (86) 282 (294) 137 (149) 6,84 (6,99) 4,59 (4,79) 

F5L2 6 10 25,1 75 (86) 220 (316) 85 (156) 2,69 (7,45) 0,35 (5,15) 

F5L3 2 10 25,1 / 5,8 23 (86) 148 (316) 19 (156) 0,73 (7,45) 0,44 (5,15) 

F5L4 5 30 25,1 / 5,8 14 (86) 143 (316) 10 (156) 0,74 (7,45) 0,45 (5,15) 

5.1.1.4 Versuchstag 6 (27.04.2010) 

Am Versuchstag 6 wurden weitere Untersuchungen zur Leistungsfähigkeit des Fuzzy 

Filters® in Kombination mit physiko-chemischer Behandlung unter realen 

Mischwasserverhältnissen durchgeführt. Das abgesetzte Mischwasser (B2) befand sich über 

Nacht im Regenüberlaufbeckenbecken und wurde erst am darauf folgenden Morgen für die 

Untersuchungen genutzt. 

Die Chemikalien Nalco 71232 (FM1), Nalco 7757 (FHM) und Chargepac 55 (KP) kamen in 

verschiedenen Testläufen zum Einsatz. Alle Versuche wurden mit einer Filtergeschwindigkeit 

von 24 m/h (Volumenstrom 5 m³/h) gefahren und sind mit den dazugehörigen mittleren Zu- 

und Ablaufwerten in der Tabelle 26 beschrieben. Die Probenahme erfolgte in einer 5 min- 

Taktung. 


Lauf n Kpr. FM1/FHM 

(KP) 

AFSab 

(AFSzu) 

CSBtot, ab 

(CSBtot, 

[%] [mg WS/l] [mg/l] 

zu) 

[mg/l] 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

Portho, ab (Portho, 

zu) 

[mg/l] 

F6L1 1 10 - 36 (62) 124 (164) 55 (86) 2,19 (3,05) 1,28 (1,54) 

F6L2 1 30 - 30 (64) 128 (168) 62 (88) 1,95 (2,77) 1,29 (1,44) 

F6L3 1 10 25,1 40 (60) 127 (166) 56 (90) 1,29 (2,8) 0,07 (1,52) 

F6L4 3 10 25,1 / 5,8 37 (61) 99 (166) 31 (64) 0,85 (2,91)



Im Anschluss folgten Versuche mit Chemikalienzugabe bei einer Filtergeschwindigkeit von 

48 m/h. 

Zum Einsatz kamen die Chemikalien Nalco 71232 (FM1) und Nalco 7757 (FHM). In 

Tabelle 27 sind die mittleren Zu- und Ablaufwerte aller durchgeführten Versuchsreihen 

aufgetragen. Die Probenahme beim Langzeitversuch erfolgte in einer 10 min-Taktung. Die 

Chemikalienversuche wurden im 5 min-Takt beprobt. 


Lauf n Kpr. FM1/FHM AFSab 

(AFSzu) 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 


CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

F7L1 7 40 - 36 (93) 183 (253) 96 (168) 

F7L2 3 30 12,6 / 2,9



durchgeführten Testläufe und die gemittelten Zu- und Ablaufwerte der betrachteten 

Parameter. 


Lauf n Kpr. FM2/FHM AFSab CSBtot, ab 

(AFSzu) (CSBtot, zu) 


CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

F10L1 3 30 - 23 (43) 87 (124) 27 (74) 1,88 (2,4) 0,83 (0,92) 

F10L2 4 30 13,3



In den beiden nachstehenden Abbildungen sind die Analyseergebnisse der beiden 

behandelten Wässer über dem jeweiligen Kompressionsgrad dargestellt. 

Abbildung 37: FF: Vergleich des Einflusses steigender Kompressionsgrade auf die 

Filterwirkung bei unterschiedlichen Mischwasserqualitäten 

Die Eliminierungsraten von 5% bezüglich AFS und 35% bezüglich CSBpart (Versuch F1L1) 

sind eindeutig als „Ausreißer“ identifiziert und wurden nicht dargestellt. 

Bei Versuchsreihe F3L1 ist eine kontinuierliche Abnahme der AFS-Zulaufkonzentrationen 

von ca. 150 auf 100 mg/l AFS durch Sedimentationsvorgänge im Regenbecken festzustellen. 

Durch die Abnahme des Verschmutzungsgrades kombiniert mit steigender Kompression ist 

ein Vergleich der untersuchten Kompressionsgrade nicht eindeutig durchzuführen. Die beste 

Eliminierungsrate bei einer 10 %igen Kompression könnte folglich der höheren stofflichen 

Belastung des Filters gegenüber höheren Kompressionsgraden geschuldet sein. Konstant 

auftretende Zulaufkonzentrationen bei F1L1 und unabhängig vom Kompressionsgrad 

auftretende Eliminierungsraten (vergleichbar F3L1) lassen jedoch ebenso keine signifikante 

Einflussnahme der Kompression auf die Filterwirkung erkennen. Der AFS-Ablauf liegt in der 

betrachteten Versuchsreihe in einem geringen Schwankungsbereich zwischen 20-25 mg/l. 

Geringfügig auftretende Konzentrationsschwankungen sind hauptsächlich auf 

unvermeidbare Inhomogenitäten zwischen den einzelnen Proben und auf statistische Fehler 

in der Analyse zurückzuführen. Identische Konzentrationsdifferenzen zwischen Zu- und 

Ablauf werden mit 5 und 10 %iger Kompression (9-10 mg/l AFS) im Vergleich mit 35 % und 

40 % Kompression (9-10 mg/l AFS) ermittelt. 

Im Allgemeinen ist nicht zu erkennen, dass durch ansteigende Komprimierungsgrade des 

Filterbetts eine stetige Verbesserung der Filterleistung eintritt. Die Parameter der partikulären 

Fraktion AFS und CSBpart, bei denen ein erhöhter Rückhalt durch eine Verringerung der 

Porengrößen im Filterbett zu erwarten wäre, zeigen keine fortschreitende Verbesserung der 

Eliminierungsraten, die auf eine steigende Filterwirkung zurückzuführen wäre. Obwohl zwei 

komplett unterschiedliche Mischwasserzulaufeigenschaften untersucht wurden (Konstanz in 

der Zulaufqualität, Mischwasserherkunft) kann eine Verbesserung der Filterwirkung mit 

steigenden Kompressionsgraden nicht bestätigt werden. Aufgrund der Kürze der beprobten 

Filterlaufzeit kann jedoch keine generelle Aussage über die Kompressionswirkung bei 

längeren Filterlaufzeiten gemacht werden.



Im Allgemeinen lagen die ermittelten Eliminierungsraten unabhängig vom Kompressionsgrad 

in einem Schwankungsbereich von: AFS: ca. 20-40 %, CSBtot: ca. 15-20 %, CSBpart: 20-30 

%, Ptot:



durchströmender Partikel wird erhöht. Durch Remobilisierung schon adsorbierter Partikel mit 

geringen Bindungskräften (nicht optimal entsprechender Porengröße) werden „kleinere“ 

Partikel in tiefere Schichten des Filterbettes eingelagert und der Filterkörper zunehmend 

optimiert. Folglich nehmen Differenzen unterschiedlicher Filterströmungen im Filterbett durch 

eine Art Homogenisierung des Filterbetts ab und es werden Turbulenzen in den Poren 

vermindert, die eine Adsorption erschweren bzw. eine Remobilisierung erleichtern. Des 

Weiteren sind durch die Separierung der Partikel in bevorzugte Porengrößen Verstopfungen 

und Verblockungen kleinerer Poren durch größere Partikel weniger wahrscheinlich und die 

theoretische Beladung nimmt zu. Diese „Filterhomogenisierung“ optimiert die Filterwirkung 

nach einer Einlaufphase (Phase 1) über die Zeit. 

Ab Minute 365 ist eine signifikante Verschlechterung des AFS-Rückhalts um ca. 65 % 

gegenüber Minute 305 auf 10 mg/l AFS-Rückhalt unter konstanten Zulaufbedingungen zu 

verzeichnen. Der genaue Zeitpunkt der Abnahme der Filterwirkung konnte nicht erfasst 

werden. Es ist jedoch eindeutig eine Abnahme der Filterleistung nach 305 min bezüglich der 

abfiltrierbaren Stoffe zu erkennen. Ein Durchtreten der Partikel durch das Filterbett ist 

offensichtlich gegeben. Eine zunehmende Beladung des Filters bewirkt eine Abnahme der 

Strömungsfläche in den theoretischen Schichten des Filterbettes. Bei gleichbleibendem 

Volumenstrom wird folglich die hydraulische Belastung auf die adsorbierten Partikel stetig 

erhöht. Ab einem gewissen Punkt ist der auftretende Druck stärker als die Adsorptionskräfte 

der Partikel und eine erhöhte Remobilisierung bzw. ein „Durchpressen“ der Partikel durch 

das Filterbett findet statt. 

Für die Vergleichsauswertung unterschiedlicher Eliminierungsraten (siehe Kap 5.1.2.3) wird 

der letzte Teil des Versuchslaufs (nach 305 min) nicht berücksichtigt, um die reine 

Filterwirkung des Fuzzy Filters ® unter „normalen“ Bedingungen zu ermitteln. 

In Abbildung 39 sind die Konzentrationsverläufe der CSB-Fraktionen des betrachteten 

Langzeitversuches F4L1 grafisch dargestellt. 

Abbildung 39: FF: Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktionen über die gesamte 

Filterlaufzeit, F4L1, 40 %, vF= 72 m/h, MWQ: B2 

Die CSB-Fraktionen zeigen ähnliche Verlaufsmuster wie die Verläufe der Zu- und 

Ablaufkonzentrationen der abfiltrierbaren Stoffe in den Phasen 1 und 2. Bis Minute 125 ist



eine relative konstante Differenz zwischen den Zu- und Ablaufwerten zu verzeichnen. Im 

Mittel wird eine CSBpart-Reduktion von ca. 12 mg/l erreicht. 

Zwischen Minute 125 und 245 ist ähnlich wie bei beim Parameter AFS eine Verbesserung 

der Filterwirkung zu verzeichnen. Die CSBpart-Reduktionen zwischen den Zu- und 

Ablaufkonzentrationen liegen im Bereich von 18-20 mg/l (Steigerung um 33-40 % gegenüber 

Phase 1). Der CSBpart-Rückhalt korreliert mit dem der AFS und zeigt eine deutliche 

Steigerung der Filterwirkung in Phase 2. 

Nach 245 min tritt eine Verringerung der Zulaufqualität der partikulären CSB-Fraktion um ca. 

30 % auf. Die signifikante Abnahme der Zulaufkonzentrationen nach 245 min verdeutlicht, 

welchen starken Änderungen Mischwasserverhältnisse unterliegen können und die nicht 

anhand eines einzelnen Parameters unmittelbar festzustellen sind (vgl. Abb. 38 AFS- 

Verlauf). Diese starken Änderungen der Zulaufqualitäten sind bei der 

Mischwasserbehandlung durch die Dynamik der Ereignisse jederzeit möglich. 

Die Verschlechterung der Eliminierungsleistung bei Minute 305 ist mit dem maximalen 

Rückhalt der partikulären Stoffe, wie er bei den abfiltrierbaren Stoffen festgestellt wurde, 

nicht vereinbar. Grund ist die starke Veränderung der Zulaufkonzentration der oxidierbaren 

Stoffe, die für eine scheinbare Verschlechterung der Filterwirkung verantwortlich ist. Der 

erhöhte „natürliche“ Austritt bei hoher stofflicher Belastung nicht abfiltrierbarer Stoffe aus 

dem Filterbett (vor Minute 305) ist in der Messung der Ablaufkonzentration (bei Minute 305) 

noch der zuvor deutlich höheren Zulaufkonzentration geschuldet. Unter absoluter 

Betrachtung ist dennoch eine Abnahme der Ablaufwerte festzustellen. 

Der in dieser Auswertung grafisch nicht aufgeführte Gesamtphosphor zeigt einen konstanten 

Verlauf zwischen 2-3 mg/l für die Zu- und Ablaufwerte und wird im Mittel um ca. 8 % im 

behandelten Mischwasser reduziert. Ein Rückhalt gelöster Phosphatverbindungen wurde 

nicht festgestellt. 

Generell konnte bei diesem Versuch eine Verbesserung der Filterwirkung über die 

Filterlaufzeit bis zum Durchbruch bei einer Gesamtfilterdauer von 7 Stunden ermittelt 

werden. Nach einer Einlaufphase von ca. 2 Stunden wurde eine steigende Filterwirkung bis 

5 Stunden Filterlaufzeit und ein anschließender deutlicher Abfall der Filterwirkung 

festgestellt. 

Die mittleren prozentualen Eliminierungsraten über die Filterlaufzeit bis 305 min des 

Versuchslaufs F4L1 (für CSB-Fraktion bis 245 min wegen Verfälschung der 

Eliminierungsrate bei 305 min durch starken Abfall der Zulaufkonzentrationen) liegen bei: 

AFS: 36 %, CSBtot: 11 %, CSBpart: 24 %, Ptot: 8 %, Portho: 0 %. 

Einen weiteren Versuch zur Filterwirkung über die Filterlaufzeit stellt Abbildung 40 dar. 

Gezeigt wird die Veränderungen der AFS-Qualitäten in Zu- und Ablauf über die Filterlaufzeit.



Abbildung 40: FF: Zu- und Ablaufkonzentrationen der AFS-Fraktion über die gesamte 

Filterlaufzeit, F12L1, 30 % vF= 72 m/h, MWQ: B2 

Der grafische Verlauf unterstreicht die zuvor ermittelten Ergebnisse bezüglich einer 

Erhöhung der Filterwirkung und einem anschließendem „Durchbruch“ der abfiltrierbaren 

Stoffe. Zwischen Probe 5 min und 45 min ist eine Zunahme des AFS-Rückhalts von 16 auf 

22 mg/l festzustellen. Eine Unterteilung der Filterwirkung in unterschiedliche Phasen 

vergleichbar F4L1 kann nicht eindeutig beobachtet werden. Durch die Schwankungen der 

Zulaufkonzentrationen ist keine erkennbare Grenze zwischen Phase 1 und Phase 2 zu 

erkennen. Die AFS-Reduktion befindet sich bis Minute 135 in einem konstanten Bereich von 

20-22 mg/l. 

Bei Minute 185 ist eine erhöhte Filterwirkung und eine AFS-Reduktion von 28 mg/l 

(Steigerung um ca. 20 %) zu verzeichnen. Dies korreliert mit der zuvor betrachteten AFS- 

Auswertung F4L1, welche ebenfalls bei einer Filterlaufzeit von 3 Stunden einen signifikanten 

Anstieg der Filterwirkung nachwies. 

Nach dieser maximal ermittelten Filterwirkung bezüglich abfiltrierbarer Stoffe ist wiederum 

eine Abnahme der AFS-Reduktion von 28 mg/l auf 12 mg/l zu verzeichnen. Die Interpretation 

der Verbesserung und anschließender Abnahme der Filterwirkung ist mit der AFS-Bewertung 

in F4L1 identisch. 

In Abbildung 41 ist der Verlauf der Zu- und Ablaufwerte der CSB-Fraktionen dargestellt.



Abbildung 41: FF: Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktionen über die gesamte 

Filterlaufzeit, F12L1, 30 % vF= 72 m/h, MWQ: B2 

Die Änderung der Filterwirkung ist bei Betrachtung der CSB-Fraktionen nicht festzustellen. 

Ein relativ konstanter Verlauf der Konzentrationen ist über die gesamte Filterlaufzeit zu 

erkennen. Der maximal ermittelte AFS-Rückhalt bei 180 min korreliert mit dem maximal 

ermittelten CSBpart-Rückhalt von 34 mg/l (durchschnittlicher Rückhalt über gesamte 

Filterlaufzeit: 28 mg/l). Eine Änderung der Filterleistung über die Gesamtfilterdauer ist jedoch 

im Vergleich zur AFS-Entwicklung nicht vorhanden. Die Entfernung der CSBtot-Fraktion 

resultiert fast ausschließlich aus der Entfernung von Partikelgrößen über 45 µm (CSBpart). 

Gelöste oxidierbare Stoffe werden durch den Filtrationsprozess nicht aktiv entfernt. 

Der in dieser Auswertung grafisch nicht aufgeführte Gesamtphosphor bestätigt die maximal 

ermittelte Filterleistung bei 180 min. Der Rückhalt von ca. 1 mg/l Ptot liegt deutlich über den 

anderen ermittelten Werten der Versuchsreihe zwischen 0,3-0,5 mg/l. Gelöste 

Phosphorverbindungen werden nur zu einem geringen Anteil mit entfernt. Vergleichbar mit 

der gelösten CSB-Fraktion unterliegen sie ausschließlich einer „Mitentfernung“ durch 

Anlagerungsprozesse an afiltrierbare Stoffe. 

Die mittleren prozentualen Eliminierungsraten über die Filterlaufzeit bis 180 min des 

Versuchslaufs F12L1 liegen bei: 

AFS: 32 %, CSBtot: 10 %, CSBpart: 31 %, Ptot: 11 %, Portho: 5 %. 

Beide Versuchsläufe mit einer Filtergeschwindigkeit von 72 m/h und einer Kompression von 

40 % zeigen vergleichbare Entwicklungen über die gesamte Filterlaufzeit. Sie zeigen eine 

Verbesserung der Filterwirkung bezüglich der AFS-Fraktion bis zu einem bestimmten 

Zeitpunkt der Filtration. Ein anschließendes Durchtreten abfiltrierbarer Stoffe ist bei beiden 

Versuchen eindeutig festzustellen. Des Weiteren geht aus den Untersuchungen hervor, dass 

der Fuzzy Filter® wie erwartet nicht geeignet ist, um gelöste Stoffe aus dem Mischwasser 

effektiv zu entfernen. 

5.1.2.3 Einfluss einer hohen Dynamik der Zulaufqualitäten auf die Filterwirkung 

Die Verläufe der Zu- und Ablaufkonzentrationen der Parameter AFS, CSBtot und CSBpart 

eines Langzeitversuches mit einer Filtergeschwindigkeit von 24 m/h und starken 

Zulaufkonzentrationsschwankungen sind in den folgenden Abbildungen dargestellt.



Abbildung 42: FF: Zu- und Ablaufkonzentrationen von AFS (oben) und den CSB-Fraktionen 

(unten) über die gesamte Filterlaufzeit, F7L1, 40 %, vF= 24 m/h, MWQ: C3 

Die Abbildungen zeigen eine hohe Dynamik in den Zulaufkonzentrationen im mittleren 

Bereich der gesamten Filtrationsdauer. Durch eine erneute Befüllung des Regenbeckens 

während des Betriebes des Fuzzy Filters® wurden weitere Stoffe aus der Kanalisation 

eingetragen und sedimentierte Partikel im Regenbecken teilweise aufgewirbelt. Vor und nach 

Betrieb der Regenbeckenpumpe ist die Sedimentationsphase der Stoffe durch die 

kontinuierliche Abnahme der Zulaufkonzentrationen eindeutig dargestellt. Während des 

Pumpereignisses ist eine gute Dämpfung der massiven Erhöhung der Stoffkonzentrationen 

zu erkennen. Am Beispiel der abfiltrierbaren Stoffe wird die stoffliche Stoßwirkung am 

deutlichsten. Aus dem sprunghaften Anstieg der Zulaufwerte von ca. 50 mg/l AFS auf über 

150 mg/l resultiert lediglich eine Erhöhung der Konzentration im Ablauf von 16 mg/l auf 

32 mg/l. 

Die Ablaufkonzentrationen der betrachteten Parameter steigen ab Beginn des 

Pumpereignisses geringfügig an, während die Zulaufwerte stetig sinken. Durch die erhöhte 

stoffliche Belastung des Filters treten vermehrt Auswaschungsprozesse der schlagartig in 

den Filter eingetretenen bzw. zurückgehaltenen Stoffe auf, da der Filter einer deutlich 

höheren stofflichen Belastung unterliegt als zu Beginn des Filtrationsprozesses. Der Fuzzy 

Filter® kann diese höhere Belastung nicht komplett kompensieren und es treten erhöhte 

Ablaufwerte im Anschluss an die erneute Beckenbefüllung gegenüber der Filtration bis 

Minute 25 auf. Trotzdem ist eine gute Pufferfähigkeit gegeben. Eine deutliche Steigerung des



absoluten Rückhalts der AFS- und CSB-Fraktionen beginnend mit einer signifikanten 

Konzentrationserhöhung im Zulauf ist zu vermerken. Der maximale Ablaufwert von 30 mg/l 

AFS (Minute 15) vor dem Pumpbetrieb steigt am Ende des Filtrationszyklus, trotz der 

erheblichen Belastung des Filters, um maximal 24 mg/l auf 54 mg/l (Minute 55) an. 

Anschließend sinkt die Ablaufkonzentration auf 48 mg/l (Minute 65). Ein Durchbruch des 

Filters infolge einer Verschlechterung der Filterleistung ist demnach nicht festzustellen. Die 

Eliminierungsraten der abfiltrierbaren Stoffe belaufen sich zu Beginn und am Ende des 

Filtrationsprozesses auf ca. 50 % (CSBpart ca. 30 %). Der Fuzzy Filter® zeichnet sich folglich 

als Filtertechnik mit guten Puffereigenschaften gegenüber stofflichen Stoßbelastungen aus. 

Auf Grund der starken stofflichen Schwankungen im Zulauf wird dieser Versuch nicht zum 

Vergleich mit anderen Versuchen herangezogen (siehe Kap. 5.1.2.4). 

5.1.2.4 Vergleich der Filterwirkung unterschiedlicher Filtergeschwindigkeiten 

In diesem Kapitel werden alle vergleichbaren Ergebnisse der Versuchsläufe ohne 

Chemikalien zusammengetragen. Neben den Versuchen zur Auswirkung der 

Kompressionsgradänderung und verschiedenen Langzeitversuchen werden ausgewählte 

Vorversuche bei Chemikalienversuchsreihen ebenso zur Betrachtung herangezogen. Es 

werden die Ergebnisse der Versuche mit Filtergeschwindigkeiten von 72 m/h und 24 m/h 

getrennt ausgewertet und anschließend verglichen. Für die Auswertung werden nur 

vergleichbare Untersuchungen mit relativ konstanten Zulaufkonzentrationen dargestellt. 

a) Vergleich aller auswertbaren Versuche mit einer Filtergeschwindigkeit von 72 m/h 

Die mittleren Zu- und Ablaufwerte der Versuche mit einer Filtergeschwindigkeit von 72 m/h 

sind in Abbildung 43 dargestellt. Da in Kapitel 4.1.2.1 nicht festgestellt werden konnte, dass 

die Kompression einen signifikanten Einfluss auf die Filterwirkung besitzt, werden 

unterschiedliche Kompressionsgrade der Versuche F1L1 und F3 L1 zusammengefasst. Die 

Versuche unter realen Mischwasserbedingungen sind von links beginnend nach abfallender 

Mischwasserbelastung aufgetragen.



Abbildung 43: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche mit einer Filtergeschwindigkeit 

von 72 m/h bei differierenden Mischwasserqualitäten ohne Chemikalienanwendung 


Filtergeschwindigkeit von 72 m/h unter differierenden Mischwasserqualitäten ohne 

Chemikalienanwendung 

Versuch F3L1 F12L1 F4L1 F8L1 F1L1* 

MWQ D4 B2 B2 A2 B3 

Kompression 5-40 % 30 % 40 % 30 % 5-40 % 

Probenanz. 8 6 6 11 8 

Parameter Eliminierungsrate [%] (mittlere Ablaufkonzentration [mg/l]) 

AFS 34 (86) 32 (43) 36 (32) 42 (25) 30 (23) 

CSBtot 17 (312) 10 (275) 11 (99) 14 (96) 12 (130) 

CSBpart 25 (185) 31 (61) 24 (46) 17 (36) 24 (53) 

Ptot 9 (6,41) 11 (3,81) 8 (2,18) 11 (1,91) 6 (3,8) 

Portho 3 (3,64) 5 (1,69) 0 (1,39) 5 (1,12) 0 (2,78) 

*Modellmischwasser 

Abbildung 43 veranschaulicht die großen Differenzen zwischen den Zulaufkonzentrationen 

von leicht belastetem (F4L1 u. F8L1) und stark belastetem Mischwasser (F3L1). 

Trotz der signifikanten Unterschiede zwischen den Zulaufkonzentrationen sind vergleichbare 

prozentuale Eliminierungsraten aller betrachteten Parameter festzustellen. Generell können 

alle ermittelten Eliminierungsraten unabhängig von der Mischwasserqualität in einen 

identischen Leistungsbereich eingeordnet werden. Eine Erhöhung der prozentualen 

Entfernung unerwünschter Stoffe ist bei stärker belasteten Mischwasserqualitäten zwar nicht 

gegeben, der absolute Rückhalt unerwünschter Stoffe aus dem Mischwasser ist jedoch 

deutlich erhöht. Stärkere Verschmutzungsgrade des Mischwassers bedeuten eine schnellere 

und höhere Beladung des Filterbetts und entsprechend eine steigende Zunahme der 

Filterwirkung durch die Einlagerung der Partikel (vergl. Kap. 5.1.2.2). 

Geringe Differenzen in den Eliminierungsraten lassen keine Rückschlüsse auf einen 

eventuellen Einfluss unterschiedlicher Kompressionsgrade auf die Filterwirkung zu und 

bestätigen die Versuchsbetrachtung F1L1 und F3L1 (siehe Kap.5.1.2.1). Es muss jedoch 

beachtet werden, dass die unterschiedlichen behandelten Mischwässerqualitäten signifikante 

Differenzen in den Partikelgrößen aufgewiesen haben könnten, was eine direkte Aussage 

zur Filterwirkung in Abhängigkeit von der Kompression nicht zulässt.



b) Vergleich aller auswertbaren Versuche mit einer Filtergeschwindigkeit von 24 m/h 

Die mittleren Zu- und Ablaufwerte der auswertbaren Versuche mit 24 m/h sind in 

Abbildung 44 dargestellt. 

Abbildung 44: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche mit einer Filtergeschwindigkeit 

von 24 m/h bei differierenden Mischwasserqualitäten ohne Chemikalienanwendung 


Filtergeschwindigkeit von 24 m/h unter differierenden Mischwasserqualitäten ohne 


Versuch F6L1 F6L2 F10L1 F5L1* 

MWQ B2 B2 B1 C6 

Kompression 10 % 30 % 30 % 10 % 

Probenanzahl 1 1 3 1 


AFS 42 (36) 53 (30) 48 (23) 14 (74) 

CSBtot 24 (124) 24 (128) 30 (87) 4 (282) 

CSBpart 37 (55) 29 (62) 64 (27) 8 (137) 

Ptot 28 (2,19) 30 (1,95) 22 (1,88) 2 (6,8) 

Portho 17 (1,28) 10 (1,29) 10 (0,83) 4 (4,59) 


Die hohe CSBpart-Eliminierung bei F10L1 kommt durch hohe gemessene Ablaufwerte der 

gelösten CSB-Fraktion zustande, welche deutlich über den dazugehörigen 

Zulaufkonzentrationen liegen, und kann nicht auf die Filterleistung bezogen werden. 

Die Leistungsfähigkeit des Fuzzy Filters® bei der Behandlung des Modellmischwassers 

F5L1 fällt im Vergleich zu den anderen Versuchen deutlich ab. Trotz der sehr hohen 

Zulaufkonzentrationen sind nur sehr geringe Eliminierungsraten festzustellen. 

Betriebsstörungen konnten während des Betriebes nicht festgestellt werden. Der Grund 

muss in der Zusammensetzung und der Eigenschaft des Modellmischwassers liegen. Das 

Mischwasser scheint sehr kleine Partikel zu besitzen, die durch den Fuzzy Filter ® bei einer 

10 %igen Kompression nicht effektiv abgeschieden werden können. 

Generell sind die betrachteten Eliminierungsraten der anderen Versuche bei vergleichbarer 

Mischwasserqualität in einen identischen Leistungsbereich einzuordnen. Ähnlich der 

vorhergehenden Vergleichsdarstellung ist eine Verbesserung des Stoffrückhalts durch eine



Erhöhung der Kompression nicht signifikant gegeben. Es werden keine richtungsweisenden 

Unterschiede der Ablaufwerte zwischen einer Kompression von 10 % (F6L1) und 30 % 

(F6L2) ermittelt, welche eindeutig auf eine Verbesserung der Filterwirkung durch eine 

Änderung des Kompressionsgrades zurückzuführen wären. Das betrachtete echte 

Mischwasser dagegen scheint Partikelfraktionen zu enthalten, die mit beiden getesteten 

Varianten gleichermaßen zurückgehalten werden können. 

Um eine allgemeine Aussage über die Filterwirkung des Fuzzy Filters® treffen zu können, 

werden die mittlere Eliminierungsraten der aufgeführten Versuche für 24 m/h und 72 m/h an 

echten Mischwasserbedingungen arithmetisch gemittelt und mit den dazugehörigen 

Schwankungsbereichen in der Tabelle 33 aufgeführt. 

Tabelle 33: FF: Vergleich der Eliminierungsraten bei unterschiedlichen Filtergeschwindigkeiten 

ohne Chemikalieneinsatz 

vF 

24 m/h 

72 m/h 

AFS 

[%] 

42-53 

47 

30-42 

35 

CSBtot 

[%] 

24-30 

26 

10-17 

13 

CSBpart 

[%] 

29-37 

33 

17-31 

24 

Ptot 

[%] 

22-30 

26 

6-11 

9 

Portho 

[%] 

10-17 

12 

Die Ergebnisse zeigen einen besseren Rückhalt der betrachteten Parameter bei einer 

geringeren Filtergeschwindigkeit. Trotz des geringen Datenumfangs kann dies eindeutig 

festgestellt werden. Nach dieser Untersuchung kann durch eine Reduzierung der 

Filtergeschwindigkeit von 72 auf 24 m/h eine Erhöhung der prozentualen Eliminierungsraten 

für AFS, CSBtot und Ptot mit ca. 10-15 % und für CSBpart und Portho mit ca. 10 % abgeschätzt 

werden. 

Grund ist die geringere hydraulische Belastung des Filterbettes bei einer 

Filtergeschwindigkeit von 24 m/h. Bei dieser relativ geringen Geschwindigkeit ist die 

Wahrscheinlichkeit einer Remobilisierung adsorbierter Partikel im Filterbett gegenüber einer 

signifikant höheren Filtergeschwindigkeit von 72 m/h als geringer einzuschätzen. Ebenso 

kommt es bei hohen Filtergeschwindigkeiten durch erhöhte Krafteinwirkung auf die Partikel 

zu geringerer Adsorption an den Filterstoff bzw. an schon adsorbierte Partikel. Es wird 

ersichtlich, dass gelöste Fraktionen wie Portho deutlich besser bei geringerer hydraulischer 

Belastung und demzufolge weniger Turbulenzen durch die damit einhergehende bessere 

Anlagerung an partikuläre Stoffe entfernt werden können. 

5.1.2.5 Aussagen / Zusammenfassung 

Folgende Aussagen können in Bezug auf die ermittelten Versuchsergebnisse der 

Mischwasserbehandlung mittels Fuzzy Filter® ohne Chemikalieneinsatz getroffen werden: 

� Die Annahme, dass eine höhere Kompression einen höheren Rückhalt vor allem 

partikulärer Stoffe zur Folge hat, kann nicht bestätigt werden. 

� Bei einem höher belasteten Mischwasser kann generell ein höherer absoluter Rückhalt 

der partikulären Bestandteile erzielt werden. 

0-5 

2



� Die theoretische Annahme, dass eine längere Filterlaufzeit die Filterleistung durch eine 

fortschreitende Beladung des Filterbetts verbessert, kann bestätigt werden. Die 

Filterwirkung verbessert sich nach einer konstanten Filterphase (Einlaufphase) bis zu 

einem Maximum der Filterwirkung, gefolgt von einer anschließenden deutlichen 

Abnahme der AFS-Reduktion (Durchtreten der Stoffe durch den Filter). 

� Unter B-Mischwasserqualität konnte eine effektive Filterlaufzeit vor Beginn eines 

„Durchbruchs“ abfiltrierbarer Stoffe von 305 min ( 18 mg/l AFS-Red.) bei 40 % 

Kompression und 180 min ( 21 mg/l AFS-Red.) bei 30 % Kompression festgestellt 

werden. 

� Die prozentualen Eliminierungsraten weisen meist unabhängig von der 

Mischwasserqualität und dem Kompressionsgrad vergleichbare Größenordnungen auf. 

� Bei einer Reduzierung der Filtergeschwindigkeit von 72 m/h auf 24 m/h nimmt die 

Filterleistung bezüglich des Rückhalts partikuläre Inhaltsstoffe deutlich zu (10-15 %) und 

auch gelöste Stoffe können besser mit entfernt werden (Portho-Rückhalt ca. 10 %). 

� Der Fuzzy Filter® kann signifikante Konzentrationserhöhungen (u.a. Spülstöße) gut 

bewältigen. 

� Die Änderung eines Zulaufparameters (hier CSBpart) hat nicht zwingend die Änderung 

eines entsprechenden Parameters (hier AFS) zur Folge. 

Tabelle 34 zeigt den Vergleich der Eliminierungsraten von Versuchen ohne 

Chemikalieneinsatz mit unterschiedlichen Filtergeschwindigkeiten. 

Tabelle 34: FF: Vergleich der Eliminierungsraten bei unterschiedlichen Filtergeschwindigkeiten 


Lauf vF [m/h] n MWQ 

F6L1-2 

F10L1 

F1L1 

F3L1 

F4L1 

F8L1 

F12L1 

24 5 B1-2 

72 39 A2-D4 

AFS 

[%] 

42-53 

47 

30-42 

35 

CSBtot 

[%] 

24-30 

26 

10-17 

13 

5.1.3 Auswertung Fuzzy Filter® Versuche mit Chemikalien 

5.1.3.1 PAC Präparat 

CSBpart 

[%] 

29-37 

33 

17-31 

24 

Ptot 

[%] 

22-30 

26 

6-11 

9 

Portho 

[%] 

10-17 

12 

In der folgenden Abbildung ist die Wirkungsweise der Kombination aus Polyaluminiumchlorid 

(PAC) und anionischem Flockungshilfsmittel bezüglich der Zu- und Ablaufwerte bei stark 

verschmutztem Mischwasser (C3) dargestellt. Betriebsparameter und ermittelte 

Eliminierungsraten sind in Tabelle 35 aufgeführt. Es wurde mit Filtergeschwindigkeiten von 

24 m/h (F7L1) und 48 m/h (F7L2-4) gearbeitet. 

0-5 

2



Abbildung 45: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche F7L1 bis F7L4, FM1+FHM, stark 

belastetes Mischwasser C3 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 


FM1+FHM, stark belastetes Mischwasser C3 

Versuch F7L1 F7L2 F7L3 F7L4 

Kompression 40 % 30 % 30 % 40 % 

Chemikalien Ohne Chemikalien 

FM1: 12,6 mg Al/l 

FHM: 2,9 mg WS/l 

FM1: 19,5 mg Al/l 


FM1: 12,6 mg Al/l 




AFS 61 (36) 99,9 (



der Versuche F7L2 und F7L4 zieht sehr gute Eliminierungsraten bezüglich des getesteten 

Mischwasser C1 nach sich: 

AFS: ca. 99,9 %, CSBtot: ca. 60 %, CSBpart: ca. 90 %, Ptot: ca. 80 %, Portho: ca. 80 % 

Im Folgenden werden die Auswirkungen der PAC-Konzentrationsänderung näher betrachtet. 

Abbildung 46 zeigt den Verlauf der Zu- und Ablaufkonzentrationen der Chemikalienversuche 

der betrachteten Versuchsreihe F7. 

Abbildung 46: FF: F7L2 bis F7L4, Verlauf der AFS und CSBpart Zu- und Ablaufkonzentrationen 

Bei Versuch F7L3 sind deutliche Anzeichen einer Überdosierung zu beobachten. Es tritt 

sofort eine signifikante Abnahme der Filterwirkung ein. Schlechtere Flockeneigenschaften 

und eine erhöhte Instabilität der Flocken gegenüber F7L2 und F7L4 begründen den direkten 

Austritt aus dem Filterbett. Restabilisierungsprozesse sind vor dem Eintritt in das Filterbett 

für geringere Flockengrößen und Stabilitätsverluste verantwortlich (siehe Theorie Kap.3.4). 

Die kurzzeitig eingelagerten Agglomerate weisen eine geringe Scherstabilität auf und werden 

durch die hydraulische Belastung und Kollisionen mit nachfolgenden Partikeln im Filterbett 

zerstört und zu einem Großteil remobilisiert. Ein zunehmender Austritt kleinerer 

„Bruchstücke“ aus dem Filterbett ist die Folge. In welcher Form die erhöhte Zugabe des 

Aluminiumpräparates (F7L3) verantwortlich ist für eine Behinderung der 

Makroflockenausbildung und/oder einer Restabilisierung gebildeter Agglomerate, kann nicht 

eindeutig geklärt werden. 

Aus den Versuchsreihen wurde ein Rückgang der Eliminierungsraten in dieser 20-minütigen 

Testphase (F7L3) im Mittel wie folgt festgestellt: CSBpart: ca. 25-30 %, AFS und 

CSBtot: ca. 15 %, Ptot.: 10 %. 

Aus dieser Untersuchung kann die Annahme getroffen werden, dass bei einer Portho- 

Reduktion von über 80 % eine Überdosierung durch das eingesetzte Flockungsmittel (PAC) 

möglich ist. Des Weiteren kann abgeleitet werden, dass eine zu hoch angesetzte Dosierung 

derart instabile Flocken erzeugt, dass bereits zu Beginn der Filtrationsphase die Tendenz 

zum Durchbruch besteht.



Zur Validierung der negativen Auswirkung einer zu hoch angesetzten Dosierung des PAC- 

Präparates auf die Entfernung partikulärer Parameter wird in Abbildung 47 eine 

Versuchsreihe unter Verwendung von FM1 zur Behandlung eines leicht belasteten 

Mischwassers A2 betrachtet. Die Filtergeschwindigkeit der Chemikalienversuche betrug 

24 m/h. 

Abbildung 47: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche F8L1 bis F8L3, FM1, leicht 

belastetes Mischwasser A2 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 

Tabelle 36: FF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche F8L1 bis F8L3, FM1, 

leicht belastetes Mischwasser A2 

Versuch F8L1 F8L2 F8L3 

Kompression 30 % 30 % 40 % 

Chemikalien - FM1: 19,5 mg Al/l FM1: 19,5 mg Al/l 

Probenanzahl 11 4 5 

Parameter Eliminierungsrate [%], (mittlere Ablaufkonzentration [mg/l]) 

AFS 42 (25) 20 (37) 0 (50) 

CSBtot 14 (96) 37 (71) 35 (71) 

CSBpart 17 (36) 51 (24) 23 (31) 

Ptot 11 (1,9) 50 (1,06) 68 (0,7) 

Portho 5 (1,22) > 96 (< 0,05) > 96 (< 0,05) 

Bei der Behandlung eines leicht belasteten Mischwassers A2 mit einer 

Flockungsmitteldosierung von 19,5 mg Al/l, im Vergleich zu der zuvor betrachteten 

Versuchsreihe F7L2 bis F7L4 (MWQ: C3), ist eindeutig von einer zu hoch angesetzten 

Dosierung auszugehen. Die sehr geringen Ablaufwerte (unter der Nachweisgrenze 

eingesetzter Analyseverfahren) von 0,05 mg/l Portho bestätigen eine übermäßige Dosierung 

an FM1. Die hohen AFS-Konzentrationen im Ablauf ergeben sich durch Zusammenschlüsse 

kleiner Partikelgrößen (< 0,45 µm) infolge von Fällungs- und Flockenbildungsprozessen zu 

größeren, wodurch diese in die abfiltrierbare Fraktion übertreten. Folglich wird AFS im 

System generiert. Die gebildeten Koagulate liegen zwar oberhalb der definierten Schwelle zu 

den partikulären Stoffen, können jedoch vom Fuzzy Filter® nicht effektiv zurückgehalten 

werden. Dies wird unter Betrachtung der höheren Ablaufkonzentrationen gegenüber den 

Zulaufkonzentrationen bei F8L3 ersichtlich. Das PAC-Präparat behindert bei einer zu hoch 

angesetzten Dosierung nicht nur die Makroflockenausbildung durch das anionische FHM



(siehe F7L2-4), es bildet nicht einmal Flocken einer Größe, die mit der höchsten 

eingesetzten Kompression des Filterbettes von 40 % entfernt werden könnten. Sicher ist, 

dass eine Überdosierung des Aluminiumpräparates negative Auswirkungen auf die 

Entfernung partikulärer Stoffe besitzt. 

Weitere Versuchsläufe zur Wirkung von PAC allein und in Kombination mit anionischem 

Flockungshilfsmittel zur Behandlung eines stark verschmutzen, synthetischen Mischwassers 

mit sehr hoher Portho Belastung (C6) sind in Abbildung 48 aufgeführt. Die 

Filtergeschwindigkeit der Chemikalienversuche betrug 24 m/h. Es muss beachtet werden, 

dass der gemittelte Zulaufwert zum Fuzzy Filter während der Chemikalienversuche im 

Wesentlichen aus der parallel laufenden Mikroflotation bestimmt wurde. Der Versuch ist nicht 

direkt auf die Mischwasserbehandlung übertragbar, gibt jedoch Aufschlüsse über 

verschiedene Wechselwirkungen unter Verwendung des Flockungsmittels und FHM. 

Abbildung 48: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche F5L1 bis F5L4, FM1, FM1+FHM, 

stark belastetes Modellmischwasser mit hoher Portho-Belastung C6 (Zulauf = linker Balken einer 

Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 


FM1+FHM, stark belastetes Modellmischwasser mit hoher Portho-Belastung C6 

Versuch F5L1 F5L2 F5L3 F5L4 

Kompression 10 % 10 % 10 % 30 % 

Chemikalien Ohne Chemikalien FM1: 25,1 mg Al/l 

FM1: 25,1 mg Al/l 


FM1: 25,1 mg Al/l 




AFS 14 (74) 13 (75) 73 (23) 83 (14) 

CSBtot 4 (282) 31 (219) 53 (147) 55 (143) 

CSBpart 8 (137) 46 (85) 88 (19) 94 (10) 

Ptot 2 (6,8) 64 (2,69) 90 (0,7) 90 (0,7) 

Portho 4 (4,59) 93 (0,35) 92 (0,44) 91 (0,45) 

F5L2 und F5L4 wurden nach einer 20- bzw. 25-minütigen Testphase abgebrochen, da eine 

deutliche Abnahme der Filterwirkung visuell festgestellt und in anschließenden Analysen 

bestätigt wurde. F5L3 wurde nach 10 min Filterlaufzeit beendet. Der Versuch soll einen 

Vergleich zwischen einer 10 und 30 %igen Kompression im darauffolgenden Versuchslauf



F5L4 ermöglichen. Zum Vergleich der Versuchsreihe ist der Vorlauf ohne Chemikalien des 

Versuchstages mit aufgeführt. 

Verglichen mit den guten Ergebnissen der betrachteten Versuchsläufe F7L1+3 

(FM1: 12,6 mg Al/l bei einem Portho-Zulaufwert von ca. 2 mg/l) scheint die Verdopplung der 

Flockungsmitteldosierung in dieser Testreihe F5L2 bis F5L4 (FM1: 25,1 mg Al/l bei Porthozu 

von ca. 5 mg/l) bezüglich einer Portho-Fällung in einem sinnvollen Bereich zu liegen. 

Eliminierungsraten von über 90 % werden erreicht. 

Eine Betrachtung der Ablaufwerte weist jedoch verglichen mit F7L1+3 auf Flocken mit 

geringer Scherstabilität hin, was sich durch steigende Ablaufkonzentrationen über die 

Filterdauer bemerkbar macht. In Abbildung 49 sind die Zulaufwerte der betrachteten 

Parameter auf Grund der Mittelwertbildung über die parallelen Mikroflotationsdaten nicht 

dargestellt. Eine qualitative Betrachtung kann dennoch vorgenommen werden. 

Abbildung 49: FF: F5L2 bis F5L4, Verlauf der AFS und CSBpart Ablaufkonzentrationen 

F5L2 zeigt ähnliche Ablaufverhältnisse wie F7L3 (siehe Abb. 42). Ablaufwerte um 

0,35 mg/l Portho und ein ß-Wert von 6 deuten nicht eindeutig auf eine zu hohe Dosiermenge 

hin. Im Laufe der Filterlaufzeit von 30 min erhöhen sich die Ablaufwerte bezüglich AFS und 

CSBpart auf das Doppelte. Eine Makroflockenbildung unter alleiniger Anwendung von PAC ist 

nicht zu beobachten. Ob Überdosierungsprozesse auftreten oder das PAC-Präparat bei der 

Verwendung im (Modell-)Mischwasserbereich generell nicht geeignet ist zur 

Makroflockenbildung, kann nicht eindeutig geklärt werden. Eindeutige Aussagen über 

Flockenbildungsprozesse unter alleiniger PAC-Anwendung mit geeigneter Dosierung können 

durch fehlende Daten im realen Mischwasserbereich leider nicht erfolgen. 

Eine signifikante Verbesserung des Rückhalts von CSBtot, CSBpart und Ptot ist unter Zugabe 

des Flockungshilfsmittels (F5L4) gegeben. Bei gleich bleibendem Kompressionsgrad werden 

deutlich bessere Ablaufwerte erreicht. Zudosiertes FHM steigert die Leistungsfähigkeit des 

Filters bezüglich der partikulären Fraktionen erheblich. Eine Kompressionserhöhung auf 

40 % (F5L4) bewirkt nochmals eine Steigerung der Eliminierungsraten bzw. einen erhöhten 

Rückhalt der gebildeten Makroflocken. Das FHM scheint einerseits hauptsächlich organische 

Komponenten über Adsorptionsmechanismen zu vernetzen, andererseits durch seinen 

anionischen Charakter einer eventuell auftretenden Restabilisierung (Umladung der



organischen Oberflächen durch erhöhte Flockungsmittelzugabe) durch die kationischen 

Komplexe und Ionen entgegenzuwirken. 

Mindestens zwei theoretische Annahmen kommen für diese Überlegung in Frage: 

a) Durch Oberflächenumladungen infolge erhöhter Adsorptionsraten der kationischen 

Komplexe und Ionen an meist negativ geladene, organische Stoffe entstehen positive 

elektrostatische Ladungen an den Kolloidoberflächen � Zudosiertes anionisches 

Flockungshilfsmittel neutralisiert die Ladungsdichten der adsorbierten Komplexe an den 

Oberflächen bzw. bewirkt eine „Rückladung“ und steht als „Brückenkopf“ für erneute 

Agglomerationsvorgänge bereit. 

b) Zudosiertes anionisches Flockungshilfsmittel neutralisiert die frei vorhandenen, 

überschüssigen Al-Ionen/Komplexe im ausgefällten Mischwasser und verbessert so den 

Flockungseffekt durch Verhinderung einer Umladung durch vorhandene Kationen. 

Durch Flockenbildung, Einschlussflockung und anschließenden Rückhalt im Filterbett 

werden bei den verwendeten Kompressionsgraden (10% und 40%) unter Zusatz von FHM 

ca. 90 % von CSBpart, Ptot, und Portho aus dem Mischwasser entfernt. Mittlere 

Eliminierungsraten über 70 % bzw. 80 % für den Parameter AFS und über 50 % für den 

Parameter CSBtot werden ebenso ermittelt. Ein Vergleich der Versuche F5L3 und F5L4 zeigt, 

dass eine Verringerung der Porengrößen im Filterbett (Komprimierung von 10 % auf 30 %) 

bei gleicher Chemikalienzugabe zwar eine 10 %ige Steigerung der Elimination abfiltrierbarer 

Stoffe bewirkt, diese jedoch ebenso durch den Einsatz einer 10 %ige Kompression 

signifikant entfernt werden können. Großtechnisch müssen die verschiedenen 

Kompressionsvarianten gegeneinander abgewogen werden. Eine 10 %ige Kompression 

würde eine höhere Beladung des Filters zulassen, jedoch den mittleren Ablaufwert nach 

dieser Betrachtung um ca. 10 mg/l erhöhen. Kapazitätsfragen und immissionsorientierter 

Gewässerschutz müssen dabei von Fall zu Fall neu diskutiert werden. Zur Validierung der 

aufgestellten Vermutungen wird eine Versuchsreihe mit identischer Chemikaliendosierung 

zur Behandlung eines mäßig verschmutzten Mischwasser (B2) mit geringer Portho-Belastung 

betrachtet. Zwei Vorversuche ohne Chemikalien mit einer Kompression von 10 % und 30 % 

werden gemittelt aufgeführt. Die Filtergeschwindigkeit aller Versuche betrug 24 m/h.



Abbildung 50: FF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche F6L1 bis F6L5, FM1, FM1+FHM, 

mäßig belastetes Mischwasser B2 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter 

Balken) 


FM1+FHM, mäßig belastetes Mischwasser B2 

Versuch F6L1-2 F6L3 F6L4 F6L5 

Kompression 10 % + 30 % 30 % 10 % 30 % 


FM1: 25,1 mg Al/l 


FM1: 25,1 mg Al/l 




AFS 48 (33) 33 (40) 36 (37) 74 (15) 

CSBtot 24 (128) 24 (127) 40 (99) 48 (83) 

CSBpart 33 (58) 38 (56) 52 (31) 77 (21) 

Ptot 29 (2,07) 54 (1,29) 71 (0,86) 85 (0,44) 

Portho 16 (1,53) 96 (0,07) >96(96 (



Abbildung 51: FF: F6L4 und F6L5 Verlauf der AFS und CSBpart Zu- und Ablaufkonzentrationen 

Vermutlich sind zu geringe Flockengrößen, welche mit einer Kompression von 10 % (F6L4) 

nicht effektiv abgeschieden werden können, für ein schnelles Durchtreten verantwortlich. 

Allgemein weisen die gebildeten Flocken eine hohe Instabilität durch Restabilisierungsprozesse 

auf und werden nach Einlagerung in das Filterbett durch Kollision nachfolgender 

Partikel und durch die Scherkräfte, die im Filterbett wirken, zerstört bzw. remobilisiert. 

Es werden unterschiedliche Flockeneigenschaften zwischen einer (Über-)Dosierung mit PAC 

und einer Überdosierung mit PAC + FHM deutlich. Erstere sind von geringerer Größe und 

treten auch bei einer Kompression von 30 % direkt aus dem Filter aus (F6L4). Die gebildeten 

Flocken aus der Kombination aus PAC und FHM hingegen werden bei einer 30 %igen 

Kompression bis zu einem gewissen Zeitpunkt noch eindeutig zurückgehalten. Ihre 

Flockeneigenschaften scheinen dennoch nicht optimal zu sein. Nach einer relativ kurzen 

Filterdauer (F6L5, 15 min) ist ein Austreten der Flocken aus dem Filterbett festzustellen. 

Der anschließende Durchbruch des Filters ist nur undeutlich zu sehen. Auch wenn bei 

diesem Versuch nicht von optimalen Flockeneigenschaften ausgegangen werden kann, soll 

diese Betrachtung aufzeigen, dass eine Zunahme der Ablaufkonzentration nicht zwingend 

eine Rückspülung erforderlich macht. Unter diesem Gesichtspunkt sollte eine Entscheidung 

zugunsten eines Weiterbetriebes und damit geringen Spülwasseranfalls bei geringer 

Erhöhung der Ablaufwerte (F6L5) ausfallen. Die gemittelten Ablaufwerte sind zwischen 

0-15 min und 0-45 min identisch. Bei einer praktischen Anwendung müssten die zum Ziel 

gesetzten Ablaufkonzentrationen und die Kapazitäten der Gesamtanlage mit in die 

Entscheidung einfließen. Dieser Zustand einer nicht optimalen Chemikaliendosierung ist 

durch die Dynamik der Mischwasserbehandlung in der Praxis realistisch. Ein Indikator für 

den Start der Spülung könnte ein vorher definierter Trübungsablaufwert sein. 

Das Problem der schwankenden Mischwasserqualitäten wird unter Betrachtung der 

aufgeführten Versuchsergebnisse verdeutlicht. Ohne Online-Messungen des Zulaufs ist eine 

optimale Behandlung von Mischwässern nicht zu bewerkstelligen. Fällung und Flockung 

müssen auf das zu behandelnde Wasser sehr gut abgestimmt werden. Einer Überdosierung 

an Flockungsmittel kann durch Zugabe eines Flockungshilfsmittels entgegengewirkt, jedoch 

nicht die Flockeneigenschaften einer optimalen Dosierung erreicht werden. Diesem Punkt 

muss deutliche Beachtung geschenkt werden, da eine nicht direkt identifizierbare



Überdosierung (F6L5) vor allem zu Beginn einer Filterlaufzeit gute Ergebnisse suggerieren 

kann und eventuell in der Praxis nicht wahrgenommen wird. Die Folge ist ein unnötiger 

finanzieller Aufwand und eine weitere Belastung des Gewässers mit erhöhten 

Konzentrationen der Fäll- und Flockungsmittel im Ablauf. 

5.1.3.2 FeCl3 – Präparat 

Die Versuche mit Eisen(III)-Präparat wurden alle an einem Versuchstag bei mäßig 

belastetem Mischwasser (B1) durchgeführt. Die Zulaufkonzentrationen verhielten sich am 

gesamten Versuchstag relativ konstant. Die Abbildung stellt alle mittleren Eliminationsraten 

der durchgeführten Versuchsläufe zum Vergleich gegenüber. Alle Versuche wurden mit 

einem Durchsatz von 24 m/h bei unterschiedlichen Kompressionsgraden gefahren. 


FM2+FHM, mäßig belastetes Mischwasser mit geringer Portho-Belastung B1 (Zulauf = linker 

Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 


FM2+FHM, mäßig belastetes Mischwasser mit geringer Portho-Belastung B1 

Versuch F10L1 F10L2 F10L3 F10L4 F10L5 

Kompression 30 % 30 % 40 % 30 % 40 % 

Chemikalien - 

FM2: 13,3 mg 

Fe/l 

FM2: 13,3 mg 

Fe/l 

FM2: 13,3 mg FM2: 13,3 mg 

Fe/l FHM: 1,4 mg Fe/l FHM: 1,4 mg 

WS/l 

WS/l 

Probenanz. 3 4 4 4 4 


AFS 48 (23) 99,9 (



Obwohl nur geringe Zulaufkonzentrationen von Portho (90 %) eines hoch belasteten Mischwassers (Portho_zu >5 mg/l) sind die 

Fällungseigenschaften des Eisen(III)-Präparates als weniger gut einzuschätzen. 

Allgemein ist die Elimination partikulärer Substanzen durch den Einsatz von FM2 (Fe) 

bezüglich dieser Mischwassereigenschaften hervorragend. Es konnte eine komplette 

Entfernung der partikulären Fraktionen ohne die Zugabe eines Flockungshilfsmittels erreicht 

werden (F10L2). Die Eisen(III)-Lösung ist wie das Aluminiumpräparat ein Flockungsmittel auf 

Basis von organischen Polyelektrolyten zur Förderung der Makroflockenbildung. Eindeutig ist 

festzustellen, dass die mit FM2 gebildeten Flocken bei Kompressionsgraden von 30 % und 

40 % hervorragend zurückgehalten werden können. Ob differierende Zusammensetzungen 

bestimmter Ingredienzien der beiden Flockungsmittel für den extremen Unterschied bei der 

Entfernung partikulärer Inhaltsstoffe eine Rolle spielen, kann hier durch fehlende Angaben 

der Hersteller nicht ermittelt werden. 

Die durch FM2 (Fe) gebildeten Makroflocken weisen sehr gute Eigenschaften und eine hohe 

Scherstabilität auf. Die Versuchsläufe wurden nach ca. einer Stunde ohne einen 

erkennbaren Durchbruch des Filters beendet. Auch bei der nachfolgenden Analyse wurden 

nahezu keine abfiltrierbaren Stoffe im Ablauf nachgewiesen. Dies konnte vorher nur bei den 

Versuchen mit Einsatz von PAC (mit FHM) bei F7L2 und F7L4, bei denen eine 

Überdosierung weitestgehend ausgeschlossen werden kann, beobachtet werden. Bei allen 

weiteren PAC-Testreihen traten die Flocken nach 10-15 min infolge ihrer schlechten 

Flockeneigenschaften auf Grund einer zu hohen Dosierung aus dem Filterbett aus. 

In Kombination mit FHM wurden durchschnittliche Ablaufwerte von 0,2 mg/l Portho erreicht. 

Eine Dosierung von FHM hat einen Anstieg der Eliminierungsraten der P-Fraktionen um 

ca. 15-20 % zur Folge. Grund ist die Entfernung der P-Fraktionen durch Einschlussflockung 

beim weiteren Zusammenschluss der bereits ausgebildeten Makroflocken durch FM2. Somit 

werden die P-Fraktionen mit den Makroflocken aus dem System entfernt. 

Durch fehlende vergleichbare Versuchsreihen ist jedoch nicht eindeutig zu belegen, ob eine 

optimale Dosierung bei dieser Versuchsreihe F10L2-5 erreicht wurde, oder ob eine weitere 

Erhöhung der Dosierung des FM oder FHM eine noch bessere Portho Entfernung zur Folge 

hätte, ohne negative Auswirkungen auf die anderen Parameter nach sich zu ziehen. Die 

Versuche zeigen, dass das eingesetzte Eisen(III)-Präparat in Kombination mit dem Fuzzy 

Filter® auch ohne den Einsatz eines FHM bei der Entfernung partikulärer Inhaltstoffe sehr 

gute Ergebnisse erzielen kann. Die durch das Eisen(III)-Präparat gebildeten Flocken können 

mittels Fuzzy Filter® komplett abgeschieden werden. 

5.1.3.3 Kombinationspräparat Chargepac 55 

Der einzige mit dem Kombinationspräparat Chargepac 55 durchgeführte Versuch wurde am 

Versuchstag 6 mit B2 Mischwasser und einer Filtergeschwindigkeit von 24 m/h gefahren. Der 

Versuch sollte die im Labor zuvor festgestellte geringe Scherstabilität der gebildeten Flocken 

geringer Größe bestätigen. Der Versuch wurde nach einer 15 minütigen Testphase wegen



sichtbarer Verschlechterung der Filterwirkung beendet. In Abbildung 53 sind die Zu- und 

Ablaufwerte und deren Verläufe für die Parameter CSBtot und AFS dargestellt. 

Abbildung 53: FF: F6L6 Verlauf der AFS und CSBpart Zu- und Ablaufkonzentrationen 

Die sofortige Verschlechterung der Filterwirkung über die Zeit ist neben den relativ geringen 

Eliminierungsraten für Chemikalienversuche der Parameter AFS (60 %) CSBtot (52 %) und 

CSBpart (70 %) ein Zeichen, dass ein Betrieb des Fuzzy Filters® mit dieser Chargepac 55- 

Dosierung keine optimale Variante darstellt. Eventuell ist eine Überdosierung für das direkte 

Durchtreten der Flocken mit verantwortlich, da eine Ablaufkonzentration von 0,05-0,07 mg/l 

Portho ermittelt wurde. Negative Auswirkungen einer möglichen Überdosierung konnten bei 

den anderen getesteten Verfahren (siehe Mikroflotation Kap.5.1.3) nicht festgestellt werden. 

Die zuvor durchgeführten Laborversuche haben jedoch eindeutig gezeigt, dass schon eine 

geringe mechanische Beanspruchung der gebildeten kleinen Flocken diese weitestgehend 

zerstören. Der Versuch unterstreicht die Annahme, dass die hohen hydraulischen 

Belastungen im Fuzzy Filter® Betrieb die Scherstabilität der gebildeten Flocken deutlich 

übersteigen. Die zuvor im Labor ermittelte geringe Stabilität und ein direktes Durchtreten der 

Flocken an der Anlage sind Gründe dafür, dass keine weiteren Versuche mit dem 

Kombinationspräparat durchgeführt wurden, um die Anlage für mehr Erfolg versprechende 

Versuche besser zu nutzen. 


Folgende Aussagen können bezüglich der Versuchsergebnisse zur Mischwasserbehandlung 

mittels Fuzzy Filter® bei Chemikalieneinsatz getroffen werden: 

a) Allgemeine Aussagen 

� Eine nahezu 100 %ige Eliminierung von AFS konnte neben dem alleinigen Einsatz 

von Eisen(III)-Präparat auch mit PAC in Kombination mit anionischem 

Flockungshilfsmittel ermittelt werden. 

� Eine höhere Abtrennung partikulärer Inhaltsstoffe ist durch den Einsatz von 

Eisen(III)-Präparat gegenüber PAC zu erwarten.



� Eine höhere Ausfällung gelöster Stoffe (Portho) ist durch den Einsatz von PAC 

gegenüber Eisen(III)-Präparat zu erwarten. 

� Bei geeigneter Chemikaliendosierung können gebildete Makroflocken durch 

alleinige Anwendung von Eisen(III)-Präparat und in Kombination mit FHM, sowie 

gebildete Agglomerate aus PAC nur in Kombination mit anionischem Polymer bei 30 

%iger und 40 %iger Filterbettkompression nahezu vollständig abgeschieden werden 

b) PAC-Versuche 

� Unter alleiniger Anwendung von PAC kann keine Makroflockenbildung bzw. 

Ausbildung gut abscheidbarer Agglomerate festgestellt werden. 

� Eine Überdosierung des Flockungsmittels in Kombination mit dem verwendeten 

Flockungshilfsmittel kann die Abtrennung partikulärer Stoffe deutlich vermindern. 

� Das anionische Flockungshilfsmittel kann einer Überdosierung der eingesetzten 

Flockungsmittel entgegenwirken. 

� Bei einer Portho-Fällung von



Tabelle 40: FF: Chemikalienversuche mit den besten erreichten Eliminierungsraten 

Lauf Betriebs- 

param. 

F7L2 

48 m/h, 

30 % 

F10L4 

24 m/h, 

30 % 

F10L2 24m/h, 

30 % 

n FM/FHM 

[mg 

WS/l] 

3 FM1: 

12,6/2,9 

4 FM2: 

13,3/1,4 

4 FM2:13,3 B1 

MWQ AFS 

[%] 

(mAb 

[mg/l]) 

99,9 

C3 

(



5.2.1.1 Versuchstag 13 (14.09.2010) 

Am Versuchstag 13 wurden die ersten Versuche mit dem Tuchfilter (Weg 1; siehe Abb. 32) 

betrieben. Das Mischwasser wurde zur Kategorie B1 zugeordnet. Insgesamt wurden zwei 

Versuchsläufe ohne Chemikalien mit unterschiedlichen Filtergeschwindigkeiten gefahren. Bei 

T13L1 betrug die Filtergeschwindigkeit 6,25 m/h. T13L2 wurde mit einer 

Filtergeschwindigkeit von 3,75 m/h durchgeführt. Je nach Laufzeit eines Versuchs wurden 

die Probenahmeintervalle auf 5 oder 10 min festgesetzt. Durch die geringere 

Filtergeschwindigkeit von 3,75 m/h verlängerte sich die Versuchslaufzeit auf 54 min bis zur 

Erreichung der voreingestellten Wasserspiegeldifferenz von 20 cm, bei der die 

Filtertuchreinigung einsetzte. Bei dem Versuch mit der höheren Filtergeschwindigkeit von 

6,25 m/h lag die Filterlaufzeit eines Versuchslaufs bei 23 min. 

Tabelle 42: T13: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte 


[min] 

Filtergeschw. 

[m/h] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, 

zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

T13L1 6 23 6,25 14 (49) 99 (139) 45 (88) 1,52 (1,64) 0,90 (0,91) 

T13L2 7 54 3,75 14 (48) 109 (145) 47 (80) 1,52 (1,72) 0,98 (0,95) 

5.2.1.2 Versuchstag 14 (17.10.2010) 

Am Versuchstag 14 wurde ein Versuchslauf ohne Chemikalien durchgeführt, sowie drei 

weitere mit dem Nalco-Präparat FM 71232 (FM1). Die Beschickung des Tuchfilters erfolgte, 

wie alle Chemikalienversuche über Weg 2 (siehe Abb. 32). Die Mischwasserqualität ist mit 

B3 einzustufen. Allerdings können die Versuche mit Chemikaliendosierung nur bedingt 

ausgewertet werden, da die FM-Charge fehlerhaft war. Die Abläufe zeigten eine gelbliche 

Verfärbung und die AFS-Ablaufwerte lagen ca. 100 % über den Zulaufwerten. Der Lauf ohne 

Chemikalien-Dosierung wird in Kapitel 4.2.2 dargestellt. T14L1 wurde nach 45 min 

abgebrochen, da sich keine Änderung der Wasserspiegeldifferenz einstellte. Die 

Probenahme erfolgte alle 20 min. 



[min] 

Filtergeschw. 

[m/h] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

T14L1 3 45 2,5 59 (67) 165 (192) 89 (117) 3,43 (3,68) 1,91 (2,02) 

5.2.1.3 Versuchstag 15 (20.10.2010) 

Am Versuchstag 15 wurden drei Läufe gefahren. Die Versuche wurden relativ zeitnah nach 

der Beschickung des Beckens gestartet. Das Mischwasser besaß die Qualitätsstufe D3. 

Die Filtergeschwindigkeit betrug 2,5 m/h, bedingt durch die vorgeschaltete Flockungsanlage. 

Als Flockungsmittel kam FM 71232 (FM1, PAC) und als Flockungshilfsmittel das Polymer 

Nalco 7757 (FHM) zum Einsatz. Die Probenahmeintervalle lagen bei 5 min.



In Tabelle 44 werden die einzelnen Versuche mit der jeweiligen Chemikaliendosierung 

aufgezeigt. 



[min] 

FM1/FHM 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

T15L1 5 15 12,6 / 7,1 61 (135) 194 (288) 105 (190) 

T15L2 5 13 25,1 / 8,5 20 (129) 116 (283) 31 (198) 

T15L3 3 10 25,1 / 9,8 4 (135) 89 (285) 7 (203) 

5.2.1.4 Versuchstag 16 (04.11.2010) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

3,74 

(6,40) 

1,28 

(6,52) 

0,28 

(5,98) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

1,98 (2,89) 

0,60 (2,90) 

0,13 (2,80) 

Versuchstag 16 wurde für Versuche mit Mischwasser der Stufe B3 mit dem Kombipräparat 

Chargepac 55 in unterschiedlichen Dosierungen genutzt. Die Filtergeschwindigkeit wurde auf 

2,5 m/h eingestellt. Je nach Laufzeit der einzelnen Versuche erfolgte die Probenahme alle 5 

bis 10 min. Die unterschiedlichen Laufzeiten sind Tabelle 45 zu entnehmen. 



[min] 

KP 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

T16L1 5 25 8,2 41 (62) 125 (171) 49 (87) 

T16L2 6 34 12,3 78 (62) 137 (169) 71 (87) 

T16L3 5 38 16,5 102 (59) 150 (165) 90 (91) 

5.2.1.5 Versuchstag 17 (06.11.2010) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

2,87 

(3,67) 

2,79 

(3,75) 

3,11 

(3,65) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

1,56 (2,27) 

0,63 (2,14) 

0,26 (2,25) 

Am Versuchstag 17 wurden zwei Versuche mit A1-Mischwasser und einer FeCl3-Dosierung 

durchgeführt. Die Filtergeschwindigkeit betrug 2,5 m/h. Als Flockungsmittel kam das Nalco- 

Produkt 71260 (FM2, Fe) zum Einsatz. T17L1-2 wurden mit einer 9,4 mg Fe/l Dosierung 

gefahren. T17L2 wurde zusätzlich mit 1,4 mg WS/l FHM betrieben. Die Probenahme erfolgte 

alle 5 min (T17L1) bzw. alle 10 min (T17L2). 



[min] 

FM2/FHM 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, 

zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

T17L1 5 26 9,4 / - 7 (12) 38 (62) 11 (29) 

T17L2 5 41 9,4 / 1,4 15 (20) 44 (70) 18 (37) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

0,33 

(1,14) 

0,53 

(1,30) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

0,06 (0,68) 



5.2.1.6 Versuchstag 18 (12.11.2010) 

Der Tuchfilter wurde am Versuchstag 18 mit einer Filtergeschwindigkeit von 2,5 m/h und 

B2-Mischwasser betrieben. Als Flockungsmittel kam das FeCl3-Präparat Nalco 71260 (FM2) 

zum Einsatz. Zusätzlich wurde bei T18L3 das Flockungshilfsmittel Nalco 7757 (FHM) zu 

dosiert. Für die Spezialanalysen für das Labor der Berliner Wasserbetriebe wurden Proben 

zur 15ten min von T18L3 genommen. Die Probenahmeintervalle lagen bei 5 min bzw. 

10 min. 



[min] 

FM2/FHM 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, 

zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

T18L1 3 10 9,4 / - 5 (46) 46 (108) 7 (61) 

T18L2 4 30 11,3 / - 31 (48) 75 (121) 40 (77) 

T18L3 5 19 9,4 / 1,0 16 (43) 58 (114) 20 (70) 

5.2.1.7 Versuchstag 19 (16.11.2010) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

0,50 

(2,16) 

1,05 

(2,38) 

0,62 

(2,30) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

0,21 (1,22) 

0,05 (1,27) 

0,08 (1,22) 

Am Versuchstag 19 wurden vier Versuche mit einer Filtergeschwindigkeit von 2,5 m/h 

durchgeführt. Das Regenüberlaufbecken wurde während der Versuchsläufe weiter beschickt. 

Die Konzentration der Zulaufwerte nahm über den Tagesverlauf ab. Das Mischwasser 

gehörte zur Kategorie B2. Als Flockungsmittel kam das Nalco-Produkt 71260 (FM2) zum 

Einsatz. Die Versuche wurden mit unterschiedlichen Konzentrationen gefahren. Die 

Probenahme erfolgte alle 5 bzw. 10 min. 



[min] 

FM2/FHM 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

T19L1 5 34 7,9 / - 60 (88) 127 (195) 58 (111) 

T19L2 4 15 9,4 / - 40 (96) 142 (229) 72 (139) 

T19L3 3 9 10,4 / - 19 (83) 90 (166) 26 (98) 

T19L4 3 11 11,3 / - 21 (71) 67 (147) 22 (87) 

5.2.1.8 Versuchstag 20 (22.11.2010) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

2,59 

(4,00) 

1,98 

(2,82) 

0,65 

(1,98) 

0,49 

(1,78) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

0,65 (1,85) 

0,42 (1,27) 

0,13 (0,90) 





[min] 

FM/FHM 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

T20L1 5 38 - 63 (101) 201 (261) 98 (141) 

T20L2 6 49 - 62 (93) 207 (252) 94 (132) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

3,33 

(3,81) 

3,36 

(3,80) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

1,77 (1,82) 

1,77 (1,84) 

5.2.1.9 Versuchstag 21 (14.01.2011) 

Der Versuchstag 21 wurde für weitere Versuche ohne Chemikalien mit Mischwasser der 

Kategorie C2 genutzt. Die Konzentration der Zulaufwerte nahm im Tagesverlauf ab. Die 

Besonderheit der Läufe liegt in der Verwendung des zuvor neu aufgespannten Mikrofaser- 

Filtertuches. 

T21L1-3 wurden mit unterschiedlichen Filtergeschwindigkeiten (2,5; 5 und 7,5 m/h) gefahren. 

Die Anlage wurde über Weg 1 beschickt. Die Laufzeiten betrugen 12 (T21L1), 21 (T21L2) 

und 54 min (T21L3). 



[min] 

Filtergeschw. 

[m/h] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

T21L1 4 12 7,5 55 (144) 138 (238) 66 (167) 

T21L2 4 21 5 39 (123) 128 (221) 60 (151) 

T21L3 6 50 2,5 25 (99) 128 (192) 66 (128) 

5.2.1.10 Versuchstag 22 (27.01.2011) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

2,13 

(2,74) 

1,98 

(2,58) 

1,90 

(2,40) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

1,08 (1,07) 

1,05 (1,03) 

0,96 (0,98) 

Am Versuchstag 22 wurde ein Lauf ohne Chemikalien mit dem Mikrofaser-Filtertuch 

durchgeführt. Die Beschickung des Tuchfilters erfolgte über Weg 1 mit einem Durchsatz von 

15 m³/h (vF= 7,5 m/h). Die Mischwasserqualität wurde auf B3 eingestuft. Da kaum eine 

Änderung der Wasserspiegeldifferenz zu verzeichnen war, wurde der Lauf nach 90 min 

abgebrochen. Die Probenahmeintervalle betrugen 15 bzw. 30 min.





[min] 

Filtergeschw. 

[m/h] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

T22L1 6 (90) 7,5 51 (60) 160 (169) 82 (93) 

5.2.2 Auswertung Tuchfilter - Versuche ohne Chemikalien 

5.2.2.1 Einfluss der Filterlaufzeit auf die Filterwirkung 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

3,40 

(3,44) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

2,14 (2,10) 

Am Versuchstag 20 wurde ein Langzeitversuch von ca. 89 min ohne Einsatz von 

Chemikalien mit einer Filtergeschwindigkeit von 2,5 m/h durchgeführt (Standard Filtertuch). 

In Abbildung 54, in der die AFS-Zu- und Ablaufwerte über die Versuchslaufzeit dargestellt 

werden, ist die Tuchreinigung nach 38 min durch den sprunghaften Anstieg des Ablaufwertes 

erkennbar. 

Abbildung 54: TF: T20L1 bis T20L2, Zu- und Ablaufkonzentrationen der AFS-Fraktion über die 

gesamte Filterlaufzeit, vF= 2,5 m/h, ohne Chemikalienanwendung, MWQ: C2 

Die AFS-Zulaufwerte nehmen über die Versuchslaufzeit kontinuierlich ab. Grund hierfür ist 

die fortschreitende Sedimentation der partikulären Mischwasserinhaltsstoffe im 

Regenüberlaufbecken. Nach der Reinigungsphase wird über die Abnahme der AFS- 

Ablaufwerte die zunehmende Beladung des Filtertuchs und damit bessere Filterwirkung 

ersichtlich. Durch die Reinigung des Filtertuches wird die Filtergeschwindigkeit erhöht und 

die Ablaufwerte steigen zunächst sprunghaft an. Mit zunehmender Beladung des Tuches 

verringert sich die Filtergeschwindigkeit und die Ablaufwerte sinken, wie in den beiden 

Teilläufen ersichtlich, über die Filterlaufzeit ab. Bedingt durch die weitere Beladung bildet 

sich ein Filterkuchen aus, der wiederrum die Filtergeschwindigkeit zusätzlich herabsetzt. Bei 

geringeren Filtergeschwindigkeiten werden Scherkräfte minimiert und die Bedingungen für 

weitere Anlagerungen einzelner Partikel optimiert.



Abbildung 55: TF: T20L1 bis T20L2, Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktion über die 


Auch für die Parameter CSBtot und CSBpart ist eine geringe Abnahme der Zulaufwerte zu 

beobachten. Die automatische Tuchreinigung ist zur Minute 38 über den Anstieg der 

Ablaufwerte gut erkennbar. Die Ablaufwerte der beiden Teilläufe liegen auf einem ähnlichen 

Niveau. 

Abbildung 56: TF: T20L1 bis T20L2, Zu- und Ablaufkonzentrationen der P-Fraktion über die 


Die Ptot-Zulaufwerte liegen bei 3,8 mg/l und die Ablaufwerte zwischen 3,16 und 3,61 mg/l. 

Auch hier ist die Tuchreinigung gut erkennbar. Für den Parameter Portho kann wie erwartet 

kaum eine Reinigungsleistung verzeichnet werden, dadurch ist auch kein Anstieg des 

Ablaufwertes während der Reinigung zu beobachten. Auf eine Darstellung der Portho- 

Verlaufskurve wird verzichtet. 

In Tabelle 52 werden die mittleren Zu- und Ablaufwerte der beiden Teilläufe aufgezeigt.




Chemikalienanwendung, vF= 2,5 m/h, stark belastetes Mischwasser C2 (Zulauf = linker Balken 

einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 


Chemikalienanwendung, vF= 2,5 m/h, stark belastetes Mischwasser C2 

Versuch T20L1 T20L2 

vF [m/h] 2,5 

Filtertuch Standard 

Chemikalien ohne Chemikalien 

Probenanzahl 5 6 

Parameter 

Eliminierungsrate [%], 

(mittlere Ablaufkonzentration [mg/l]) 

AFS 38 (62) 33 (63) 

CSBtot 23 (207) 18 (205) 

CSBpart 30 (94) 29 (96) 

Ptot 13 (3,33) 12 (3,36) 

Portho 3 (1,77) 4 (1,77) 

Die AFS-Eliminierungsrate beträgt für den ersten Teillauf ca. 38 %, für den zweiten 33 %. 

Auch für den Parameter CSBtot ist eine Abnahme der Eliminierungsraten zwischen den 

beiden Läufen erkennbar. Diese Beobachtung hängt mit den geringer werdenden 

Zulaufkonzentrationen der Parameter AFS und CSBtot über die gesamte Filterlaufzeit 

zusammen. Die Eliminierungsleistung des Tuches hängt von der Mischwasserzusammensetzung 

ab. Höhere Partikelkonzentrationen können je nach Größe der Partikel 

besser zurück gehalten werden als geringe, da der Filter schneller beladen wird und sich so 

weitere Partikel anlagern können. Dies wird durch die unterschiedlichen Laufzeiten der 

einzelnen Teilläufe bestätigt. Die Laufzeit des Filtrationsprozesses der beiden Teilläufe 

erhöht sich von 38 min (T20L1) auf 49 min (T20L2). Generell werden trotz erhöhter 

Zulaufwerte bei T20L1 die gleichen Ablaufkonzentrationen wie bei T20L2 erreicht. 

5.2.2.2 Einfluss unterschiedlicher Filtergeschwindigkeiten 

a) Versuche mit dem Standard – Filtertuch 

Am Versuchstag 13 wurden zwei Versuche (Standard Filtertuch) mit unterschiedlichen 

Filtergeschwindigkeiten ohne Chemikalien-Dosierung gefahren (T13L1: 6,25 m/h, T13L2: 

3,75 m/h).



Abbildung 58: TF: T13L1-2 Zu- und Ablaufkonzentrationen der AFS-Fraktion über die gesamte 

Filterlaufzeit, vF= 6,25 bzw. 3,75 m/h, ohne Chemikalienanwendung, MWQ: B1 

Bei der Betrachtung der AFS-Zulaufwerte zeigt sich für T13L1 eine kontinuierliche Abnahme 

über die Versuchslaufzeit, welche sich auch auf die Ablaufwerte überträgt. Die zweite 

Ablaufprobe bei T13L1 lässt auf einen Messfehler schließen. Die Abnahme der Zulaufwerte 

begründet sich aus der Sedimentation der partikulären Stoffe im RÜB. T13L2 zeigt für die 

ersten 35 min eine stetige Verringerung der Ablaufwerte. Die höheren Ablaufwerte ab Minute 

35 könnten auf einen Durchbruch einzelner Partikel hinweisen, welche mit zunehmender 

Beladung durch das Standard Filtertuch gedrückt werden. Der erhöhte Zulaufwert der 

54 min-Probe spiegelt sich auch bei den CSB- und P-Werten wieder. Vermutlich resultiert 

der Wert aus einer erneuten Beckenbeschickung, welche die zum Teil sedimentierten 

Partikel im RÜB wieder aufwirbelt. Der Ablaufwert der 54 min-Probe zeigt an, dass bei hohen 

Zulaufwerten mit einem hohen Anteil größerer Partikel, verursacht durch die 

Beckenbeschickung, die Eliminierungsleistung positiv beeinflusst wird. Insgesamt liegen die 

Zulaufwerte für T13L1 um 10 mg/l höher als bei T21L2 (ohne Betrachtung der 54 min- 

Probe). Die mittleren Ablaufwerte betragen bei T13L1 und T13L2 jeweils 14 mg/l. 

Abbildung 59: TF: T13L1-2 Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktion über die gesamte 


Die Verläufe der CSB-Ablaufwerte von T13L1 zeigen die zunehmende Beladung des 

Filtertuches über die Versuchslaufzeit an. Bei T13L2 bleiben die Ablaufwerte trotz 

Schwankungen der Zulaufwerte relativ konstant. Die mittleren CSBpart-Ablaufwerte liegen für 

beide Versuche im Bereich von 45-47 mg/l.



Abbildung 60: TF: T13L1-2 Zu- und Ablaufkonzentrationen der P-Fraktion über die gesamte 


Die P-Zulaufwerte nehmen bei T13L1 über die Versuchslaufzeit ab. Die Ablaufwerte zeigen 

einen ähnlichen Verlauf wie die Zulaufwerte. Bei T13L2 verhalten sich die Ptot-Ablaufwerte 

identisch zu den CSBpart-Ablaufwerten. Trotz Zulaufschwankungen zeigen sie nahezu keine 

Veränderung auf. Der mittlere Zulauf liegt bei T13L2 höher als bei T13L1. Der T13L1- 

Ablaufwert zur Minute 23 (kurz vor der Filtertuchreinigung) weist den geringsten Ptot-Wert 

von 1,3 mg/l auf. Insgesamt liegen die mittleren Ablaufwerte von beiden Versuchen bei 

1,52 mg/l.




Chemikalienanwendung, vF= 6,25 bzw. 3,75 m/h, mäßig belastetes Mischwasser B1 (Zulauf = 

linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 


Chemikalienanwendung, vF= 6,25 bzw. 3,75 m/h, mäßig belastetes Mischwasser B1 

Versuch T13L1 T13L2* 

vF [m/h] 6,25 3,75 

Filtertuch Standard 


Probenanzahl 6 6* 

Parameter 



AFS 72 (14) 64 (14) 

CSBtot 29 (99) 25 (109) 

CSBpart 49 (45) 41 (47) 

Ptot 7 (1,52) 12 (1,52) 

Portho 0 (0,91) 3 (0,95) 

*Die Werte der 54 min-Probe sind nicht in der Berechnung der mittleren Ablaufwerte /Eliminierungsraten 

enthalten. 

Die Darstellung der mittleren Zu- und Ablaufwerte zeigt die unterschiedlichen Zulaufwerte 

der Versuche T13L1 und T13L2. Beide Versuche weisen trotz unterschiedlicher 

Filtergeschwindigkeiten und Zulaufschwankungen nahezu identische mittlere Ablaufwerte 

auf. Bei der Betrachtung der Eliminierungsraten zeigt sich, dass bei Versuch T13L1 mit einer 

Filtergeschwindigkeit von 6,25 m/h für die Parameter AFS und CSBpart etwas höhere 

Eliminierungsraten im Vergleich zu Versuch T13L2 mit einer Filtergeschwindigkeit von 

3,75 m/h erreicht werden können. Die höheren Eliminierungsraten setzen sich meist aus den 

höheren Zulaufwerten bei Versuch T13L1 zusammen. Bei T13L1 kann bei höheren 

Zulaufwerten der partikulären Stoffe ein besserer absoluter Rückhalt bei gleichen 

Ablaufkonzentrationen wie bei T13L2 erreicht werden. T13L2 weist bei höheren 

P-Zulaufwerten höhere Eliminierungsgrade der P-Fraktion bei niedrigerer 

Filtergeschwindigkeit auf. 

Durch die erhöhte Filtergeschwindigkeit wird die Beladung des Tuches beschleunigt. 

Partikuläre Stoffe bilden so schneller einen Filterkuchen. Dadurch erhöht sich der 

Filterwiderstand und der Wasserspiegel im Filterbecken steigt schneller an, welcher die



automatische Tuchreinigung in Gang setzt. Dies wird durch die unterschiedlichen 

Filterlaufzeiten verdeutlicht. Bei T13L1 beträgt diese 23 min und bei T13L2 54 min. 

Bei geringeren Filtergeschwindigkeiten dauert die Filterlaufzeit deutlich länger, dadurch 

könnte eine Ausbildung eines Filterkuchens optimiert werden. Dieser Effekt verringert die 

Filtergeschwindigkeit zusätzlich. Scherkräfte werden reduziert und eine Anlagerung kleinerer 

Partikel sowie ein Einschluss gelöster Stoffe werden optimiert. Vermutlich resultiert daher der 

bessere absolute Rückhalt des Parameters Ptot bei dem Versuch mit der geringeren 

Filtergeschwindigkeit. 

b) Mikrofaser Filtertuch Versuche 

Am Versuchstag 21 wurden drei Versuche ohne Chemikalien-Dosierung mit dem Mikrofaser 

Filtertuch und unterschiedlichen Filtergeschwindigkeiten durchgeführt (T21L1: 7,5 m/h, 

T21L2: 5 m/h T21L3: 2,5 und m/h). 

Abbildung 62: TF: T21L1-3 Zu- und Ablaufkonzentrationen der AFS-Fraktion über die gesamte 

Filterlaufzeit, vF= 7,5 bzw. 5 bzw. 2,5 m/h, ohne Chemikalienanwendung, MWQ: C2 

Auffällig sind die über den Versuchstag abnehmenden Zulaufwerte, bedingt durch die 

Sedimentation im RÜB. Die Verringerung der Ablaufwerte über die Versuchslaufzeit ist bei 

allen Versuchen zu beobachten. Besonders bei T21L3 mit einer Filtergeschwindigkeit von 

2,5 m/h wird die zunehmende Beladung des Tuches über den Verlauf der Ablaufkurve 

ersichtlich. Der erhöhte Ablaufwert zur 50. min könnte einen Partikel-Durchbruch oder einen 

Messfehler andeuten. Grundsätzlich weisen die Ergebnisse bei geringeren 

Filtergeschwindigkeiten auf kleinere Ablaufwerte hin mit deutlicher Erhöhung der 

Filterlaufzeit.



Abbildung 63: TF: T21L1-3 Zu- und Ablaufkonzentrationen der CSB-Fraktion über die gesamte 


Die Betrachtung der CSB-Ablaufwerte zeigt, dass mit abnehmender Filtergeschwindigkeit die 

Eliminierungsraten geringer werden. Ein Problem bei der Betrachtung stellen die 

abnehmenden Zulaufwerte dar. Die CSB-Ablaufwerte liegen für alle Versuche auf einem 

ähnlichen Niveau. 

Abbildung 64: TF: T21L1-3 Zu- und Ablaufkonzentrationen der P-Fraktion über die gesamte 


Die Ablaufkurven des Parameters Ptot verlaufen für die drei Versuche nahezu parallel 

unterhalb der Zulaufkurven (siehe Abb. 64). Unabhängig von den abnehmenden 

Zulaufwerten und den unterschiedlichen Filtergeschwindigkeiten liegen die Ptot- 

Eliminierungsraten bei allen Versuchen um die 22 %.




Chemikalienanwendung, vF= 7,5 bzw. 5 bzw. 2,5 m/h, stark belastetes Mischwasser C2 (Zulauf = 

linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 


Chemikalienanwendung, vF= 7,5 bzw. 5 bzw. 2,5 m/h, stark belastetes Mischwasser C2 

Versuch F21L1 F21L2 F21L3 

vF [m/h] 7,5 5 2,5 

Filtertuch Mikrofaser 




AFS 62 (55) 68 (39) 75 (25) 

CSBtot 44 (138) 42 (128) 34 (128) 

CSBpart 61 (66) 60(60) 49 (66) 

Ptot 22 (2,13) 23 (1,98) 21 (1,90) 

Portho 0 (1,08) 0 (1,05) 1,5 (0,96) 

Bei der Betrachtung des Parameters AFS wird deutlich, dass mit abnehmender 

Filtergeschwindigkeit die Eliminierungsrate trotz niedrigeren Zulaufwerten steigt. Der 

Versuch T21L3 zeigt niedrigere AFS-Ablaufwerte im Vergleich zu T21L1-2. Die Versuche 

T21L1-2 besitzen bis auf den Parameter AFS identische Eliminierungsraten bei sinkenden 

CSB-Zulaufkonzentrationen. Die geringeren CSB-Eliminierungsraten bei T21L3 weisen auf 

die abnehmenden Zulaufwerte hin, da die erreichten Ablaufwerte für alle drei Versuche 

unabhängig von der Filtergeschwindigkeit nahezu konstant sind. Eine Eliminierung des 

Parameters Portho kann ohne Einsatz von Chemikalien wie erwartet nicht erreicht werden. 

Wegen der relativ hohen Abnahme der Zulaufwerte kann bei Verringerung der 

Filtergeschwindigkeit und geringeren mittleren AFS-Ablaufwerten eine Abnahme des 

absoluten Rückhalts von Lauf T21L1 zu Lauf T21L3 festgestellt werden. 

5.2.2.3 Vergleich der ermittelten Reinigungsleistungen 

In dem folgenden Balkendiagramm (Abb. 66) sind die jeweiligen Versuche ohne Chemikalien 

bei ähnlichen Filtergeschwindigkeiten gegenübergestellt.



Abbildung 66: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T13L2, T20L1-2 und T21L3 

ohne Chemikalienanwendung, vF= 3,75 bzw. 2,5 m/h, unterschiedlich belastete Mischwässer 

(Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 

Tabelle 55: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T13L2, T20L1-2 und 

T21L3 ohne Chemikalienanwendung, vF= 3,75 bzw. 2,5 m/h, unterschiedlich belastete 

Mischwässer 

Versuch F13L2 F20L1-2 F21L3 

vF [m/h] 3,75 2,5 2,5 

Filtertuch Standard Standard Mikrofaser 




AFS 64 (14) 35 (63) 74 (25) 

CSBtot 25 (109) 20 (205) 34 (128) 

CSBpart 41 (47) 30 (96) 49 (66) 

Ptot 12 (1,52) 12 (3,35) 21 (1,90) 

Portho 3,2 (0,95) 3,4 (1,77) 1,5 (0,96) 

Bei der Betrachtung der Versuche mit dem Standard Filtertuch zeigt sich für T13L2 mit 

niedriger Mischwasserqualität (B1) und leicht erhöhter Filtergeschwindigkeit eine schlechtere 

absolute Entfernung der untersuchten Parameter als bei T20L1-2 (MWQ: C2). Die CSBtot-, 

Ptot- und Portho-Eliminierungsraten liegen für die beiden Versuche mit dem Standard Filtertuch 

in einem ähnlichen Bereich, obwohl die Zulaufkonzentrationen deutlich von einander 

abweichen. Die hohen Eliminierungsraten der partikulären Stoffe von T13L2 könnten durch 

unterschiedliche Mischwassereigenschaften hervorgerufen werden. So würde ein erhöhter 

Anteil an größeren Partikeln die Eliminierungsrate positiv beeinflussen. Untersuchungen zur 

Partikelgrößenverteilung der jeweiligen Mischwässer wurden im Rahmen des Projektes 

allerdings nicht durchgeführt. Die guten Eliminierungsraten der partikulären Stoffe von T13L2 

konnten mit dem Standard Filtertuch nicht wiederholt erzielt werden. 

Der Vergleich der Versuchstage 20 und 21 mit ähnlichen Mischwasserqualitäten bezogen 

auf die partikulären Stoffe zeigt eindeutig die bessere Filterwirkung des Mikrofaser 

Filtertuches. Außer für den Parameter Portho liegen alle Eliminierungsraten höher als bei 

T13L2 und T20L1-2. Durch die Mikrofasern, welche einen Einzelfilamentdurchmesser von 

ca. 7,4 µm (Standard Tuch: 27,4 µm) besitzen, werden bei gleicher Faserlänge wie bei dem



Standard Tuch (12 mm) durch das Ablegen der Polfasern feinere Durchflusskanäle erzeugt, 

welche einen besseren Rückhalt der partikulären Stoffe verursachen. 

5.2.2.4 Versuche mit geringer Reinigungsleistung 

Im folgenden Abschnitt werden zwei Läufe ohne Chemikaliendosierung aufgezeigt, bei 

denen deutlich geringere Eliminierungsraten im Vergleich zu den oben dargestellten 

Versuchsergebnissen ermittelt wurden. Die Läufe werden gesondert betrachtet, da nach 45 

(T14L1) bzw. 90 min (T22L1) Laufzeit sich keine bzw. kaum eine Wasserspiegeldifferenz 

einstellte. Die Läufe wurden, bevor es zu einer automatischen Filtertuchreinigung kommen 

konnte, aus Zeitgründen abgebrochen. Das Mischwasser besitzt an beiden Versuchstagen 

die MWQ-Stufe B3. 

Abbildung 67: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T14L1 und T22L1 ohne 

Chemikalienanwendung, vF= 2,5 bzw. 7,5 m/h, mäßig belastete Mischwässer B3 (Zulauf = linker 


Tabelle 56: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T14L1 und T22L1 ohne 

Chemikalienanwendung, vF= 2,5 bzw. 7,5 m/h, mäßig belastete Mischwässer B3 


vF [m/h] 2,5 7,5 

Filtertuch Standard Mikrofaser 



Parameter 



AFS 12 (59) 15 (51) 

CSBtot 14 (165) 6 (154) 

CSBpart 24 (89) 12 (82) 

Ptot 7 (3,43) 1,2 (3,40) 

Portho 5 (1,91) 0 (2,14) 

An Hand der Ergebnisse und dem geringen Anstieg der Wasserspiegeldifferenz kann 

geschlussfolgert werden, dass es sich wahrscheinlich an den beiden Versuchstagen um 

Mischwasser mit äußerst geringen Partikelgrößen handelt. Bei T22L1 mit hoher 

Filtergeschwindigkeit und unter Verwendung des feinen Mikrofaser Tuches beträgt die AFS- 

Eliminierungsrate 15 %; bei T14L1 mit dem Standard Filtertuch nur 12 %.



Bei Tuchfilterversuchen auf der KA Gümmerwald wurde die Partikelgrößenverteilung des 

Filterablaufs ermittelt. Daraus ergaben sich für das Standard Filtertuch (PA13) D50-Werte von 

10 µm und für das feinere Filtertuch (PE15) D50-Werte von 4,5 µm. [Grabbe 1998] 

Dies könnte für den Versuchstag 14 bedeuten, dass ein Großteil der im Zulauf vorhandenen 

Partikel einen Durchmesser kleiner 10 µm besitzt. Die abgeschiedenen 12 % setzen sich aus 

Partikeln größer 10 µm und kleineren Partikel, welche durch Anlagerung mit entfernt werden, 

zusammen. 

Für den Versuchstag 22 kann aus den D50-Werten der Versuche des Standortes KA 

Gümmerwald abgeleitet werden, dass ein Großteil der Partikel des Mischwassers einen 

Durchmesser kleiner 4,5 µm aufweisen. Da im Rahmen des Projektes keine 

Partikelgrößenverteilungen bestimmt wurden, können nur Abschätzungen über die 

auftretenden Partikelgrößen vorgenommen werden. 

Da anfallende Mischwässer starke Konzentrationsschwankungen und unterschiedliche 

Partikelgrößenverteilungen aufweisen, ist eine Betriebsweise ohne Chemikalieneinsatz nur 

bedingt zu empfehlen. Es können Wässer mit sehr geringen Partikelgrößen auftreten, welche 

ohne Einsatz von Chemikalien nicht ausreichend behandelt werden können. 


Folgende Aussagen beziehen sich auf die ermittelten Versuchsergebnisse der 

Mischwasserbehandlung mittels Tuchfilter ohne Chemikalieneinsatz. 

� Die Ablaufkonzentrationen bleiben bei geringfügigen Zulaufschwankungen stabil. 

(T20L1-2) 

� Hohe Zulaufkonzentrationen bewirken einen höheren absoluten Rückhalt der Stoffe. 

� Die Annahme, dass mit Erhöhung der Filtergeschwindigkeit die Filterleistung abnimmt 

kann wegen starker Schwankung der Zulaufkonzentrationen nicht eindeutig bestätigt 

werden. 

� Am Versuchstag 13 werden bei T13L1 mit vF= 6,25 m/h und höheren Zulaufwerten 

die gleichen Ablaufwerte wie bei T13L2 mit vF= 3,75 m/h erzielt. 

� Höhere Filtergeschwindigkeiten sowie höhere Zulaufkonzentrationen verkürzen die 

Filterlaufzeit und damit erhöht sich die Anzahl der notwendigen Reinigungen. 

� Das Mikrofaser-Filtertuch weist im Vergleich zum Standard-Filtertuch bessere 

Eliminierungsraten auf. 

� Bei Versuchen mit dem Mikrofaser-Filtertuch werden mit abnehmender 

Filtergeschwindigkeit geringere AFS-Ablaufwerte erzielt. 

Folgende Eliminierungsraten konnten mit dem Tuchfilter ohne Chemikalieneinsatz erzielt 

werden.



Tabelle 57: TF: Vergleich der mittleren Eliminierungsraten der Versuche mit Standard und 

Mikrofaser Filtertuch ohne Chemikalieneinsatz 

Lauf 

T13L1-2 

T20L1-2 

T21L1-3 

vF [m/h] 

(Filtertuch) 

2,5-6,25 

(Standard) 

2,5-7,5 

(Mikrofaser) 

n MWQ 

23 B1-C2 

14 C2 

AFS 

[%] 

33-72 

45 

62-75 

68 

CSBtot 

[%] 

18-29 

24 

34-44 

40 

CSBpart 

[%] 

29-49 

37 

49-61 

57 

Ptot 

[%] 

7-13 

11 

21-23 

22 

Portho 

[%] 

0-4 

2 

0-2 

1



5.2.3 Auswertung Tuchfilter Chemikalienversuche 

Alle Chemikalienversuche wurden mit dem Standard Filtertuch und einer 

Filtergeschwindigkeit von 2,5 m/h durchgeführt. 

5.2.3.1 PAC – Präparat 

Die Versuche mit dem Polyaluminiumchlorid-Präparat FM 71232 (FM1, PAC) der Firma 

Nalco und dem anionischen Polymer Nalco 7757 (FHM) werden am Versuchstag 15 mit 

Mischwasser der Kategorie D3 durchgeführt. Das PAC-Präparat Nalco 71232 ist ein 

kationisches Flockungsmittel auf der Basis von organischen und anorganischen 

Polyelektrolyten. In Abbildung 68 sind die drei Versuche mit den Zu- und Ablaufwerten 

gegenübergestellt. 

Abbildung 68: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T15L1-3, FM1+FHM, vF= 2,5, 

sehr stark belastetes Mischwasser D3 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = 

rechter Balken) 

Tabelle 58: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T15L1-3, FM1+FHM, 

vF= 2,5, sehr stark belastetes Mischwasser D3 

Versuch T15L1 T15L2 T15L3 

Chemikalien 

FM1: 12,6 mg Al/l 


FM1: 25,1 mg Al/l 


FM1: 25,1mg Al/l 


Laufzeit [min] 15 13 10 



AFS 55 (61) 85 (20) 97 (4) 

CSBtot 33 (194) 59 (116) 69 (89) 

CSBpart 45 (105) 85 (31) 97 (7) 

Ptot 42 (3,74) 80 (1,28) 95 (0,28) 

Portho 31 (1,98) 79 (0,60) 95 (0,13) 

T15L1 mit einem Chemikalieneinsatz von 12,6 mg Al/l FM1 und 7,1 mg WS/l FHM weist im 

Vergleich zu T15L2 eindeutig auf eine unzureichende Dosierung mit daraus resultierenden 

hohen Ablaufwerten hin. 

T15L2 wurde mit 25,1 mg Al/l FM1 und 8,5 mg WS/l FHM gefahren. Die Eliminierungsraten 

steigen im Vergleich zu T15L1 auf über 79 %. Die CSBtot-Eliminierungsrate liegt im Schnitt



bei 59 %. Die Portho-Eliminierungsrate beträgt 79 % und zeigt die guten Fälleigenschaften des 

FM1 auf. 

Bei T15L3 blieb die FM1-Dosierung-Einstellung konstant. Die Dosierung des Polymers 

wurde auf 9,8 mg WS/l erhöht. Dies hat eine Eliminierungsrate von 95 bis 97 % für fast alle 

Parameter zur Folge. Durch die erhöhte FHM-Zugabe wird die Makroflockenbildung 

optimiert. Es werden nahezu die gesamten partikulären Stoffe sowie die gelöste P-Fraktion 

durch Fällung und Flockeneinschluss abgeschieden. Die CSBtot-Eliminierungsrate kann auf 

69 % angehoben werden. Die Dosierung bei T15L3 kann für dieses Mischwasser der 

Qualitätsstufe D3 als optimal angesehen werden. Es werden sehr geringe 

Ablaufkonzentrationen erzielt: AFS: 4 mg/l, CSBpart: 7 mg/l, Ptot: 0,3 mg/l und Portho: 0,13 mg/l. 

Trotz der relativ hohen Dosierung kann eine Überdosierung weitestgehend ausgeschlossen 

werden, da keine Abnahme der Eliminierungsraten der partikulären Stoffe durch 

Flockenzerstörung zu verzeichnen ist. Eine Theorie, welche keine Abnahme der 

Eliminierungsraten der partikulären Stoffe begründen würde, besteht in der Annahme, dass 

die zerstörten Flockenanteile vom Tuchfilter immer noch ausreichend zurück gehalten 

werden können. 

Im Vergleich zu anderen Versuchstagen mit Chemikaliendosierungen wird bei T15L2-3 ein 

relativ hoher Chemikalienverbrauch festgestellt. 

5.2.3.2 Eisen(III) – Präparat 

Im folgenden Kapitel werden die Läufe mit einer FeCl3-Präparat-Dosierung (Nalco-Produkt 

71260) gegenübergestellt und ausgewertet. An den Versuchstagen 17, 18 und 19 wurden 

Versuche in unterschiedlichen Konzentrationen von (7,9 bis 11,3 mg Fe/l) mit einer 

Filtergeschwindigkeit von 2,5 m/h gefahren. Teilweise wurde das Polymer Nalco 7757 (FHM) 

mit dem FeCl3-Präparat kombiniert. 

a) Versuchstag 17 

Die beiden Läufe am 17. Versuchstag wurden mit einer 9,4 mg Fe/l Dosierung gefahren. 

T17L2 wurde mit einer zusätzlichen Polymerzugabe von 1,4 mg WS/l durchgeführt. T17L1 

zeigt für die AFS-Eliminierungsrate mit 43 % ein relativ schlechtes Ergebnis. Da das 

Mischwasser eine sehr geringe Belastung (A1) aufweist (im Vergleich zu anderen 

Versuchstagen an denen mit FM2 Versuche durchgeführt wurden), ist wahrscheinlich eine 

Überdosierung dafür verantwortlich. Diese kann eine Oberflächenumladung hervorrufen, 

welche eine Restabilisierung der Flocken verursacht [Hahn et al. 1998], [Sieker 2005]. Der 

Fällungsprozess erklärt die hohe Portho-Eliminierungsrate (92 %). Bei einer Überdosierung 

können durch die oben beschriebene Oberflächenumladung keine Makroflocken dauerhaft 

gebildet werden. Dadurch werden partikuläre Stoffe nur geringfügig vom Standard Filtertuch 

abgeschieden (geringe AFS- und CSBpart-Eliminierungsraten).



Abbildung 69: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T17L1-2, FM2, FM2+FHM, vF= 

2,5, gering belastetes Mischwasser A1 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = 


Tabelle 59: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T17L1-2, FM2+FHM, 

vF= 2,5, gering belastetes Mischwasser A1 


Chemikalien FM2: 9,4 mg Fe/l 

FM2: 9,4 mg Fe/l 


Laufzeit [min] 26 41 


Parameter 



AFS 43 (7) 28 (15) 

CSBtot 39 (38) 37 (44) 

CSBpart 63 (11) 51 (18) 

Ptot 71 (0,33) 59 (0,53) 

Portho 92 (0,06) 93 (



Abbildung 70: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T18L1-3, FM2, FM2+FHM, vF= 

2,5, mäßig belastetes Mischwasser B2 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = 


Tabelle 60: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T18L1-3, FM2, 

FM2+FHM, vF= 2,5, mäßig belastetes Mischwasser B2 


Chemikalien FM2: 9,4 mg Fe/l FM2: 11,3 mg Fe/l 

FM2: 9,4 mg Fe/l 





AFS 89 (5) 35 (31) 63 (16) 

CSBtot 58 (46) 38 (75) 49 (58) 

CSBpart 88 (7) 48 (40) 71 (20) 

Ptot 77 (0,50) 56 (1,05) 73 (0,62) 

Portho 83 (0,21) 96 (



Überdosierung des Flockungshilfsmittels liegen. Der Verdacht einer FHM-Überdosierung 

kam bereits beim Schütteln der Ablaufproben auf, welches eine leichte Schaumbildung 

verursachte. Die längere Laufzeit des Versuches im Vergleich zu T18L1 ist ein weiterer 

Hinweis auf eine Überdosierung, da intakte Makroflocken zu einer schnelleren Beladung des 

Filters und somit zu einer kürzeren Filterlaufzeit geführt hätten. 

c) Versuchstag 19 

Am 19. Versuchstag wurde B2-Wasser mit unterschiedlichen FM2-Dosierungen behandelt 

(7,9; 9,4; 10,4 und 11,3 mg Fe/l). 

Zum Vergleich der einzelnen Versuche werden die Zu- und Ablaufwerte der fünf 

untersuchten Parameter gegenübergestellt (siehe Abb. 71). 

Abbildung 71: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T19L1-4, FM2, vF= 2,5, mäßig 

belastetes Mischwasser B2 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 

Tabelle 61: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T19L1-4, FM2, vF= 2,5, 

mäßig belastetes Mischwasser B2 

Versuch T19L1 T19L2 T19L3 T19L4 

Chemikalien FM2: 7,9 mg Fe/l FM2: 9,4 mg Fe/l FM2: 10,4 mg Fe/l FM2: 11,3 mg Fe/l 

Laufzeit [min] 34 15 9 11 



AFS 32 (60) 58 (40) 77 (19) 70 (21) 

CSBtot 35 (127) 38 (143) 46 (90) 54 (67) 

CSBpart 48 (58) 48 (72) 74 (26) 75 (22) 

Ptot 35 (2,59) 30 (1,98) 67 (0,65) 72 (0,49) 

Portho 65 (0,65) 67 (0,42) 86 (0,10) 94 (



Eliminierungsraten zwischen T19L2 und T19L3 bei geringer Erhöhung der Dosierung relativ 

stark. 

Beim Vergleich von T19L3 und T19L4 zeigt sich kaum noch eine Veränderung der 

Ablaufwerte der partikulären Stoffe, trotz geringerer T19L4-Zulaufkonzentrationen. Der 

gleichbleibende AFS-Ablaufwert bei T19L4 mit höherer Dosierung und niedrigerer 

Zulaufkonzentration könnte auf eine Überdosierung mit einhergehender Zerstörung der 

Flocken hinweisen. Die Erhöhung der Filterlaufzeit im Vergleich zu T19L3 könnte auch eine 

Überdosierung andeuten. Die erhöhte FM2-Dosierung führt zur fast vollständigen Elimination 

des Portho-Parameters. Daraus kann geschlussfolgert werden, dass eine Dosierung von 

10,4 mg Fe/l für dieses Mischwasser ausreichend ist.



d) Vergleich einzelner Mischwässer mit einer FM2-Dosierung von 9,4 mg Fe/l 

Im folgenden Kapitel werden die drei Versuche mit einer FM2-Dosierung von 9,4 mg/l an 

unterschiedlichen Versuchstagen betrachtet. Auffällig sind die unterschiedlich hohen 

Mischwasserqualitäten der einzelnen Versuchstage (siehe Abb. 72). 

Abbildung 72: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T17L1, T18L1 und T19L2, 

FM2: 9,4 mg Fe/l, vF= 2,5, gering und mäßig belastete Mischwässer A1, B2 (Zulauf = linker 


Tabelle 62: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T17L1, T18L1 und 

T19L2, FM2: 9,4 mg Fe/l, vF= 2,5, gering und mäßig belastete Mischwässer A1, B2 


Chemikalien FM2: 9,4 mg Fe/l 




AFS 43 (7) 89 (5) 58 (40) 

CSBtot 39 (38) 58 (46) 38 (143) 

CSBpart 63 (11) 88 (7) 48 (72) 

Ptot 71 (0,33) 77 (0,50) 30 (1,98) 

Portho 92 (0,06) 83 (0,21) 67 (0,42) 

Bei T17L1 liegen die Stoffkonzentrationen des Mischwassers (A1) weit unter denen von 

T18L1 und T19L1, dadurch wird der Einfluss der Überdosierung des Flockungsmittels 

besonders auf die AFS-Eliminierungsrate, die nur 43 % beträgt, deutlich. Der mittlere AFS- 

Zulaufwert beträgt bei T17L1 nur 16 mg/l, bei T18L1 46 mg/l und bei T19L2 96 mg/l. Bedingt 

durch die für das Mischwasser A1 hohe Dosierung des Flockungsmittels wird Portho zu 92 % 

eliminiert. Die partikulären Parameter können bei T18L1 auf 5 mg/l AFS und 7 mg/l CSBpart 

reduziert werden. Diese Ablaufwerte stellen die geringsten der drei Versuche dar. 

Abgesehen von dem Parameter Portho werden bei T18L1 die höchsten Eliminierungsraten 

erzielt. Bedingt durch die hohen Zulaufwerte am Versuchstag 19 können im Vergleich nur 

relativ schlechte Ablaufwerte mit einer FM2-Dosierung von 9,4 mg/l erreicht werden. 

Zusammenfassend wird deutlich, dass am 17. Versuchstag eine Fe-Dosierung von 9,4 mg 

Fe/l für das gering belastete Mischwasser eine Überdosierung darstellt. Am Versuchstag 18 

scheint die Menge der Eisenzugabe eine ausreichend hohe Dosierung mit daraus 

resultierenden guten Ablaufwerten und Eliminierungsraten zu sein. Für das deutlich höher



belastete Mischwasser am 19. Versuchstag reicht die Zugabe von 9,4 mg Fe/l nicht aus, um 

gute Ablaufwerte und Eliminierungsraten zu erzielen. 


Abbildung 73 stellt die Zu- und Ablaufwerte der KP-Versuche am Versuchstag 16 dar. 

Abbildung 73: TF: gemittelte Zu- und Ablaufwerte der Versuche T16L1-3, KP, vF= 2,5, mäßig 


Tabelle 63: TF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche T16L1-3, KP, vF= 2,5, 

mäßig belastetes Mischwasser B3 


Chemikalien KP: 8,2 mg Al/l KP: 12,3 mg Al/l KP: 16,5 mg Al/l 




AFS 34 (41) -26 (78) -74 (102) 

CSBtot 27 (125) 19 (137) 9 (150) 

CSBpart 44 (49) 18 (71) 1 (90) 

Ptot 22 (2,87) 26 (2,79) 15 (3,11) 

Portho 31 (1,56) 71 (0,63) 88 (0,26) 

T16L1 mit einer KP-Dosierung von 8,2 mg Al/l weist im Vergleich zu anderen oben 

beschriebenen Chemikalien-Versuchen relativ geringe Eliminierungsraten auf. Die CSBpart- 

Eliminierungsrate beträgt 44 %. Die Eliminierungsraten der anderen Parameter liegen im 

Bereich von 22 bis 34 %. Die geringen Rückhalteleistungen könnten auf eine nicht 

ausreichend hoch eingestellte Dosierung schließen. T16L2 zeigt, dass mit einer Erhöhung 

der KP-Zugabe die Eliminierungsrate nur für den Parameter Portho gesteigert werden kann. 

Die AFS-Ablaufwerte liegen über den Zulaufwerten und im Vergleich zu T16L1 ist die 

CSBpart-Rate mit nur 18 % deutlich geringer. Diese Beobachtungen weisen auf eine 

Zerstörung der Flocken hin. Offensichtlich hängt die Flockenzerstörung mit der geringen 

Scherstabilität der Chargepac-Flocken zusammen, welche bereits bei Laborversuchen 

beobachtet werden konnte. Durch den relativ hohen Sturz des Zulaufes in das Filterbecken 

werden die Flocken zerstört. Da bei T16L1 eine gewisse Reinigungsleistung zu verzeichnen 

ist, könnte bei T16L2 eine KP-Überdosierung für die Flockenzerstörung verantwortlich sein. 

Portho wird bei T16L2 ausreichend gefällt und somit weitestgehend eliminiert. Durch



Überführung gelöster Stoffe in partikuläre mittels Chemikalieneinsatz und anschließender 

Zerstörung der Flocken steigt der AFS-Ablaufwert und es resultiert eine negative 

Eliminierungsrate. Bei T16L3 wird dies bei einer höheren KP-Dosierung verdeutlicht. Die 

Portho-Eliminierungsrate steigt auf 88 % an, und die AFS-Eliminierungsrate beträgt -74 %. Die 

CSBpart-Rückhalteleistung sinkt auf Grund der Flockenzerstörung auf 1 %. Die Erhöhung der 

Filterlaufzeit von Lauf zu Lauf mit steigender Dosierung deutet ebenfalls eine Überdosierung 

an. 


Folgende Aussagen lassen sich bezüglich der ermittelten Versuchsergebnisse der 

Mischwasserbehandlung mittels Tuchfilter unter Chemikalieneinsatz treffen: 

� Mit höheren Chemikalien-Dosierungen verkürzen sich die Laufzeiten zwischen zwei 

Filterreinigungen, bedingt durch die vermehrte Makroflockenbildung und damit 

einhergehend schnelleren Beladung des Filtertuchs. Bei einer Überdosierung nimmt 

die Filterlaufzeit im Vergleich zu dem Lauf mit ausreichend hoher Dosierung wieder 

ab. 

� Mit FM1 (PAC) in Kombination mit FHM können bei richtiger Dosierung sehr gute 

Ergebnisse erzielt werden (T15). 

� Die FM2-Versuche (Fe) zeigen bei richtiger Dosierung gute Ablaufkonzentrationen 

(T18L1). 

� Bei der Kombination von FM2 mit FHM können bedingt durch die FHM- 

Überdosierung keine guten Eliminierungsraten erreicht werden (T18). 

� KP ist vermutlich auf Grund der geringen Scherstabilität für den Tuchfilter nicht 

geeignet (T16L1). 

� Auf Grund der unterschiedlichen Mischwässer an den jeweiligen Versuchstagen ist 

eine optimale Dosierung schwer einstellbar, da keine Vorrichtungen wie 

Trübungsmessgeräte für eine grobe Einordnung der Mischwasserqualität zur 

Verfügung standen. Daher sind vermehrt zu geringe Chemikalien-Dosierungen oder 

Überdosierungen zu verzeichnen. 

In Tabelle 64 sind die besten erreichten Eliminierungsraten der Chemikalienversuche im 

Überblick zusammengestellt. 

Tabelle 64: TF: Chemikalienversuche mit den besten erreichten Eliminierungsraten 

Lauf vF n FM/FHM MWQ AFS [%] 

(mAb 

CSBtot 

[%] 

CSBpart 

[%] (mAb 

Ptot 

[%] 

[mg 

[mg/l]) (mAb [mg/l]) (mAb 

WS/l] 

[mg/l]) 

[mg/l]) 

T15L4 2,5 m/h 3 FM1: 

25,1/9,8 

D3 97 (4) 69 (89) 97 (11) 95 (0,3) 

T18L1 2,5 m/h 3 FM2: 9,4 B2 89 (5) 58 (46) 88 (7) 77 (0,5) 

Die Feststoffbeladung wird in Kapitel 5.4.1.3 betrachtet. 

Portho 

[%] 

(mAb 

[mg/l]) 

95 

(0,13) 

83 

(0,21)



5.3 Mikroflotation 

5.3.1 Versuchsergebnisse Mikroflotation 

In Tabelle 65 werden die Zulaufqualitätsstufen der einzelnen Versuchstage aufgezeigt. 

Tabelle 65: Mischwasserqualitäten (Zulauf) der Mikroflotations-Versuchstage 

Versuchstag MW- 

Qualität 

04.03.10* 

M2 

27.03.10 

M4 

08.04.2010* 

M5 

03.05.2010 

M7 

19.05.2010 

M9 

01.06.2010 

M10 

*Modellmischwasser 

AFS 

[mg/l] 

CSBtot 

[mg/l] 

CSBpart 

[mg/l] 

Ptot 

[mg/l] 

Portho 

[mg/l] 

C5 100 299 137 4,8 4,76 

B2 

C6 

C3 

A1 

B1 

38– 72 

53 

70 – 100 

86 

54 – 76 

65 

44 – 70 

52 

34 – 46 

40 

5.3.1.1 Versuchstag 2 (04.03.2010) 

136 – 161 

147 

317 – 330 

320 

199 – 239 

223 

81 – 92 

83 

124 – 132 

129 

52 – 87 

76 

146 – 180 

157 

124 – 149 

141 

34 – 48 

42 

79 – 93 

86 

2,7 – 2,9 

2,8 

7,3 – 7,9 

7,5 

3,8 – 4,4 

4,1 

1,9 – 2,0 

2,0 

2,2 – 2,5 

2,4 

1,6 – 1,7 

1,65 

5,1 – 5,4 

5,22 

2,2 – 2,4 

2,28 

1,0 – 1,1 

1,06 

0,8 – 0,84 

0,82 

Am Versuchstag 2 wurde die Mikroflotationsanlage zum ersten Mal eingesetzt. Die Versuche 

wurden mit künstlich erzeugtem Mischwasser der Qualitätsstufe C5 durchgeführt. Die 

Durchsatzgeschwindigkeit betrug, wie auch bei allen anderen Versuchstagen 1 m/h. Der 

erste Lauf wurde ohne Einsatz von Chemikalien gefahren. In Tabelle 66 werden die Zu- und 

Ablaufwerte der untersuchten Parameter aufgezeigt. 

Tabelle 66: M2: Betriebsparameter, Zu- und Ablaufwerte 


[min] 

FM2/FHM 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

M2L1 1 60 - 44 (100) 180 (299) 76 (137) 3,93 (4,79) 3,03 (4,76) 

5.3.1.2 Versuchstag 4 (27.03.2010) 

Zur Behandlung des Mischwassers mit der Qualitätsstufe B2 wurden Chemikalienversuche 

am Versuchstag 4 durchgeführt. Die Probenahme erfolgte eine Stunde nach der jeweiligen 

Chemikalieneinstellung. Der erste Versuchslauf wurde ohne Zusatz von 

Flockungschemikalien betrieben. Drei anschließende Läufe wurden mit dem Flockungsmittel 

Nalco 71232 (FM1) gefahren. Zusätzlich wurde bei den letzten zwei Läufen das Polymer 

Nalco 7757 (FHM) in unterschiedlichen Konzentrationen zudosiert. In Tabelle 67 sind die 

einzelnen Versuchsläufe mit der jeweiligen Chemikaliendosierung und den Zu- und 

Ablaufwerten dargestellt.



Tabelle 67: M4: Betriebsparameter, mittlere Zu- und Ablaufwerte 


[min] 

FM1/FHM 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

M4L1 1 60 - 34 (56) 196 (140) 29 (74) 

M4L2 2 60 25,4 40 (64) 94 (143) 35 (70) 

M4L3 2 60 25,4 / 6,8 2 (49) 64 (155) 14 (81) 

M4L4 2 60 25,4 / 8,4 6 (52) 62 (153) 14 (81) 

5.3.1.3 Versuchstag 5 (08.04.2010) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

2,94 

(3,02) 

1,86 

(2,83) 

0,63 

(2,89) 

0,56 

(2,74) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

1,63 (1,97) 

0,71 (1,63) 

0,1 (1,65) 

0,09 (1,66) 

Am Versuchstag 5 wurden fünf Versuche mit Modellmischwasser der Kategorie C6 gefahren. 

Als Flockungsmittel kam FM1 (PAC) zum Einsatz, welches mit unterschiedlichen 

Polymerkonzentrationen kombiniert wurde. Die Probenahme wurde eine Stunde nach der 

jeweiligen Chemikalieneinstellung durchgeführt. Die ermittelten Zu- und 

Ablaufkonzentrationen sind Tabelle 68 zu entnehmen. 



[min] 

FM1/FHM 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

M5L1 1 60 - 50 (100) 166 (306) 90 (162) 

M5L2 1 60 25,4 / 5,2 28 (86) 186 (324) 65 (180) 

M5L3 1 60 25,4 / 7,0 16 (88) 185 (317) 56 (146) 

M5L4 1 60 25,4 / 8,2 20 (70) 180 (325) 55 (148) 

M5L5 1 60 25,4 /10,2 20 (86) 179 (330) 45 (151) 

Ptot, ab 

(Ptot, zu) 

[mg/l] 

3,77 

(7,39) 

3,27 

(7,26) 

2,19 

(7,52) 

2,04 

(7,85) 

2,11 

(7,69) 

Portho, ab 

(Portho, zu) 

[mg/l] 

2,47 (5,1) 

2,07 (5,17) 

1,52 (5,26) 

1,44 (5,2) 

1,54 (5,36) 

M5L2-5 werden aufgrund stark abweichender Wassereigenschaften zu realen Mischwässern 

und unlogischen Ergebnissen bezüglich der eingesetzten Chemikalien nicht in die 

Auswertung einbezogen. 

5.3.1.4 Versuchstag 7 (03.05.2010) 

Am Versuchstag 7 wurden vier Läufe mit Mischwasser der Qualitätsstufe C3 durchgeführt. 

Als Flockungsmittel wurde das Kombipräparat Chargepac 55 (KP) mit aufsteigenden 

Dosierungen eingesetzt. Die Probenahme erfolgte eine Stunde nach der neuen 

Dosiereinstellung. Die Betriebskonditionen und Analysewerte sind in Tabelle 69 

zusammengefasst.





[min] 

KP 

[mg Al/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

M7L1 1 60 - 28 (64) 149 (199) 81 (124) 

M7L2 1 60 2,5 52 (60) 146 (228) 71 (144) 

M7L3 1 60 10 22 (54) 117 (224) 35 (146) 

M7L4 1 60 12,4





[min] 

FM2/FHM 

[mg WS/l] 

AFSab 

(AFSzu) 

[mg/l] 

CSBtot, ab 

(CSBtot, zu) 

[mg/l] 

CSBpart, ab 

(CSBpart, zu) 

[mg/l] 

M10L1 1 60 - 40 (46) 117 (132) 69 (93) 

M10L2 1 60 12,6 / -



Tabelle 72: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten durchgeführter Versuche ohne 

Chemikalienanwendung im Vergleich 

Versuch M7L1 M4L1 M10L1 M9L1 M5L1* M2L1* 

MWQ C3 B2 B1 A1 C6 C5 

Probenanzahl 1 1 1 1 1 1 


AFS 56 (28) 39 (34) 13 (40) 51 (34) 50 (50) 56 (44) 

CSBtot 25 (149) 32 (96) 11(117) 11 (81) 46(166) 40(180) 

CSBpart 35 (81) 61 (29) 26 (69) 50 (24) 45 (90) 45 (76) 

Ptot 19 (3,07) 0 (3,02) 12 (2,15) 0 (2,05) 49 (3,77) 18 (3,93) 

Portho 12 (1,99) 0 (1,97) 9 (0,75) 0 (1,19) 52 (2,47) 36 (3,03) 


Bei der Behandlung realer Mischwässer können Eliminierungsraten von ca. 40-50 % AFS 

und CSBpart erreicht werden. Bei Versuch M10L1 wurden hingegen deutlich geringere 

Eliminierungsraten der partikulären Fraktionen ermittelt. Betriebsstörungen und 

Auffälligkeiten beim Betrieb der Anlage wurden nicht beobachtet. Bei Betrachtung eines 

parallel gelaufenen Fuzzy Filter®-Versuches zur Behandlung der identischen 

Mischwasserqualität (F10L1) sind gute Eliminierungsraten zu beobachten. Folglich kann die 

Möglichkeit von eventuell zu kleinen auftretenden Partikelgrößen für das Verfahren der 

Mikroflotation ausgeschlossen werden. In diesem Fall wäre eher eine bessere Abscheidung 

geringer Partikelgrößen bei Einsatz der Mikroflotation gegenüber einem Filtrationsverfahren 

zu erwarten gewesen (siehe Kap.4.3.3). Ebenso können verhältnismäßig viele große, nicht 

flotierbare Stoffe im Mischwasser ausgeschlossen werden, da sie infolge vorheriger 

Sedimentation im Ablauf gar nicht in Erscheinung treten würden. Der Grund für die 

schlechte Flotationsleistung ist nicht eindeutig feststellbar. 

Generell weist die Entfernung gelöster Fraktionen mittels der eingesetzten Flotationstechnik 

bei der Mischwasserreinigung nur eine geringe bis gar keine Wirkung auf. Gelöste Stoffe 

(



an die vorhandenen hydrophoben, flotierbaren Stoffe im Modellmischwasser und 

anschließender (Mit-)Flotation. 

Diese Betrachtung verdeutlicht, wie stark sich die Ergebnisse von synthetisch erstellten und 

echten Mischwässern unterscheiden und weisen auf die Notwendigkeit von Pilotprojekten 

außerhalb labortechnischer Bedingungen und mit echtem Mischwasser unter realen 

Bedingungen hin. 

Ohne Betrachtung des M10L1 liegen die Eliminierungsraten der echten Mischwasserproben 

in Bereichen zwischen 40-60 % AFS, 10-30 % CSBtot, 35-60 % CSBpart, 0-20 % Ptot und 

0-10 % Portho. 


Folgende Aussagen bezüglich der ermittelten Versuchsergebnisse zur 

Mischwasserbehandlung mittels Mikroflotation ohne Chemikalieneinsatz können getroffen 

werden: 

� Die Mikroflotation erzielt deutlich bessere Eliminierungsraten gelöster P-Fraktionen 

bei der Behandlung synthetischer Mischwässer gegenüber echten Mischwasserverhältnissen 

� Notwendigkeit von Pilotprojekten an realen Bedingungen. 

� Gelöste Fraktionen werden meist nur durch Anlagerung an partikuläre Stoffe passiv 

aus dem Mischwasser „mitflotiert“. 

� Die Reinigungsleistung der Mikroflotation scheint sehr stark von verschiedenen 

Eigenschaften der Rohwässer abzuhängen. 

� Der Anteil an hydrophoben Stoffen im zu behandelten Wasser bestimmt die 

Leistungsfähigkeit der Mikroflotation signifikant. � Ein erhöhter Schmutzwasseranteil 

bewirkt eine bessere Flotationswirkung. 

In Tabelle 73 werden die mittleren Eliminierungsraten der Versuche ohne 

Chemikalieneinsatz dargestellt. 

Tabelle 73: MF: erzielte mittlere Eliminierungsraten ohne Chemikalienanwendung 

Lauf w [m/h] n MWQ 

M4L1 

M7L1 

M9L1 

M10L1 

1 4 A1-C3 

AFS 

[%] 

28-40 

34 

CSBtot 

[%] 

11-32 

20 

CSBpart 

[%] 

26-61 

43 

5.3.3 Auswertung Chemikalienversuche 

In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Versuche mit Chemikalieneinsatz interpretiert. 

Die zuvor ausgewerteten Versuche ohne Chemikalien werden zur Vergleichbarkeit der 

dazugehörigen Versuchsreihe mit aufgeführt. 

5.3.3.1 PAC – Präparat 

Im Folgenden ist eine Versuchsreihe zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit der 

Mikroflotation in Kombination mit PAC und anionischem Flockungshilfsmittel dargestellt. Die 

Ptot 

[%] 

0-19 

8 

Portho 

[%] 

0-12 

5



Versuchsergebnisse unter echten Mischwasserbedingungen B2 sind in Abbildung 75 

grafisch dargestellt. 

Abbildung 75: MF: Zu- und Ablaufwerte der Versuche M4L1-4, FM1, FM1+FHM, mäßig 


Tabelle 74: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche M4L1-4, FM1, 


Versuch M4L1 M4L2 M4L3 M4L4 


FM1: 25,4 mg Al/l 


FM1: 25,4 mg Al/l 




AFS 39 (34) 38 (40) 96 (2) 89 (6) 

CSBtot 32 (96) 34 (94) 59 (64) 60 (62) 

CSBpart 61 (29) 49 (35) 83 (14) 83 (14) 

Ptot 0 (3,02) 34 (1,86) 78 (0,63) 79 (0,56) 

Portho 0 (1,97) 56 (0,71) 94 (0,1) 94 (0,09) 

Ohne Chemikalieneinsatz ist keine Eliminierung der P-Fraktionen festzustellen. Durch die 

Zugabe des Flockungsmittels (25,4 mg Al/l) findet eine Ptot- und Portho-Eliminierung statt. Eine 

Verbesserung des Rückhalts partikulärer Inhaltstoffe kann nicht beobachtet werden. Die 

ermittelte Portho-Eliminierungsrate von knapp 60 % weist auf eine nicht optimale Ausfällung 

hin. Unter Annahme einer nicht zu hoch angesetzten Dosierung bei M4L2 mit einer Portho- 

Fällung von ≤ 80 % (siehe Fuzzy Filter®: Kap. 4.1.3) wird bestätigt, dass das 

Aluminiumpräparat für die Mischwasserbehandlung nicht optimal geeignet bzw. der Einfluss 

des gesamten Präparates auf die Makroflockenbildung nicht signifikant bzw. ausreichend 

gegeben ist für eine gute Entfernung partikulärer Inhaltstoffe. 

Durch FHM-Zugabe (M4L3) bei gleich bleibender Flockungsmitteldosierung werden eine 

96 %ige AFS-Eliminierung und eine signifikante Erhöhung der Eliminierungsrate aller 

weiteren untersuchten Parameter ermittelt. Die Dosierung von 6,8 mg WS/l FHM (M4L3) 

erzeugt offensichtlich eine optimale Flockenausbildung. Die entstandenen Makroflocken 

können hervorragend durch den Prozess der Flotation entfernt werden. Eine Erhöhung der 

Flockungshilfsmittelkonzentration von 6,8 auf 8,4 mg WS/l zeigt keine weitere Verbesserung 

der Ablaufqualität. Wegen der sehr geringen Differenzen der Chemikaliendosierung kann 

nicht eindeutig geklärt werden, ob eine weitere Erhöhung der



Flockungshilfsmittelkonzentration im Allgemeinen keine Auswirkungen auf die 

Flockenbildung besitzt oder sich die Konzentration noch nicht im ganzen System 

durchgesetzt hat. 

Eine Dosierung von FM1: 25,4 mg Al/l + FHM: 6,8 mg WS/l (M4L3) erreicht für das mäßig 

verschmutzte Mischwasser (B2) folgende Eliminierungsraten: AFS: 99,9 %, CSBtot: 62 %, 

CSBpart: 90 %, Ptot: 80 % und Portho: 95 %. 

5.3.3.2 Eisen(III) – Präparat 

Im Folgenden wurden Untersuchungen bezüglich der Wirksamkeit zur Behandlung von 

Mischwässern mit Nalco FeCl3-Präparat 71260 (FM2) durchgeführt. Zusätzlich wurde bei drei 

Läufen das Polymer Nalco 7757 in unterschiedlichen Konzentrationen zu dosiert. Die 

Mischwasserqualität des Versuchstages wird der Kategorie B1 zugeordnet. 

Abbildung 76: MF: Zu- und Ablaufwerte der Versuche M10L1-5, FM2, FM2+FHM, mäßig 


Tabelle 75: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche M10L1-5, FM2, 


Versuch M10L1 M10L2 M10L3 M10L4 M10L5 

Chemikalien - 

FM2: 12,6 mg 

Fe/l 

FM2: 12,6 mg 

Fe/l 

FHM: 1,1 mg 

WS/l 

FM2: 12,6 mg 

Fe/l 

FHM: 1,4 mg 

WS/l 

FM2: 12,6 mg 

Fe/l 

FHM: 2,8 mg 

WS/l 

Probenanzahl 1 1 1 1 1 


AFS 13 (40) 99,9 (



Die erhöhte CSBpart-Eliminierung in Versuch M10L3 ist durch einen ungewöhnlich hohen 

gelösten CSB-Anteil im Ablauf zu erklären und ist nicht auf die Leistungsfähigkeit der 

Mikroflotation zu beziehen. 

Die ermittelten negativen Auswirkungen einer ähnlichen FHM-Dosierung bei Verwendung 

von Eisen(III)-Präparat bei den Tuchfilterversuchen (T17L2, T18L3) sind bei der 

Mikroflotation nicht feststellbar. Eine eventuelle Verschlechterung der Flockeneigenschaften 

zeigt keine Auswirkungen auf die Ablaufkonzentrationen. Vermutlich kann die Mikroflotation 

kleinere Partikelgrößen effektiver entfernen als bestimmte Filtrationstechniken (hier 

Tuchfilter). 

Das FeCl3-Präparat bewirkt für dieses gering belastete Mischwasser eine ausreichend gute 

Makroflockenbildung. Dies bestätigen die Testreihen der Filtertechniken, die ebenso zu dem 

Schluss kommen, dass eine Behandlung des Mischwassers unter alleinigem Einsatz von 

FM2 sehr gute Erfolge erzielen kann.




Abbildung 77 zeigt die grafische Darstellung der Zu- und Ablaufkonzentrationen der 

Versuche M7L1-4 mit dem Kombinationspräparat Chargepac 55. 

Abbildung 77: MF: Zu- und Ablaufwerte der Versuche M7L1-4, KP, stark belastetes 

Mischwasser C3 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 

Tabelle 76: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche M7L1-4, KP, stark 

belastetes Mischwasser C3 

Versuch M7L1 M7L2 M7L3 M7L4 

Chemikalien - KP: 2,5 mg/l Al KP: 10 mg/l Al KP: 12,4 mg/l Al 



AFS 56 (28) 13 (52) 59 (22) 99,9 (



Abbildung 78: MF: Zu- und Ablaufwerte der Versuche M9L1-5, KP, gering belastetes 

Mischwasser A1 (Zulauf = linker Balken einer Farbgruppe, Ablauf = rechter Balken) 

Tabelle 77: MF: Betriebsparameter und Eliminierungsraten der Versuche M9L1-5, KP, gering 

belastetes Mischwasser A1 

Versuch M9L1 M9L2 M9L3 M9L4 M9L5 

Chemikalien - KP: 5 mg/l Al KP: 7,5 mg/l Al KP: 12,4 mg/l Al KP: 24,9 mg/l Al 

Probenanzahl 1 1 1 1 1 


AFS 51 (34) 82 (10) 70 (14) 96 (2) 74 (14) 

CSBtot 11 (81) 30 (55) 53 (39) 49 (41) 51 (40) 

CSBpart 50 (24) 46 (18) 86 (5) 84 (7) 89 (5) 

Ptot 0 (2,05) 70 (0,58) 80 (0,38) 81 (0,37) 79 (0,4) 

Portho 0 (1,19) 77 (0,24) 91 (0,09) 95 (0,05) 95 (0,05) 

Eine optimale Dosierung scheint für dieses leicht belastete Mischwasser A1 im Bereich von 

12,4 mg Al/l zu liegen. Es wurden eine optimale Portho- und AFS-Entfernung erreicht. Im 

Ablauf der Anlage wurde massive Schaumbildung beobachtet, was auf eine zu hohe 

Dosierung (24,9 mg/l Al bei M9L5) hindeutet. Negative Auswirkungen einer Überdosierung 

auf die Reinigungsleistung sind nicht zu beobachten. Die erhöhte Chemikalienkonzentration 

bewirkt keine Zunahme der Ablaufkonzentrationen, was auf eine Verringerung der 

Flockengrößen und Verschlechterung der Flockeneigenschaften zurückzuführen wäre. Der 

erhöhte AFS-Ablaufwert ist der Chemikalie im Ablauf geschuldet. Durch „verkleben“ der 

Filterporen bei der AFS-Bestimmung wird die Chemikalie und gefilterte Partikel unter 0,45 

µm in der Massenbestimmung als AFS gemessen. Bei den labortechnischen Versuchen 

konnten nach Zugabe des Kombinationspräparates nur Mikroflocken bei der visuellen 

Begutachtung festgestellt werden. Die gebildeten Mikroflocken des Chargepacs zeigen keine 

negativen Auswirkungen bezüglich der Flockengröße und -eigenschaft und können bei jeder 

Dosierung gleichermaßen effektiv flotiert werden. Dies bestätigt die Annahme aus den 

Metallsalzversuchen (FM2), dass die Mikroflotation im Gegensatz zu den untersuchten 

Filtertechniken auch kleinere Flockengrößen ausreichend gut entfernen kann. Großtechnisch 

muss darauf geachtet werden, dass eine zu hohe Chemikaliendosierung in den Ablaufwerten 

durch die wirkungsvolle Entfernung der gebildeten Flocken des Chargepac 55 nicht zu 

erkennen ist.




Folgende Aussagen können in Bezug auf die ermittelten Versuchsergebnisse der 

Mischwasserbehandlung mittels Mikroflotation und Chemikalieneinsatz getroffen werden: 

� Der Einsatz von PAC ohne FHM-Dosierung zeigt keine ausreichende Ausbildung von 

Makroflocken. 

� Überdosierungen aller Chemikalienvariationen zeigen keine signifikanten negativen 

Auswirkungen auf die Eliminierungsraten der partikulären Parameter. 

o Mikroflotation kann im Gegensatz zu Filtertechniken „Mikro- und 

Makroflocken“ bzw. Flocken verschiedener Eigenschaften (u.a. signifikante 

Differenzen in der Scherstabilität) gleichermaßen effektiv flotieren 

o Achtung: Indikator für ungeeignete Chemikaliendosierung damit nicht 

vorhanden 

� Das Eisen(III)-Chlorid-Präparat zeigt sehr gute Ergebnisse ohne den Einsatz von 

Flockungshilfsmittel und scheint für die Mischwasserbehandlung besser geeignet als 

die alleinige Verwendung von PAC-Präparat. 

� Bei Anwendung einer Kombination aus PAC und FHM werden sehr gute Ablaufwerte 

erreicht vergleichbar der (alleinigen) Anwendung des Eisen(III)-Chlorid-Präparates. 

� Verglichen mit den Filtertechniken ist eine Verwendung des Chargepac 55 bei der 

Mikroflotation durch Auftreten nur geringer Scherkräfte offensichtlich gut möglich. 

o Die Flocken des Kombipräparates Chargepac werden trotz geringer 

Scherstabilität vom Prozess der Mikroflotation nicht zerstört und gute 

Ablaufwerte werden erreicht. 

Tabelle 78 zeigt die Chemikalienversuche mit den besten erreichten Eliminierungsraten. 

Tabelle 78: MF: Chemikalienversuche mit den besten erreichten Eliminierungsraten 

Lauf w n FM/FHM MWQ AFS [%] 

(mAb 

CSBtot 

[%] 

CSBpart 

[%] (mAb 

Ptot 

[%] 

Portho 

[%] 

[mg 

[mg/l]) (mAb [mg/l]) (mAb (mAb 

WS/l] 

[mg/l]) 

[mg/l]) [mg/l]) 

M4L3 1 m/h 2 FM1: 

25,4/6,8 

B2 96 (2) 59 (64) 83 (19) 78 (0,6) 

95 

(0,10) 

M10L2 1 m/h 1 FM2: 

12,6 

B1 99,9 (



5.4 Vergleich der Reinigungsleistung 

5.4.1 Vergleich der ermittelten Reinigungsleistung: Fuzzy Filter®, Tuchfilter, 

Mikroflotation 

Die Reinigungsleistung ist neben der finanziellen Seite der entscheidende Faktor für die 

mögliche Auswahl der betrachteten Technologien zur weitergehenden 

Mischwasserbehandlung. Um eine Abschätzung eventuell auftretender Leistungsunterschiede 

zwischen den Anlagen geben zu können, werden in diesem Kapitel die 

Ergebnisse verglichen. Durch die zahlreichen unterschiedlichen Bedingungen an jedem 

Versuchstag (Mischwasserqualität, Filtergeschwindigkeit, Chemikaliendosierung) kann ein 

Vergleich der Anlagen nur allgemein gehalten werden. Zuerst wird die reine 

Leistungsfähigkeit der Anlagen ohne den Einsatz von Chemikalien verglichen. Anschließend 

folgt der Vergleich bei Chemikalieneinsatz über die jeweils erfolgreichsten 

Chemikalienversuche pro Technologie. 

5.4.1.1 Vergleich der Technologien ohne den Einsatz von Chemikalien 

In Tabelle 79 sind die Eliminierungsraten und deren Schwankungsbereiche aller Versuche 

ohne Chemikalienanwendung für jede Anlage zusammenfassend dargestellt. Zur Einordnung 

und Gewichtung der Ergebnisse ist der Bereich der behandelten Mischwasserqualität und 

die Probenanzahl (n) mit aufgelistet.



Tabelle 79: Vergleich der Eliminierungsraten der jeweiligen Versuchsanlage ohne 


Anlage 

Fuzzy 

Filter® 

Tuchfilter 


vF [m/h] 

(Filtertuch) 

MWQ n Lauf 

24 B1-2 5 

72 A2-D4 39 

2,5-6,25 

(Standard) 

2,5-7,5 

(Mikrofaser) 

B1-C2 23 

C2 14 

1 A1-C3 4 

F6L1-2 

F10L1 

F1L1 

F3L1 

F4L1 

F8L1 

F12L1 

T13L1- 

2 

T20L1- 

2 

T21L1- 

3 

M4L1 

M7L1 

M9L1 

M10L1 

AFS 

[%] 

42-53 

47 

30-42 

35 

33-72 

45 

62-75 

68 

28-40 

34 

CSBtot 

[%] 

24-30 

26 

10-17 

13 

18-29 

24 

34-44 

40 

11-32 

20 

CSBpart 

[%] 

29-37 

33 

17-31 

24 

29-49 

37 

49-61 

57 

26-61 

43 

Ptot 

[%] 

22-30 

26 

6-11 

9 

7-13 

11 

21-23 

22 

Portho 

[%] 

10-17 

12 

Durch die hohe Anzahl an analysierten Proben und unterschiedlichen 

Filtergeschwindigkeiten in realen Bereichen für die Mischwasserbehandlung sind die 

Ergebnisse des Fuzzy Filters® und des Tuchfilters aussagekräftiger und realistischer 

gegenüber der Mikroflotation, welche auf Grund der geringen Beschickungsrate nur bedingt 

mit den beiden Filtertechnologien vergleichbar ist. 

Ein Vergleich der Techniken unter Bezugnahme auf die Eliminierung partikulärer 

Inhaltsstoffe (AFS, CSBpart) scheint eindeutig auf die Tuchfiltervariante mit Mikrofaser als die 

effektivste unter den betrachteten Verfahren zur Behandlung höher belasteter Mischwässer 

hinzuweisen. Fehlende Versuche können zwar keinen Beweis für die Leistungsfähigkeit des 

TuchfiltersMikrofaser unter geringen Mischwasserbelastungen liefern, die ermittelten Ergebnisse 

lassen jedoch ebenso einen relativ guten Rückhalt unter geringeren Belastungen vermuten. 

TuchfilterStandard zeigt eine signifikante Schwankung im Rückhalt abfiltrierbarer Stoffe von 

30-70 %. Bei Behandlung gering verschmutzter Wässer (B1) erreicht das Standardfiltertuch 

wider erwartend vergleichbare Maximalwerte bei der Filtration abfiltrierbarer Stoffe und fällt in 

der Behandlung höher belastetes Mischwasser C1 deutlich ab. Dies verweist auf die 

Abhängigkeit der Reinigungsleistung von den Mischwasserkonzentrationen als auch anderen 

Eigenschaften der unterschiedlichen Mischwässer (z. B. Partikelgröße). Vergleiche können 

vor allem bei der Behandlung unterschiedlicher Wässer nur sehr allgemein gehalten werden. 

Die Reinigungsleistung des „langsamen“ Fuzzy Filters®24m/h ist bezüglich der partikulären 

Inhaltsstoffe in den Bereich des TuchfilterStandard einzuordnen. Beide Filtersysteme weisen im 

Mittel sehr ähnliche Eliminierungsraten der partikulären Parameter auf. Hierbei ist zu 

erwähnen, dass der Fuzzy Filter®24m/h nur bei der Behandlung von Mischwasser mit der 

Qualitätsstufe B zum Einsatz kam (TuchfilterStandard B+C). Die Leistungsfähigkeit zur 

Entfernung partikulärer Substanzen war beim Fuzzy Filter®72m/h und bei der Mikroflotation im 

0-19 

8 

0-5 

2 

0-4 

2 

0-2 

1 

0-12 

5



Vergleich zu allen anderen Varianten am ineffizientesten und beträgt im Mittel nur 35 %, 

wobei die Mikroflotation deutlich höhere Eliminierungen für partikulären CSB gegenüber dem 

Fuzzy Filter®72m/h erreichte. 

Im Allgemeinen kann bei der Eliminierung der gelösten P-Fraktion davon ausgegangen 

werden, dass diese hauptsächlich einer passiven Entfernung unterliegen. Fuzzy Filter®72m/h 

und TuchfilterStandard liegen in einem vergleichbaren Bereich der Entfernung der betrachteten 

P-Fraktionen. Die Mikroflotation kann in der maximalen Eliminierung besser eingestuft 

werden, wobei in 2 von 4 Auswertungen keine Entfernung der P-Fraktionen festgestellt 

wurde. Die besten Eliminierungsraten für Ptot sind bei Fuzzy Filter®24m/h und TuchfilterMikrofaser 

eindeutig festzustellen. In der Filterwirkung bezüglich der Portho-Fraktion scheinen jedoch 

signifikante Differenzen aufzutreten. Während der TuchfilterMikrofaser fast ausschließlich 

größere P-Verbindungen aus dem Wasser filtriert, erreicht der Fuzzy Filter®24m/h eine 

Reduktion gelöster Anteile von über 10 %. Dies ist jedoch nicht eindeutig auf die 

unterschiedliche Filterwirkungen zurückzuführen. Im Gegensatz zu den partikulären 

Fraktionen können Zusammensetzung und Eigenschaften der Mischwässer in einem 

höheren Maße Auswirkungen auf den Rückhalt gelöster Parameter besitzen, die 

hauptsächlich durch Anlagerungsmechanismen an partikuläre Stoffe mit entfernt werden. 

Einen weiteren entscheidenden Einfluss besitzt die Filtergeschwindigkeit auf diese unter 

geringen Bindungskräften angelagerten Partikel, welche unter höheren hydraulischen 

Belastungen vermehrt ausgespült werden. Dies veranschaulicht der deutlich höhere 

Rückhalt von Portho durch den Fuzzy Filter®24m/h gegenüber Fuzzy Filter®72m/h. Im Allgemeinen 

kann wie erwartet keine Reinigungstechnik gelöste Fraktionen effektiv aus dem Mischwasser 

entfernen. Die Mischwässer bestimmen hauptsächlich über ihren Charakter die sog. 

Mittentfernung gelöster Partikel (



Ablaufwerten führen. Die Versuche mit dem FeCl3-Präparat (FM2) erreichten für alle drei 

Anlagentypen auch ohne Polymerdosierung gute bis sehr gute Eliminierungsraten. Bei FM2- 

Versuchen mit zusätzlicher FHM-Dosierung konnten noch geringere Ablaufwerte der P- 

Fraktion im Vergleich zu einer alleinigen FM2-Behandlung erzielt werden. Mit dem 

Flockungsmittel FM1 kann eine höhere Ausfällung gelöster Stoffe gegenüber FM2 erwartet 

werden. Laut [Zhang 2003] nimmt der mittlere Partikeldurchmesser bei Einsatz von FeCl3 in 

deutlich kürzerer Zeit zu als mit PAC. Zudem wird FeCl3 eine bessere Flockungseffizienz zu 

gesprochen. 

Eine Anwendung des Kombipräparats Chargepac 55 (KP) zeigte nur bei der Mikroflotation 

gute Ergebnisse. Auf Grund der geringen Scherstabilität der gebildeten Flocken ist der 

Einsatz von KP für die beiden Filteranlagen nicht geeignet. 

Die besten erreichten Eliminierungsraten der Chemikalienversuche werden in Tabelle 80 

aufgezeigt. 

Tabelle 80: Vergleich der Eliminierungsraten und mittleren Ablaufwerte der jeweiligen 

Versuchsanlage unter Chemikalienanwendung 

Lauf Betriebs- 

param. 

F7L2 

48 m/h, 

30 % 

n FM/FHM 

[mg 

WS/l] 

3 FM1: 

12,6/2,9 

MWQ AFS [%] 

(mAb 

[mg/l]) 

CSBtot 

[%] 

(mAb 

[mg/l]) 

CSBpart 

[%] (mAb 

[mg/l]) 

Ptot 

[%] 

(mAb 

[mg/l]) 

C3 99,9 (



das anionische Flockungshilfsmittel einer Makroflockenzerstörung resultierend aus einer 

Überdosierung des Flockungsmittels entgegen wirken. Bei Portho-Eliminierungsraten von 

unter 80% werden keine negativen Auswirkungen auf die Eliminierungsraten der partikulären 

Parameter beobachtet und eine Überdosierung kann weitestgehend ausgeschlossen 

werden. 

Bei der Mikroflotation sind keine negativen Auswirkungen auf die Eliminierungsraten der 

partikulären Parameter bei vermeintlichen Überdosierungen aller Chemikalienvariationen zu 

vermerken. Vermutlich werden auch zerstörte Makroflocken-Anteile ausreichend gut flotiert. 

Die Flockungschemikalien FM1(PAC)/FHM und das FeCl3-Präparat (FM2) sind grundsätzlich 

für die Mischwasserbehandlung mit den drei Anlagentypen geeignet. Zur Behandlung von 

Mischwasser mit der Mikroflotation wäre auch ein Einsatz des KP vorstellbar. 

Eine Schwierigkeit stellen die schwankenden Mischwasserqualitäten dar. Um für das 

jeweilige Mischwasser die optimale Chemikalien-Dosierung zu bestimmen, müsste über eine 

online- Trübungsmessung eine Einschätzung der Mischwasserqualität erfolgen können. Eine 

weitere Unwägbarkeit liegt in der Handhabung des FHM, welches unmittelbar vor der 

Anwendung angesetzt werden muss. Dies führt zu erhöhtem Arbeitsaufwand. Außerdem 

stellt eine Überdosierung der Chemikalien mit dem daraus resultierenden Eintrag in das 

Gewässer ein zusätzliches Risiko dar. Aus den oben gewonnenen Ergebnissen und 

Überlegungen scheint das verwendete FM2 (FeCl3-Präparat) für die 

Mischwasserbehandlung für alle drei Anlagentypen das beste Mittel der Wahl zu sein. 

Betrachtung der ß – Werte 

Nach A 202 (ATV-DVWK, 2004) wird der β-Wert über die dosierte Metallkonzentration und 

den absoluten Ptot-Rückhalt ermittelt. Folgende Formel definiert den βPtot-Wert: 

xMe 

xPtot 

� 

Ptot 

xMe 

� AM 

� 

AM � x 

Me 

P 

Ptot 

Konzentration an zudosierten Metall [mg Me/l] 

Konzentration an zu fällenden Phosphor (Ptot zu – Ptot ab) [mg/l] 

AM Atommasse [mg/mmol] 

Für den Kläranlagenbetrieb sind für die Vor-, Simultan- und Nachfällung βPtot-Werte von 1,2 

(A 202) oder 1,5 (A 131) anzustreben. Der βPtot-Wert kann bei „strengerem 

Überwachungswert und abnehmender zu fällender Phosphatkonzentration“ (zit. nach [Eawag 

2008] S.37) erhöht werden. Laut [Eawag 2008] beträgt der β-Wert bei der Flockungsfiltration 

und der Nachfällung als zweite Stufe mindestens 2,5. „Zur Erreichung sehr niedriger 

Ablaufwerte kann der ß-Wert allerdings bis auf 4 mol/mol ansteigen.“ (zit. nach [Eawag 2008] 

S. 37)



In Tabelle 81 sind für ausgewählte Chemikalienversuche die β-Werte dargestellt. Zusätzlich 

werden auch die β-Werte bezogen auf den gelösten P-Rückhalt (βPgelöst-Wert) angegeben. 

Tabelle 81: β-Werte ausgewählter Chemikalienversuche 

Lauf Dosierung 

F7L2 

T15L3 

M4L3 

F10L4 

F10L2 

FM1: 12,6 mg 

Al/l FHM: 2,9 mg 

WS/l 

FM1: 25,1 mg 


WS/l 

FM1: 25,4 mg 


WS/l 

FM2: 13,3 mg 

Fe/l FHM: 6,8 mg 

WS/l 

FM2: 13,3 mg 

Fe/l 

AFS ab 

(AFS zu) 

[mg/l] 



5.4.1.3 Betrachtung der Feststoffbelastung 

a) Fuzzy Filter® 

In Tabelle 82 sind die Feststoffbeladungen einzelner Fuzzy Filter®-Versuche 

zusammengefasst. 

Tabelle 82: FF: Feststoffbeladung ausgewählter Versuche bezogen auf das Filterbettvolumen 

Lauf Betriebsweise Kompr. MWQ Durchsatz 

[m³/h] 

F4L1 

305 min 

F12L1 

180 min 

F7L1 

65 min 

F7L4 

25 min 

F7L4 

25 min 

F10L2 

50 min 

F10L2 

50 min 

ohne 

Chemikalien 

ohne 

Chemikalien 

ohne 

Chemikalien 

FM1:12,6 

FHM: 2,9 

ohne Flocken 

FM1:12,6 

FHM: 2,9 

mit Flocken 

FM2:13,3 

ohne Flocken 

FM2:13,3 

mit Flocken 

FB: Feststoffbeladung bezogen auf das Filterbettvolumen 

AFS 

Rückhalt 

[mg/l] 

FB 

[kg TS/(m³ * h)] 

FB bez. 

Filterbett 

[kg TS] 

40 % B2 15 17,6 2,631 1,342 

30 % B2 15 21,2 2,717 0,954 

40 % C3 5 57 2,841 0,309 

40 % C3 10 72 7,177 3 

40 % C3 10 115,6 11,523 4,817 

30 % B1 5 39 1,667 1,63 

30 % B1 5 56,5 2,414 2,354 

Bei Versuchen ohne Chemikalien werden ähnlich hohe Feststoffbeladungen bei gleichen 

MWQ, konstanten Durchsatz und unterschiedlichen Kompressionsgraden ermittelt (F4L1 und 

F12L1). F7L3 weist wegen der erhöhten Zulaufbelastung und deutlich geringerem Durchsatz 

eine Feststoffbelastung auf, welche im Bereich von F4L1 und F7L1 liegt. Bedingt durch die 

Chemikaliendosierung und den hohen Durchsatz kann bei F7L4 eine relativ hohe 

Feststoffbeladung erzielt werden. Die Filterbettbeladung von knapp 5 kg TS stellt nicht die 

maximale Beladung des Filters dar (kein Durchbruch des Filterbetts). Bei den 

Chemikalienversuchen wird zusätzlich zu der Zulaufprobe eine Probe mit den gebildeten 

Flocken hinsichtlich des Parameters AFS untersucht. Da bei den Versuchen AFS komplett 

eliminiert wird, zeigt sich über die Zulaufprobe mit den gebildeten Flocken der Anteil der 

Feststoffbeladung, welche durch die Chemikalien verursacht wird. Dieser Anteil beträgt bei 

F7L4 ca. 38 % und bei F10L2 ca. 31 %. Die relativ geringe Feststoffbelastung bei F10L2 

resultiert aus den niedrigen Zulaufwerten und dem geringen Durchsatz von 5 m³/h im 

Vergleich zu den anderen Versuchen. 

Vergleich der AFS-Raumbeladung mit Literaturwerten 

[Hübner et al. 2002] gibt folgende Bemessungswerte für die AFS-Raumbeladung für die 

Auslegung von Raumfiltern bzw. einfachen (flachen) Sandfiltern an: 

einfache flache Sandfilter: 1-1,5 kg AFS/m³ 

Raumfilter ohne Flockung: 3-4 kg AFS/m³ 

Raumfilter mit Flockung: 2,5 kg AFS/m³



F4L1 weist einen Durchbruch erst bei Minute 305 auf. Die Umrechnung auf den absoluten 

Rückhalt an AFS bis zu diesem Zeitpunkt ergibt 13,1 kg AFS(TS)/m³. Für F12L1 wird eine 

Raumbeladung von 8,1 kg AFS(TS)/m³ ermittelt. F7L1 wurde nach 65 min ohne einen 

festzustellenden Durchbruch beendet und kann folglich nicht in die Betrachtung mit 

einbezogen werden. Trotz der unterschiedlich ermittelten AFS-Raumbeladung des Fuzzy 

Filters® bis zu einem Durchbruch kann deutlich von einer höheren Belastung des Filters 

gegenüber „herkömmlichen“ Filtern ausgegangen werden. Aus dieser Untersuchung heraus 

kann der Fuzzy Filter® das 2-3 fache der Masse an AFS gegenüber den genannten 

Raumfiltern von [Hübner et al. 2002] filtrieren, bevor eine Rückspülung sinnvoll erscheint. 

Für die Bemessung kann anhand dieser Ergebnisse ein Wert von 8-10 kg AFS/m³ für den 

Fuzzy Filter® angenommen werden. 

Die Versuche mit Chemikalien wurden vor einem Durchbruch der Flocken beendet und 

können folglich keine absoluten Werte liefern. Es zeigt sich auch hier die eindeutige Tendenz 

der höheren AFS-Raumbeladung gegenüber den aufgeführten Literaturwerten. F7L4 (ohne 

Flocken) weist eine AFS-Raumbeladung bis Minute 25 von 5,8 (3) kg AFS(TS) kg/m³ auf. Bei 

F10L2 (ohne Flocken) ist eine AFS-Raumbeladung bis Minute 50 von 

2 (1,4) kg AFS(TS) kg/m³ festzustellen. 

b) Tuchfilter 

In Tabelle 83 sind die Feststoffflächenbelastungen ausgewählter Tuchfilter-Versuche 

aufgezeigt. 

Tabelle 83: TF: Feststoffflächenbelastung ausgewählter Versuche bezogen auf die 

Filtertuchfläche 

Lauf Betriebsweise Filtertuch MWQ Durchsatz 

[m³/h] 

absol. 

Rückhalt 

[mg/l] 

FFB 

[kg TS/(m² * 

h)] 

absol. 

FFB 

[kg 

TS/m²] 

T20L1 

38 min 

ohne 

Chemikalien 

Standard C2 5 37,8 0,097 0,060 

T20L2 

49 min 

ohne 

Chemikalien 

Standard C2 5 30,2 0,075 0,062 

T21L1 

12 min 

ohne 

Chemikalien 

Mikrofaser 

C2 15 89,3 0,669 0,134 

T21L2 

21 min 

ohne 

Chemikalien 

Mikrofaser 

C2 10 83,5 0,418 0,146 

T21L3 

50 min 

ohne 

Chemikalien 

FM1: 12,6 mg 

Mikrofaser 

C2 5 73,8 0,185 0,154 

T15L1 

15 min 

Al/l 

FHM: 7,1 mg 

WS/l 

FM1: 25,1 mg 

Standard D3 5 73,8 0,19 0,046 

T15L3 

10 min 

Al/l 

FHM: 9,8 mg 

WS/l 

Standard D3 5 131 0,33 0,055 

T18L1 

10 min 

FM2: 9,4 mg 

Fe/l 

Standard B2 5 41 0,10 0,017 

T18L2 

30 min 

FM2: 11,3 mg 

Fe/l 

Standard B2 5 16,5 0,04 0,021 

FFB: Feststoffflächenbelastung bezogen auf Filtertuchfläche



Die Versuche T20L1-2 verdeutlichen den Einfluss der unterschiedlichen Zulaufwerte. Bei 

gleicher Betriebsweise kann bei höheren Zulaufwerten (T20L1) ein erhöhter absoluter 

Rückhalt im Vergleich zu T20L2 festgestellt werden. Dadurch nimmt die 

Feststoffflächenbelastung bei erhöhten Zulaufwerten und konstanten Einstellungen zu. Mit 

dem Mikrofaser Filtertuch können bei ähnlicher MWQ und gleicher Betriebsweise auf Grund 

der feineren Filterkanälchen höhere absolute Rückhalte und daraus resultierend deutlich 

höhere Feststoffflächenbelastungen erzielt werden als mit dem Standard Filtertuch 

(Vergleich T20L1-2 und T21L3). Mit höheren Durchsätzen können deutlich höhere 

Feststoffflächenbelastungen unter sonst gleichbleibenden Einstellungen erreicht werden 

(T21L1-3). Höhere Chemikaliendosierungen bewirken eine bessere Flockenbildung und 

damit einen Anstieg der Feststoffflächenbelastung (T15L1-3). Letzteres gilt nicht für den Fall 

einer Überdosierung mit daraus folgender Flockenzerstörung und Abnahme der 

Eliminierungsleistung der partikulären Stoffe, wie bei T18L1 und T18L2 ersichtlich wird. Der 

Lauf T18L2 weist eine FM2 Überdosierung auf. Die Feststoffflächenbelastung nimmt um 

60 % im Vergleich zu T18L1 ab. 

Bei der Betrachtung der Versuchstage T21L1-3, T20L1-2 und T15L1-3, an denen jeweils nur 

eine Einstellung verändert wurde, fällt auf, dass die absoluten Feststoffflächenbelastungen 

[kg TS/m²] in einem ähnlichen Bereich liegen. Dies gründet aus den jeweiligen Laufzeiten 

eines Versuches. Für jeden Versuchstag ist mit Abnahme des absoluten Rückhaltes, bedingt 

durch die veränderte Einstellung oder Zulaufkonzentration, ein Anstieg der Laufzeit zu 

beobachten. 

c) Mikroflotation 

Tabelle 84 stellt die Feststoffflächenbelastungen ausgewählter Mikroflotations-Versuche dar. 

Tabelle 84: MF: Feststoffflächenbelastung ausgewählter Versuche bezogen auf die 

Flotationsfläche 

Lauf Betriebsweise MWQ 

Durchsatz 

[m³/h] 

AFS 

Rückhalt 

[mg/l] 

FFB 

[kg TS/(m² * h)] 

M4L1 ohne Chemikalien B2 2 22 0,022 

M7L1 ohne Chemikalien C3 2 36 0,036 

M9L1 ohne Chemikalien A1 2 36 0,036 

M7L4 KP: 12,4 mg Al/l C3 2 76 0,076 

M4L3 

FM1: 25,4 mg Al/l 

FHM:6,8 mg WS/l 

B2 2 50 0,050 

M10L2 FM2: 12,6 mg Fe/l B1 2 40 0,040 

Bedingt durch den geringeren Durchsatz bei den Versuchen mit der Mikroflotation werden 

niedrigere Feststoffflächenbelastungen im Vergleich zu Versuchen mit dem Tuchfilter 

ermittelt. Trotz unterschiedlicher Mischwasserqualitäten werden bei den Versuchen ohne 

Chemikalieneinsatz M7L1 und M9L1 die gleichen Feststoffflächenbelastungen festgestellt. 

Die Chemikalienversuche zeigen bedingt durch die unterschiedlichen Mischwasserqualitäten 

relativ unterschiedliche Feststoffflächenbelastungen auf.



Die Feststoffbelastungen der jeweiligen Anlagen können durch die unterschiedlichen 

Bezugsarten (Filterbett, Tuchfläche oder Flotationsfläche) und den unterschiedlichen 

Durchsätzen nur bedingt miteinander verglichen werden. 

5.4.1.4 Vergleich der Rückhaltewirkung von Spurenstoffen unterschiedlicher Chemikalienanwendung 

Spurenstoffe rücken zunehmend in den Blickpunkt der Betrachtung, da neben ihrer 

allgemein bekannten toxischen Wirkung auch signifikante Auswirkungen auf den 

Hormonhaushalt von Lebewesen und auf die Fertilität des männlichen Geschlechts [BAG 

2008] auftreten, welche zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht quantifiziert werden können. Aus 

diesem Grund werden neben Schwermetallen und den 16 PAK (polyzyklische aromatische 

Kohlenwasserstoffen) nach EPA (US Environmental Protection Agency) weitere Störstoffe 

untersucht. Die Einteilung erfolgt in folgende Bereiche: 

� Schwermetalle und 16 EPA-PAK 

� Pharmazeutika / Arzneimittel (+Metabolite) 

� PBSM (+Metabolite), Industriechemikalien (u.a. Korrosionsschutz, 

Desinfektionsmittel) 

Es ist zu erwähnen, dass die Entfernung dieser Stoffe hauptsächlich durch die eingesetzten 

Chemikalien bestimmt wird. Die verwendeten Reinigungstechniken spielen nur eine 

untergeordnete Rolle. Die Zulaufkonzentrationen vieler getesteter Stoffe liegen unterhalb der 

Nachweisgrenze des eingesetzten Analyseverfahrens und können dementsprechend nicht 

bewertet werden. Die kompletten Analyseergebnisse sind im Anhang aufgelistet. 

a) Schwermetalle und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe 

Da die Entfernung der betrachteten Stoffe stark von den Fällungs- und 

Flockungseigenschaften abhängig ist, sind die Analyseergebnisse von AFS und Portho der 

Versuche F12L2 und T18L3, die als Indikator für eine gute Fällung und Flockung dienen, mit 

aufgeführt.



Tabelle 85: Erzielte Reinigungsleistung bezüglich Schwermetalle und 16 EPA-PAK 

Fuzzy Filter®: F12L2, 40 %, 24 m/h 

TuchfilterStandard: T18L3, 2,5 m/h 

SM; PAK 

FM1: 23,9mg/l Al, FHM: 7,1 mg/l WS 

Zulauf Ablauf Eliminierung 

FM2: 9,4 mg/l Fe, FHM: 1,0 mg/l WS 


[µg/l] [µg/l] [%] [µg/l] [µg/l] 

[%] 

Kupfer 53 6 87 54 15 72 

Zink 480 94 80 300 120 60 

Blei 14 < 4 > 71 14 4,4 68 

Σ EPA- 

PAK* 

0,18 0,056 69 0,39 0,22 44 

Paramete Zulauf Ablauf Eliminierung Zulauf Ablauf Eliminierung 

r 

[mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 

AFS 52 4 93 43 16 63 

Portho 1,85 < 0,05 > 97 1,22 0,08 94 

* F12L2 = 4 PAK unter Nachweisgrenze im Zulauf, T18L3 = 9 PAK unter Nachweisgrenze im Zulauf 

Ein Rückhalt von Schwermetallen und PAK ist durch den Einsatz beider Filter mit den 

verwendeten Chemikalien möglich. Bei allen betrachteten PAK’s ist eine Abnahme der 

Konzentration zwischen Zu- und Ablauf festzustellen. F12L2 erreicht im Schnitt eine 

Entfernung von über 80 % Kupfer, Zink und Blei. Bei Versuch T18L3 wurde eine Entfernung 

der betrachteten Schwermetalle von ca. 70 % ermittelt. Ein ähnliches Verhältnis trat ebenso 

bei der Entfernung untersuchter PAK (F12L2 ca. 70 %, T18L3 ca. 45 %) auf. Ein besserer 

Rückhalt der betrachteten Störstoffe wurde zwar in der Kombination Fuzzy Filter® mit FM1 

und FHM festgestellt, der Vergleich der AFS-Eliminierung zeigt jedoch eine deutlich bessere 

Flokkulation und Abtrennung der gebildeten Agglomerate gegenüber T18L3. Da die 

Störstoffe hauptsächlich bei der Flockenbildung eingearbeitet und unter Einschlussflockung 

aus dem Mischwasser mit entfernt werden, ist die Flockenbildung für die Eliminierung 

hauptverantwortlich. Schwermetalle lagern sich bevorzugt an negative Oberflächen an, 

welche das Polymer bereitstellt. Große PAK’s werden über Adsorptionsmechanismen mit 

dem Polymer untereinander zu großen Flocken vernetzt. Das langkettige Polymer bildet das 

Gerüst (Brücken zwischen den großen Verbindungen wie PAK) des Agglomerates. 

Im Allgemein kann bei einer optimal auf die Parameter AFS und Portho abgestimmten 

Chemikaliendosierung auch ein sehr guter Nebeneffekt in Bezug auf die Eliminierung von 

Schwermetallen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen erwartet werden. 

b) Pharmazeutika / Arzneimittel 

15 Arzneimittel bzw. Metabolite aus Pharmazeutika wurden analysiert. Eine Auswahl 

bestimmetr Stoffe auf der Grundlage aussagekräftiger Daten (Zulauf über Nachweisgrenze, 

Eliminierung, Bekanntheitsgrad) ist in Tabelle 86 aufgelistet.



Tabelle 86: Reinigungsleistung bezüglich Pharmazeutika 

Fuzzy Filter®: F12L2, 40 %, 24 m/h TuchfilterStandard: T18L3, 2,5 m/h 

Arzneistoff 

FM1: 23,9mg/l Al, FHM: 7,1 mg/l WS 


FM2: 9,4 mg/l Fe, FHM: 1,0 mg/l WS 


[µg/l] [µg/l] [%] [µg/l] [µg/l] [%] 

Bezafibrat 0,8 < 0,01 < 98 0,43 0,38 12 

Diclofenac 0,9 < 0,01 < 98 0,12 0,25 0 

Naproxen 0,3 < 0,05 < 83 0,25 0,33 0 

Sulfamethoxazol* 0,21 0,16 24 0,16 0,08 50 

Koffein 18 18 0 20 20 0 

* Antibiotikum 

Bei Verwendung des PAC mit anionischem Flockungshilfsmittel ist eine sehr gute Entfernung 

bestimmter Arzneistoffe aus dem Mischwasser nachweisbar. Die in ihren chemischen 

Eigenschaften vergleichbaren Stoffe Bezafibrat, Diclofenac und Naproxen müssen aktiv in 

den Vorgang der Fällung und Flockung unter Verwendung von PAC und FHM eingebunden 

sein. Hervorragende Eliminierungsraten können nicht ausschließlich der Einschlussflockung 

zugeordnet werden. Ein strukturell ähnlicher Aufbau mit jeweils einer reaktiven 

Carboxygruppe (–COOH) scheint bei allen drei Arzneistoffen eine gute Abscheidewirkung 

dieser Carbonsäuren durch PAC(FM1) + FHM zu bewirken. 

Erstaunlich sind die höheren Ablaufwerte bei T18L3 für Diclofenac und Naproxen. Dieses 

Phänomen kann nur auf eine kurzzeitige Erhöhung im Zulauf, welche nicht mit dem 

Ablaufwert korreliert, oder auf Auswaschungsvorgänge der Stoffe aus dem Filtermaterial 

begründet werden. Die Fällungs- und Flockungseigenschaften von FM2+FHM zeigen keine 

Wirkung auf die gute abscheidbare Arzneistoffgruppe durch PAC. Nur bei dem Antibiotikum 

Sulfamethoxazol kann eine Halbierung der Konzentration zwischen Zu- und Ablauf und eine 

bessere Eliminierung gegenüber der Verwendung von PAC festgestellt werden. Das Sulfon 

(R 1 -S(=O)2-R 2 ) wird vermutlich mit Eisen(III)-Präparat durch Reaktivität zwischen Eisen- 

Ionen und der Sylfonylgruppe komplexiert bzw. koaguliert. 

Die Konzentrationen mancher Stoffe ohne Carboxy- oder Sylfonylgruppe wie Koffein werden 

von beiden Chemikalienvariationen nicht beeinflusst. 

Im Allgemeinen ist eine gute Eliminierung von bestimmten Arzneistoffgruppen unter 

Verwendung von Chemikalien zur Fällung und Flockung möglich. Unter den 15 betrachteten 

Stoffen bei F12L2 unterlagen 6 einer Eliminierung, 7 befanden sich im Zulauf unterhalb der 

Nachweisgrenze und bei 2 wurde keine Wirkung bzw. eine Erhöhung im Ablauf festgestellt. 

c) PBSM und Industriechemikalien 

Organische und chemische Stoffe zur Pflanzenbehandlung und Schädlingsbekämpfung 

(PBSM) werden in diesem Kapitel mit weiteren Chemikalien aus der Industrie betrachtet. 

6 PBSM und 8 weitere Industriechemikalien wurden untersucht. 

Eine Auswahl ist in Tabelle 87 dargestellt.



Tabelle 87: Reinigungsleistung bezüglich PBSM und Industriechemikalien 

Fuzzy Filter®: F12L2, 40 %, 24 m/h TuchfilterStandard: T18L3, 2,5 m/h 

PBSM, 

FM1: 23,9 mg/l Al, FHM: 7,1 mg/l WS FM2: 9,4 mg/l Fe, FHM: 1,0 mg/l WS 

Industriechem. Zulauf Ablauf Eliminierung Zulauf Ablauf Eliminierung 

[µg/l] [µg/l] [%] [µg/l] [µg/l] [%] 

Mecoprop* 1,4 0,01 > 99 0,1 0,095 5 

2,4,5-T* < 0,1 < 0,01 k.A. < 0,01 < 0,01 k.A. 

Bentazon* < 0,1 0,02 k.A. < 0,01



Schwermetallen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen. Des Weiteren 

wurde bei der Betrachtung der Arzneimittelstoffe und Industriechemikalien eine Affinität des 

PAC bezüglich Carbonsäuren festgestellt. Sehr gute Ablaufwerte unter Verwendung von 

PAC wurden erreicht. Das Eisen(III)-Präparat zeigte keine Wirkung auf die Carboxygruppen. 

Stoffe mit einer Sulfonylgruppe (Sulfone) wurden hingegen effektiver durch Eisen(III)- 

Präparat gegenüber der PAC-Anwendung abgeschieden. Andere Stoffe ohne die genannten 

reaktiven Gruppen (u.a. Koffein) zeigten keine Abnahme zwischen Zu- und 

Ablaufkonzentration. 

5.4.1.5 Vergleich der Reinigungsleistungen mit Literaturangaben 

Zur besseren Einordnung der im Rahmen des Projektes ermittelten Reinigungsleistung der 

drei Anlagen werden die Eliminierungsraten Literaturangaben vergleichbarer Versuche 

gegenübergestellt. 

a) Fuzzy Filter® Vergleichswerte 

Die aus den FF-Versuchen ohne Chemikalieneinsatz gewonnen Daten am Standort 

Bellermannstraße werden mit zwei FF-Anlagen in Columbus (Georgia) und Orangeburg 

(New York) verglichen. Die Anlage in Columbus kam zur Behandlung von Mischwasser in 

Kombination mit einem hydrodynamischen Abscheider zum Einsatz. Die Eliminierungsraten 

beziehen sich auf die kombinierte Verfahrensweise. Dadurch liegen die Eliminierungsraten in 

einem etwas höheren Bereich als bei der alleinigen Anwendung des FF am 

Versuchsstandort Bellermannstraße. Dies gilt vor allem für die P-Fraktion. Im Vergleich zur 

Pilotanlage in Orangeburg, welche mit Abwasser getestet wurde, werden ähnliche 

Ergebnisse erzielt. 

Tabelle 88: FF: Vergleich der Reinigungsleistungen mit Literaturangaben 

Ort Installation vF [m/h] Reinigungsleistung Erläuterung 

Bellermannstr. 

Berlin, 

Deutschland 

Columbus 

Water Works 

Columbus, 

Georgia, USA 

[Scherrenberg 

2006] 

USEPA 

Orangeburg, 

New York, 

USA 

[EPA 2002], 

[Scherrenberg 

2006] 

MW aus RÜB + 

FF- 

Versuchsanlage 

24-72 

MWÜ + hA + FF 40-68 

KAzu + hA + FF 

+ D 

24-48 

TSS: 30-60 % 

Ptot: 10 -25 % 

SM (u.Chem.): 80 % 

hA + FF: 

TSS: 70 %, 

Ptot: 60 % 

SM: 50-70 % 

(Fette/Öle: 80 %) 

TSS: 40 % 

Testphase 

0,5 Jahre ,11 Events 

Testphase 

5 Jahre ,40 Events 

-Größe FF 2x2 Fuß 

-1 Testserie 16d 

- Guter Rückhalt Partikel 

>50µm 

-optimale Betriebsführung 

mit Kompression 20% 

D = Desinfektion; FF = Fuzzy Filter®; hA = hydrodynamischer Abscheider; u.Chem. = unter Chemikalienanwendung 

KAzu = Kläranlagenzulauf; MWÜ = Mischwasserüberlauf



b) Tuchfilter Vergleichswerte 

Im Rahmen des Projektes wurde der Tuchfilter erstmalig zur Behandlung von Mischwasser 

eingesetzt. Daher werden die gewonnen Daten mit den Ergebnissen der Pilotversuche auf 

der KA Gümmerwald und einem Schweizer Projekt zur Behandlung von urbanem 

Straßenabwasser verglichen. Angesichts der unterschiedlichen Wasserqualitäten der drei 

Anwendungen zeigen die Ergebnisse zum Teil sehr unterschiedliche Eliminierungsleistungen 

der P-Fraktion. Allgemein lassen sich wie zu erwarten bei den drei Versuchsanlagen bessere 

Reinigungsleistungen mit den feineren Filtertüchern feststellen. Die TSS-Werte (= AFS) 

weisen trotz unterschiedlicher Wasserqualitäten je nach Filtertuchart auf ähnliche Ergebnisse 

hin. 

Tabelle 89: TF: Vergleich der Reinigungsleistungen mit Literaturangaben 

Ort Installation vF [m/h] Filtertuch 

Bellermannstr. 


Deutschland 

KA 

Gümmerwald,Deutschland 

[Grabbe 

1998] 

Gemeinde 

Burgdorf, 

Schweiz 

[EAWAG/H 

SB/GSA/G 

BL 2005] 

MW aus 

RÜB+ 

Mecana 

Trommelfilter 


Ablauf der 

Nachklärung 

Mecana 

Scheibenfilter 

Pilotanlage 

urbanes 

Straßenabwasser 

Mecana 

Trommelfilter 

2,5-6,25 

2,5-7,5 

5 

13 

k. A. 

c) Mikroflotation Vergleichswerte 

Standard 

Mikrofaser 

PA13 (grob) 

PE15 (fein) 

PA13 (grob) 

PE15 (fein) 

Standard 

Mikrofaser 

Reinigungsleistung 

ohne 

Chemikalieneinsatz 

TSS: 33-72 % 

CSB: 18-29% 

Ptot: 7-13 % 

TSS: 62-75 % 

CSB: 34-44 % 

Ptot: 21-23 % 

TSS: 60%, Ptot: 47 % 

TSS: 76 %, CSB: 18 

%, Ptot: 67 % 

TSS: 63 %, CSB: 15 

%, Ptot: 48 % 

TSS: 74 %, CSB: 25 

%, Ptot: 64 % 

TSS: 48 %, Cr: 35 %, 

Cu: 38 %, Fe: 35 %, 

Pb: 42 %, Zn: 25 % 

TSS: 78 %, Cr: 55%, 

Cu: 59 %, Fe: 70 %, 

Pb: 69 %, Zn: 22 % 

Erläuterung 

Testphase: 5 

Monate 

4,68 m³/h 

Die gewonnen Daten der Mikroflotation am Standort Bellermannstraße werden mit 

unterschiedlichen Versuchsanlagen, die zur Mischwasser- bzw. Regenwasserbehandlung 

zum Einsatz kamen, verglichen. Die Anlagen werden mit Chemikalieneinsatz betrieben. Auf 

Grund fehlender Daten kann kein Vergleich von Versuchsergebnissen ohne 

Chemikalieneinsatz aufgestellt werden. Die Daten der Versuchsanlage in Karlsruhe zeigen 

unter ähnlichen Voraussetzungen nahezu identische Ergebnisse zum Standort 

Bellermannstraße. Die TSS-Eliminierungsrate der Anlage in San Francisco liegt deutlich



unter den in Berlin erreichten 99,9 %. Die Anlagen in Paris zeigen gute 

Eliminierungsleistungen für TSS und CSB bzw. für Kohlenwasserstoffe (Anlage Chelles). 

Tabelle 90: MF: Vergleich der Reinigungsleistungen mit Literaturangaben 

Ort Installation Durchsatz Reinigungsleistung Erläuterung 

Bellermannstraße 


Deutschland 

San Francisco, 

USA 

(1975) 

[Bursztynsky et 

al. 1975] 

Chelles/Paris, 

Frankreich 

(1993) 

[Bernard et al. 

1995] 

Paris, Frankreich 

[Lainé et al. 

1998] 

Karlsruhe, 

Deutschland 

[Sommer 2007] 

MW aus RÜB+ 

MF- 


MW + MF 

(RW+SM) + 

DAF 

RW + DAF + 

SF + UV 

MW + MF- 


2 m³/h 

3600 m³/h 

13 m³/h 

k.A. 

k.A. 

TSS: 40-56 % 

CSB: 11-32 % 

Ptot: 0-19 % 

mit Chemikalien 

max. Werte: 

TSS: 99,9 %, 

CSB: 62 % 

Ptot: 80 % 

mit Chemikalien 

max. Werte: 

TSS: 51 % 

CSB: 55 % 

BSB5: 94 % 

mit Chemikalien: 

vollständige 

Entfernung 

Kohlenwasserstoffe 

DEF: 

TSS: >90 % 

CSB: >90 % 

mit Chemikalien: 

TSS: 86 % 

CSB: 70 % 

Cd, Cu, Pb: 80-93 % 

Testphase 3 Monate 

2 Module 

Recycle-Strom: 19% 

Konstante Ablaufwerte 

bei schwankenden 

Zulaufkonzentrationen 

Gesamtinstallation 

erreicht Badewasserqualität 

Oberflächenbeschickung: 

5m/h 

MF = Mikroflotation, MW = Mischwasser, DAF = Druckentspannungsflotation, RW = Regenwasser, UV = UV- 

Desinfektion, SM = Schmutzwasser, SF = Sandfilter 

Insgesamt zeigt ein Vergleich der gewonnen Eliminierungsraten mit Werten von Anlagen mit 

ähnlichen Aufgabenbereichen relativ identische Ergebnisse. 

5.5 An den Versuchsanlagen gewonnene Erfahrungswerte 

In den folgenden beiden Kapiteln werden die gewonnenen Erfahrungswerte bei Betrieb der 

getesteten Anlagen beschrieben. Nach einer allgemeinen Betrachtung über Betrieb und 

Instandhaltung der Anlagen folgt eine Ausführung über aufgetretene Betriebsstörungen. 

5.5.1 Betriebserfahrungen 

Die jeweiligen Versuchsanlagen konnten nach einer kurzen Einweisung ohne weitere 

Schwierigkeiten betrieben werden. Die jeweilige Steuerung der Anlagen erwies sich als 

übersichtlich und anwenderfreundlich. Auf Grund der Standortgegebenheiten betrug die Zeit 

für die Inbetriebnahme der Anlagen ca. 30 min. Wie bereits erwähnt wurden für jeden 

Versuchstag die Zulaufschläuche von dem RÜB-Einstiegsschacht zur Anlage und die 

Ablaufschläuche zum Straßenablauf gelegt. Bei den Versuchen mit Chemikalieneinsatz 

erwiesen sich die fehlenden Möglichkeiten zur Trübungsmessung als Hindernis, um eine 

optimale Dosierung für die jeweilige Mischwasserqualität einstellen zu können. Der Umgang 

mit den Chemikalien stellte keine weiteren Probleme dar. Für einen schnellen und 

unkomplizierten Zugang zu Trinkwasser für die Chemikalienmischung (Hydrant) sollte 

gesorgt sein. Bei der Herstellung der anwendungsfertigen Lösung des Polymers ist auf eine 

ausreichende Durchmischung und anschließende Reifezeit zu achten.



5.5.2 Betriebsstörungen 

5.5.2.1 Mikroflotation 

Beim Betrieb der Mikroflotationsanlage traten während der gesamten Versuchslaufzeit keine 

größeren Störungen auf. An einem Versuchstag gab es Probleme bei der Inbetriebnahme 

der Anlage, da die Entfernung zwischen Zulaufpumpe (im Versuchsanlagencontainer) und 

Einstiegschacht des RÜB recht groß war und es deshalb zu Ansaugschwierigkeiten kam. 

Offensichtlich war der Ansaugschlauch zwischenzeitlich leer gelaufen und die Pumpe konnte 

das Luftpolster im Schlauch nicht wegfördern. 

Der vom Hersteller versprochene wartungsarme Betrieb kann insgesamt bestätigt werden. 

5.5.2.2 Fuzzy Filter 

Das Ansaugproblem der Zulaufpumpe zeigte sich auch bei der Kreiselpumpe des Fuzzy 

Filters® und trat ca. 3-4mal auf. Die Entfernung aller Anlagen zum RÜB-Einstiegsschacht 

war nahezu identisch. Auch hier konnte das Problem meist relativ zügig behoben werden. 

Einmal musste jedoch der Zulaufschlauch extern mit Wasser befüllt werden, um eine 

Ansaugwirkung der Kreiselpumpe zu erzielen. Aus diesen Erfahrungen heraus wird die 

Verwendung von Tauchpumpen empfohlen oder es muss sichergestellt werden, dass der 

Zulaufschlauch sich nicht entleeren kann. Letzteres könnte jedoch vor allem in den 

Wintermonaten mit Frost zu Problemen führen. 

Bei dem Kompressormotor des Fuzzy Filter® für die Luft/Wasserspülung kam es vereinzelt 

zu Startproblemen. Bedingt durch längere Trockenstandzeiten setzte sich der Motor fest, 

konnte aber einigermaßen schnell wieder zum Laufen gebracht werden. Neben diesen als 

geringfügig einzustufenden Startproblemen wurde bei den Anfangsversuchen im März 2010 

vereinzelt Streu-Splitt im Filterbett beobachtet, was zu Beeinträchtigung der Filterwirkung 

führte. Fälschlicherweise war bei der allerersten Inbetriebnahme die Ansaugöffnung des 

Zulaufschlauches direkt am Boden des RÜB positioniert worden. Dort abgelagerter Split 

(vom Winterdiensteinsatz auf den Straßen) wurde mit angesaugt und unter den Filterboden 

transportiert (siehe Abb. 79), von wo er bei höheren Filtergeschwindigkeiten auch ins 

Filterbett gelangte. 

Abbildung 79: Splitt-Anfall aus dem Zulaufbereich des Fuzzy Filters® 

Nach Räumung der Filterbodenkammer und nachfolgender Positionierung des 

Saugschlauchendes in mindestens 1 m Höhe über dem Boden des RÜB tauchte dieses



Problem nicht wieder auf, außerdem nahm der aus den Wintermonaten zurückgebliebene 

Splitt auf den Straßen und damit im RÜB ab. 

5.5.2.3 Tuchfilter 

Der Tuchfilter zeigte einen reibungslosen Betrieb. Längere Standzeiten zogen keine 

Probleme bei der Inbetriebnahme nach sich. Auf Grund der zum Einsatz kommenden 

Tauchpumpe kam es zu keinen Ansaugproblemen. Allerdings setzte sich der zum Schutz der 

Versuchsanlagen verwendete Siebkorb (siehe Abb. 80) mit einer Lochweite von ca. 5 mm 

mit zunehmender Versuchslaufzeit vermehrt zu und musste öfter gereinigt werden. 

Abbildung 80: Tauchpumpe mit leicht zugesetztem Siebkorb 

Die Umrüstung der Filtertrommel vom Standardtuch- auf Mikrofasertuch-Betrieb konnte nach 

einigen Anfangsschwierigkeiten ohne weitere Komplikationen durchgeführt werden. 

5.5.2.4 Chemikalien 

Ein Ärgernis stellte die zweite Lieferung des FM1 dar. Bei Versuchen mit dieser Lieferung 

(und FHM-Dosierung) konnten keine brauchbaren Ergebnisse erzielt werden, was auch 

visuell festgestellt werden konnte. Nach mehrfacher Prüfung der Fällungs- und 

Flockungsinstallation wurde zur weiteren Ermittlung der Fehlerquelle ein Austausch des 

Fällmittels FM1 aus der 2. Lieferung mit Restbeständen aus der 1. Lieferung vorgenommen. 

Direkt nach Änderung des Flockungsmittels war eine deutliche Verbesserung der 

Ablaufqualität zu verzeichnen. Es konnte keine eindeutige Erklärung für die ausbleibende 

Flockenbildung bei FM1 (2. Lieferung) gefunden werden. Es ist jedoch offensichtlich, dass 

die erste und die zweite Lieferung kein identisches Produkt beinhalteten. 

Grundsätzlich kann neben vereinzelt aufgetretenen geringfügigen Startproblemen eine 

schnelle Inbetriebnahme der Anlagen bestätigt werden. Es ist ein relativ reibungsloser 

Betrieb mit geringem Wartungsaufwand der Versuchsanlagen festzustellen.



6 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen 

6.1 Kosten 

6.1.1 Einführung / Festlegung der Anlagen- und Betriebsparameter 

In diesem Kapitel werden die Investitions- und Betriebskosten des Fuzzy Filters ® , des 

Tuchfilters sowie der Mikroflotation für die Behandlung von Mischwasser gegenübergestellt. 

Die Grundlagen der Kostenanalyse basieren auf den Richtpreisangeboten und zusätzlichen 

Angaben der jeweiligen Anlagenbetreiber Bosman Watermanagement B.V, Mecana 

Umwelttechnik GmbH und Enviplan Ingenieurgesellschaft mbH. 

Die Parameter „mittlere Überlaufdauer“ und „mittlere Überlaufmenge“ für die Kostenanalyse 

werden aus den 24 Mischwasserüberlaufereignissen an 21 Tagen des 

Regenüberlaufbeckens am Versuchsstandort Bellermannstraße im Zeitraum März bis Ende 

August 2010 erhoben. Die mittlere Überlaufdauer betrug 1,6 Stunden und die mittlere 

Überlaufmenge belief sich auf 3.600 m³/h. Mit Sicherheitszuschlag wird mit einem 

2-stündigen Anlagen-Betrieb pro Entlastungsereignis gerechnet. Laut 

Abwasserbeseitigungsplan von Berlin 2001 kommt es im Mittel zu ca. 30 

Mischwasserüberlaufereignissen im Jahr [AB-Plan 2001]. Mit dieser Ereignisanzahl werden 

die folgenden Betriebskosten ermittelt. Zur Berechnung der Kosten für den Energieverbrauch 

wird ein Strompreis von 0,14 €/kWh festgelegt. Die Investitionskosten beinhalten keine 

Kosten für Chemikaliendosierstationen sowie Transport, Montage und Inbetriebnahme der 

Anlagen. 

Die Betriebskosten der Hersteller beziehen sich alle auf einen kontinuierlichen 

Anlagenbetrieb. Um die Energiekosten den Gegebenheiten der Mischwasserbehandlung an 

zu passen, wird mit 30 Ereignissen pro Jahr und der Filter-/Flotationslaufzeit von jeweils 2 h 

gerechnet. Für die Richtpreisangebote wurde eine Anlagenkapazität von jeweils 4.000 m³/h 

(FF: 4.200 m³/h) vorgegeben. 

6.1.2 Investitionskosten 

In Tabelle 91 werden die Investitionskosten der drei Anlagen aufgeführt. 

Tabelle 91: Investitionskosten Fuzzy Filter®, Tuchfilter und Mikroflotation (großtechnische 

Anlage, 4.000 bzw. 4.200 m 3 /h Durchsatzleistung) 

Fuzzy Filter® Tuchfilter Mikroflotation 

Durchsatz 4.200 m³/h 4.000 m³/h 4.000 m³/h 

Betriebsweise 

mit / ohne 

Flockung 

ohne Flockung mit Flockung 

Typ 14 x Typ 7 16 x Typ SF15/75 22 x Typ SF15/75 

Investitionskosten 

1.785.000 € 

komplette Anlage 

2.835.200 € 

ohne 

Betonbecken 

3.898.400 € 

ohne 

Betonbecken 

mit / ohne 

Flockung 

4 x MF-Zelle á 

78 m² 

1.900.000 € 

komplette 

Anlage 

Kapitalkosten 1) 119.988 € 190.582 € 262.050 € 127.718 € 

1) Kapitalkosten = Investitionskosten x KFAKR(3 %; 20 a); Kapitalwiedergewinnungsfaktor KFAKR mit einem 

Zinssatz von 3 % und einer angenommenen durchschnittlichen Nutzungsdauer von 20 a, 

KFAKR(3 %; 20a) = 0,06722 [LAWA, 1993]



Der Fuzzy Filter® wird in vorgefertigter Modulbauweise angeboten. Zur Behandlung von 

4.000 m 3 /h wurden von der Fa. Bosman Watermanagement B.V. 14 Stück des Typs 7 mit 

einer Leistungsfähigkeit von jeweils 300 m³/h angeboten, wodurch sich eine tatsächliche 

Leistungsfähigkeit von 4.200 m 3 /h ergibt. Die Kosten für die Kompressoren sind in den FF- 

Investitionskosten enthalten. 

Die Investitionskosten des Tuchfilters beinhalten die Filtermodule, die Steuerung sowie den 

Filterschütz. Nicht enthalten sind alle Betonteile des Filterbeckens. Die Betriebsweise mit 

Flockung benötigt eine größere Filtertuchfläche( 1.650 m² statt 1.200 m²). Daraus resultiert 

die unterschiedliche Modulanzahl. 

Die Mikroflotationsanlagen setzten sich aus 4 MF-Zellen á 78 m² (13 x 6 m) zusammen. Die 

MF-Investitionskosten beinhalten 20.000 € für EMSR-Technik. 

Investitionskosten für Zulaufpumpen aller drei Anlagen sind nicht mit aufgeführt. Sie dürften 

jedoch unabhängig von den eingesetzten Anlagen in einem vergleichbaren Kostenbereich 

liegen. 

Zur Bestimmung der Kapitalkosten wird laut [LAWA 1993] ein Zinssatz (i) von 3 % 

angenommen. Die durchschnittliche Nutzungsdauer (n) der Anlagen werden auf Grund des 

diskontinuierlichen Betriebes bei der MW-Behandlung auf 20 Jahre festgesetzt. Der 

Kapitalwiedergewinnungsfaktor (KFAKR) errechnet sich wie folgt [LAWA 1993]: 

KFAKR 

�i; n� 

n 

i � �1 � i� 

�1�i� �1 

� n 

Daraus ergibt sich ein KFAKR(3 %; 20 a) von 0,06722. Die Multiplikation der 

Investitionskosten mit dem KFAKR bilden die Kapitalkosten der jeweiligen Anlagen. 

6.1.3 Betriebskosten 

In Tabelle 92 werden die Betriebskosten der einzelnen Anlagen nach Betriebsweise 

dargestellt.



Tabelle 92: Betriebskosten Fuzzy Filter®, Tuchfilter und Mikroflotation (großtechnische Anlage, 

4.000 bzw. 4.200 m 3 /h Durchsatzleistung) 

Fuzzy Filter® Tuchfilter Mikroflotation 

Durchsatz 4.200 m³/h 4.000 m³/h 4.000 m³/h 

Betriebsweise 

mit / ohne 

Flockung 

Typ 14 x Typ 7 

ohne 

Flockung 

16 x Typ 

SF15/75 

mit Flockung 

22 x Typ 

SF15/75 

ohne 

Flockung 

mit Flockung 

4 x MF-Zelle á 78 m² 

Energiekosten 1) 288 €/a 121 €/a 170 €/a 1.344 €/a 2.016 €/a 

Zulaufpumpe 770 €/a 

∑ 

Energiekosten 

1.058 €/a 891 €/a 940 €/a 2.114 €/a 2.786 €/a 

Ersatzteilaufwand 

k.A. 125.908 €/a 2) 173.123 €/a 2) 12.000 €/a 4) 

Wartungsaufwand 

k.A. 22.560 €/a 3) 31.680 €/a 3) 4.000 €/a 5) 

∑ 

Betriebskosten 

1.058 €/a 149.359 €/a 205.743 €/a 18.114 €/a 18.786 €/a 

1) 

Energiekosten: FF: Kompressor; TF: Antrieb, Absaug-, Schlammpumpen; MF: Aquatector, Kompressor, Antrieb 

für Abräumsystem, Bodenschlammpumpe 

2) Verschleißteile und Filtertücher: Filtertuchwechsel nach 3 Jahren Standzeit bezogen auf kontinuierlichen Betrieb 

3) 

Wartungsaufwand bezogen auf kontinuierlichen Betrieb für Tuchwechsel, Intensivreinigung der Tücher alle 12 

Monate, sonstige Wartung bei 30 €/h 

4) bezogen auf kontinuierlichen Betrieb 

5) bezogen auf kontinuierlichen Betrieb (30 €/h) 

Die Betriebskosten der Fuzzy Filter -Anlagen setzen sich aus den Energiekosten der Zulauf- 

Pumpe und des Kompressors für die Luft/Wasser-Spülung zusammen. Es wird von 30 

Mischwasser-Überlaufereignissen mit einem Anlagenbetrieb von jeweils 2 Stunden 

ausgegangen. Zur Berechnung des Energieverbrauchs für die Filterreinigung werden pro 

Ereignis zwei Spülungen á 15 min angesetzt. Angaben zum Ersatzteil- und 

Wartungsaufwand liegen nicht vor, sind jedoch bei dem diskontinuierlichen Mischwasser- 

Betrieb als gering einzustufen. Die Standzeit des Filtermaterials kann bei kontinuierlichem 

Betrieb mehr als 20 Jahre betragen. Insofern sind bezüglich des Filtermaterials nur eventuell 

nötige Reinigungskosten (Chlorspülung) zu berücksichtigen. 

Die Betriebskosten der Tuchfilteranlagen setzen sich aus den Energiekosten für die 

Filterantriebe, die Filterabsaugpumpen, die Bodenschlammpumpen und die Zulauf-Pumpe, 

sowie aus den Kosten des Ersatzteil- und Wartungsaufwandes zusammen. Die 

Energiekosten beziehen sich auf 30 MW-Überlaufereignisse mit jeweils 2-stündigem Betrieb 

der Anlagen. Zur Abschätzung der Betriebskosten der Zulauf-Pumpe wird der 

Energieverbrauch der Pumpe des Fuzzy Filters® angenommen. Auf Grund fehlender 

Erfahrungen mit großtechnischen Tuchfilter-Anlagen im diskontinuierlichen Betrieb mit 

längeren Trockenstandzeiten werden die Kosten des Ersatzteil- und Wartungsaufwandes 

des kontinuierlichen Betriebes herangezogen. Dabei stellen die Filtertücher einen Großteil 

der Betriebskosten dar. Bei einem kontinuierlichen Betrieb kann laut Hersteller von einer 

3-jährigen Standzeit bei einer jährlichen Intensivreinigung ausgegangen werden. Da bei der 

Mischwasserbehandlung nur geringe Betriebsstunden zu verzeichnen sind, kann von einer



längeren Standzeit der Filtertücher ausgegangen werden. Dadurch relativieren sich die 

Kosten für die Filtertücher und den Wartungsaufwand, welcher den Wechsel und die 

Intensivreinigung der Tücher beinhaltet. Ein negativer Einfluss auf die Filtertücher durch 

längere Trockenstandzeiten konnte im Versuchszeitraum nicht beobachtet werden. 

Bei der Berechnung der Energiekosten der Mikroflotationsanlage werden wieder 30 MW- 

Überlaufereignisse mit einem 2-stündigen Betrieb betrachtet. Je nachdem ob die 

Betriebsweise mit oder ohne Flockung erfolgen soll, ändert sich der erforderliche Gasanteil 

für eine optimale Flotation und somit auch die Energiekosten. Bedingt durch die geringen 

Erfahrungswerte eines großtechnischen Mikroflotations - Einsatzes zur 

Mischwasserbehandlung werden die Kosten für den Ersatzteil- und Wartungsaufwand für 

einen kontinuierlichen Betrieb aufgezeigt. Bei der Mischwasserbehandlung kann davon 

ausgegangen werden, dass die tatsächlichen Betriebskosten allerdings weit unter den 

angegebenen Kosten liegen. 

6.1.4 Chemikalienkosten 

In diesem Kapitel werden ausschließlich die Kosten für die verwendeten, gebräuchlichen 

Flockungsmittel (Eisen(III)-Chlorid und Polyaluminiumchlorid) betrachtet. Eine 

Kostenabschätzung für das eingesetzte Flockungshilfsmittel und Kombinationspräparat kann 

auf Grund fehlender Angaben und Vergleichswerte aus großtechnischer Anwendung nicht 

durchgeführt werden. Die aufgewendeten Kosten in diesem Projekt sind mit einem 

großtechnischen Anlagebetrieb bzw. einem großtechnischen Abnehmer nicht zu vergleichen. 

Aus diesem Grund wird auf eine Kostenabschätzung für Flockungshilfsmittel und das 

Kombipräparat verzichtet. 

6.1.4.1 Flockungsmittel 

Die Kosten für die verwendeten Flockungsmittel Eisen(III)-Chlorid und Polyaluminiumchlorid 

werden mit Hilfe von Preisen, die aus Erfahrungen im klärtechnischen Bereich beruhen, 

ermittelt. Um eine Preisabschätzung unabhängig vom Herstellertyp durchführen zu können 

und eine Korrelation mit anderen Produkten zu erhalten, werden die Preise auf die reine 

Wirksubstanz bezogen. Eventuelle Unterschiede in der Zusammensetzung der gesamten 

Chemikalienlösung, die einen Einfluss auf die Fällungs- und Flockungsvorgänge besitzen 

können, werden hier nicht berücksichtigt. 

Wirksubstanz: Eisen (III) 

In einer 40 %igen FeCl3-Lösung befinden sich gemäß DIN EN 888 137 g Fe/kg bzw. 

137 kg Fe/t [Ekochem 2011]. Die Kosten einer 40 %igen FeCl3-Lösung belaufen sich 

erfahrungsgemäß aus dem großtechnischen Betrieb auf ca. 170 €/t. Folglich kosten 

137 kg WS (Fe (III)) ca. 170 €. Um eine einfache Berechnungsgrundlage für Simulationen zu 

erhalten wird der Preis für ein mg Fe errechnet. 

1 mg Fe � 1,24*10 -6 €



Wirksubstanz: Aluminium 

In Polyaluminium(hydroxid-)chloridsulfat befinden sich in Abhängigkeit von der 

Zusammensetzung 52 g bis 90 g Al/kg bzw. 52 kg bis 90 kg Al/t. Die Kosten für 

Polyaluminium-(hydroxid-)chloridsulfat belaufen sich auf etwa 220 €/t. Dadurch entstehen 

Kosten für 52 kg - 90 kg WS (Al) in Höhe von rund 200 €. Der Preis für ein mg Aluminium 

liegt im folgenden Bereich: 

1 mg Al � 2,44*10 -6 – 4,23*10 -6 € 

Beispielrechnung: 

Unter Annahme der kompletten Behandlung der im Jahr 2010 entlasteten 

Mischwassermenge des RÜB BlnX in Höhe von 232.600 m³ (siehe Anhang 2) mit 15 mg/l 

WS werden folgende Kosten ermittelt: 

Eisen(III)-Chlorid 

PAC 

232. 

600. 

000 

232. 

600. 

000 

l �6 

mgFe € 

�1, 

24 �10 

€ �15 

� 4326 

a 

l a 

l �6 

mgAl 

€ 

� 2, 

44�4, 

23��10 

€ �15 

� 8513�14. 

758� 

a 

l 

a 

Folglich lägen die aufzuwendenden Kosten für Flockungsmittel im Jahr 2010 für die 

Behandlung der gesamten entlasteten Mischwassermenge am RÜB BlnX im Bereich von ca. 

5000 €/a für Eisen(III)-Chlorid bzw. ca. 10000-15000 €/a für PAC. 

6.1.5 Kostenvergleich 

Bei der Betrachtung der Investitionskosten der drei Anlagen zeigt sich, dass der Fuzzy 

Filter®, trotz einer Anlagengröße von 4.200 m³/h mit Investitionskosten von ca. 120.000 € die 

günstigere Alternative gegenüber den beiden anderen Anlagen (4.000 m³/h) darstellt. Die 

Mikroflotationsanlage mit Investitionskosten von ca. 128.000 € liegt im Bereich der Fuzzy 

Filter® Anlage. Die Tuchfilter-Investitionskosten betragen ca. 262.000 € für die Betriebsweise 

mit Flockung und beinhalten noch keine Kosten für die Betonbauten, in welche die 

Scheibenfiltersysteme installiert werden. Die Anlagengröße des Fuzzy Filters® und der 

Mikroflotation ist von der Betriebsweise mit oder ohne Flockung weitestgehend unabhängig. 

Bei dem Tuchfilter beeinflusst die Betriebsweise sehr stark die benötigte Filtertuchfläche, 

sodass bei der Betriebsweise ohne Flockung bei einer Anlagengröße von 4.000 m³/h mit 

Investitionskosten von ca. 190.600 € zu kalkulieren ist, da die Filterscheibenanzahl von 22 

auf 16 reduziert werden kann. 

Eine Schwierigkeit bei der Betrachtung der Betriebskosten stellen einerseits die fehlenden 

Angaben bei dem Fuzzy Filter® (Ersatzteil- und Wartungsaufwand) und andererseits die



schwierige Abschätzung bedingt durch die fehlenden Erfahrungen mit den Anlagen im 

großtechnischen Mischwasser-Betrieb dar. Besonders bei der Abschätzung der 

Filtertuchstandzeiten werden die fehlenden Erfahrungswerte im Mischwasser-Betrieb 

deutlich, da diese einen Großteil der Betriebskosten bei dem Tuchfilter verursachen. Auch 

die Kalkulation des Wartungsaufwandes und der anfallenden Reparaturen stellt bedingt 

durch die diskontinuierliche Betriebsweise der Anlagen einen Unsicherheitsfaktor dar. 

Bei der Betrachtung der Energiekosten zeigt sich generell ein geringer Stromverbrauch der 

Anlagen. Die Mikroflotations-Energiekosten betragen bei einem Betrieb mit Flockung ca. 

2.800 €/a für eine Anlage mit einem Volumenstrom von 4.000 m³/h. Damit hat die MF-Anlage 

den höchsten Stromverbrauch. Die Energiekosten des Tuchfilters und des Fuzzy Filters® 

belaufen sich auf ca. 1.000 €/a. 

Der Einsatz von Eisen-Ionen aus einer Eisen(III)-Chlorid-Lösung zur Chemikalienbehandlung 

ist gegenüber einer Aluminiumanwendung unter Verwendung von PAC mit 30-50 % 

günstiger zu veranschlagen. 

6.2 Flächenbedarf 

Neben den Kosten für die Anlagen selbst ist der Flächenbedarf in urbanen Gebieten eine mit 

entscheidende Größe, da die Gesamtkosten durch den eventuell notwendig werdenden 

Erwerb von Grundstücken deutlich steigen können. Die Angabe der benötigten Fläche erfolgt 

für die zuvor betrachteten Anlagen mit einer Leistungsfähigkeit von 4.000 bzw. 4.200 m³/h. 

Der dargestellte Flächenbedarf der einzelnen Anlagen beinhaltet keine Stellflächen für 

Fällungs- und Flockungsanlagen, für eventuell notwendige Zwischenspeicher für Schlamm 

oder für sonstige benötige Anlagenbauteile wie elektrische Leitungen/Trassen usw. 

Tabelle 93: Flächenbedarf Fuzzy Filter ® , Tuchfilter und Mikroflotation (großtechnische Anlage, 

4.000 bzw. 4.200 m 3 /h Durchsatzleistung) 

Flächenbedarf 

Fuzzy Filter ® 

14 x Typ 7 

Tuchfilter 

16 bzw. 22 x Typ 

SF15/75 

ohne Flockung 371 m² 

112 m² 

mit Flockung 

ca. 510 m² 

*reine Flotationsoberfläche ohne Fläche der Anlagenbauteile 


4 x MF-Zelle 

á 78 m² 

312 m² * 

Der Flächenbedarf der Fuzzy Filter® - Anlage liegt mit ca. 112 m² weit unter den benötigten 

Flächen der beiden anderen Anlagen. Die reine Fläche der 14 Filtereinheiten des Typs 7 ist 

mit insgesamt 32,2 m² äußerst gering. Die Mikroflotation stellt mit der reinen 

Flotationsoberfläche von 312 m² einen mittleren Platzbedarf im Vergleich aller Anlagen dar. 

Die Tuchfilteranlage ohne Flockungsbetrieb benötigt für die 16 Module ca. 371 m². Für eine 

Auslegung der TF-Anlage mit Flockung wird eine Fläche von ca. 510 m² veranschlagt und 

beansprucht somit die größte Fläche der reinen Anlage zur Filtration ohne Einbezug weiterer 

benötigter Anlagenbauteile.



6.3 Spülwasser- und Schlammanfall der großtechnischen Anlagen 

6.3.1 Spülwasseranfall 

Grundsätzlich kann auf einen Einsatz von Klarwasser bei allen drei Technologien verzichtet 

werden. Für die Spülung des Fuzzy Filters® wird Rohwasser genutzt. Bei der Reinigung des 

Tuchfilters wird Filtrat genutzt. Bei der Mikroflotation fällt kein Spülwasser an. Jedoch muss 

zusätzlich zu dem Flotat das Schlammwasser der Bodenschlammpumpen entsorgt werden. 

Durch den Einsatz der Luft-Wasser-Spülung beträgt der Spülwasseranfall bei dem Fuzzy 

Filter® laut [Caliskaner et al. 1999] ca. 1% des Durchsatzes. 

Für den Tuchfilter werden bei Versuchen auf der KA Gümmerwald bei einer 

Filtergeschwindigkeit von 13 m/h und einer Feststoffflächenbelastung von 600 g/(m² *h) für 

das PE13-Tuch ein Spülwasseranteil von ca. 2 % und für das feinere PE15-Tuch von ca. 6 

% ermittelt. Bei niedrigerer Feststoffflächenbelastung verringert sich der Spülwasseranfall. 

(PE13, FFB: 200 g/(m² *h), Spülwasseranfall: ca. 0,4 % ([Grabbe 1998] S.192, Abbildung 

6-31)) Mit zunehmender Feststoffkonzentration im Zulauf steigt der Spülwasseranfall. 

[Grabbe 1998] Der mittlere AFS-Zulaufwert beträgt bei den im Rahmen des Projektes 

untersuchten Mischwässern ca. 68 mg/l. Dies hätte bei einer Filtergeschwindigkeit von 5 m/h 

einen Spülwasseranfall für das PA 13 Tuch von ca. 6 % und für das feinere Tuch von ca. 

13 % zur Folge. ([Grabbe 1998] S.193, Abbildung 6-32) 

6.3.2 Schlammanfall 

6.3.2.1 Fuzzy Filter® 

Zur Ermittlung des Schlammanteils einer großtechnischen FF-Anlage mit einem maximalen 

Durchsatz von 4.200 m³/h werden folgende Annahmen getroffen: 

� Filterbettvolumen 14 x Typ 7 (Kompression: 40 %): ca. 67 m³ 

� Feststoffbeladung von F7L3 ohne Chemikalieneinsatz (vF= 24 m/h, Kompression: 

40 %, MWQ: C3): 2,884 kg TS/(m³ *h) 

� Feststoffbeladung von F7L4 mit Chemikaliendosierung (vF= 48 m/h, Kompression: 

40 %, MWQ: C3, Dosierung: FM1: 12,6 mg Al/l, FHM: 2,9 mg WS/l): 

11,523 kg TS/(m³ *h) 

� mittlerer Durchsatz: 3.600 m³/h 

� Spülwasseranteil ca. 1 % 

Mit den getroffenen Annahmen kann ein Schlammanfall von ca. 193 kg TS/h ohne 

Chemikalieneinsatz ermittelt werden. Mit Chemikaliendosierung würden für die beispielhafte 

Feststoffbelastung von F7L4 ca. 770 kg TS/h Schlamm anfallen. Bei einem mittleren 

Durchsatz von 3.600 m³/h wird ein Spülwasseranfall von 36 m³/h ermittelt. Hinzu kommen 

ca. 12 m³ pro Filtermodul für den Nachlauf, mit dem das Wasser im Filter komplett 

ausgetauscht wird, also ca. 170 m³ pro Spülereignis.



6.3.2.2 Tuchfilter 

Zur Abschätzung des Schlammanfalls für eine Anlagengröße von 4.000 m³/h werden 

folgende Parameter festgesetzt: 

Betriebsweise: Mikrofaser Filtertuch ohne Chemikalieneinsatz 

� Filtertuchfläche: 1.200 m² (Bemessung für Standard Filtertuch bei 4.000 m³/h ohne 

Chemikalieneinsatz) 

� Annahme der Flocken-Feststoffflächenbelastung von T21L2 (vF= 5 m/h, MWQ: C2): 

0,418 kg TS/(m² *h) 


� Spülwasseranfall: ca. 4 % ([Grabbe 1998] S.192, Abbildung 6-31) 

Daraus ergibt sich ein Schlammanfall von ca. 500 kg TS/h bei einem Spülwasseranfall von 

ca. 145 m³/h. 

Betriebsweise: Standard Filtertuch mit Chemikalieneinsatz 

� Filtertuchfläche: 1.650 m 2 

� Feststoffflächenbelastung von T15L3 (vF= 2,5 m/h, MWQ: D3, 

Dosierung: FM1: 25,1 mg Al/l, FHM: 9,8 mg WS/l): 0,33 kg TS/(m² *h) 

� zusätzlicher Anteil der Feststoffbelastung durch die Flockenbildung: ca. 35 % (aus 

den FF-Ergebnissen ermittelt) 

� Flocken-Feststoffflächenbelastung: 0,445 TS/(m² *h) 


� Spülwasseranfall: ca. 4,3 % 

Daraus ergibt sich ein Schlammanfall von ca. 545 kg TS/h ohne Einsatz von Fällungs- 

/Flockungshilfsmitteln bei einem Spülwasseranfall von ca. 155 m³/h. Bei Einsatz 

entsprechender Chemikalien ergibt sich ein Schlammanfall von ca. 730 kg TS/h. 

6.3.2.3 Mikroflotation 

Auf Grund der nur begrenzten Erfahrungen, die an der Versuchsanlage gemacht werden 

konnten, ist eine Abschätzung des Schlammanfalles einer großtechnischen Anlage schwer 

durchführbar. Die Versuchsanlage wurde mit einer Oberflächenbeschickung von 1 m/h 

gefahren. Die Oberflächenbeschickung großtechnischer Anlagen beträgt ca. 15 m/h. Es kann 

von einer weitaus höheren Feststoffflächenbelastung bei einer Oberflächenbeschickung von 

15 m/h ausgegangen werden. Daher werden die Ergebnisse aus den jeweiligen Versuchen 

auf die höhere Oberflächenbeschickung bezogen. 

Annahmen zur Ermittlung des Schlammanfalls einer großtechnischen Anlage mit 4.000 m³/h: 

� Flotationsoberfläche: 312 m²



� Feststoffflächenbelastung beispielhaft von Versuch M7L1 ohne Chemikalieneinsatz 

(Oberflächenbeschickung: 1 m/h, MWQ: C3): 0,036 kg TS/(m² *h) �auf 

großtechnische Anlage bezogen: 0,54 kg TS/(m² *h) 

� Feststoffflächenbelastung von Versuch M4L3 mit Chemikaliendosierung 

(Oberflächenbeschickung: 1 m/h, MWQ: B2, Dosierung: FM1: 25,4 mg Al/l, 

FHM: 6,8 mg WS/l): 0,05 kg TS/(m² *h) �auf großtechnische Anlage bezogen: 0,75 

kg TS/(m² *h) 


Der Schlammanfall liegt für die Betriebsweise ohne Chemikalien bei ca. 168 kg TS/h und für 

die Betriebsweise mit Chemikalien bei ca. 234 kg TS/h. 

Eine praktische Herausforderung stellt die Entsorgung der Filterspülwässer und des 

anfallenden Flotats der Mikroflotation dar. Beim Fuzzy Filter ® könnte ein Modul zur Reinigung 

für das anfallende Spülwasser der restlichen Filter dienen und so den Spülwasseranfall 

reduzieren. Generell müsste das Spülwasser zwischengespeichert und nach dem 

Starkregenereignis bzw. nach Einstellung des Trockenwetterabflusses im Kanal über die 

Kanalisation zur Kläranlage befördert werden. 

6.4 Theoretische Frachtenreduzierung der unteren Panke durch Behandlung 

der Mischwasserüberläufe 

6.4.1 Gesamtjahresfracht der unteren Panke 

Zur Bestimmung der mittleren Belastung der Panke wurden von der Senatsverwaltung für 

Gesundheit Umwelt und Verbraucherschutz Berlin Messreihen der letzten 10 Jahre zur 

Verfügung gestellt. Die Messungen wurden an der Messstelle 730, Mündung Nordhafen- 

Vorbecken (unterhalb der Entlastungsbauwerke von BlnX, siehe Abb. 29), erhoben. Der 

Mittelwert der gesamten Messungen der letzten zehn Jahre ist für die einzelnen Parameter in 

Tabelle 94 aufgeführt (Die Jahresmittelwerte sind im Anhang aufgelistet). 

Tabelle 94: Mittlere Belastung der unteren Panke in [mg/l] (Messstelle 730, Messdaten 2000- 

2010) 

Messstelle 

AFS [mg/l] CSB [mg/l] Ptot [mg/l] Portho [mg/l] O2 [mg/l] 

730 

2000 - 2010 7 27* 0,2 0,1 10,1 

* aus 3x TOC abgeschätzt 

Der mittlere Abfluss der Panke an der Kühnemannstraße beträgt 0,36 m³/h [Senat Berlin 

2004] und beschreibt den zu betrachtenden Bereich der Mischwasserentlastungen zwischen 

der Abzweigung Nordgraben und der Mündung der Panke. Aus dem mittleren Abfluss 

können die Ablauffrachten des Gewässerabschnittes berechnet werden. 

Tabelle 95: Mittlere jährliche Fracht der unteren Panke in [t/a] (Messstelle 730, Messdaten 2000- 

2010) 

Abfluss Panke AFS [t/a] CSB [t/a] Ptot [t/a] Portho [t/a] 

0,36 m³/s 80 305 2,3 1,15



6.4.2 Theoretische mittlere Entlastungsfrachten des RÜB Bln X 

Die mittlere Entlastungsmenge des Regenüberlaufbeckens wird über die jährlichen 

Entlastungsmengen des Regenbeckens BlnX der letzten 5 Jahre (siehe Anhang 2) bestimmt. 

Sie beträgt 181.300 m³. Die mittlere Entlastungsrate wurde über eine grafische Auswertung 

der Entlastungsdiagramme des RÜB BlnX (März bis September 2010) als Durchschnittswert 

ermittelt. Sie beträgt ca. 3.600 m³/h. 

Für eine Bilanzierung werden alle ermittelten Zulaufkonzentrationen realer Mischwässer der 

einzelnen Versuchstage arithmetisch gemittelt. Anschließend folgt die Korrelation der 

Mischwasserkonzentrationen mit der mittleren jährlichen Entlastungsmenge von 181.300 m³, 

um die mittleren jährlichen Entlastungsfrachten zu erhalten. Zum Abschluss wird über die 

gemittelte Zulaufkonzentration der prozentuale Anteil am Frachtenaustrag am belasteten 

Gewässerabschnitt der Panke anhand der berechneten Jahresfrachten ermittelt. Die 

mögliche Absetzwirkung des Regenbeckens wird vernachlässigt. Bei einem RÜB- 

Speichervolumen von 1.500 m³ und einem Durchsatz von durchschnittlich 3.600 m³/h 

(Pumpe Qmax = 3.960 m³/h) pro Ereignis ist die mechanische Reinigung durch Sedimentation 

als gering einzuschätzen. Die Prozentpunkte werden auf ganze Stellen gerundet. Alle Daten 

sind in Tabelle 96 aufgeführt. 

Tabelle 96: Anteil der Entlastungsfracht des RÜB BlnX an der Gesamtjahresfracht (GJF) der 

unteren Panke 

Parameter 

mittl. Mischwasser- 

Konzentration 

[mg/l] 

mittl. jährliche 

Entlastungsfracht aus 

RÜB 

[t/a] 

%-Anteil der Entl.- 

Fracht an GJF der 

unteren Panke 

[%] 

AFS 68 12,3 15 

CSB 187 33,9 11 

Ptot 3,2 0,58 25 

Portho 1,64 0,3 26 

Bei Betrachtung der prozentualen theoretischen Entlastungsfracht des RÜB in Bezug auf die 

abgeleitete Gesamtjahresfracht des betrachteten Gewässerabschnittes sind die ermittelten 

Werte unter diesem Gesichtspunkt sehr bemerkenswert. Nach dieser Berechnung stammt 

ca. 1/6 der jährlichen AFS-Fracht der Panke aus Entlastungen des RÜB Bln X, ebenso ca. 

1/10 der CSB- und jeweils 1/4 der betrachteten P-Frachten. Vor allem die 

Phosphorbelastung wird offensichtlich signifikant durch die Entlastungen mitbestimmt und 

kann erheblich zu einer Eutrophierung in den unterhalb liegenden Gewässerabschnitten 

beitragen. 

6.4.3 Modellrechnung: Theoretische Frachtenreduzierung durch Einsatz 

großtechnischer Behandlungsanlagen 

In diesem Kapitel werden die ermittelten Ablaufwerte der getesteten Anlagen mit der 

Gewässergüte der Panke in Beziehung gebracht, um die Auswirkungen der Überläufe des 

Regenbeckens BlnX bilanzieren zu können. Um möglichst reale Gegebenheiten zu 

simulieren, werden nur Versuchsreihen aus echten Mischwasserereignissen in die



Betrachtung mit aufgenommen. Die Hauptkriterien der Betrachtung liegen einerseits auf der 

reinen Leistungsfähigkeit der untersuchten Reinigungstechniken, andererseits in 

Kombination mit Fällungs-/ und Flockungschemikalien. Neben der Anteilsbestimmung der 

Einleitungen an der stofflichen Gesamtfracht der Panke ist eine Betrachtung der 

Auswirkungen der stofflichen und hydraulischen Belastung des betroffenen 

Gewässerabschnittes ebenso abzuschätzen. 

6.4.3.1 Randbedingungen der Modellrechnung 

� mittlerer Abfluss des belasteten Gewässerabschnittes: 0,36 m³/h 

� mittlere jährliche Entlastungsmenge RÜB BlnX: 181.300 m³ 

� mittlere Entlastungsrate RÜB BlnX: 3.600 m³/h 

� mittlere Entlastungskonzentration = mittlere Zulaufkonzentrationen aller Anlagen 

� mechanische Reinigung des Mischwassers im RÜB unberücksichtigt 

� Anlage zur weitergehenden Mischwasseraufbereitung: 4.000 m³/h (FF: 4.200 m³/h) 

� Annahme: 100 % der Überlaufmenge wird behandelt (zu beh.-Fracht) 

� mittlere jährliche zu behandelnde Entlastungsmenge: ca. 181.300 m³ 

Um die Differenzen der Mischwasserqualitäten in die Bilanzierung mit einzubeziehen, 

werden die ermittelten Schwankungsbereiche der Eliminierungsraten für die Berechnungen 

herangezogen. 

6.4.3.2 Bilanzierung der zu erwartenden Stofffrachtreduktion bei Einsatz einer Reinigungstechnik 

zur weitergehenden Mischwasserbehandlung am RÜB Bln X ohne Chemikalienanwendung 

Für eine Abschätzung der Wirkung unter Einsatz jeder Reinigungstechnik bzw. Variation sind 

in den folgenden Tabellen die ermittelten Ergebnisse aus den Versuchen der einzelnen 

Anlagen (siehe Tab. 79, Kap. 4.4.1.1) mit der zu behandelnden Fracht in Beziehung 

gebracht. Das Modell soll zu einer Einschätzung verhelfen, inwieweit sich der Einsatz einer 

der getesteten Reinigungstechniken auf die Gewässergüte des belasteten Panke- 

Abschnittes ohne den Einsatz von Chemikalien auswirken kann. Die jährliche Einleitung 

nach einer weitergehenden Mischwasserbehandlung und die Reduktion der 

Entlastungsfracht errechnen sich aus der ermittelten Reinigungsleistung und den zuvor 

bestimmten mittleren jährlichen Entlastungsfrachten des RÜB BlnX in die „untere Panke“ 

(siehe Tab. 96). Die Prozentpunkte werden auf 0,5-Stellen gerundet. 

a) Fuzzy Filter® 

Die Bilanzierung gibt eine Quantifizierung über die Erwartungen eines großtechnischen 

Betriebes jedes Anlagentyps wieder. Genaue Einschätzungen von bestimmten Anlagentypen 

bezüglich der betrachteten Parameter sind direkt den Tabellen zu entnehmen.



Tabelle 97: Fuzzy Filter: Theoretische Reduktion der Gesamtjahresfracht der unteren Panke 

mittels großtechnischer Anlage ohne Chemikalienanwendung 

vF 

24 m/h 

72 m/h 

Parameter 


FF4200 

[%] 

jährliche Einleitung 

FF4200 Entl. 

[t/a] 

Reduktion E- 

Fracht 

RÜB mit FF4200 

[t/a] 

Reduktion 

GJF untere 

Panke 

[%] 

AFS 42 - 53 5,8 - 7,1 5,2 - 6,5 6,5 – 8,0 

CSBtot 24 - 30 23,7 - 25,8 8,1 - 10,2 2,5 - 3,5 

Ptot 22 - 30 0,41 - 0,45 0,13 - 0,17 5,5 - 7,5 

Portho 10 - 17 0,25 - 0,27 0,03 - 0,05 2,5 - 4,5 

AFS 30 - 42 7,1 - 8,6 3,7 - 5,2 4,5 - 6,5 

CSBtot 10 - 17 28,1 - 30,5 3,4 - 5,8 1,0 – 2,0 

Ptot 6 - 11 0,52 - 0,55 0,03 - 0,06 1,5 - 2,5 

Portho 0 - 5 0,28 - 0,3 0 - 0,02 0 - 1,5 

Tabelle 98: Tuchfilter: Theoretische Reduktion der Gesamtjahresfracht der unteren Panke 


Filtertuch Parameter 

Standard 

Mikrofaser 


TF4000 

[%] 


TF4000 Entl. 

[t/a] 

Reduktion E- 

Fracht 

RÜB mit TF4000 

[t/a] 

Reduktion 

GJF untere 

Panke 

[%] 

AFS 33 - 72 3,3 - 8,2 4,1 - 8,9 5 - 11 

CSBtot 18 - 29 24,1 - 27,8 6,1 - 9,8 2 - 3 

Ptot 7 - 13 0,5 - 0,54 0,04 - 0,08 1,5 - 3,5 

Portho 0 - 4 0,29 - 0,3 0 - 0,01 0 - 1 

AFS 62 - 75 3,1 - 4,7 7,6 - 9,2 9,5 - 11,5 

CSBtot 34 - 44 19,0 - 22,4 11,5 - 14,9 4 - 5 

Ptot 21 - 23 0,45 - 0,46 0,12 - 0,13 5 - 5,5 

Portho 0 - 2 0,29 - 0,3 0 - 0,01 0 - 1 

Tabelle 99: Mikroflotation: Theoretische Reduktion der Gesamtjahresfracht der unteren Panke 


w [m/h] Parameter 

1 


MF4000 

[%] 


MF4000 Entl. 

[t/a] 

Reduktion E- 

Fracht 

RÜB mit MF4000 

[t/a] 

Reduktion 

GJF untere 

Panke 

[%] 

AFS 28 - 40 7,4 - 8,9 3,4 - 4,9 4,5 - 6 

CSBtot 11 - 32 23,1 - 30,2 3,7 - 10,8 1 - 3,5 

Ptot 0 - 19 0,47 - 0,58 0 - 0,11 0 - 5 

Portho 0 - 12 0,26 - 0,3 0 - 0,04 0 - 3,5 

Im Allgemeinen kann ohne Verwendung von Chemikalien eine AFS-Reduktion in Höhe von 

5 t/a von allen Anlagen bis in einen Bereich von knapp 10 t/a (Mikrofasertuchvariante des 

Tuchfilters) erreicht werden. Dies würde eine Reduzierung der AFS - Gesamtjahresfracht 

des unteren, durch Mischwasserentlastungen aus BlnX belasteten Gewässerabschnittes um 

5-10 % bedeuten. In Abhängigkeit von der jeweils eingesetzten Technologie wäre mit einer 

entsprechenden CSB-Reduktion um knapp 5 bis 15 t/a zu rechnen, was einem prozentualen 

Anteil an der Gesamtjahresfracht von ca. 1 bis 5 % entspricht. Die Reduzierung der Ptot –



Gesamtjahresfracht kann ungefähr im Bereich von ca. 50-150 kg/a eingeordnet werden und 

die für Portho von bis zu 50 kg/a, was jeweils einen prozentualen Anteil von bis zu 5 % der 

Gesamtjahresfracht ausmacht. 

6.4.3.3 Bilanzierung der zu erwartenden Stofffrachtreduktion bei Einsatz einer Reinigungstechnik 

zur weitergehenden Mischwasserbehandlung am RÜB Bln X mit Chemikaliendosierung 

Die Schwankungsbereiche der Eliminierungsleistung der drei Reinigungstechniken bei 

Chemikalieneinsatz sind in Tabelle 100 aufgeführt. Die Schätzungen beruhen auf den 

Ergebnissen der erfolgreich gelaufenen Testläufe. Wird von optimalen 

Chemikaliendosierungen für die jeweils auftretenden Mischwässer ausgegangen, kann jede 

der drei betrachteten Anlagen die gebildeten Flocken sehr gut aus dem Mischwasser 

entfernen. 

Tabelle 100: Theoretische Reduktion der Gesamtjahresfracht der unteren Panke mittels 

großtechnischer Anlage bei Chemikaliendosierung 

Parameter 


A* 

[%] 


A* Entl. 

[t/a] 

Reduktion E-Fracht 

RÜB mit A* 

[t/a] 

Reduktion GJF 

untere Panke 

[%] 

AFS 90-100 0 - 1,2 11,1 - 12,3 14 - 15,5 

CSBtot 50-70 10,2 - 16,9 17 - 23,7 5,5 - 8 

Ptot 70-95 0,03 - 0,17 0,41 - 0,55 18 - 24 

Portho 70-95 0,01 - 0,09 0,21 - 0,29 18 - 25 

* A = FF4200; TF4000; MF4000 

Die Bilanzierung der Entlastung des betrachteten Gewässerabschnittes der Panke zeigt, 

dass bei Einsatz einer großtechnischen Anlage mit Chemikalienanwendung eine deutliche 

Wirkung erzielt und eine signifikante Reduzierung aller betrachteten 

Mischwasserinhaltsstoffe erreicht werden kann. Es könnten mehr als 10 t AFS/a und ca. 

20 t CSB/a von der Panke ferngehalten werden, was bezogen auf deren Gesamtjahresfracht 

einen prozentualen Anteil von ca. 15 % AFS und ca. 5-8 % CSBtot ausmacht. Das 

Hauptargument für den Einsatz von Chemikalien wird bei Betrachtung der P-Fraktionen 

ersichtlich. Die Zusatzbelastung der unteren Panke durch knapp 600 kg P/a bzw. 

300 kg Portho/a aus den Mischwasserüberläufen des Regenbeckens könnte nahezu komplett 

vermieden werden. Eine weitgehende Entfernung der P-Fraktionen aus dem entlasteten 

Mischwasser könnte die Gesamtjahresfracht des Gewässerabschnitts um bis zu 25 % 

senken. 

6.4.4 Auswirkungen auf die Panke 

Unter Bezugnahme der verwendeten Parameter des Kostenmodells (siehe Kap. 5.1) 

- Betrieb einer Anlage als Mischwasserbehandlungseinheit mit jeweils 2 Stunden bei 

30 Entlastungsereignissen pro Jahr - wird nur ein Bruchteil des in der Panke abgeführten 

Volumens emittiert. Knapp 12 Millionen m³ (ermittelt mit mittlerem Abfluss von 0,36 m³/s) 

fließen jährlich im Mittel an den Überläufen vorbei. Bei einem mittleren Entlastungsvolumen 

von 181.000 m³ macht dies einen Anteil von 1,5 % am Gesamtvolumen aus. Folglich sind 

nur 1,5 % der eingespeisten Wassermenge mit 15 % bezüglich AFS, 10 % bezüglich CSB 

und 25 % jeweils bezüglich Gesamtphosphor und Orthophosphat an der Gesamtbelastung 

beteiligt. Auch bei Niederschlagsereignissen und Mischwasserentlastungen und



dementsprechend schnelleren Fließgeschwindigkeiten im Gewässer sind signifikante 

Verdünnungseffekte und ein zügiger Abtransport nur geringfügig gegeben. 

Der mittlere Abfluss der Panke beträgt ca. 1.300 m³/h. Durch die Aufteilung der 

Mischwasserentlastungen auf 3 Einläufe in die Panke können die maximal auftretenden 

Entlastungsströme von 3.900 m³/h (Qmax Pumpe RÜB) entsprechend gesplittet werden. Die 

hydraulische Belastung bewirkt ungefähr eine Verdopplung des Abflussvolumens im 

betrachteten Pankeabschnitt bezogen auf den mittleren Abfluss der Panke. Der erhöhte 

Abfluss der Panke bei Regenwetterlage ist nicht berücksichtigt. 

Legt man die mittlere Mischwasserentlastungskonzentration aus Tabelle 96 und die 

Stoffkonzentrationen der Panke (Messstelle 730) aus Tabelle 94 zugrunde, ist die Belastung 

des eingetragenen Mischwassers um folgende Faktoren höher als die entsprechende 

Stoffkonzentration im Gewässer: 10x AFS, 7x CSB, 16x Ptot und Portho 

Die akut auftretende Belastung des Gewässers schadet erheblich der angesiedelten Fauna 

und Flora. Es kann Sauerstoffzehrung bis unter die letale Grenze für Fische von 4 mg/l 

[Guderian et al. 2000] eintreten. Durch den hohen Eintrag an abfiltrierbaren Stoffen wird eine 

Verschlammung verursacht und durch den Abbau der eingetragenen Organik können sich im 

Schlamm anearobe Zonen ausbilden. Der massive Eintrag an Phosphor und leicht 

abbaubaren organischen Stoffen in Kombination mit den geringen Fließgeschwindigkeiten 

der Panke verursacht erhöhte mikrobiologischen Aktivitäten und Algenwachstum und 

schädigt so das Gewässer akut und nachhaltig. 

Durch eine Behandlung der Mischwasserüberläufe mit den getesteten Technologien ohne 

Chemikalieneinsatz kann von einer Reduzierung der stofflichen Einträge um ca. 30-70 % 

AFS, 20-30 % CSB ,10 % Gesamt-P und 0-5 % Portho ausgegangen werden. Dies hätte zur 

Folge, dass die Gewässersohle durch eine deutliche Abnahme der Konzentration an 

sedimentierbaren Stoffen entlastet und die Sauerstoffzehrung durch eine Reduzierung des 

Eintrags an oxidierbaren Stoffen um ein Viertel herabgesetzt würden. Eine schnellere 

Erholung der Gewässerflora und –fauna nach erfolgten Mischwasserentlastungen wäre 

möglich. Das Eutrophierungspotential würde ohne Chemikalienzugabe allerdings nur 

geringfügig herabgesetzt werden. 

Bei zusätzlichem Einsatz von Fällungs- und Flockungschemikalien ist nochmals eine 

deutliche Verminderung der stofflichen Einträge möglich. Eine bis zu 99%ige Entfernung 

abfiltrierbarer Stoffe würde keine weitere Belastung des Gewässers und der Gewässersohle 

mit sich bringen. Die mittleren AFS-Konzentrationen der Panke in Höhe von 7 mg/l können 

im entlasteten Mischwasser erreicht und unterschritten werden. Eine CSB-Reduktion im 

entlasteten Mischwasser in Höhe von 40-60 % würde die Sauerstoffzerrung im Gewässer 

signifikant herabsetzen, jedoch nicht gänzlich verhindern können. Eine ca. dreifach erhöhte 

CSB-Konzentration im behandelten Mischwasser im Vergleich zur CSB-Konzentration in der 

Panke würde dort immer noch eine zusätzliche Belastung hervorrufen. 

Bei optimaler Chemikalienauslegung zur P- Fällung können im entlasteten Mischwasser 

Ablaufwerte erreicht werden, die den mittleren Konzentrationen der unteren Panke in Höhe 

von 0,2 mg/l Ptot und 0,1 mg/l Portho entsprechen. Dies würde langfristig das 

Eutrophierungspotential des Gewässers deutlich senken und damit für disne Abschnitt die 

Ziele der WRRL erfüllen.



6.4.5 Möglichkeiten zur Installation der jeweiligen Anlagen in urbanen Gebieten mit 

hoher Bebauungsdichte 

Auf Grund teurer und häufig nicht vorhandener Freiflächen in urbanen Gebieten kann der 

Flächenbedarf bei der Auswahl einer Anlage zur weitergehenden Mischwasserbehandlung 

eine entscheidende Rolle spielen. Bei Anwendung der Anlagen in Kombination mit einem 

RÜB ist je nach Beschaffenheit des Beckens zu prüfen, ob eine Installation der Anlagen auf 

der Abdeckung des RÜB’s möglich ist. Eine zusätzliche Stabilisierung des RÜB’s wäre 

grundsätzlich, aber vor allem bei den schweren Anlagebauten Tuchfilter und Mikroflotation, 

zu prüfen. Bei größeren RÜB könnten die Tuchfiltermodule im RÜB installiert werden. Dabei 

sind jedoch die Reduzierung des Speichervolumens sowie die derzeitigen rechtlichen 

Rahmenbedingungen im Umgang mit Mischwasser zu beachten, die grundsätzlich eine 

Behandlung des gespeicherten Mischwassers in der Kläranlage vorsehen. 

Des Weiteren könnte bei einer Realisierung von Mischwasserspeichern in der Art der 

Pilotanlage des Projektes Spree 2011, die aus im Gewässer verankerten Kunststoffrohren 

mit aufmontierter Nutzplattform bestehen, der neu geschaffene Raum direkt als Standfläche 

für Anlagen zur weitergehenden Mischwasserreinigung genutzt werden. 

Eine weitere Möglichkeit der Implementierung der Reinigungsverfahren bei hoher 

Bebauungsdichte und ausreichender Breite des Einleitgewässers besteht darin, im 

Gewässer direkt vor Mischwasserentlastungspunken eine Art Floß zu verankern und auf 

diesem die Behandlungseinheiten zu installieren. Die Anlagen bleiben so relativ mobil und 

könnten nach eventueller Stauraumvergrößerung des jeweiligen Einzugsgebietes mit daraus 

resultierenden geringeren Mischwasserentlastungsraten zu einem anderen Einsatzort 

überführt werden. Bei einer Installation der Anlage auf bzw. direkt am Gewässer könnte 

außerdem, soweit vorhanden, das Kanalstück zwischen RÜB-Überlauf und Einleitungsstelle 

im Gewässer als Fällungs- und Flockungsraum fungieren. 

7 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 

Die im Rahmen des Projektes gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass die getesteten Anlagen 

Fuzzy Filter ® , Tuchfilter und Mikroflotation grundsätzlich für die weitergehende 

Mischwasserreinigung geeignet sind. Alle Anlagen stellten sich als robust und 

bedienungsfreundlich heraus und zeigten keine nennenswerten Probleme im 

diskontinuierlichen Betrieb. 

Schwankende Mischwasserkonzentrationen über die gesamte Projektlaufzeit lassen nur 

allgemeine Aussagen über jede Reinigungstechnik im einzelnen und im Vergleich der 

Technologien zu. Ziel des Projektes war, die prinzipielle Eignung der vorher ausgewählten 

Verfahren zur Mischwasserbehandlung zu untersuchen. Die Aufgabe weiterführender 

Praxisuntersuchungen könnte darin bestehen, beispielsweise durch Änderungen in der 

Betriebsführung an den einzelnen Anlagen und/oder durch weitere Chemikalienversuche den 

Einsatz der Technologien zu optimieren. Dazu würde auch gehören, mittels online- 

Messgeräten kontinuierlich die Zulaufqualitäten zu messen und dementsprechend die 

Chemikaliendosierung und sonstigen Betriebseinstellungen der Anlagen anzupassen so



dass die Ablaufergebnisse systematisch verbessert werden können, was im Rahmen dieses 

„Sondierungsprojektes“ nicht vorgesehen und möglich war. 

Da die im Projekt getestete hydraulische Leistungsfähigkeit von Fuzzy Filter (24 bis 72 m/h) 

und Tuchfilter (2,5 bis 7,5 m/h) im Bereich der von den Herstellern angegeben üblichen 

großtechnischen Durchflussraten lag und bei diesen Filtergeschwindigkeiten im Allgemeinen 

auch gute Reinigungseffekte beim Mischwasser nachgewiesen werden konnten, ist davon 

auszugehen, dass beide Technologien gut geeignet sind, um unter den speziellen 

Bedingungen dezentraler Mischwasserentlastung eine weitergehende Reinigung der 

Entlastungsabflüsse herbeiführen zu können. Die Mikroflotationsanlage wurde entsprechend 

der Empfehlungen des Herstellers nur mit einer wesentlich geringeren als in der Praxis 

üblichen hydraulischen Belastung getestet (1 m/h anstatt 15 m/h), bei der jedoch auch gute 

bis sehr gute Reinigungseffekte erzielt wurden. Eine Beurteilung der Leistungsfähigkeit bei 

höheren Beaufschlagungen ist nur bedingt möglich, wobei der Schluss nahe liegt, dass auch 

dann deutliche Qualitätsverbesserungen des Mischwasserablaufs erreichbar sein sollten. 

Grundsätzlich ist die Reinigungsleistung der betrachteten Technologien bezüglich der 

untersuchten Parameter CSB, P und AFS ohne Chemikalienanwendung annähernd 

vergleichbar. Es ist zu beachten, dass die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Technologien 

sehr wesentlich durch die jeweiligen Mischwassereigenschaften bestimmt wird. Untypisch 

geringe Eliminierungsleistungen wurden vereinzelt bei allen Anlagen festgestellt, was direkt 

auf die jeweils angetroffenen Mischwassereigenschaften (u.a. geringe Partikelgrößen) 

zurückzuführen ist. Beim Betrieb der Anlagen ohne Chemikalienanwendung wiesen die 

Filtrationstechniken höhere Eliminierungsraten bei der Entfernung abfiltrierbarer Stoffe 

gegenüber der Mikroflotation auf. Der Tuchfilter mit Mikrofaser Filtertuch lieferte in Bezug auf 

die Entfernung der AFS- und CSB-Fraktionen die besten Ergebnisse bei allerdings 

geringeren Durchsatzraten als der Fuzzy Filter. Die höchsten Eliminierungsraten der P- 

Fraktionen wurden beim Fuzzy Filter ® mit der geringsten getesteten Filtergeschwindigkeit 

(24 m/h) ermittelt. Bei diesen Versuchen wurde ein erheblicher Einfluss der 

Filtergeschwindigkeit auf die Reinigungsleistung des Fuzzy Filters ® festgestellt. Bei einer 

Steigerung der Filtergeschwindigkeit von 24 auf 72 m/h ohne zusätzliche 

Chemikaliendosierung kann von einer allgemeinen Reduzierung der Eliminierungsleistung 

um ca. 10-20 % ausgegangen werden, was dann im Bereich der Leistungsfähigkeit der 

Mikroflotation läge (beim Fuzzy Filter allerdings mit einem 72 mal so hohen Durchsatz). Die 

Mikroflotation zeigte im Allgemeinen die geringsten Rückhaltewerte der abfiltrierbaren Stoffe 

und weist unter Betrachtung der Entfernung der P-Fraktionen erhebliche Schwankungen auf. 

Es muss jedoch nochmals darauf hingewiesen werden, dass inbesondere die Ergebnisse der 

Versuche ohne Chemikaliendosierung lediglich Momentaufnahmen darstellen, da sie 

ausgesprochen stark von der jeweils zur Verfügung stehenden Mischwasserqualität 

beeinflusst werden.



Tabelle 101: Überblick über die besten erreichten Abbaugrade der getesteten Technologien 


Technologie Beschickungsrate [m/h] 

AFS 

[%] 

CSB tot 

[%] 

CSB part 

Fuzzy Filter® 24 - 72 53 30 37 30 17 

Tuchfilter (Mikrofaser) 2,5 – 7,5 75 44 61 23 2 

Mikrofloation 1 40 32 61 19 12 

Um weitreichendere Abbaugrade vor allem auch bezüglich Phosphor und kolloider Organik 

zu garantieren, ist der zusätzlich Einsatz von Fällungs- und Flockungschemikalien zu 

empfehlen. Die drei Anlagen erreichen bei annähernd optimaler Chemikaliendosierung und 

richtiger Chemikalienwahl hohe Abscheideraten. Polyaluminiumchlorid (PAC) und Eisen(III)- 

Chlorid können in Kombination mit jeder der drei Reinigungstechniken sehr gute 

Eliminierungsleistungen generieren. Bei PAC-Anwendung ist jedoch zusätzlich der Einsatz 

eines Flockungshilfsmittels für eine gute Eliminierung partikulärer Stoffe nötig. Beide 

Metallsalze können in Kombination mit dem verwendeten, anionischen Flockungshilfsmittel 

eine effektive Entfernung von Schwermetallen und polyzyklischen aromatischen 

Kohlenwasserstoffen bewirken. Bezüglich getesteter Arzneimittel- und Industriechemikalien 

ist eine partielle Entfernung in Abhängigkeit von der Reaktivität der Substanzen und der 

Chemikalienwahl möglich. Das Kombinationspräparat Chargepac 55 ist durch gebildete 

Flocken mit sehr geringer Scherstabilität nur in Kombination mit der Mikroflotation und bei 

niedrigen Durchsatzraten anwendbar. Generell konnten bei der Mikroflotation im Vergleich 

mit den beiden Filtrationstechniken immer dann stabilere Ablaufwerte nachgiewesen werden, 

wenn aufgrund nicht optimaler Chemikaliendosierung Flockenbildung und –stabilität 

ebenfalls nicht optimal ausfielen, und die Flocken in/auf den Filtern schnell wieder zerstört 

wurden. 

Tabelle 102: Überblick über die besten erreichten Reinigungsleistungen der getesteten 

Technologien mit Chemikalieneinsatz 

Technologie Beschickungsrate 

[m/h] 

AFS 

[%] 

CSB tot 

[%] 

CSB part 

[%] 

Ptot 

[%] [%] 

Fuzzy Filter ® 24 - 48 99,9 61 99 83 80 

Tuchfilter 2,5 97 69 97 95 95 

Mikrofloation 1 99,9 64 92 81 95 

Neben der zu erzielenden Reinigungsleistung wird die Eignung einer Technologie zur 

Mischwasserreinigung im urbanen Raum stark von den notwendigen Investitions- und 

Betriebskosten sowie vom Flächenbedarf bestimmt. Dementsprechend stellt der Fuzzy 

Filter® die günstigste Variante in Bezug auf den Investitionsaufwand dar. Darüber hinaus 

besticht er beim Vergleich der Technologien durch den geringsten Platzbedarf. Dieser macht 

nur ca. 20 bis 30% des benötigten Platzbedarfs von Tuchfilter und Mikroflotation aus (bei 

gleichem Durchsatz) und erscheint aus diesem Grunde als am besten geeignet für urbane 

Bereiche mit wenig verfügbarem Raum. 

[%] 

Ptot 

[%] 

Portho 

[%] 

Portho



Auf Grund des Fehlens von Erfahrungen der Hersteller bezüglich ihrer Anlagen im 

diskontinuierlichen Betrieb und im Mischwasserbereich sind die zu erwartenden 

Betriebskosten für diese neue Anwendung für alle drei Technologien nur sehr allgemein 

abschätzbar. Unverhältnismäßig hohe Betriebskosten des Tuchfilters beispielsweise 

kommen durch einen vom Hersteller empfohlenen Wechselzyklus der Filtertücher für den 

kontinuierlichen Betrieb zustande, welcher nicht direkt auf den diskontinuierlichen Betrieb der 

Mischwasserreinigung übertragen werden kann. Aus diesem Grund können nur die 

möglicherweise im Rahmen eines späteren großtechnischen Versuchsbetriebs zur 

Mischwasserreinigung an einem konkreten Standort zu erhebenden Betriebs- und 

Instandhaltungskosten als belastbare Grundlage angesehen werden. Im Allgemeinen liegen 

jedoch die nach Herstellerangaben aufzuwendenden Energiekosten der beiden Filteranlagen 

deutlich unter den Energiekosten der Mikroflotationsanlage. Zusätzlich entstehende Kosten 

durch eventuell benötigte Fällungs- und Flockungseinheiten, Chemikalienaufwendung, 

Schlammanfall (Speicherung, evtl. Transport) etc. können von Fall zu Fall so unterschiedlich 

ausfallen, dass sie für den jeweiligen Einsatzfall individuell betrachtet und abgeschätzt 

werden müssen. 

Tabelle 103: Überblick über beispielhafte Investitions- und Betriebskosten jeweils einer 

großtechnischen Anlage der getesteten Technologien 

Betriebsweise 

Fuzzy Filter® 

(4.200 m 3 /h) 

mit/ohne 

Flockung 

Typ 14x Typ 7 

Investitionskosten 

1.785.000 € 

komplette 

Anlage 

Tuchfilter 

(4.000 m 3 /h) 

ohne Flockung mit Flockung 

16x Typ SF 

15/75 

2.835.200 € 

ohne 

Betonbecken 

22x Typ SF 

15/75 

3.898.400 € 

ohne 

Betonbecken 


(4.000 m 3 /h) 

ohne 

Flockung 

mit 

Flockung 

4x MF-Zelle á 78 m 2 

1.900.000 € 

komplette Anlage 

Betriebskosten 1.058 €/a 149.359 €/a 205.743 €/a 18.115 €/a 18.790 €/a 

Entsprechend der durchgeführten beispielhaften Bilanzierung der Auswirkungen einer 

Behandlung des am RÜB Berlin X in die Panke entlasteten Mischwassers kann davon 

ausgegangen werden, dass in Abhängigkeit von der jeweils eingesetzten Technologie ohne 

Chemikalieneinsatz eine Reduzierung der Gesamtjahresfracht in der unteren Panke in Höhe 

von bis zu 10% bezüglich abfiltrierbarer Stoffe (AFS) und bis 5% bezüglich CSB und P 

erreicht werden könnte. Bei Zuhilfenahme von Fällungs- und Flockungsmitteln wären sogar 

eine bis zu 15%ige Reduzierung der AFS-Gesamtjahresfracht, eine bis zu 8%ige CSB- 

Frachtreduktion und eine bis zu 25%ige P-Frachtreduzierung in der unteren Panke möglich. 

Vor allem bei Betrachtung der akuten Folgen der Mischwasserentlastungen in diesem 

Bereich kann hier eine deutliche Verbesserung der Situation erreicht werden (Eutrophierung, 

Sauerstoffzehrung, Sohlkolmation).



Tabelle 104: Überblick über die theoretisch mögliche Reduzierung der Gesamtjahresfracht in 

der unteren Panke bei Behandlung der am RÜB Berlin X entlasteten Mischwassermengen 

(entsprechend der Beispielrechnung aus Kap. 6.4) 

Reduzierung der Gesamtjahresfracht AFS CSB P 

Ohne Chemikalienzusatz bis 10% bis 5% bis 5% 

Mit Chemikalienzusatz bis 15% bis 8% bis 25% 

Die im Rahmen des Forschungsprojektes gewonnen Ergebnisse lassen keine eindeutige 

Favorisierung einer der drei getesteten Technologien zu. Im Prinzip sind alle drei Verfahren 

gut bis sehr gut zur weitergehenden Mischwasserreinigung geeignet. Nur bei genauer 

Kenntnis der Bedingungen an potentiellen Standorten kann abgewogen werden, welche Vor- 

und Nachteile welcher Technologie wie stark im Einzelfall zu wichten sind, um dann mit Hilfe 

der Erstellung einer Rangfolge eine optimale Auswahl zu ermöglichen. Emissions- und 

immisionsorientierte Betrachtungen müssen ebenso einbezogen werden wie örtliche 

Gegenheiten, rechtliche Rahmenbedingungen und Kosten. 

Prof. Dr.-Ing. Matthias Barjenbruch Dr.-Ing. Kathrin Gantner



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Anhang 

Anhang 1: Panke Messstelle 730 Datenreihe 2000-2010, Senatsverwaltung für Gesundheit 

Umwelt und Verbraucherschutz Berlin 

Messstelle O2 [mg/l] TOC [mg/l] BSB5 [mg/l] AFS [mg/l] Ptot [mg/l] Portho [mg/l] 

730 

2000 10,1 9,0 k. A. 7,7 0,21 0,11 

2001 10,0 8,6 k. A. 7,8 0,20 0,08 

2002 10,7 9,2 k. A. 7,0 0,20 0,1 

2003 10,3 8,5 k. A. 7,1 0,21 0,12 

2004 10,6 8,2 k. A. 5,5 0,18 0,09 

2005 10,1 8,9 k. A. 6,2 0,20 0,09 

2006 9,2 9,9 3,0 6,9 0,22 0,09 

2007 10,3 k. A. 3,0 6,5 0,23 0,12 

2008 10,0 k. A. 2,9 10,7 0,25 0,12 

2009 9,3 k. A. 3,5 9,8 0,22 0,11 

2010 10,3 11,6 4,0 9,2 0,22 0,11 

Mittelwert 10 9 3 7 0,2 0,1 

Anhang 2: Entlastungsmengen BlnX und Berlingesamt [BWB] 

Jahr RÜB BlnX MWÜ BlnX MWÜ Berlin gesamt 

2006 47.600 m³ 34.300 m³ 1.539.200 m³ 

2007 273.800 m³ 103.500 m³ 4.591.800 m³ 

2008 228.800 m³ 5.000 m³ 3.474.000 m³ 

2009 123.700 m³ 19.000 m³ 957.000 m³ 

2010 232.600 m³ 20.000 m³ 1.185.000 m³



Anhang 3: Messdaten Fuzzy Filter® 

Lauf t AFS 

zu 

AFS 

ab 

CSBtot 

zu 

[min] [mg/l] [mg/l] [mg/l] 

CSBtot 

ab 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

zu 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

ab 

[mg/l] 

Ptot 

zu 

[mg/l] 

Ptot 

ab 

[mg/l] 

Portho 

zu 

[mg/l] 

Portho 

ab 

[mg/l] 

F1L1 5 1) 46 18 148 132 80,8 78,6 3,78 3,65 2,62 2,66 

10 1) 35 25 145 131 66,7 75,7 3,77 3,63 2,44 2,77 

15 1) 34 25 147 131 76,9 80,4 3,93 3,78 2,75 2,82 

20 1) 33 20 144 126 74,9 74,8 3,96 3,76 2,84 2,77 

25 1) 29 21 147 131 75,5 73,0 4,14 3,81 2,89 2,88 

30 1) 30 21 150 132 81,4 79,4 4,17 3,96 2,8 2,79 

35 1) 34 24 147 128 92,4 72,0 4,17 3,87 2,82 2,79 

40 1) 35 24 153 130 75,6 82,2 4,23 3,92 2,88 2,79 

F3L1 5 1) 152 100 379 317 128 127 6,96 6,48 3,62 3,61 

10 1) 146 83 364 291 128 129 6,92 5,91 3,72 3,76 

15 1) 133 87 379 316 123 126 7,04 6,22 3,69 3,66 

20 1) 123 83 357 321 132 126 6,58 6,35 3,78 3,6 

25 1) 123 93 389 324 130 129 7,23 6,51 3,92 3,83 

30 1) 129 90 383 303 136 133 7,3 6,67 3,94 3,86 

35 1) 117 76 376 312 121 125 7,25 6,72 3,62 3,32 

40 1) 117 76 373 312 127 125 7,12 6,42 3,63 3,51 

F4L1 5 46 34 116 104 57,3 52,7 2,37 2,13 1,21 1,38 

65 44 30 110 96 50,3 52,2 2,41 2,06 1,38 1,36 

125 46 34 109 103 43,7 51 2,36 2,25 1,2 1,41 

185 56 34 120 98 52,1 50,8 2,25 2,14 1,44 1,39 

245 52 30 116 104 48,9 53,7 2,41 2,16 1,38 1,39 

305 54 26 94,9 90,2 55,6 61,1 2,42 2,33 1,41 1,41 

365 54 44 101 85,2 60,6 53 2,46 2,27 1,45 1,41 

425 52 44 95 90,2 60,3 56,2 2,51 2,41 1,47 1,43 

F5L1 15 86 74 294 282 145 145 6,99 6,84 4,79 4,59 

F5L2 5 86 2) 46 316 2) 178 160 2) 123 7,45 2) 

1,64 5,15 2) 0,405 

10 86 2) 84 316 2) 202 160 2) 129 7,45 2) 

2,89 5,15 2) 0,343 

15 86 2) 78 316 2) 216 160 2) 135 7,45 2) 

3,7 5,15 2) 0,345 

20 86 2) 68 316 2) 227 160 2) 136 7,45 2) 

1,65 5,15 2) 0,321 

25 86 2) 94 316 2) 233 160 2) 142 7,45 2) 

1,64 5,15 2) 0,352 

30 86 2) 78 316 2) 257 160 2) 138 7,45 2) 

4,62 5,15 2) 0,349 

F5L3 5 86 2) 12 316 2) 143 160 2) 130 7,45 2) 

0,92 5,15 2) 0,46 

10 86 2) 20 316 2) 138 160 2) 137 7,45 2) 

0,66 5,15 2) 0,46 

15 86 2) 16 316 2) 143 160 2) 133 7,45 2) 

0,62 5,15 2) 0,45 

20 86 2) 18 316 2) 149 160 2) 134 7,45 2) 

0,71 5,15 2) 0,44 

25 86 2) 6 316 2) 143 160 2) 134 7,45 2) 

0,79 5,15 2) 0,44 

40 86 2) 28 316 2) 168 160 2) 133 7,45 2) 

0,75 5,15 2) 0,41 

F6L1 5 62 36 164 124 77,9 69,5 3,05 2,19 1,54 1,28 

F6L2 5 64 30 168 128 80,2 65,6 2,77 1,95 1,44 1,29 

F6L3 5 60 40 166,0 127 75,7 71,2 2,8 1,29 1,52 0,069 

F6L4 5 60 20 164,0 88,3 69,3 67,8 2,86 0,65 1,49



Lauf t 

[min] 

AFS 

zu 

[mg/l] 

AFS 

ab 

[mg/l] 

CSBtot 

zu 

[mg/l] 

CSBtot 

ab 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

zu 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

ab 

[mg/l] 

Ptot 

zu 

[mg/l] 

Ptot 

ab 

[mg/l] 

Portho 

zu 

[mg/l] 

Portho 

ab 

[mg/l] 

F6L6 5 56 22 149 71,2 72,1 52,5 2,99 0,528 1,5



Lauf t 

[min] 

AFS 

zu 

[mg/l] 

AFS 

ab 

[mg/l] 

CSBtot 

zu 

[mg/l] 

CSBtot 

ab 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

zu 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

ab 

[mg/l] 

Ptot 

zu 

[mg/l] 

Ptot 

ab 

[mg/l] 

Portho 

zu 

[mg/l] 

Portho 

ab 

[mg/l] 

F10L4 5 20 0 118 50,1 45,8 49,2 2,41 0,42 0,918 0,263 

20 17 0 111 46,4 45,3 45,8 2,43 0,364 0,868 0,191 

35 23 0 126 49,3 72,6 48,5 2,25 0,386 0,998 0,196 

F10L4 50 33 0 130 51,5 42,1 46,1 2,29 0,404 0,858 0,156 

F10L5 5 17 0 135 48,6 40 45,6 2,25 0,486 0,848 0,29 

15 17 0 114 45,7 47,7 45,5 2,33 0,402 0,928 0,239 

25 23 0 120 49,5 39,2 46,8 2,22 0,357 0,813 0,211 

35 30 0 127 47,3 44,2 42,8 2,61 0,338 0,905 0,182 

F12L1 5 60 44 287 252 199 194 3,8 3,53 1,69 1,65 

45 72 50 290 262 200 203 4,19 3,83 1,74 1,74 

90 70 50 287 257 205 197 4,03 3,73 1,71 1,7 

135 64 44 327 298 233 231 4,46 4,12 1,84 1,82 

180 56 28 325 290 234 233 4,69 3,72 1,83 1,66 

225 52 40 321 288 232 222 4,5 3,94 1,82 1,57 

F12L2 5 52 4 321 226 233 200 4,48 0,738 1,85 < 0,05 

1) Kompression Filterbett in %; 2) Errechnete MW aus 1 FFzu + 5MFzu aus dem Parallelbetrieb



Anhang 4: Messdaten Tuchfilter 

Lauf t AFS 

zu 

AFS 

ab 

CSBtot 

zu 

CSBtot 

ab 

CSBtot 

filtr. 

CSBtot 

filtr. 

Ptot 

zu 

Ptot 

ab 

Portho 

zu 

Portho 

ab 

[min [mg/l] [mg/l [mg/l] [mg/l] zu ab [mg/l [mg/l] [mg/l] [mg/l] 

] 

] 

[mg/l] [mg/l] ] 

T13L1 0 58 24 145 116 51 53,2 1,91 1,8 0,98 0,977 

5 54 6 145 101 49,7 60,7 1,61 1,61 0,911 0,921 

10 54 16 135 102 47,8 53 1,57 1,54 0,866 0,933 

15 44 16 135 99,2 51 51,2 1,62 1,46 0,908 0,907 

20 42 10 134 88,6 55,4 53 1,6 1,39 0,856 0,873 

23 42 10 142 87,5 53,7 55 1,52 1,31 0,861 0,858 

T13L2 5 36 20 126 105 58,2 51 1,58 1,45 0,862 0,827 

15 44 14 154 107 61,8 56,1 1,81 1,5 0,987 0,918 

25 38 10 148 109 64,9 62,5 1,74 1,52 0,995 0,955 

35 36 10 145 110 66,1 65,2 1,72 1,54 1,01 0,987 

45 38 12 142 106 69,3 66,4 1,75 1,52 1,01 1,01 

50 34 16 152 115 66,7 66,4 1,74 1,56 1,04 1,02 

54 76 6 195 110 77,5 65,9 2,19 1,58 1,2 1,01 

T14L1 0 68 54 184 154 70 72,8 3,68 3,4 1,93 1,87 

20 66 60 197 163 75,9 74,2 3,68 3,39 2,06 1,89 

45 67 63 194 178 77,7 81 3,68 3,5 2,06 1,98 

T15L1 0 130 76 297 229 97,8 85,7 6,68 4,64 2,89 2,42 

5 146 70 287 206 102 89,7 6,24 4,41 2,89 2,24 

9 143 57 287 197 94,3 91,4 6,48 3,86 2,96 2,13 

11 123 50 285 176 94,4 89,6 6,31 2,97 2,85 1,62 

15 133 53 283 162 98,6 88,6 6,29 2,8 2,85 1,49 

T15L2 0 130 22 287 124 86,5 86,1 6,68 1,42 2,88 0,812 

5 120 22 283 117 88,4 86,4 6,24 1,43 2,94 0,654 

10 133 14 290 113 81,8 85,3 6,7 1,27 2,9 0,554 

12 130 22 281 115 80,6 84,3 6,39 1,19 2,83 0,531 

13 133 18 273 110 87,3 83,5 6,59 1,09 2,96 0,466 

T15L3 0 133 2 288 87 82,9 88,9 6,07 0,29 2,59 0,196 

5 136 4 284 88,1 80,7 77,6 5,91 0,254 2,92 0,117 

10 136 6 284 90,9 83,8 80 5,95 0,304 2,9 0,091 

T16L1 0 57 50 177 140 84,4 77,3 3,68 3,11 2,33 1,57 

10 50 38 173 127 83 80,6 3,76 2,86 2,26 1,7 

15 78 34 175 122 83,9 78 3,71 2,81 2,27 1,63 

20 63 42 162 122 91,8 76,1 3,38 2,78 2,23 1,48 

25 63 42 167 115 75,4 68,9 3,83 2,81 2,27 1,43 

T16L2 0 53 74 172 143 83,4 65,9 3,75 3,11 2,36 0,779 

10 60 66 165 132 84,8 65,2 3,79 2,61 1,92 0,716 

15 63 80 167 139 87,4 67 3,82 2,45 2,11 0,68 

20 63 78 167 122 80,8 68,8 3,67 2,54 2,17 0,554 

30 63 80 172 143 76,5 65,1 3,75 3,14 2,26 0,552 

34 67 88 170 144 77,4 63,9 3,72 2,88 2,01 0,509 

T16L3 0 57 98 160 145 75,7 62,7 3,79 3,11 2,21 0,369 

10 63 104 169 152 80 62,9 3,43 3,16 2,16 0,313 

20 60 102 172 154 76,8 56,8 3,68 3,15 2,33 0,222 

30 57 102 160 151 69,1 59,7 3,71 3,08 2,27 0,207 

38 57 104 162 146 68,6 58,6 3,66 3,06 2,27 0,199 

T17L1 0 14 8 61,3 42 30,9 28,7 1,18 0,421 0,655 0,068 

10 8 5 58,8 34 30,7 28,6 1,09 0,254 0,668 0,063 

15 16 4 60,9 36,2 37,8 26,4 1,03 0,312 0,686



Lauf t 

AFS 

zu 

[mg/l] 

AFS 

ab 

[mg/l 

] 

CSBtot 

zu 

[mg/l] 

CSBtot 

ab 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

zu 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

ab 

[mg/l] 

Ptot 

zu 

[mg/l 

] 

Ptot 

ab 

[mg/l] 

Portho 

zu 

[mg/l] 

Portho 

ab 

[mg/l] 

T17L2 

[min 

] 

0 - 19 64,8 45,7 29,7 25,2 1,29 0,615 0,7



Lauf t 

AFS 

zu 

[mg/l] 

AFS 

ab 

[mg/l 

] 

CSBtot 

zu 

[mg/l] 

CSBtot 

ab 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

zu 

[mg/l] 

CSBtot 

filtr. 

ab 

[mg/l] 

Ptot 

zu 

[mg/l 

] 

Ptot 

ab 

[mg/l] 

Portho 

zu 

[mg/l] 

Portho 

ab 

[mg/l] 

T21L3 

[min 

] 

0 113 53 214 145 71,6 64,1 2,45 2,06 0,999 1,01 

10 100 53 202 137 65,4 61 2,41 1,99 1,04 0,971 

20 103 17 190 127 59,9 61,6 2,41 1,9 0,973 0,947 

30 93 3 184 122 56,3 60,9 2,37 1,82 0,953 0,948 

40 93 3 178 120 59,7 60,6 2,39 1,82 0,932 0,946 

50 93 23 184 114 68,7 63,7 2,35 1,79 0,981 0,966 

T22L1 0 64 54 168 162 76,7 75,4 3,48 3,4 2,02 2,17 

15 60 56 168 163 74,5 77,7 3,39 3,39 2,08 2,18 

30 58 46 167 161 76 78,3 3,47 3,43 2,11 2,14 

45 60 54 172 158 75,9 78,6 3,45 3,43 2,13 2,13 

60 60 50 171 158 76,5 77,8 3,43 3,38 2,08 2,18 

90 60 46 168 155 76,4 78,2 3,42 3,37 2,15 2,01



Anhang 5: Messdaten Mikroflotation 

Lauf t AFS 

zu 

AFS 

ab 

CSBtot 

zu 

CSBtot 

ab 

CSBtot 

filtr. 

CSBtot 

filtr. 

Ptot 

zu 

Ptot 

ab 

Portho 

zu 

Portho 

ab 

[mg/l [mg/l [mg/l] [mg/l] zu ab [mg/l [mg/l] [mg/l] [mg/l] 

[mi 

n] 

] ] 

[mg/l] [mg/l] ] 

M2L1 60 100 44,3 299 180 162 104 4,79 3,93 4,76 3,03 

M4L1 30 56 34 140 95,6 66,1 66,9 2,94 3,02 1,63 1,97 

M4L2 

30 

60 

72 

56 

46 

34 

161 

125 

107 

81,7 

73,7 

73,1 

65,7 

52,6 

2,75 

2,9 

2,45 

1,27 

1,58 

1,68 

1,04 

0,381 

M4L3 

30 

60 

48 

50 

4 

0 

156 

153 

69,8 

58 

75,1 

72 

49,8 

50 

2,9 

2,9 

0,689 

0,6 

1,64 

1,65 

0,107 

0,09 

M4L4 

30 

60 

56 

48 

6 

6 

153 

153 

69,6 

53,7 

69,6 

74,2 

47 

49,1 

2,69 

2,78 

0,298 

0,828 

1,65 

1,67 

0,094 

0,095 

M5L1 60 100 50 306 166 144 76,1 7,39 3,77 5,1 2,47 

M5L2 60 86 28 324 186 144 121 7,26 3,27 5,17 2,07 

M5L3 60 88 16 317 185 171 129 7,52 2,19 5,26 1,52 

M5L4 60 70 20 325 180 177 125 7,85 2,04 5,2 1,44 

M5L5 60 86 20 330 179 179 134 7,69 2,11 5,36 1,54 

M7L1 60 64 28 199 149 74,7 67,6 3,8 3,07 2,27 1,99 

M7L2 60 60 52 228 146 84,2 75,4 4,21 3,12 2,23 1,39 

M7L3 60 54 22 224 117 77,8 81,9 3,84 2,1 2,21 1,05 

M7L4 60 76 0 239 86,1 90,1 74,2 4,23 0,958 2,33 0,505 

M9L1 60 70 34 91,7 81,4 43,4 57,4 2,01 2,05 1,09 1,19 

M9L2 60 54 10 78,1 54,5 44,3 36,3 1,92 0,579 1,04 0,244 

M9L3 60 46 14 82,2 38,8 43,5 33,4 1,92 0,382 1,04 0,09 

M9L4 60 44 2 79,8 41,1 38,4 34,5 1,94 0,371 1,05 0,05 

M9L5 60 54 14 80,9 39,7 38 34,8 1,93 0,4 1,06 0,051 

M10L1 60 46 40 132 117 39 48 2,45 2,15 0,831 0,753 

M10L2 60 40 0 130 63,6 38,7 43,7 2,48 0,807 0,826 0,06 

M10L3 60 34 4 128 66,2 42,8 63,4 2,21 0,858 0,795 0,05 

M10L4 60 44 0 130 64,6 50,7 46,5 2,22 0,812 0,816 0,05 

M10L5 60 38 4 124 61 42,3 44 2,37 0,736 0,84 0,05



Anhang 6: Rechenweg, Bestimmung der Dosierung [mg WS/l] 

Rechenweg 

Bestimmung der Dosierung in mg WS/l 

In Laborversuchen wurde die für die jeweiligen Chemikalien bestimmten Dosierungen in ppm 

ermittelt. Im Fall des Flockungsmittels FM1 wird die Dosiermenge auf Empfehlung des 

Herstellers gewählt. Durch „Auslitern“ der Dosierpumpen werden die ppm-Angaben in ml/min 

übertragen. Mit Hilfe folgender Formel kann die Wirksubstanz der einzelnen Chemikalien in 

mg pro Liter errechnet werden. 

� � d � p � k 

x � � 

V 

x Dosierung auf die Wirksubstanz bezogen Wirksubstanz [mg WS/l] 

ρ Dichte der Chemikalie [g/cm³] (Herstellerangabe) 

d Dosierung [ml/min] 

p Wirksubstanz [%] (Herstellerangabe) 

k Verdünnungsfaktor 

� 

V Volumenstrom [l/h] 

Annahme: ρ [g/cm³] = ρ [g/ml] 

Die Dichte der verwendeten Chemikalien sind den jeweiligen Datenblättern zu entnehmen.



Anhang 7: Datenblatt Nalco 71260 (FM2)



Anhang 8: Datenblatt Nalco 71232 (FM1)



Anhang 9: Datenblatt Nalco 7757 (FHM)



Anhang 10: Datenblatt Chargepac 55 (KP)



Anhang 11: Spezilanalyse Fuzzy Filter® (F12L2)


TU Berlin



Anhang 12: Spezialanalyse Tuchfilter Zulauf (T18L3)





Anhang 13: Spezialanalyse Tuchfilter Ablauf (T18L3)

PDF, 5,8 MB - FG Siedlungswasserwirtschaft - TU Berlin

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