Druckverluste - DWA Landesverband Baden-Württemberg
Druckverluste - DWA Landesverband Baden-Württemberg
Druckverluste - DWA Landesverband Baden-Württemberg
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<strong>Druckverluste</strong> in<br />
Zweischichtfiltern<br />
Dipl.-Ing. (FH) S. Metzger<br />
INSTITUT FÜR GEO UND UMWELT<br />
Lehrgebiet und Labor Siedlungswasserwirtschaft
Übersicht<br />
• Versuchsfilter<br />
• Grafische Darstellung der <strong>Druckverluste</strong><br />
• <strong>Druckverluste</strong><br />
- Einlagerungsverhalten (allgemein)<br />
- Einfluss Feststoffe<br />
- Einfluss Filtergeschwindigkeit
Versuchsfilter<br />
Versuchsfilter
Gesamthhöhe<br />
Versuchsfilter<br />
~ 5 m<br />
1,55<br />
m Filterbbett<br />
2,00<br />
m Übersstau<br />
Druckmessdosen
<strong>Druckverluste</strong> (graf (graf. Darst.) Darst )<br />
400<br />
WS t = 0 h<br />
Filterhhöhe<br />
[cm]<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
v vF =0m/h = 0 m/h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
Zeitpunkt 0<br />
(Inbetriebnahme)<br />
Zeitpunkt 1<br />
Zeitpunkt p 2<br />
Zeitpunkt 3<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]<br />
P1<br />
P2<br />
P3<br />
P4<br />
P5<br />
P6
<strong>Druckverluste</strong> (graf (graf. Darst.) Darst )<br />
400<br />
WS t = 0 h<br />
P1<br />
P2<br />
P3<br />
P4<br />
P5<br />
P6<br />
Filterhhöhe<br />
[cm]<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
v vF >0m/h > 0 m/h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
Zeitpunkt 0<br />
(Inbetriebnahme)<br />
Zeitpunkt 1<br />
Zeitpunkt p 2<br />
Zeitpunkt 3<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]
<strong>Druckverluste</strong> (graf (graf. Darst.) Darst )<br />
400<br />
WS t > 0 h (1)<br />
P1<br />
P2<br />
P3<br />
P4<br />
P5<br />
P6<br />
Filterhhöhe<br />
[cm]<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
v vF >0m/h > 0 m/h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
Zeitpunkt 0<br />
(Inbetriebnahme)<br />
Zeitpunkt 1<br />
Zeitpunkt p 2<br />
Zeitpunkt 3<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]
<strong>Druckverluste</strong> (graf (graf. Darst.) Darst )<br />
400<br />
WS t > 0 h (2)<br />
P1<br />
P2<br />
P3<br />
P4<br />
P5<br />
P6<br />
Filterhhöhe<br />
[cm]<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
v vF >0m/h > 0 m/h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
Zeitpunkt 0<br />
(Inbetriebnahme)<br />
Zeitpunkt 1<br />
Zeitpunkt p 2<br />
Zeitpunkt 3<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]<br />
α 2<br />
α 1
<strong>Druckverluste</strong> (graf (graf. Darst.) Darst )<br />
400<br />
WS t > 0 h (3)<br />
P1<br />
P2<br />
P3<br />
P4<br />
P5<br />
P6<br />
Filterhhöhe<br />
[cm]<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
v vF >0m/h > 0 m/h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
Zeitpunkt 0<br />
(Inbetriebnahme)<br />
Zeitpunkt 1<br />
Zeitpunkt p 2<br />
Zeitpunkt 3<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]
Einlagerungsverhalten<br />
WS<br />
P1<br />
P2<br />
P3<br />
P4<br />
P5<br />
P6<br />
Filterhhöhe<br />
[cm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
v F = 8 m/h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
t = 0h<br />
t = 3h<br />
t = 6h<br />
t = 9h<br />
t = 12h<br />
t = 15h<br />
t = 18h<br />
t = 21h<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]
Einlagerungsverhalten<br />
WS<br />
P1<br />
P2<br />
P3<br />
P4<br />
P5<br />
P6<br />
Filterhhöhe<br />
[cm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
v F = 8 m/h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
t = 0h<br />
t = 3h<br />
t = 6h<br />
t = 9h<br />
t = 12h<br />
t = 15h<br />
t = 18h<br />
t = 21h<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]
Einfluss Feststoffe<br />
Filterhöhe<br />
[cmm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]<br />
v F = 8 m/h<br />
t = 3 Stunden<br />
Drucklinie für<br />
t = 0<br />
v F = 0<br />
+ + +<br />
Feststoffe<br />
+
Einfluss Feststoffe<br />
Filterhöhe<br />
[cmm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]<br />
v F = 8 m/h<br />
t = 6 Stunden<br />
Drucklinie für<br />
t = 0<br />
v F = 0<br />
+ + +<br />
Feststoffe<br />
+
Einfluss Feststoffe<br />
Filterhöhe<br />
[cmm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]<br />
v F = 8 m/h<br />
t = 9 Stunden<br />
Drucklinie für<br />
t = 0<br />
v F = 0<br />
+ + +<br />
Feststoffe<br />
+
Einfluss Feststoffe<br />
Filterhöhe<br />
[cmm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]<br />
v F = 8 m/h<br />
t = 12 Stunden<br />
Drucklinie für<br />
t = 0<br />
v F = 0<br />
+ + +<br />
Feststoffe<br />
+
Einfluss Feststoffe<br />
Filterhöhe<br />
[cmm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]<br />
v F = 8 m/h<br />
t = 15 Stunden<br />
Drucklinie für<br />
t = 0<br />
v F = 0<br />
+ + +<br />
Feststoffe<br />
+
Einfluss Feststoffe<br />
Filterhöhe<br />
[cmm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]<br />
v F = 8 m/h<br />
t = 18 Stunden<br />
Drucklinie für<br />
t = 0<br />
v F = 0<br />
+ + +<br />
Feststoffe<br />
+
Einfluss Feststoffe<br />
Filterhöhe<br />
[cmm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS]<br />
v F = 8 m/h<br />
t = 21 Stunden<br />
Drucklinie für<br />
t = 0<br />
v F = 0<br />
+ + +<br />
Feststoffe<br />
+
Filterhöhhe<br />
[cm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
Einfluss<br />
Filtergeschwindigkeit<br />
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Durchsatz:<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 0h<br />
t = 5h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 0h<br />
t = 5h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]<br />
20 m³/ m² 40 m³/ m² 60 m³/ m²<br />
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h
Filterhöhhe<br />
[cm]<br />
400<br />
350<br />
250<br />
200<br />
Einfluss<br />
Filtergeschwindigkeit<br />
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h<br />
400<br />
350<br />
300 300 t = 5h<br />
300<br />
t = 5h<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 0h<br />
t = 10h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
400<br />
350<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 0h<br />
t = 10h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]<br />
Durchsatz: 40 m³/ m² 80 m³/ m² 120 m³/ m²<br />
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h
Filterhöhhe<br />
[cm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
Einfluss<br />
Filtergeschwindigkeit<br />
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 0h<br />
t = 5h<br />
t = 10h<br />
t = 15h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 0h<br />
t = 5h<br />
t = 10h<br />
t = 15h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]<br />
Durchsatz: 60 m³/ m² 120 m³/ m² 180 m³/ m²<br />
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h
Filterhöhhe<br />
[cm]<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
Einfluss<br />
Filtergeschwindigkeit<br />
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 0h<br />
t = 5h<br />
t = 10h<br />
t = 15h<br />
t = 20h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 0h<br />
t = 5h<br />
t = 10h<br />
t = 15h<br />
t = 20h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
180 m³/ m²<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]<br />
Durchsatz: 80 m³/ m² 160 m³/ m²<br />
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h
Filterhöhhe<br />
[cm]<br />
400<br />
350<br />
250<br />
200<br />
Einfluss<br />
Filtergeschwindigkeit<br />
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h<br />
400 400<br />
t = 0h<br />
t = 0h<br />
350<br />
t = 5h<br />
300 300<br />
t = 10h<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 15h<br />
t = 20h<br />
t = 25h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 5h<br />
t = 10h<br />
t = 15h<br />
t = 20h<br />
t = 25h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
180 m³/ m²<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]<br />
Durchsatz: 100 m³/ m² 200 m³/ m²<br />
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h
Filterhöhhe<br />
[cm]<br />
350<br />
Einfluss<br />
Filtergeschwindigkeit<br />
vF = 4 m/h /h vF = 8 m/h /h vF = 12 m/h /h<br />
400 400 t = 0h<br />
400<br />
t = 0h<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Durchsatz: 120 m³/ m²<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 5h<br />
t = 10h<br />
t = 15h<br />
t = 20h<br />
t = 25h<br />
t = 30h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
200 m³/ m²<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
t = 5h<br />
t=10h t = 10h<br />
t = 15h<br />
t = 20h<br />
t = 25h<br />
t = 30h<br />
t = 35h<br />
Hydrostatische<br />
Drucklinie<br />
180 m³/ m²<br />
0<br />
0 100 200 300 400<br />
Druck [cm WS] Druck [cm WS] Druck [cm WS]<br />
t = 0h t = 5h t = 10h t = 15h t = 20h t = 25h t = 30h
Zusammenfassung<br />
• Raumfiltration?<br />
• Höhere Feststoffkonzentrationen<br />
� höhere <strong>Druckverluste</strong><br />
• Hohe Filtergeschwindigkeiten<br />
�� höh höhere <strong>Druckverluste</strong>?<br />
D k l t ?<br />
� durchgesetzte Wassermenge<br />
� durchgesetzte Wassermenge<br />
ausschlaggebend
Dank<br />
• Mitarbeitern des Institut für GEO und UMWELT<br />
der Hochschule Biberach<br />
Frau Rößler und Herr Dammann<br />
Mitarbeitern des Klärwerks Steinhäule<br />
stellvertretend für das gesamte Team des Klärwerks:<br />
Herr Hiller, Herr Süßmuth, Herr Farcasanu und Herr Tasli<br />
Umweltministerium <strong>Baden</strong>-<strong>Württemberg</strong><br />
UM-Vorhaben: UM Vorhaben: 179/03, 216/2005 und 256/2007