Filterpressen vs. Zentrifugen im Vergleich
Filterpressen sind mechanische Fest-Flüssig-Trennaggregate, die im Bereich der Druckfiltration von Suspensionen eingesetzt werden. Bei dieser diskontinuierlichen Filtration erfolgt der eigentliche Trenneffekt durch einen Filterkuchen, der sich auf dem Filtertuch bildet. Als eine der ältesten Filterapparate ist die Filterpresse dabei der wichtigste und effizienteste Prozessdruckfilter. Vor allem dann, wenn es um ein Höchstmaß an Filtrationswirksamkeit und maximalen Entwässerungsgrad von verschiedensten Filtermedien geht. Filterpressen werden in großem Umfang in der industriellen Produktion zur Trennung von Schlämmen, chemischen Substanzen und Erdölen eingesetzt. Ebenso im Bereich der kommunalen Abwasserbehandlung. Aber auch bei der Erzeugung von Rohstoffen, beispielsweise für die pharmazeutische, chemische und petrochemische Industrie sowie der Lebensmittel- und Mineralindustrie, leisten Filterpressen seit Jahrzehnten einen großen Beitrag bei der Trennung von Fest-Flüssig-Stoffen.
Zentrifugen sind ebenfalls Apparate zur mechanischen Fest-Flüssig-Trennung von Suspensionen. Beim Zentrifugieren erfolgt die Separation des Mediums im Unterschied zur Filtration mit Filterpressen nicht durch Filtermittel (Filterplatten und Filtertücher), sondern durch Ausnutzung der bei gleichförmigen Kreisbewegungen auftretenden Zentrifugalkraft. Diese aufgrund der Massenträgheit entstehende Zentrifugalkraft wird in einer sich drehenden Trommel, der Zentrifuge, erzeugt, wodurch hohe Beschleunigungskräfte erreicht werden. Zentrifugen werden bei der Entwässerung und Eindickung von Klärschlämmen eingesetzt. Aber auch bei weiteren industriellen Anwendungsbereichen wie z.B. die Lebensmittelbranche und die Öl- und Fettgewinnung dienen Zentrifugen zur Fest-Flüssig-Trennung.
Ausgangssituation und Aufgabenstellung:
In diesem Projekt sollte anhand derselben Basis-Suspension verglichen werden, welches Trennaggregat (die Filterpresse oder die Zentrifuge) das bessere Ergebnis in Bezug auf definierte Kunden-Anforderungen bei der Fest-Flüssig-Trennung erzielt. Das Anforderungsspektrum umfasst eine Mindest-Durchsatzleistung, eine geforderte maximale Restfeuchte im Filterkuchen, die Menge der absetzbaren Stoffe im Filtrat sowie die Art der Konditionierung der Suspension. Das Ausgangsmedium für diesen Vergleich ist eine, nach der Separation bei einem Abwasserkanalvortrieb, vorliegende Mineral-Suspension. Diese ist sehr klebrig, da sie mit Ton und Mergel durchsetzt ist. Für die Fest-Flüssig-Trennung wird die Ton-Mergel-Suspension konditioniert.
Forderungen:
- Durchsatzleistung > 8 Tonnen TR/h
- Restfeuchte im Filterkuchen < 40 %
- Absetzbare Stoffe im Filtrat < 20 mg/l
- Konditionierung mit Polymer (keine Kalkmilch verwenden), falls erforderlich geringe Mengen von einem Fällmittel einsetzen.
Ergebnis:
Das Endergebnis ist nachfolgend tabellarisch aufgestellt. Die Filterpresse erfüllt alle vorgegebenen Anforderungen bzw. übertrifft diese.
Das Fazit: Die Filterpresse beweist im Vergleich zur Zentrifuge einmal mehr ihre enorme Leistungsfähigkeit auf dem Gebiet der mechanischen Fest-Flüssig-Trennung.
Kammerfilterpresse Zentrifuge
Durchsatz [T/TR/h] 10 5
Restfeuchte [%] < 35 < 50
TS-Gehalt [%] > 65 > 50
Absetzbare Stoffe Filtrat [mg/l] < 20
Suspension Zentrat aus Zentrifuge Feststoffaustrag aus Zentrifuge
Geflockte Suspension Filtrat aus Filterpresse Feststoffaustrag aus Filterpresse