Sandfilter vs. Multimediafilter vs. Aktivkohlefilter

Sandfilter, Multimediafilter und Aktivkohlefilter sind drei häufig verwendete Filtergeräte in der Wasseraufbereitung, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Funktionen bieten. Sandfilter halten in erster Linie Schwebstoffe zurück, indem sie ein einziges Filtermedium wie Quarzsand verwenden, was sie ideal für die Vorbehandlung zur Entfernung größerer Partikel macht. Multimediafilter nutzen mehrere Medienschichten mit unterschiedlichen Partikelgrößen (z. B. Anthrazit, Quarzsand, Granat), um eine effektive Tiefenfiltration zu erreichen und kleinere und mittlere Partikel zu entfernen. Aktivkohlefilter verwenden körnige Aktivkohle, um organische Verunreinigungen, Restchlor und Gerüche zu adsorbieren und so die sensorische Qualität und Sicherheit des aufbereiteten Wassers zu verbessern. Diese drei Filtertypen unterscheiden sich erheblich hinsichtlich der Medienzusammensetzung, des Filtermechanismus und der Anwendungsszenarien. Die Auswahl sollte auf spezifischen Anforderungen an die Wasserqualität basieren.

1. Hauptfunktion und Designzweck

Der Sandfilter entfernt Schwebstoffe, Schlamm und andere große Partikelverunreinigungen durch physikalische Rückhaltung, mit dem Hauptziel, die Wassertrübung zu reduzieren. Der Multimediafilter nutzt mehrere Schichten von Filtermedien für die kollaborative Filtration und ermöglicht so eine gründliche Entfernung von Schwebstoffen, Kolloiden und einigen organischen Substanzen. Ziel ist es, die Filtrationsgenauigkeit zu verbessern und nachfolgende Präzisionsgeräte zu schützen. Der Aktivkohlefilter basiert auf chemischer Adsorption, um organische Substanzen, restliches Chlor, Gerüche und einige Schwermetalle wirksam zu entfernen, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der sensorischen Indikatoren und der Sicherheit der Wasserqualität liegt. Die drei Filtertypen ergänzen sich gegenseitig und erfüllen unterschiedliche Reinigungsanforderungen.

2. Unterschiede in der Zusammensetzung und Struktur der Filtermedien  

Der Sandfilter verwendet als Filtermedium eine einzige Quarzsandsorte (0,5–1,2 mm) und bildet ein homogenes Filterbett. Es basiert hauptsächlich auf der Oberflächenfiltration mit einer typischen Filterbetthöhe von 0,8–1,2 m. Die Multimedia-Filter verwendet eine Kombination aus mehreren Schichten Filtermedien (z. B. Anthrazit + Quarzsand + Granat), um eine Tiefenfiltration durch Dichte- und Partikelgrößengradienten mit einer Gesamthöhe des Filterbetts von etwa 1,2–1,5 m zu erreichen. Der Aktivkohlefilter verwendet körnige Aktivkohle (GAC) oder Kokosnussschalenkohle als Filtermedium und nutzt seine poröse Struktur zur Adsorption von Schadstoffen. Die Filterbetthöhe muss zwischen 1,0 und 1,8 m liegen, um eine ausreichende Kontaktzeit zu gewährleisten. Die drei Filter weisen unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf Filtermedientypen, Filtrationsmethoden und Filterbettdesigns auf.

3. Vergleich von Filtrationsmechanismen und Leistung

Der Sandfilter wird hauptsächlich zur Entfernung von Schwebstoffen mit einer Größe von mehr als 20 μm verwendet, mit einer Filtrationsgenauigkeit von 20–50 μm und einer Trübungsentfernungsrate von 60–80 %. Allerdings ist es gegen Restchlor wirkungslos und weist einen mäßigen Druckabfall auf. Der Multimediafilter kann suspendierte Feststoffe und Kolloide im Bereich von 5 bis 50 μm entfernen, mit einer Filtrationsgenauigkeit von 5–10 μm und einer Trübungsentfernungsrate von 85–95 %. Auch gegen Restchlor ist es wirkungslos, weist jedoch einen geringeren Druckabfall auf. Der Aktivkohlefilter entfernt effizient organische Substanzen, Restchlor (über 99 %) und Gerüche durch Adsorption. Es ist nicht auf die Genauigkeit der Filtration angewiesen, hat jedoch keinen direkten Einfluss auf die Entfernung von Trübungen, erfordert eine Vorfiltration und weist einen höheren Druckabfall auf.

4. Bewerbung

Sandfilter, Multimediafilter und Aktivkohlefiltereignen sich für unterschiedliche Wasseraufbereitungsszenarien. Sandfilter werden hauptsächlich zur Entsandung von Grundwasser, zur Vorbehandlung großer Schwebstoffe, zur Primärfiltration von Bewässerungssystemen und zur Reinigung von Umlaufwasser in Schwimmbädern eingesetzt. Multimedia-Filter eignen sich zur Behandlung von Oberflächenwasser mit hoher Trübung, zur Vorbehandlung von Umkehrosmoseanlagen und zur Tiefenentfernung von Schwebstoffen in Industrieabwässern. Aktivkohlefilter eignen sich gut zur Behandlung von Pestizidrückständen, zur Entchlorung und Entfärbung von Trinkwasser sowie zur Beseitigung von Gerüchen durch bitteres und salziges Wasser. Jeder der drei Filtertypen hat seine eigenen Stärken und die Auswahl geeigneter Geräte sollte auf der Grundlage der Eigenschaften der Wasserqualität erfolgen.

5. Vergleich von Wartung und Wirtschaftlichkeit

Es gibt erhebliche Unterschiede im Wartungsbedarf zwischen Sandfiltern, Multimediafiltern und Aktivkohlefiltern. Sandfilter erfordern eine Wasserrückspülung alle 8–12 Stunden, bei einer Lebensdauer des Filtermaterials von 2–3 Jahren und einem geringen Energieverbrauch; Multimediafilter erfordern eine kombinierte Rückspülung von Wasser und Gas alle 24–48 Stunden, mit einer Lebensdauer von 3–5 Jahren und einem moderaten Energieverbrauch; Der Rückspülzyklus von Aktivkohlefiltern ist am längsten (72–168 Stunden), das Filtermaterial muss jedoch alle 1–2 Jahre ausgetauscht werden, was zu den höchsten Gesamtkosten führt. Was die Anwendungsszenarien betrifft, eignen sich Sandfiltration und Multimedia zur Entfernung von Schwebstoffen aus Industrieabwässern, während sich Aktivkohle zur Behandlung von Pestizidrückständen, zur Entchlorung und Entfärbung von Trinkwasser (z. B. Gewächshauswasser) und zur Adsorption von bitteren und salzigen Wassergerüchen eignet.

Die Filterauswahl sollte auf der Art der vorhandenen Schadstoffe basieren. Sandfilter sind ideal zum Entfernen von Schwebstoffen bei geringeren Betriebskosten. Multimedia-Filter bewältigen hohe Trübungen und kolloidale Verschmutzung und schützen gleichzeitig nachgeschaltete Präzisionsgeräte. Aktivkohlefilter sind für die Beseitigung organischer Verbindungen, Chlor und unangenehmer Gerüche unerlässlich. Bei komplexen Wasseraufbereitungsanforderungen wird ein kombiniertes System (z. B. Sand + Multimedia + Aktivkohle) empfohlen, um optimale Ergebnisse zu erzielen.