Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Textiles Bogensieb - Filtersystem zur Feststoffabscheidung aus Abwasserströmen mit wartungsarmem Reinigungskonzept auf Basis strukturierter Poltextilien mit definiertem Abscheideverhalten

Filter zur Feststoffabscheidung werden seit langem erfolgreich in der Umwelt- und Abwassertechnik eingesetzt. Steigende Anforderungen an Planung, Betrieb und Instandhaltung abwassertechnischer Anlagen führen jedoch zu einem stetigen Bedarf an neuen robusten, effizienten Materialien und Verbundkomplexen.

Ziel des Forschungsprojektes ist eine kontinuierliche Feststoffabscheidung für Abwasserströme mit wartungsarmem Reinigungskonzept auf Basis strukturierter Poltextilien mit definiertem Abscheideverhalten. Dabei werden die Textilkonstruktion, die Geometrie der Filtereinheit sowie das Prinzip der Filterabreinigung von der Konzeption bis zum Demonstrator entwickelt. Die Forschungsergebnisse werden in einer Gestaltungsrichtlinie formuliert.

Die Zielgruppen sind Anwender (Kommunen, Wasserverbände), Anlagenbauer sowie Unternehmen der textilen Wertschöpfungskette (Garn- und Flächenhersteller).

Das textile Bogensieb ist ein neues Produkt, welches bspw. Kommunen den Umgang mit häufiger auftretenden Starkregenereignissen erleichtern wird. Weitere Einsatzgebiete sind steigende Reinigungsanforderungen für Kläranlagen sowie Industrieabwässer.

Klein und mittelständische Unternehmen aus dem Bereich der Textilherstellung und der Herstellung von Filteranlagen profitieren von den erarbeiteten Erkenntnissen, um neue Produkte zu entwickeln und zu vermarkten. Weiterhin werden mit diesem Projekt die gesamtgesellschaftlichen Ziele einer verbesserten Wasserreinhaltung und einer Anpassung der Infrastruktur an den Klimawandel unterstützt.

Ergebniszusammenfassung:

In einem mehrstufigen Prozess und in enger Abstimmung zwischen den beiden Forschungseinrichtungen und dem Projektbegleitenden Ausschuss wurden systematisch Tuftingstrukturen für das textile Bogensieb entwickelt, hergestellt und getestet. Dabei wurde durch die Weiterentwicklung der thermischen Noppeneinbindung die Noppenauszugskräfte signifikant gesteigert. Die Proben der letzten Entwicklungsstufe haben mit mittleren Auszugskräften zwischen 28 N und 52 N deutlich höhere Werte (15 N) als das ergänzende Einstufungskriterium für getuftete textile Bodenbeläge mit Treppeneignung.

Für die Bewertung der einzelnen Textilien hinsichtlich der Filtrationseigenschaften wurde eine Bewertungsmatrix erstellt. Zusätzlich wurden Faseraustrag und Längenveränderung erfasst. Die entwickelten Textilien erfüllen nicht die Anforderungen eines zuvor formulierten Lastenheftes hinsichtlich des Trockenrückstands im Filtrat, der Belastbarkeit und dem Mikroplastikaustrag (Verlust von Fasern und Noppen).

Für die Erstellung einer Gestaltungsrichtlinie wurden die Grundsätzlichen Zusammenhänge zwischen den textilen Parametern und den Filterergebnissen analysiert. Ergebnis hieraus ist, dass eine Tuftingstruktur für einen Durchströmten Flüssigkeitsfilter ein Gittergewirk als Trägermaterial und eine möglichst hohe Filamentdichte haben sollte. Die Anströmung des Filters sollte quer zu den Noppenreihen erfolgen. Dies stimmt mit der in der Bewertungsmatrix am besten bewerteten textilen Konstruktion überein.

Entgegen der Ursprünglichen Zielsetzung sind die Ergebnisse nur mit großen Einschränkungen durch die Hersteller von Filtern zur Behandlung von Flüssigkeiten anwendbar. Es zeigt sich, dass mit den Verfahren der thermischen Noppeneinbindung getufteter Strukturen für anderweitige Anwendungen hohe Werte für die Filament- und Noppeneinbindung realisierbar sind. Dieses Verfahren ist in zukünftigen Forschungsprojekten zu vertiefen, um sie beispielsweise bei der Herstellung textiler Bodenbeläge zu nutzen.