Untersuchung der Tiefenfiltration wässriger Suspensionen mit Vliesen

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In dieser Arbeit wird die Tiefenfiltration wässriger Suspensionen untersucht, wobei der Schwerpunkt auf der Druckdifferenz über dem Filtermedium und dem Abscheidegrad liegt. Vliese dienen als Filtermittel. Ziel ist es, das Verständnis der Tiefenfiltration zu verbessern, um die Auslegung von Tiefenfiltern und die Entwicklung von Filtermedien zu optimieren. Zunächst werden die grundlegenden Vorgänge der Tiefenfiltration analysiert, einschließlich der Durchströmung poröser Schichten sowie der Transport- und Haftmechanismen der Partikelabscheidung. Es werden bestehende Ansätze zur Berechnung des Druckverlustes und der Partikelabscheidung vorgestellt. Ein Prüfstand wurde entwickelt, um das Filtrationsverhalten von Vliesen experimentell zu untersuchen, wobei der Differenzdruck und die Partikelabscheidung bei konstantem Volumenstrom und konstanter Suspension analysiert wurden. Die verwendeten mineralischen Partikel hatten eine Größe von 1-100 μm. Zudem wurde untersucht, in welchem Umfang mit Partikeln beladene Vliese diese abgeben. Die Ergebnisse der Filtrations- und Ablöseversuche werden diskutiert. Auf Basis der experimentellen Erkenntnisse wurde ein Modell zur Berechnung der Partikelabscheidung und Druckdifferenz entwickelt, das sowohl für den Beginn als auch für den Verlauf der Filtration anwendbar ist. Die Simulationsergebnisse werden präsentiert. Im letzten Teil werden Ergebnisse aus numerischen 3-D-Strömungssimulationen mit de