Die Beschickungspumpe ist der Teil einer Filterpresse, den man im Betrieb kaum bemerkt – solange sie richtig ausgelegt ist. Sie bestimmt, wie schnell sich die Kammern füllen, wie trocken der Filterkuchen wird und wie stark Presse und Tücher über die Jahre beansprucht werden. Dieser Leitfaden erklärt, was eine Filterpressenbeschickungspumpe leisten muss, vergleicht die gängigen Pumpenarten und nennt die Daten, die Sie für die Auslegung benötigen.
Aufgabe der Beschickungspumpe: die zwei Phasen der Beschickung
In einer Kammerfilterpresse wird der Schlamm über eine zentrale Zulauföffnung in die Kammern zwischen den Platten gepumpt. Die Filtertücher halten die Feststoffe zurück, das Filtrat läuft ab. Die Pumpe ist die einzige Quelle des Filtrationsdrucks und steuert damit praktisch den gesamten Entwässerungsprozess.
Die Beschickung einer Filterpresse ist kein gleichmäßiger Betriebszustand. Die Pumpe arbeitet gegen einen Widerstand, der sich laufend ändert: von nahezu null zu Beginn bis zum vollen Enddruck am Ende des Zyklus. Eine Pumpe, die nur nach Fördermenge oder nur nach Druck ausgewählt wird, hat meist in einer der beiden Hälften des Zyklus Probleme.
Phase 1: schnelles Füllen
Zu Beginn sind die Kammern leer und die Tücher sauber. Der Widerstand ist gering, die Pumpe soll also eine große Fördermenge bei niedrigem Druck liefern. Ziel ist eine schnelle und gleichmäßige Füllung, damit sich auf allen Tüchern gleichzeitig eine erste dünne Kuchenschicht bildet.
Phase 2: Pressen
Mit wachsendem Filterkuchen steigt der Widerstand. Die Fördermenge sinkt, der Druck steigt bis zum Filtrationsenddruck – je nach Schlamm und Pressenausführung typischerweise 6–15 bar. Gegen Ende fördert die Pumpe nur noch wenig, muss aber einen hohen Druck halten. Diese Phase entscheidet über den Trockensubstanzgehalt des Kuchens, der bei Kammerfilterpressen üblicherweise bei 20–40 % TS liegt.
Eine gute Beschickungspumpe beherrscht beide Phasen: hohe Fördermenge, ohne den Schlamm zu schädigen, und stabilen hohen Druck bei kleiner Fördermenge, ohne Überhitzung oder übermäßigen Verschleiß.
Pumpenarten für Filterpressen im Vergleich
Für die Schlammentwässerung mit Filterpressen kommen vor allem vier Pumpenarten zum Einsatz. Die richtige Wahl hängt vom Schlamm, der Pressengröße und dem erforderlichen Enddruck ab.
| Pumpenart | Typischer Einsatz | Stärken | Grenzen |
|---|---|---|---|
| Exzenterschneckenpumpe | Kommunale und industrielle Schlämme | Gleichmäßige, scherarme Förderung; hoher Enddruck; einfach über Frequenzumrichter regelbar | Statorverschleiß bei abrasiven Feststoffen; darf nicht trocken laufen |
| Kreiselpumpe | Schnelles Erstfüllen großer Pressen; gut filtrierbare Suspensionen | Große Fördermenge bei niedrigem Druck; einfach und robust | Fördermenge fällt bei steigendem Druck stark ab; höhere Scherung; oft mit einer zweiten Pumpe für die Hochdruckphase kombiniert |
| Druckluft-Membranpumpe | Kleine Pressen und Versuchspressen | Druck selbstbegrenzend; trockenlaufsicher; einfache Installation | Enddruck durch die Druckluftversorgung begrenzt; pulsierende Förderung; Druckluftverbrauch |
| Kolbenmembranpumpe | Abrasive mineralische Schlämme in Bergbau und Steinbrüchen | Sehr hoher Druck; das abrasive Medium ist durch eine Membran vom Kolben getrennt | Aufwendigere Bauart; meist bei großen, anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt |
Für die meisten kommunalen und industriellen Anwendungen ist die Exzenterschneckenpumpe die Standardlösung als Kammerfilterpresse-Pumpe. Als Verdrängerpumpe fördert sie nahezu pulsationsfrei, behandelt konditionierte Flocken schonend und baut den Enddruck kontrolliert auf. Deshalb ist sie auch die übliche Beschickungspumpe auf der Kläranlage.
Auswahlkriterien
Bevor Sie sich für eine Pumpenart entscheiden, sollten folgende Eigenschaften der Anwendung bekannt sein:
- Schlammart: Belebtschlamm, Faulschlamm, Metallhydroxidschlamm, mineralische Suspension oder prozessspezifischer Schlamm verhalten sich jeweils unterschiedlich.
- Feststoffgehalt im Zulauf: Dünnschlamm erfordert mehr Volumen pro Zyklus, eingedickter Schlamm erhöht Viskosität und Anforderungen an die Saugseite.
- Abrasivität: Sand und mineralische Partikel beschleunigen den Verschleiß an Rotoren, Statoren, Laufrädern und Ventilen.
- Flocken- und Scherempfindlichkeit: Mit Flockungshilfsmittel konditionierter Schlamm kann in scherintensiven Pumpen seine Struktur verlieren – die Folge sind langsame Filtration und nasser Kuchen.
- Erforderlicher Enddruck: Er ergibt sich aus Presse und Schlamm und bestimmt die Druckstufe von Pumpe und Rohrleitung.
- Zykluszeit und Pressenvolumen: Filtervolumen und gewünschte Zyklen pro Tag legen die Fördermenge in der Füllphase fest.
Die Konditionierung hängt eng mit der Pumpenwahl zusammen. Wird das Flockungshilfsmittel vor der Pumpe dosiert, ist eine scherarme Pumpe unerlässlich. Wenn Chemikaliendosieranlagen und Beschickungspumpe als Gesamtsystem abgestimmt werden, sind die Ergebnisse meist besser als bei getrennter Optimierung.
Regelung und Filtrationsende-Erkennung
Eine zeitgemäße Filterpressen-Beschickungspumpe arbeitet mit Frequenzumrichter. Die Pumpe startet mit hoher Drehzahl für das schnelle Füllen und reduziert die Drehzahl mit steigendem Druck. So folgt der Druckverlauf einem definierten Profil, statt sprunghaft auf den Maximalwert zu steigen.
Ein Drucktransmitter in der Zulaufleitung liefert das wichtigste Regelsignal. Typische Regelfunktionen sind:
- druckabhängige Drehzahlregelung in der Pressphase,
- Maximaldruckbegrenzung zum Schutz von Platten, Tüchern und Leitungen,
- Trockenlauf- und Verstopfungsschutz der Pumpe,
- Erkennung des Filtrationsendes anhand sinkender Fördermenge bei konstantem Enddruck oder nach einer festgelegten Zeit unter Enddruck.
Fällt der Filtratstrom unter einen definierten Wert, sind die Kammern gefüllt, und weiteres Pumpen bringt kaum noch Trockensubstanz. Wer hier abschaltet, verkürzt den Zyklus, ohne dass der Kuchen nasser wird. Diese Funktionen werden üblicherweise in der Pressensteuerung in Schaltschränken umgesetzt und lassen sich an das Prozessleitsystem der Anlage anbinden.
Typische Probleme und wie Sie sie vermeiden
Verstopfung
Fasern, Zöpfe und grobe Partikel können Pumpeneinlauf, Ventile oder Zulauföffnung blockieren. Eine vorgeschaltete Siebung, ausreichende Saugleitungsquerschnitte und der Verzicht auf lange Totzonen in der Verrohrung verringern das Risiko.
Verschleiß
Abrasiver Schlamm verschleißt Pumpen schnell, besonders bei hohem Druck. Geeignete Werkstoffe, moderate Drehzahlen und eine passende Baugröße – statt einer kleinen Pumpe an ihrer Leistungsgrenze – verlängern die Standzeit deutlich.
Flockenzerstörung durch Scherung
Schnelllaufende Pumpen, enge Ventile und scharfe Umlenkungen können Polymerflocken zerschlagen. Es entstehen Feinpartikel, die die Tücher zusetzen. Scherarme Pumpen, eine schonende Leitungsführung und eine Dosierung nahe der Presse helfen, die Flocken zu erhalten.
Druckspitzen
Plötzliche Druckanstiege können Platten und Tücher beschädigen oder Undichtigkeiten zwischen den Platten verursachen. Eine kontrollierte Druckrampe über den Frequenzumrichter, eine Druckbegrenzung und eine geeignete Sicherheitseinrichtung auf der Druckseite verhindern dies.
Diese Daten benötigen Sie für die Auslegung
Für Auswahl und Auslegung einer Beschickungspumpe zur Schlammentwässerung mit Filterpresse sind folgende Angaben hilfreich:
- Herkunft und Art des Schlamms, idealerweise mit Schlammanalyse,
- TS-Gehalt des Zulaufschlamms und angestrebter TS-Gehalt des Filterkuchens,
- Schlammmenge pro Tag oder pro Charge,
- Angaben zu abrasiven Anteilen, Fasern und Temperatur,
- Konditionierungsverfahren und Art des Flockungshilfsmittels, falls verwendet,
- Pressengröße, Plattenanzahl, Filtervolumen und erforderlicher Enddruck,
- gewünschte Zykluszeit und Betriebsstunden,
- Einbausituation: Zulaufhöhe, Leitungslängen und verfügbarer Platz.
Unsere Kammerfilterpressen decken 10–200 Platten, Plattengrößen von 470 × 470 bis 2.000 × 2.000 mm und Filtervolumina von 0,5–200 m³ ab. Jede Presse wird standardmäßig mit integrierter Schlammbeschickungspumpe geliefert – als Kreiselpumpe oder Exzenterschneckenpumpe, ausgewählt nach Schlamm und erforderlichem Fülldruck. Unser Sortiment an Pumpen umfasst auch Beschickungspumpen für bestehende Pressen.
Häufige Fragen
Welche Pumpe eignet sich am besten für eine Filterpresse?
Für die meisten kommunalen und industriellen Schlämme ist die Exzenterschneckenpumpe die gängigste Wahl, da sie gleichmäßig und scherarm fördert und hohe Enddrücke erreicht. Kreiselpumpen eignen sich zum schnellen Füllen großer Pressen, Druckluft-Membranpumpen für kleine Pressen und Kolbenmembranpumpen für abrasive mineralische Schlämme.
Welchen Druck braucht eine Filterpressenbeschickungspumpe?
Der typische Beschickungsenddruck liegt bei 6–15 bar. Der genaue Wert hängt vom Schlamm, der gewünschten Kuchentrockenheit und der Druckstufe von Presse und Platten ab.
Kann eine Kreiselpumpe eine Filterpresse allein beschicken?
Bei gut filtrierbaren Suspensionen ja, ihre Fördermenge fällt jedoch mit steigendem Druck stark ab. Bei großen Pressen wird die Kreiselpumpe deshalb oft für das schnelle Füllen eingesetzt und mit einer zweiten Pumpe für die Hochdruckphase kombiniert.
Warum wird ein Frequenzumrichter empfohlen?
Er ermöglicht eine hohe Fördermenge beim Füllen und einen kontrollierten Druckanstieg beim Pressen. Das schont Flocken und Presse, reduziert den Verschleiß und erlaubt eine zuverlässige Erkennung des Filtrationsendes.
Sie planen eine neue Presse oder möchten eine Beschickungspumpe ersetzen? Senden Sie uns Ihre Schlammdaten – wir erstellen Ihnen innerhalb von 48 Stunden ein Angebot. Kontaktieren Sie uns mit den oben genannten Angaben.