Betriebsablauf
Durch die Filterung des Elbwassers ab 1894 konnten die Keime im Wasser in erheblichem Maße reduziert werden:

Auf der Billwerder Insel wurde das Elbwasser mittels Pumpen von der Schöpfstelle durch einen Kanal in ein Vorbecken und dann in 4 Ablagerungsbecken geleitet. Das Wasser floß nicht in alle Becken gleichzeitig, sondern von Becken A über eine ÷ffnung zum Becken B, von dort zu C und dann zu Becken D. Hierbei gelangte nur das an der Oberfläche befindliche reinste Wasser in den nachfolgenden Behälter. Während dieses Prozesses setzten sich die schweren Schmutzteilchen im Wasser ab. Ab 1909 konnte die Klärung durch den Zusatz von schwefelsaurer Tonerde noch verbessert werden. Sie wurde mit dem Wasser zu unlöslichem Tonerdehydrat umgesetzt, das sich dabei in Flocken abschied, die im Wasser schwebenden Stoffe umhüllte und sie mit einem großen Teil der Keime zu Boden zog.

Ablagerungsbecken mit Brunnen
Viertes Ablagerungsbecken mit Brunnen
Bedingt durch den langsamen Fluß blieb das Wasser etwa 2-3 Tage zur Klärung in den Ablagerungsbecken und floß dann durch 2 unterirdische Kanäle zu den 22 offenen Filtern auf der Elbinsel Kaltehofe. Für diesen Transport waren keine Pumpen erforderlich, da das natürliche Gefälle ausreichte. Die Filterfläche entsprach in etwa der der Binnenalster.
Die Filter
(Das Prinzip der offenen Langsamfilter-Anlagen)
Die 22 Filterbecken auf Kaltehofe sind mit baugleichen Zu- und Abflußbrunnen versehen, die einander gegenüberliegen.
Zu- und Abflužbrunnen
Zu- und Abflußbrunnen
Sie bilden die sogenannten Filterstraßen. Entsprechend folgt einer Filterstraße mit Zuflußbrunnen parallel eine mit Abflußbrunnen.

Der Zufluß des abgelagerten Wassers auf die Filter erfolgte durch zwei seitliche Öffnungen im Mauerwerk der Brunnenkammer und wurde durch ein selbsttätiges Schwimmerventil geregelt, so daß der Wasserspiegel etwa bei 1,1 bis 1,5 m über der Sandoberfläche lag. Das Wasser sickerte durch diese Sandschicht hindurch und gelangte in kleine gemauerte Abflußkanäle am Beckenboden. Von dort floß es in einen Hauptkanal unter der Filterschicht, der in den gegenüberliegenden Abflußbrunnen mündete.

Das so gewonnene Reinwasser wurde durch zwei unter der Billwerder Bucht verlegte Leitungen (Düker) zum Pumpwerk Rothenburgsort geleitet.

Bis auf einen Filter sind alle übrigen 21 Filter rechteckig angelegt. Die Filtersohle und die Seitenwände sind bei 18 Filtern aus Ziegelmauerwerk und bei 4 Filtern aus Beton gebaut. Zusätzlich wurde eine Tonunterlage zur Abdichtung gegen Grundwasser eingebaut. Der Filter selbst besteht aus einer etwa 1 m starken Sandschicht, die von einer 60 cm dicken Kiesschicht getragen wird. Die Größe der einzelnen Steine steigt von 2-3 mm Durchmesser oben bis zur Faustgröße im unteren Bereich an.

Durch die Filtration wurden alle noch im Wasser vorhandenen Schwebstoffe pflanzlicher, tierischer und mineralischer Art auf dem Sand zurückgehalten. Natürlich durften diese Schwebstoffe nicht kleiner sein als die Zwischenräume zwischen den einzelnen Sandkörnern. Durch diesen Prozeß bildete sich die sogenannte Filterhaut, die einen Teil der kleinsten Organismen zurückhielt.

Neben diesem rein mechanischen Vorgang vollzog sich gleichzeitig ein chemisch-biologischer, mit dem ein Um- und Abbau der organischen Stoffe verbunden war. Durch den Filtervorgang wurden also nicht nur die ungelösten Stoffe entfernt, sondern auch die gelösten organischen Stoffe verändert und vermindert. Es fand demnach auch eine Veredelung des Wassers statt. Ab 1923 wurden die gelösten organischen Stoffe durch die Zugabe von Chlor vermindert. Die Chlorung des Wassers hatte außerdem den Nebeneffekt, daß die Filter langsamer verschmutzten und daher auch seltener gereinigt werden mußten.

Die Filteranlagen waren bis zur Einstellung des Betriebes im Jahre 1990 in Benutzung. Mit der Zeit konnte die Filterleistung erhöht werden, so daß nicht mehr 22, sondern nur noch 10 Filter notwendig waren. Zur Filtrationsanlage gehörten außerdem ein Reinwasserbehälter auf dem Gelände des Pumpwerks Rothenburgsort, der als Pumpenvorlage und zum Ausgleich von Bedarfsschwankungen diente, sowie das Laboratorium.

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