Using Rotating Effluent Filters to  Replace Sand Filters

Douglas Nelson, PE

Thomas Steinbach

Project Drivers

• Diminishing Hydraulic  Capacity

• Decreased Reliability• Poor Solids Capture• Introduction of New 

Technologies

Project Steps

• Study Options– Need for Replacement

– General Costs• Detailed Financial Analysis• Design• Construction

Options Considered

• Replace the Existing Filters in Kind• Construct Deep Bed Filters in a Different 

Structure

• Construct Cloth Bed Traveling Bridge Filters• Construct Rotary Disc Media Filters

Options Considered‐Replace in Kind

• Known Entity• Flows Limited to 

Existing Flows

• High Backwash Rates

Options Considered‐Deep Bed Filters

• Similar Technology

• Lower Flow/SF• NEEDS MORE HEAD

– Pumps

– $$$$

Options Considered‐Cloth Traveling  Bridge Filters

• Similar Technology

• Greater Flux Rate• Could be Retrofitted 

into Existing Space

Options Considered‐Rotary Disc Filters

• Proven New Technology• High Flux Rates• Same or More 

Mechanicals as Other  Systems

• Low Head Loss (No  Pumps)

Non Monetary Elimination

Replacement

• Saw P rules coming‐High 

Solids Pass‐through

• Needed Additional 

Capacity/ Building Cost

Deep Bed Sand Filter

• High Construction Cost

• Need to Add More Pumping

• Higher O&M

Financial Analysis  Cloth Filter Traveling Bridge 2005 Costs

Financial Analysis  Disc Filter 2005 Costs

O&M Costs 2005 Costs

Cloth TB

Actual Costs

$2,188,754

$2,246,676

City of Oconomowoc

Wastewater Treatment Facility

Headworks

and Effluent Filter Upgrade

Inf. Screen  9.0

12.0

Tertiary 

Filt. 9.0  

12.0

2008 Inf. Screen and Tertiary 

Filter upgrade & Expansion

Existing Tertiary Filters

Kruger disc filter

Present Operations

• Two filters at a time – six months

• Upon removal from service – bleach soak and  drain

• One filter on each side of inf. channel.• Normal backwash cycle time = 6 minutes

Maintenance 

• Greasing of bearings of center inf. tube – once every  two weeks.

• Drive chain lubrication – once per year.• Reducer oil change – every three years.• Backwash filter cleaning – once every six months.

• Cleaning after use, one day.• Acid cleaning for mineral fouling. As needed.

• Spray nozzle cleaning – as needed.

0

50

100

150

200

250

300

‐1.0

1.0

3.0

5.0

7.0

9.0

11.0

13.0

2006 2007 2008 2009 2010

Backwash Volume ‐Gal/day  x 1,000

Effluent SS ‐mg/l

Effluent SS, Backwash Volume, and Filter CapacityEffluent SS

Filter  Capacity

Filter Backwash 

Filter Installation

‐37% or 87,000 gal/day

Backwash Reduction

• 37% average reduction• 87,000 gallons / day• 350 equivalent residential units

Iron Fouling During Phosphorus  Removal Testing

April – June 2011

Phosphorus Removal Testing

• Goal ‐

Reduce our effluent to 0.4 mg/l  monthly average

• Ferrous Chloride fed to primary clarifier

• Chemical increase from 150 to 220 Gal/day

• In two months we noted increasing backwash  frequency.

• First chemical fouling since startup

Summary

• Filters have reduced maintenance  significantly.

• Reduced footprint while increasing capacity• Eliminated filter bypassing

• Increased operational flexibility• Reduced energy in filter building• Reduced filter fly headaches

Successful Project Wisdom

• Take the time to review current technology

• Visit sites • Talk to operators• Look at value over the long term – LIFE CYCLE 

ANALYSIS –

including consumables

• Lock in prices early – before the project bid

We thank you for your  attention !!!

Questions  ???