Enteisenung/Entmanganung
Birm 2,7 m³/h

Birm-Filteranlage zur Enteisenung und Entmanganung bis 2,7 m³/h

Die Birm-Filteranlage BFE-40-M reduziert Eisen und – bei geeigneten Wasserbedingungen – auch Mangan aus Brunnen-, Brauch- und Prozesswasser. Mit einem Betriebsdurchfluss von 1,1 bis 2,7 m³/h eignet sich diese Ausführung für Anlagen mit erhöhtem Wasserbedarf und mehreren regelmäßig genutzten Entnahmestellen.

Das zeitgesteuerte Clack-WS1-Zentralsteuerventil übernimmt die automatische Rückspülung des Filterbetts. Eine chemische Regeneration des Birm-Filtermaterials ist nicht erforderlich.

Die Anlage wird von uns vormontiert und mit voreingestellten Steuerungsparametern ausgeliefert. Vor Ort erfolgen der hydraulische Anschluss, der Anschluss der Abwasserleitung und die Inbetriebnahmespülung.

Die wichtigsten Vorteile

• Betriebsdurchfluss von 1,1 bis 2,7 m³/h

• automatische zeitgesteuerte Rückspülung

• keine chemische Regeneration des Filtermaterials

• Clack-WS1-Zentralsteuerventil mit 1″-Anschlüssen

• vormontierte und vorprogrammierte Ausführung

• geeignet zur Enteisenung bei ausreichendem Sauerstoffgehalt

• Entmanganung bei geeignetem pH-Wert und passenden Wasserbedingungen

• als wirtschaftliche Vorfilterstufe vor einer Greensand-Anlage einsetzbar

• 114 Liter Birm-Filtermaterial

• regelmäßige Rückspülung statt Chemikaliendosierung

Technische Daten der BFE-40-M

Wann ist diese Birm-Anlage geeignet?

Die BFE-40-M ist für Anwendungen vorgesehen, bei denen ein Betriebsvolumenstrom zwischen 1,1 und 2,7 m³/h benötigt wird. Entscheidend ist nicht allein der maximale Durchfluss. Auch die Wasseranalyse, der Sauerstoffgehalt, der pH-Wert und die verfügbare Pumpenleistung müssen zur Anlage passen.

Typische Einsatzbereiche sind:

• Aufbereitung von Brunnenwasser

• Reduzierung eisenbedingter brauner Verfärbungen

• Brauchwasser- und Gartenbewässerung

• technische Wasserversorgung

• Prozesswasseraufbereitung

• Schutz nachgeschalteter Armaturen und Anlagenteile

• Vorfilterung vor einer Greensand-Anlage

Birm entfernt keine Wasserhärte, gelösten Salze, Nitrat, Ammonium oder mikrobiologische Belastungen. Bei einer Nutzung als Trinkwasser muss die gesamte Wasserqualität separat bewertet werden.

So funktioniert die Enteisenung mit Birm

Im Brunnenwasser liegt Eisen häufig gelöst als zweiwertiges Eisen vor. In diesem Zustand kann es nicht einfach mit einem normalen Filter oder einer Filterkerze zurückgehalten werden.

Das Birm-Filtermaterial wirkt als Katalysator. Es unterstützt die Reaktion zwischen dem gelösten Sauerstoff und dem im Wasser vorhandenen Eisen. Dabei wird gelöstes Eisen in eine unlösliche, filtrierbare Form überführt.

Die entstehenden Eisenverbindungen lagern sich im Filterbett ab und werden bei der automatischen Rückspülung ausgetragen. Birm benötigt dafür keine Regenerationschemikalie. Es erzeugt jedoch selbst keinen Sauerstoff.

Genau dieser Punkt entscheidet darüber, ob eine Birm-Anlage zuverlässig arbeiten kann.

Ausreichender Sauerstoff ist die wichtigste Voraussetzung

Eine Birm-Anlage kann nur das Eisen und Mangan oxidieren, für das im zulaufenden Wasser genügend gelöster Sauerstoff vorhanden ist. Fehlt dieser Sauerstoff, bleibt ein Teil der Stoffe gelöst und kann das Filterbett wieder verlassen.

Als Mindestansatz gelten:

• 1 mg/l Eisen benötigt mindestens 0,15 mg/l gelösten Sauerstoff

• 1 mg/l Mangan benötigt mindestens 0,29 mg/l gelösten Sauerstoff

Beispiele:

• Bei 2,0 mg/l Eisen werden mindestens 0,30 mg/l Sauerstoff benötigt.

• Bei 2,5 mg/l Eisen werden mindestens 0,375 mg/l Sauerstoff benötigt.

• Bei 0,5 mg/l Mangan werden mindestens 0,145 mg/l Sauerstoff benötigt.

Sind Eisen und Mangan gleichzeitig vorhanden, müssen beide Sauerstoffbedarfe berücksichtigt werden. Die rechnerische Mindestmenge allein ist dennoch keine Funktionsgarantie. Auch pH-Wert, Alkalinität, organische Stoffe, Schwefelwasserstoff, Chlor, Kontaktzeit und hydraulische Belastung beeinflussen das Ergebnis.

Wo muss der Sauerstoff gemessen werden?

Der Sauerstoffgehalt sollte direkt am späteren Zulauf der Filteranlage und unter normalen Betriebsbedingungen gemessen werden. Nur dieser Messwert beschreibt, wie viel Sauerstoff dem Birm-Filter tatsächlich zur Verfügung steht.

Eine Wasserprobe, die offen transportiert, umgefüllt, geschüttelt oder über längere Zeit gelagert wurde, kann währenddessen Sauerstoff aus der Umgebung aufnehmen. Der später im Labor gemessene Wert muss deshalb nicht dem ursprünglichen Sauerstoffgehalt des Brunnenwassers entsprechen.

Für eine belastbare Beurteilung sollte die Probe daher möglichst frisch, ohne unnötigen Luftkontakt und direkt am vorgesehenen Filterzulauf untersucht werden.

Mehr Filtermaterial löst keinen Sauerstoffmangel

Ein größerer Birm-Filter kann längere Kontaktzeiten und eine größere Filterfläche bieten. Er ersetzt aber keinen fehlenden Sauerstoff. Auch häufigeres Rückspülen verbessert die Oxidation nicht, wenn das Rohwasser zu wenig gelösten Sauerstoff enthält.

Bei Sauerstoffmangel ist nicht die Filtergröße das eigentliche Problem, sondern das nicht geeignete Aufbereitungsverfahren.

Einfacher Wasserprobentest vor der Auswahl

Ein praktischer Vorversuch mit frisch gefördertem Brunnenwasser kann erste Hinweise geben:

• Ein sauberes, durchsichtiges Glas oder eine klare Flasche unmittelbar am Brunnen füllen.

• Die Probe zunächst direkt nach der Entnahme betrachten.

• Einen Teil der Probe möglichst ohne Luftkontakt verschließen.

• Einen zweiten Teil offen stehen lassen oder in einer Flasche kräftig schütteln.

• Beide Proben nach etwa 10, 30 und 60 Minuten sowie nach mehreren Stunden vergleichen.

• Auf gelbliche, braune oder rostfarbene Trübungen und Ablagerungen achten.

• Dunkle oder schwarze Ablagerungen können auf Mangan hindeuten, sind aber kein sicherer Nachweis.

Wird das anfangs klare Wasser nach Luftkontakt gelblich, braun oder trüb, deutet dies auf oxidierbares Eisen hin. Die beschleunigte Veränderung der geschüttelten Probe zeigt, dass Luftkontakt die Oxidation unterstützt.

Der Test beantwortet jedoch nicht, ob im geschlossenen Rohrsystem bereits genügend gelöster Sauerstoff für einen Birm-Filter vorhanden ist. Er ersetzt weder eine Sauerstoffmessung noch eine vollständige Wasseranalyse. Auch eine sichere Manganentfernung lässt sich damit nicht nachweisen.

Bleibt die Wasserprobe klar, bedeutet das ebenfalls nicht automatisch, dass kein Eisen oder Mangan vorhanden ist. Möglich sind eine geringe Belastung, eine langsame Reaktion, ein ungünstiger pH-Wert oder zu wenig Sauerstoff.

Warum wir keine einfache Belüftung vor der Birm-Anlage anbieten

Auf den ersten Blick erscheint es naheliegend, fehlenden Sauerstoff durch eine vorgeschaltete Luftdosierung auszugleichen. In einer kompakten Brunnenwasseranlage entstehen dadurch jedoch zusätzliche technische und hygienische Risiken.

Unzureichende Vermischung

Die eingetragene Luft muss sich gleichmäßig und mit ausreichender Kontaktzeit im Wasser lösen. Eine einfache Lufteinleitung erzeugt häufig größere Luftblasen, ohne eine kontrollierte Sauerstoffübertragung sicherzustellen. Für eine zuverlässige Vermischung wären zusätzliche Mischer, Kontaktbehälter und eine abgestimmte Regelung erforderlich.

Schwierige Entlüftung

Nicht gelöste Luft muss anschließend sicher aus dem System entfernt werden. Ein normaler GFK-Druckbehälter mit Zentralsteuerventil ist kein geeigneter Luftabscheider. Luftpolster können Druckschwankungen, Fließgeräusche, ungleichmäßige Durchströmung und Störungen am Zentralsteuerventil verursachen.

Vorzeitige Ausfällungen und Verschmutzungen

Sobald Luft und eisenhaltiges Wasser miteinander vermischt werden, kann die Oxidation bereits vor dem Filter beginnen. Eisen fällt dann möglicherweise in folgenden Bauteilen aus:

• Luftinjektoren

• Mischern

• Rohrleitungen

• Armaturen

• Druckbehältern

• Zentralsteuerventilen

Diese Ablagerungen führen zu Verengungen, erhöhtem Druckverlust, schwergängigen Ventilen und zusätzlichem Reinigungsaufwand.

Zusätzliche störungsanfällige Technik

Eine technisch kontrollierte Belüftung benötigt je nach Ausführung Kompressor oder Injektor, Rückschlagarmaturen, Mischer, Kontaktbehälter, Entlüftung und zusätzliche Steuerung. Jedes zusätzliche Bauteil erhöht den Wartungsbedarf und schafft weitere mögliche Störstellen.

Hygienische Risiken

Wird Umgebungsluft ohne geeignete Aufbereitung in das Wasser eingebracht, können Staub, Feuchtigkeit und Mikroorganismen in das System gelangen. Besonders bei einer geplanten Trinkwassernutzung muss eine Luftbehandlung deshalb hygienisch und technisch vollständig geplant werden.

Aus diesen Gründen bieten wir eine einfache vorgeschaltete Belüftung bei diesen kompakten Birm-Anlagen nicht als Standardlösung an.

Eisen und Mangan stellen unterschiedliche Anforderungen

Für die Enteisenung wird ein pH-Wert von mindestens 6,8 benötigt. Die Entmanganung mit Birm ist anspruchsvoller und erfordert in der Regel einen pH-Wert zwischen 8,0 und 9,0.

Sind Eisen und Mangan gleichzeitig vorhanden, sollte der pH-Wert nicht über etwa 8,5 liegen. Zu hohe pH-Werte können schwer filtrierbare Eisenverbindungen begünstigen.

Eine gute Enteisenung bedeutet daher nicht automatisch, dass auch Mangan vollständig entfernt wird. Insbesondere bei schwankenden Wasserwerten oder niedrigerem pH-Wert ist Birm für eine garantierte Entmanganung häufig nicht das geeignete Verfahren.

Unsere klare Empfehlung für eine sichere Enteisenung und Entmanganung

Wenn Eisen und Mangan zuverlässig bis auf vereinbarte Zielwerte entfernt werden müssen, sind unsere Greensand-Filteranlagen für Brunnenwasser die klare Empfehlung.

Greensand ist weniger davon abhängig, ob das Brunnenwasser bereits genügend gelösten Sauerstoff enthält. Das Filtermaterial wird mit Kaliumpermanganat regeneriert und stellt dadurch eine gezieltere und besser kontrollierbare Oxidationsleistung bereit.

Eine garantierte Aufbereitungsleistung kann nur auf Grundlage einer vollständigen, aktuellen Wasseranalyse, der vereinbarten Zielwerte und festgelegter Betriebsbedingungen ausgelegt werden.

Birm bleibt eine wirtschaftliche Lösung, wenn:

• genügend gelöster Sauerstoff vorhanden ist

• der pH-Wert im erforderlichen Bereich liegt

• Eisen und Mangan innerhalb der Einsatzgrenzen liegen

• kein Schwefelwasserstoff oder Öl vorhanden ist

• die organische Belastung niedrig ist

• eine vollständige Entfernung nicht unabhängig von den Rohwasserbedingungen garantiert werden muss

Birm als Vorfilter vor einer Greensand-Anlage

Ein Birm-Filter kann auch als wirtschaftliche Vorstufe vor einer Greensand-Anlage eingesetzt werden. Wenn der vorhandene Sauerstoff bereits einen Teil des Eisens oxidieren lässt, übernimmt Birm diese Vorabscheidung ohne chemische Regeneration.

Dadurch kann die nachgeschaltete Greensand-Anlage entlastet werden:

• geringere Eisenbelastung der Greensand-Stufe

• wirtschaftlichere Nutzung des Greensand-Filtermaterials

• geringerer Verbrauch von Kaliumpermanganat möglich

• längere Abstände zwischen den Regenerationen möglich

• zusätzliche Sicherheit bei schwankender Belastung

• Greensand übernimmt die verbleibende Eisen- und Manganentfernung

Die Birm-Stufe muss dabei hydraulisch richtig dimensioniert werden. Wird das Rückspülwasser der nachgeschalteten Greensand-Anlage durch den vorgeschalteten Birm-Filter geführt, muss der Birm-Filter auch diesen höheren Rückspülvolumenstrom verarbeiten können.

Die Auswahl darf deshalb nicht nur nach dem normalen Betriebsdurchfluss erfolgen. Alternativ ist eine getrennte Rückspülwasserversorgung oder eine geeignete hydraulische Umgehung zu planen.

Rückspülung und erforderliche Pumpenleistung

Während des Betriebs sammeln sich ausgefällte Eisen- und Manganverbindungen im Filterbett. Diese Ablagerungen müssen regelmäßig durch Rückspülung entfernt werden. Ohne ausreichende Rückspülung steigt der Druckverlust, die Filterleistung nimmt ab und das Filterbett kann verblocken.

Für die BFE-40-M werden benötigt:

• Rückspülvolumenstrom: 3,4 m³/h

• Rückspülwassermenge: ca. 850 Liter je Spülung

• Abwasserleitung: mindestens 1″

• ausreichender Zulaufdruck auch während der Rückspülung

• geeigneter freier Abfluss für das anfallende Spülwasser

Die Brunnenpumpe muss 3,4 m³/h nicht nur theoretisch, sondern auch unter Berücksichtigung von Förderhöhe, Rohrleitungsverlusten, Armaturen und Filterdruckverlust bereitstellen können.

Während der Rückspülung sollte kein Wasser entnommen werden. Das Zentralsteuerventil kann in dieser Betriebsphase unbehandeltes Wasser zum Ausgang leiten. Wenn eine unterbrechungsfreie Versorgung mit aufbereitetem Wasser erforderlich ist, muss die Anlage entsprechend erweitert oder anders ausgeführt werden.

Vormontierte und vorprogrammierte Auslieferung

Die Filteranlage wird vormontiert und mit voreingestellten Steuerungsparametern ausgeliefert. Dadurch reduziert sich der Montage- und Programmieraufwand vor Ort.

Nach der Aufstellung sind insbesondere folgende Arbeiten erforderlich:

• Rohwasser- und Reinwasserleitung anschließen

• Abwasserleitung für die Rückspülung herstellen

• elektrischen Anschluss bereitstellen

• Anschlüsse auf Dichtheit prüfen

• Uhrzeit und Rückspülzeit kontrollieren

• vollständige Erst- und Klarspülung durchführen

• Eisen- und Manganwerte nach der Inbetriebnahme prüfen

Die voreingestellte Programmierung muss zu Wasserbelastung, Nutzung und Betriebsbedingungen passen. Bei abweichenden Bedingungen sind Rückspülintervall und Spülzeiten entsprechend anzupassen.

Anschluss über den passenden Montageblock

Für die servicefreundliche Einbindung in das Rohrleitungssystem kann der Montageblock 1″ für Filteranlagen mit Panzerschläuchen verwendet werden.

Die flexiblen Panzerschläuche erleichtern das Ausrichten der Anlage und gleichen begrenzte Anschluss- und Einbautoleranzen aus. Gleichzeitig kann die Filteranlage bei Wartungsarbeiten einfacher von der fest installierten Rohrleitung getrennt werden.

Vor der Montage müssen Gewindeausführung, verfügbare Einbaumaße, Leitungsquerschnitt und zulässiger Druckverlust geprüft werden. Die Panzerschläuche sind spannungsfrei und ohne Verdrehung oder zu enge Biegeradien zu verlegen.

Lieferumfang

• vormontierte Birm-Filteranlage

• Druckbehälter mit internem Verteilersystem

• Clack-WS1-Zentralsteuerventil

• Transformator

• Rückspüldurchflussbegrenzer

• 114 Liter Birm-Filtermaterial

• 25 Liter Filterkies als Stützschicht

• werkseitig voreingestellte Steuerungsparameter

Wartung des Clack-WS1-Ventils

Eisenhaltiges Brunnenwasser kann Ablagerungen im Zentralsteuerventil verursachen. Besonders Kolben, Dichtungen und interne Wasserwege müssen deshalb regelmäßig kontrolliert werden.

Für die vorbeugende Instandhaltung ist das Wartungsset für das Clack-WS1-Ventil erhältlich.

Empfohlene Austauschintervalle:

• bei stark verschmutztem oder ungünstigem Wasser: einmal jährlich

• bei normaler Verschmutzung: alle zwei Jahre

• bei Undichtigkeiten, schwergängiger Ventilbewegung oder Schaltproblemen: unabhängig vom Intervall prüfen und bei Bedarf austauschen

Zusätzlich sollten obere Düse, Siebe, Abwasserweg und die freie Beweglichkeit des Ventilkolbens kontrolliert werden. Regelmäßige Wartung verhindert, dass Eisenablagerungen zu Störungen der Rückspülung führen.

Vergleich aller Birm-Filtergrößen

Die passende Größe wird nicht allein anhand des höchsten kurzfristigen Wasserverbrauchs ausgewählt. Auch Dauerleistung, Wasseranalyse, Filtergeschwindigkeit, Pumpenleistung und erforderlicher Rückspülvolumenstrom müssen berücksichtigt werden.

Voraussetzungen und Einsatzgrenzen

Vor dem Einsatz einer Birm-Anlage müssen mindestens folgende Bedingungen geprüft werden:

• pH-Wert für die Enteisenung mindestens 6,8

• pH-Wert für die Entmanganung in der Regel 8,0–9,0

• ausreichender gelöster Sauerstoff direkt am Filterzulauf

• Schwefelwasserstoff: nicht nachweisbar

• Öl: nicht nachweisbar

• organische Stoffe: möglichst unter 5 mg/l

• Polyphosphate: nicht vor dem Birm-Filter dosieren

• freies Chlor: unter 0,5 mg/l

• ausreichende Alkalinität

• geeignete Pumpenleistung für die Rückspülung

• ausreichend dimensionierter Abwasseranschluss

Wasseranalyse und regelmäßige Kontrolle

Eine vollständige Wasseranalyse ist die Grundlage für die richtige Anlagenauswahl. Eisen und Mangan sollten getrennt bewertet werden. Zusätzlich sind insbesondere pH-Wert, Sauerstoff, Schwefelwasserstoff, organische Belastung, Ammonium und Trübung relevant.

Für die Kontrolle vor und nach der Filteranlage können das Eisen-Messbesteck mit einem Messbereich von 0,05 bis 15 mg/l und das Mangan-Messbesteck mit einem Messbereich von 0,05 bis 1,5 mg/l eingesetzt werden.

Empfehlenswert sind Messungen:

• vor der Inbetriebnahme

• unmittelbar nach der Inbetriebnahme

• vor und nach der Filteranlage

• nach Veränderungen am Brunnen oder an der Pumpe

• bei sichtbaren Verfärbungen oder Ablagerungen

• nach Wartungsarbeiten

• regelmäßig während des Betriebs

Zusammenfassung

Die BFE-40-M ist eine wirtschaftliche Birm-Filteranlage für Betriebsdurchflüsse bis 2,7 m³/h. Sie arbeitet ohne chemische Regeneration und führt die notwendige Rückspülung automatisch über das zeitgesteuerte Clack-WS1-Ventil aus.

Voraussetzung für eine zuverlässige Funktion sind ausreichend gelöster Sauerstoff, ein geeigneter pH-Wert und eine passende Rohwasserqualität. Fehlt Sauerstoff, kann dies weder durch mehr Birm noch durch häufigeres Rückspülen ausgeglichen werden.

Für eine sicher ausgelegte und garantierte Eisen- und Manganentfernung empfehlen wir eine Greensand-Anlage auf Grundlage einer vollständigen Wasseranalyse. Als Vorfilter vor Greensand kann Birm bei geeigneten Bedingungen die nachgeschaltete Aufbereitungsstufe wirtschaftlich entlasten.