Enteisenung/Entmanganung
Birm 4,8 m³/h

Birm-Enteisenungsanlage bis 4,8 m³/h – BFE-70-M

Die Birm-Filteranlage BFE-70-M dient zur Aufbereitung von Brunnen- und Grundwasser mit gelöstem Eisen. Unter geeigneten Wasserbedingungen kann sie auch zur Reduzierung von Mangan eingesetzt werden. Der Betriebsdurchfluss liegt zwischen 1,8 und 4,8 m³/h.

Diese Baugröße ist innerhalb der Birm-Serie die erste Ausführung mit einem Clack-WS1.25-Zentralsteuerventil und 1¼″-Anschlüssen. Der größere Anschlussquerschnitt ist besonders bei höheren Durchflussleistungen wichtig, damit unnötige Druckverluste durch zu klein dimensionierte Armaturen und Anschlussleitungen vermieden werden.

Die automatische, zeitgesteuerte Rückspülung trägt ausgefälltes Eisen und zurückgehaltene Feststoffe aus dem Filterbett aus. Eine chemische Regeneration des Birm-Materials ist nicht erforderlich.

Die wichtigsten Vorteile

• Betriebsdurchfluss von 1,8 bis 4,8 m³/h

• Clack-WS1.25-Zentralsteuerventil

• 1¼″-Anschlüsse für höhere Durchflussleistungen

• automatische, zeitgesteuerte Rückspülung

• 198 Liter Birm-Filtermaterial

• keine Regenerationschemikalien erforderlich

• geeignet zur Enteisenung bei passenden Wasserwerten

• bedingte Entmanganung bei geeignetem pH-Wert und ausreichendem Sauerstoff

• als wirtschaftliche Vorfilterstufe vor einer Greensand-Anlage einsetzbar

• vormontierte und mit voreingestellten Steuerungsparametern gelieferte Anlage

Technische Daten BFE-70-M

Wie funktioniert die Enteisenung mit Birm?

Im Brunnenwasser liegt Eisen häufig als gelöstes zweiwertiges Eisen Fe²⁺ vor. In diesem Zustand ist es mit einem normalen Partikelfilter nicht zuverlässig abtrennbar.

Das eingesetzte BIRM-Filtermaterial wirkt als Katalysator. Es beschleunigt die Reaktion zwischen dem im Wasser gelösten Sauerstoff und dem gelösten Eisen. Dabei entsteht unlösliches Eisenhydroxid, das im Filterbett zurückgehalten und bei der nächsten Rückspülung ausgespült wird.

Birm ist jedoch kein Oxidationsmittel und führt dem Wasser keinen Sauerstoff zu. Das Material kann nur mit dem Sauerstoff arbeiten, der bereits im Rohwasser vorhanden ist. Genau deshalb ist der Sauerstoffgehalt der wichtigste Prüfwert bei der Auslegung einer Birm-Anlage.

Fehlender Sauerstoff ist die häufigste Ursache für unzureichende Ergebnisse

Für die Oxidation müssen mindestens folgende Mengen gelösten Sauerstoffs vorhanden sein:

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

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

Beispiel: Enthält das Wasser 2,0 mg/l Eisen und 0,3 mg/l Mangan, ergibt sich ein rechnerischer Mindestbedarf von rund 0,39 mg/l gelöstem Sauerstoff. Weitere oxidierbare Wasserinhaltsstoffe können zusätzlichen Sauerstoff verbrauchen. Der berechnete Mindestwert ist deshalb noch keine Leistungsgarantie.

Ist zu wenig Sauerstoff vorhanden, wird das gelöste Eisen nicht vollständig oxidiert. Ein Teil bleibt in gelöster Form und kann das Filterbett passieren. Eine größere Anlage, mehr Birm-Material oder eine häufigere Rückspülung können einen Sauerstoffmangel nicht ausgleichen.

Der Sauerstoff sollte möglichst direkt am vorgesehenen Filterzulauf und unter realistischen Betriebsbedingungen gemessen werden. Eine transportierte oder längere Zeit offen stehende Wasserprobe kann Sauerstoff aus der Umgebungsluft aufnehmen. Der später gemessene Wert entspricht dann unter Umständen nicht mehr dem tatsächlichen Zustand des geförderten Brunnenwassers.

Praktischer Test mit einer frischen Wasserprobe

Ein einfacher Vergleichstest kann einen ersten Hinweis darauf geben, wie das Wasser auf Luftkontakt reagiert:

1. Zwei saubere, durchsichtige Gläser unmittelbar am Brunnen oder am vorgesehenen Anlagenzulauf mit frischem Wasser füllen.

2. Das erste Glas möglichst ruhig befüllen, sofort verschließen und stehen lassen.

3. Das zweite Glas kräftig schütteln oder mehrfach umgießen, damit intensiver Luftkontakt entsteht.

4. Beide Proben nach etwa 10, 30 und 60 Minuten sowie später noch einmal vergleichen.

5. Auf Farbveränderungen, Trübungen und Ablagerungen achten.

Wird vor allem die belüftete Probe gelb, braun oder trüb, deutet dies darauf hin, dass gelöstes Eisen durch Luftsauerstoff oxidiert und ausfällt. Dunkle oder schwarze Ablagerungen können auf Mangan hindeuten, sind aber kein sicherer Nachweis.

Bleiben beide Proben klar, schließt das Eisen oder Mangan nicht aus. Die Reaktion kann aufgrund eines niedrigen pH-Wertes, fehlenden Sauerstoffs, organischer Belastungen oder komplex gebundener Metalle sehr langsam ablaufen.

Der Glastest ist daher nur eine Orientierung. Er ersetzt weder die Messung des gelösten Sauerstoffs noch eine vollständige Wasseranalyse und erlaubt keine verbindliche Aussage über die spätere Filterleistung.

Besondere Bedingungen bei der Entmanganung

Mangan lässt sich mit Birm wesentlich schwieriger entfernen als Eisen. Für eine ausreichende Entmanganung ist in der Regel ein pH-Wert zwischen 8,0 und 9,0 erforderlich. Sind Eisen und Mangan gleichzeitig vorhanden, sollte der pH-Wert möglichst unter 8,5 bleiben, weil sich bei höheren Werten schwer filtrierbare Eisenverbindungen bilden können.

Vor dem Einsatz müssen insbesondere folgende Bedingungen geprüft werden:

• Eisen- und Mangankonzentration

• gelöster Sauerstoff unmittelbar am Anlagenzulauf

• pH-Wert

• organische Belastung

• Schwefelwasserstoff

• Öl und andere Verunreinigungen

• freies Chlor und Polyphosphate

• tatsächlich benötigter Spitzenvolumenstrom

• Pumpenleistung während der Rückspülung

• gewünschte Wasserqualität nach der Aufbereitung

Für Betriebskontrollen stehen ein Eisen-Messbesteck mit einem Messbereich von 0,05 bis 15 mg/l und ein separates Mangan-Messbesteck mit einem Messbereich von 0,05 bis 1,5 mg/l zur Verfügung. Die Messungen helfen bei der Kontrolle vor und nach der Filteranlage, ersetzen jedoch keine vollständige Rohwasseranalyse.

Unsere klare Empfehlung bei geforderten Zielwerten: Greensand

Wenn Eisen und Mangan zuverlässig bis zu vereinbarten Zielwerten entfernt werden müssen, empfehlen wir eine entsprechend ausgelegte Greensand-Anlage zur Enteisenung und Entmanganung.

Greensand stellt die erforderliche Oxidationswirkung über das Filtermaterial und die Regeneration mit Kaliumpermanganat bereit. Das Verfahren ist dadurch weniger vom natürlich vorhandenen Sauerstoffgehalt des Brunnenwassers abhängig und insbesondere bei Mangan, schwankender Rohwasserqualität oder unbekannten Sauerstoffverhältnissen besser kontrollierbar.

Eine garantierte Aufbereitungsleistung kann nur auf Grundlage einer vollständigen aktuellen Wasseranalyse, der vereinbarten Zielwerte und definierter Betriebsbedingungen zugesagt werden. Dazu gehören insbesondere Durchfluss, Pumpenleistung, Rückspülung, pH-Wert und eine geeignete Anlagenkonfiguration.

Birm als wirtschaftlicher Vorfilter vor einer Greensand-Anlage

Birm kann auch als Vorfilter vor einer Greensand-Anlage eingesetzt werden. Diese Kombination ist wirtschaftlich interessant, wenn ein ausreichend großer Anteil des Eisens bereits mit dem natürlich vorhandenen Sauerstoff oxidiert werden kann.

Die Birm-Stufe übernimmt dann den einfach entfernbaren Eisenanteil ohne chemische Regeneration. Dadurch wird die nachgeschaltete Greensand-Anlage geringer belastet. Je nach Wasseranalyse und Anlagenbetrieb können sich daraus folgende Vorteile ergeben:

• geringere Eisenbelastung des Greensand-Filterbetts

• längere Abstände zwischen den Regenerationen

• geringerer Verbrauch an Kaliumpermanganat

• geringere Ablagerungsbelastung in der nachgeschalteten Stufe

• wirtschaftlichere Behandlung größerer Wassermengen

• Greensand bleibt als Sicherheits- und Entmanganungsstufe erhalten

Die Birm-Anlage ersetzt dabei nicht die Greensand-Stufe. Sie entfernt nur den Anteil, der unter den vorhandenen Sauerstoff- und pH-Bedingungen tatsächlich oxidiert werden kann.

Wichtig ist außerdem die hydraulische Auslegung: Muss das Rückspülwasser der nachgeschalteten Greensand-Anlage durch den vorgeschalteten Birm-Filter fließen, muss die Birm-Anlage auch für diesen höheren Rückspüldurchfluss ausgelegt sein. Reicht die Leistung nicht aus, sind eine größere Vorfilteranlage, eine getrennte Rückspülwasserversorgung oder eine geeignete Bypasslösung erforderlich.

Warum wir keine einfache Belüftung anbieten

Eine Luftdosierung wird häufig als einfache Lösung für sauerstoffarmes Brunnenwasser dargestellt. Für einen dauerhaft sicheren Betrieb reicht es jedoch nicht aus, lediglich Luft in die Wasserleitung einzusaugen.

Eine fachgerechte Oxidation mit Luft benötigt eine definierte Vermischung, ausreichende Kontaktzeit und eine kontrollierte Abscheidung der überschüssigen Luft. Ein normaler GFK-Filterbehälter mit oben montiertem Zentralsteuerventil ist kein Luftabscheider und lässt sich nicht wie ein dafür gebauter Reaktions- und Entgasungsbehälter betreiben.

Bei einfachen Belüftungslösungen können folgende Probleme auftreten:

• ungleichmäßige Vermischung von Wasser und Luft

• zu kurze Reaktionszeit für eine vollständige Oxidation

• Luftpolster im Filterbehälter

• Störungen durch nicht kontrolliert abgeführte Luft

• vorzeitige Eisenausfällung in Rohrleitungen und Armaturen

• Ablagerungen in Mischern, Injektoren und Zentralsteuerventilen

• Verstopfungen und zunehmende Druckverluste

• Eintrag ungefilterter Umgebungsluft mit zusätzlichem Hygienerisiko

• höherer Wartungsaufwand

• zusätzliche Fehlerquellen durch Kompressor, Injektor, Kontaktbehälter, Entlüftung und Steuerung

Aus diesen Gründen bieten wir eine einfache Belüftung nicht als Standardergänzung zu dieser Birm-Anlage an. Eine technisch saubere Belüftungsanlage ist ein eigenständiges Aufbereitungsverfahren mit Mischer, Reaktionsstrecke oder Kontaktbehälter, Luftabscheidung, geeigneter Filtration und regelmäßiger Wartung.

Bei zu wenig Sauerstoff oder schwankenden Rohwasserwerten ist eine passend ausgelegte Greensand-Anlage in der Regel die betriebssicherere Lösung.

Automatische Rückspülung und erforderliche Pumpenleistung

Die Rückspülung erfolgt zeitgesteuert über das Clack-WS1.25-Zentralsteuerventil. Dabei wird das Filterbett von unten nach oben durchströmt. Abgelagerte Eisenverbindungen und zurückgehaltene Feststoffe werden gelöst und über den Abwasseranschluss ausgetragen.

Für eine wirksame Rückspülung muss die Brunnenpumpe am Anlagenzulauf einen Volumenstrom von 6,0 m³/h bereitstellen. Dabei müssen der vorhandene Gegendruck sowie Druckverluste durch Rohrleitungen, Armaturen, Montageblock und Abwasserleitung berücksichtigt werden.

Pro Rückspülung fallen ungefähr 1,5 m³ Spülwasser an. Die Abwasserleitung und die vorgesehene Ableitung müssen für diesen Volumenstrom geeignet sein.

Während der Rückspülung sollte kein Wasser entnommen werden. Bei der serienmäßigen Ventilausführung kann während des Spülvorgangs unbehandeltes oder mit Spülwasser belastetes Wasser zum Ausgang gelangen. Wird während der Rückspülung zwingend eine sichere Wasserversorgung benötigt, muss eine dafür geeignete Anlagen- und Ventilkonfiguration gesondert geplant werden.

Vormontiert und programmiert geliefert

Die Anlage wird vormontiert und mit voreingestellten Steuerungsparametern ausgeliefert. Dadurch beschränken sich die Arbeiten vor Ort im Wesentlichen auf:

• standsichere Aufstellung

• hydraulischen Anschluss von Roh- und Reinwasser

• Anschluss der ausreichend dimensionierten Abwasserleitung

• elektrischen Anschluss

• Einstellung der aktuellen Uhrzeit

• Druck- und Dichtheitsprüfung

• kontrollierte Erstinbetriebnahme

• Rückspülung und Klarspülung bis zum klaren Ablauf

• Prüfung der Wasserwerte nach der Inbetriebnahme

Die voreingestellten Rückspülparameter müssen zur tatsächlichen Wasserqualität, Nutzung und Belastung passen. Ändern sich Rohwasserwerte oder Betriebsbedingungen, sind Rückspülintervall und Anlagenbetrieb entsprechend zu überprüfen.

Anschluss über den passenden 1¼″-Montageblock

Für die Einbindung in die Wasserleitung kann der Montageblock 1¼″ mit Bypass und Panzerschläuchen verwendet werden. Die Anschlussgröße passt zum Clack-WS1.25-Ventil dieser Anlage.

Der Montageblock erleichtert die fachgerechte Einbindung und ermöglicht es, die Filteranlage für Wartungsarbeiten vom Wasserstrom zu trennen. Die flexiblen Panzerschläuche vereinfachen die spannungsfreie Ausrichtung zwischen fester Rohrleitung und Anlage.

Bei der Installation sind der freie Schlauchquerschnitt, die zulässigen Biegeradien und die benötigte Rückspülleistung zu beachten. Zu kleine Rohrleitungen oder Armaturen können verhindern, dass die erforderlichen 6,0 m³/h für die Rückspülung erreicht werden.

Wartung des Clack-WS1.25-Ventils

Eisen, Mangan und Feststoffe können sich im Zentralsteuerventil ablagern und Dichtungen sowie Kolben belasten. Für diese Baugröße ist das Wartungsset für Clack WS1.25 und WS1.5 vorgesehen. Das kleinere Wartungsset für Clack WS1 ist für diese Anlage nicht passend.

Empfohlene Austauschintervalle:

• bei schlechtem, stark eisenhaltigem oder deutlich verschmutztem Wasser: einmal jährlich

• bei normaler Verschmutzung und stabilen Betriebsbedingungen: alle zwei Jahre

• bei Undichtigkeiten, schwergängigen Schaltvorgängen oder unvollständiger Rückspülung: sofortige Kontrolle

Zusätzlich sollten Injektor, Düsen, Abwasserbegrenzer und bewegliche Ventilteile regelmäßig kontrolliert und gereinigt werden. Manometer vor und nach der Filteranlage erleichtern die Überwachung des Differenzdrucks und machen eine zunehmende Beladung des Filterbetts frühzeitig sichtbar.

Welche Birm-Anlagengröße passt?

Der maximale Betriebsdurchfluss allein reicht für die Auswahl nicht aus. Entscheidend ist, ob die Brunnenpumpe auch den wesentlich höheren Rückspüldurchfluss bei ausreichendem Druck bereitstellen kann.

Eine größere Birm-Anlage verbessert die hydraulische Belastbarkeit und erhöht die verfügbare Filterfläche. Sie ersetzt jedoch weder fehlenden Sauerstoff noch einen ungeeigneten pH-Wert. Die Auswahl muss deshalb immer aus Wasseranalyse, Spitzenverbrauch, Pumpenleistung und erforderlicher Rückspülleistung erfolgen.

Angaben für die technische Prüfung

Für eine belastbare Anlagenbewertung benötigen wir:

• vollständige aktuelle Wasseranalyse

• Eisen- und Mangankonzentration

• pH-Wert

• möglichst direkt am Filterzulauf gemessenen Sauerstoffgehalt

• Verwendungszweck als Garten-, Brauch-, Betriebs- oder Trinkwasser

• gewünschte Wasserqualität nach der Aufbereitung

• benötigten Dauer- und Spitzendurchfluss

• tägliche Wasserentnahme

• Förderleistung und Kennlinie der Brunnenpumpe

• verfügbaren Fließdruck

• Leitungsquerschnitte und Leitungslängen

• vorhandenen Abwasseranschluss

• nachgeschaltete Aufbereitungsanlagen

• geplanten Einsatz als Vorfilter vor einer Greensand-Anlage

Erst anhand dieser Daten lässt sich beurteilen, ob Birm für das vorhandene Brunnenwasser geeignet ist oder ob eine Greensand-Anlage die technisch sicherere Lösung darstellt.