Enteisenung/Entmanganung
Birm 9,5 m³/h

Birm-Enteisenungsanlage bis 9,5 m³/h für Brunnenwasser

Die Birm-Filteranlage BFE-160-M ist die leistungsstärkste Einzelanlage dieser Baureihe. Sie ist für einen Durchfluss von 3,9 bis 9,5 m³/h ausgelegt und eignet sich damit für größere landwirtschaftliche, gewerbliche und industrielle Brauchwasseranlagen sowie für leistungsstarke Bewässerungs- und Brunnenwassersysteme.

Das Filterbett enthält 455 Liter Birm. Dieses katalytisch wirkende Filtermaterial unterstützt die Oxidation von gelöstem Eisen und hält die dabei entstehenden Eisenverbindungen im Filterbett zurück. Unter geeigneten Wasserbedingungen kann die Anlage ebenfalls zur Manganreduzierung eingesetzt werden.

Birm benötigt weder Regeneriersalz noch Kaliumpermanganat. Entscheidend sind jedoch ein geeigneter pH-Wert, ausreichend gelöster Sauerstoff und eine Brunnenpumpe, die den hohen Wasserbedarf während der Rückspülung tatsächlich bereitstellen kann.

Alle Anlagen werden vormontiert und programmiert ausgeliefert. Das Clack-Zentralsteuerventil übernimmt die automatische Rückspülung des Filterbetts.

Vorteile der BFE-160-M

• Aufbereitungsleistung von 3,9 bis 9,5 m³/h

• 455 Liter Birm-Filtermaterial

• Für größere Brunnenwasser- und Brauchwasseranlagen

• Eisenreduzierung ohne chemische Regeneration

• Unter geeigneten Bedingungen auch zur Manganreduzierung einsetzbar

• Automatische Rückspülung des Filterbetts

• Vormontierte und programmierte Ausführung

• 1½″-Anschlüsse gemäß aktueller Produktkonfiguration

• Als wirtschaftlicher Vorfilter vor einer Greensandanlage einsetzbar

• Kein Regeneriersalz und kein dadurch verursachter Natriumeintrag

Technische Daten

Die tatsächlich erreichbare Eisen- und Manganreduzierung hängt von der vollständigen Wasserzusammensetzung, dem Sauerstoffgehalt, dem pH-Wert, der Kontaktzeit und dem eingestellten Durchfluss ab. Die maximale Anlagenleistung allein ist daher keine ausreichende Grundlage für die Auswahl.

Wie entfernt Birm Eisen aus Brunnenwasser?

Eisen liegt im frisch geförderten Brunnenwasser häufig als gelöstes, zweiwertiges Eisen vor. Das Wasser kann deshalb zunächst vollkommen klar aussehen. Erst nach dem Kontakt mit Luft entstehen gelbliche oder rostbraune Trübungen, Flocken und Ablagerungen.

Eine gewöhnliche Filterkerze kann das noch gelöste Eisen nicht zuverlässig zurückhalten. Es muss zunächst oxidiert und dadurch in eine filtrierbare Form überführt werden.

Das Birm-Filtermaterial unterstützt als Katalysator die Reaktion zwischen gelöstem Eisen und dem bereits im Wasser vorhandenen Sauerstoff. Die entstehenden schwer löslichen Eisenverbindungen werden im Filterbett abgeschieden und bei der regelmäßigen Rückspülung ausgetragen.

Birm wird durch diese Reaktion normalerweise nicht verbraucht. Durch Abrieb, Austrag oder eine nicht rückspülbare Verschmutzung kann im Laufe der Betriebszeit dennoch eine Kontrolle beziehungsweise Ergänzung des Filtermaterials erforderlich werden.

Fehlender Sauerstoff: die entscheidende Einsatzgrenze

Birm erzeugt keinen Sauerstoff

Birm ist ein Katalysator. Das Material beschleunigt die Oxidation, führt dem Wasser selbst aber keinen Sauerstoff zu.

Enthält das Brunnenwasser zu wenig gelösten Sauerstoff, kann ein Teil des Eisens den Filter weiterhin in gelöster Form passieren. Das Wasser sieht unmittelbar nach der Anlage möglicherweise klar aus, verfärbt sich aber später im Vorratsbehälter, beim Austritt aus einem Regner oder nach dem Kontakt mit Umgebungsluft.

Eine größere Filteranlage löst dieses Problem nicht. Auch häufigeres Rückspülen kann den fehlenden Reaktionspartner nicht ersetzen.

Wie viel Sauerstoff benötigt Birm?

Als rechnerischer Mindestansatz gelten:

• Für 1 mg/l Eisen werden mindestens etwa 0,15 mg/l gelöster Sauerstoff benötigt.

• Für 1 mg/l Mangan werden etwa 0,29 mg/l gelöster Sauerstoff benötigt.

Bei dem für diese Anlage empfohlenen maximalen Eisengehalt von 2,5 mg/l ergibt sich allein für das Eisen ein rechnerischer Mindestbedarf von 0,375 mg/l Sauerstoff.

Dieser Wert ist lediglich der theoretische Reaktionsbedarf. Organische Stoffe und andere oxidierbare Wasserinhaltsstoffe können ebenfalls Sauerstoff verbrauchen. Zusätzlich beeinflussen pH-Wert, Wassertemperatur, Kontaktzeit und tatsächliche Filtergeschwindigkeit das Ergebnis.

Der Sauerstoffgehalt sollte daher nicht nur rechnerisch abgeschätzt, sondern unmittelbar am vorgesehenen Anlagenzulauf gemessen werden.

Warum eine eingesandte Wasserprobe problematisch sein kann

Eine Wasserprobe verändert sich nach der Entnahme. Sobald Wasser in ein Probengefäß gefüllt, geschüttelt, transportiert oder geöffnet wird, kann es Sauerstoff aus der Umgebung aufnehmen. Gleichzeitig kann bereits gelöstes Eisen oxidieren und sich an der Gefäßwand oder als Bodensatz ablagern.

Eine später im Labor gemessene Sauerstoffkonzentration muss daher nicht dem Sauerstoffgehalt im geschlossenen Brunnen- und Leitungssystem entsprechen.

Für eine belastbare Beurteilung sollte gelöster Sauerstoff möglichst direkt an der Entnahmestelle beziehungsweise unmittelbar vor dem Birm-Filter gemessen werden.

Wasserprobentest: Verhalten nach Luftkontakt beobachten

Mit einem einfachen Vergleichstest lässt sich beobachten, wie das Brunnenwasser auf Luftkontakt reagiert. Der Test ersetzt keine Wasseranalyse und keine Sauerstoffmessung, liefert aber hilfreiche Hinweise.

Durchführung

1. Lassen Sie das Brunnenwasser zunächst laufen, bis frisches Wasser aus dem Brunnen an der Entnahmestelle ankommt.

2. Füllen Sie ein sauberes, durchsichtiges Glas möglichst ruhig bis knapp unter den Rand.

3. Füllen Sie eine zweite Probe in eine saubere, durchsichtige Flasche. Die Flasche sollte ungefähr zur Hälfte gefüllt sein.

4. Verschließen Sie die Flasche und schütteln Sie sie kräftig. Dadurch wird das Wasser intensiv mit Luft vermischt.

5. Stellen Sie beide Proben nebeneinander.

6. Fotografieren Sie die Proben sofort sowie nach etwa 10, 30 und 60 Minuten.

7. Kontrollieren Sie die Proben nochmals nach einigen Stunden und am folgenden Tag.

8. Notieren Sie Farbveränderungen, Trübungen, Flocken und Ablagerungen.

Auswertung

Eine gelbliche bis rostbraune Verfärbung spricht häufig für oxidierendes Eisen. Dunkelbraune oder schwarze Ablagerungen können auf Mangan hinweisen, sind allein aber kein sicherer Nachweis.

Verändert sich die geschüttelte Probe schneller oder stärker als die ruhig gefüllte Probe, zeigt dies, dass zusätzlicher Luftkontakt die Oxidation fördert. Das kann ein Hinweis auf einen geringen Sauerstoffgehalt im frisch geförderten Wasser sein.

Bleiben beide Proben klar, ist damit weder Eisen noch Mangan ausgeschlossen. Gelöste Stoffe können unter den Bedingungen des Tests weiterhin in Lösung bleiben. Der Wasserprobentest beweist deshalb nicht, dass Birm funktionieren wird, und ersetzt insbesondere keine fachgerechte Messung des gelösten Sauerstoffs.

Eisen und Mangan lassen sich während der Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb mit einem geeigneten Eisen-Messbesteck und einem Mangan-Messbesteck kontrollieren.

Voraussetzungen für die Eisen- und Manganreduzierung

Für die Eisenreduzierung sollte der pH-Wert mindestens 6,8 betragen. Für eine wirksame Manganoxidation mit Birm ist normalerweise ein deutlich höherer pH-Wert von etwa 8,0 bis 9,0 erforderlich.

Sollen Eisen und Mangan gleichzeitig entfernt werden, sollte der pH-Wert nicht über etwa 8,5 liegen. Bei höheren Werten können schwer filtrierbare Eisenverbindungen entstehen.

Im Rohwasser sollten außerdem kein Schwefelwasserstoff, kein Öl und keine Polyphosphate vorhanden sein. Auch organische Belastungen, freie Kohlensäure, Chloride, Sulfate und weitere Wasserinhaltsstoffe können die Reaktion beeinträchtigen.

Eine vollständige Wasseranalyse sollte deshalb mindestens folgende Werte enthalten:

• Eisen

• Mangan

• pH-Wert

• gelöster Sauerstoff am Anlagenzulauf

• Ammonium

• Nitrit und Nitrat

• Wasserhärte und Alkalinität

• Leitfähigkeit

• organische Belastung beziehungsweise Oxidierbarkeit

• Schwefelwasserstoff bei entsprechendem Geruch

• mikrobiologische Parameter bei vorgesehener Trinkwassernutzung

Warum wir keine einfache Belüftung anbieten

Eine einfache Lufteinspeisung vor dem Filter klingt zunächst nach einer unkomplizierten Lösung für fehlenden Sauerstoff. In der Praxis reicht es jedoch nicht aus, lediglich Luft in eine Rohrleitung einzublasen.

Damit eine Belüftungsstufe zuverlässig funktioniert, müssen Luftmenge, Vermischung, Kontaktzeit, Reaktionsstrecke und Entlüftung auf das Wasser und den tatsächlichen Durchfluss abgestimmt werden. Bei unzureichender Vermischung entstehen große Luftblasen, ohne dass genügend Sauerstoff in das Wasser übergeht.

Eine nicht kontrollierte Belüftung kann außerdem folgende Probleme verursachen:

• Luftpolster in Rohrleitungen und Druckbehältern

• ungleichmäßiger Durchfluss durch den Filter

• Störungen an Pumpen, Ventilen und Durchflussmessern

• notwendige, aber häufig unzureichende Entlüftung

• Eisenablagerungen bereits in Mischern, Düsen und Rohrleitungen

• Verstopfung von Belüftungsdüsen und Armaturen

• Verschleppung ausgefällter Eisenflocken in nachgeschaltete Bauteile

• zusätzliche Kompressoren, Magnetventile und Steuerungskomponenten

• Kondensatbildung und regelmäßiger Wartungsbedarf

• erhöhtes Verschmutzungs- und Störungsrisiko

• hygienische Risiken bei offenen Behältern oder ungefilterter Ansaugluft

Eine fachgerecht ausgelegte Oxidationsstufe ist deshalb eine eigene verfahrenstechnische Anlage und keine einfache Ergänzung aus Belüftungsdüse und Entlüfter. Solche Systeme sind vergleichsweise wartungsintensiv und reagieren empfindlich auf wechselnde Brunnenwasserwerte.

Aus diesen Gründen bieten wir keine einfache Belüftung als pauschale Lösung für Birm-Anlagen an.

Unsere Empfehlung für eine planbare Enteisenung und Entmanganung

Wenn Eisen und Mangan zuverlässig bis zu vereinbarten Ablaufwerten entfernt werden müssen, sind unsere Greensand-Filteranlagen für Brunnenwasser die klare Empfehlung.

Greensand wird chemisch regeneriert und ist dadurch weniger vom natürlich vorhandenen Sauerstoff im Brunnenwasser abhängig. Das Verfahren eignet sich besonders bei anspruchsvollen Wasserwerten, erhöhten Eisen- oder Mangankonzentrationen sowie bei verbindlich geforderten Zielwerten.

Eine garantierte Aufbereitungsleistung kann jedoch nur auf Grundlage einer vollständigen und aktuellen Wasseranalyse, der vereinbarten Durchflussleistung und klar definierter Betriebsbedingungen zugesagt werden.

Birm als wirtschaftlicher Vorfilter vor einer Greensandanlage

Bei geeigneter Wasserqualität kann die BFE-160-M als Vorfilter vor einer Greensandanlage eingesetzt werden. Der Birm-Filter übernimmt dann einen Teil der Eisenbelastung, bevor das Wasser in die Greensandstufe gelangt.

Dadurch können sich folgende wirtschaftliche Vorteile ergeben:

• geringere Eisenbelastung der Greensandstufe

• längere Laufzeiten zwischen den Regenerationen

• geringerer Verbrauch an Kaliumpermanganat

• weniger Ablagerungen im nachgeschalteten Filter

• Entlastung des Greensand-Filterbetts

• stabilerer Betrieb bei wechselnder Belastung

Voraussetzung ist, dass das Rohwasser für Birm geeignet ist und ausreichend Sauerstoff enthält. Der Birm-Filter ersetzt die Greensandanlage nicht, wenn verbindliche Ablaufwerte erreicht werden müssen.

Bei der hydraulischen Auslegung muss außerdem berücksichtigt werden, ob das Rückspülwasser der Greensandanlage durch den vorgeschalteten Birm-Filter fließt. Der dabei auftretende Durchfluss darf die zulässige Betriebsleistung des Birm-Filters nicht überschreiten. Gegebenenfalls ist eine separate Rückspülwasserversorgung oder eine geeignete Bypassführung erforderlich.

Rückspülung und Anforderungen an die Brunnenpumpe

Die BFE-160-M benötigt während der Rückspülung einen Durchfluss von 12 m³/h. Das ist deutlich mehr als der maximale Aufbereitungsdurchfluss von 9,5 m³/h.

Die Brunnenpumpe muss diese Wassermenge bei dem an der Anlage erforderlichen Fließdruck bereitstellen können. Die reine Nennleistung der Pumpe genügt zur Beurteilung nicht. Entscheidend ist die tatsächlich verfügbare Fördermenge unter Berücksichtigung von Förderhöhe, Rohrlänge, Rohrdurchmesser, Armaturen und Druckverlusten.

Pro Rückspülung fallen ungefähr 3 m³ Abwasser an. Die Abwasserleitung ist ohne Querschnittsverengung, Knicke oder unnötige Höhenführung zu verlegen. Auch der Kanal beziehungsweise die vorgesehene Ableitung muss 12 m³/h sicher aufnehmen können.

Während der Rückspülung steht bei einer Einzelanlage kein aufbereitetes Wasser zur Verfügung. Ohne zusätzliche Absperrung kann unbehandeltes Rohwasser zum Ausgang gelangen. Das passende Clack No-Bypass-Ventil 1,5″ verhindert diesen Rohwasserdurchgang. Während der Rückspülung wird die nachgeschaltete Versorgung dann allerdings vollständig unterbrochen.

Für eine unterbrechungsfreie Reinwasserversorgung sind eine entsprechend ausgelegte Doppelanlage oder ein ausreichend dimensionierter Reinwasserbehälter erforderlich.

Anschluss über eine Montage- oder Bypassgruppe

Die Anlage kann grundsätzlich über eine passend dimensionierte Montage- beziehungsweise Bypassgruppe an das Rohrleitungsnetz angeschlossen werden. Die Anschlussgruppe muss dieselbe Nennweite wie das gelieferte Zentralsteuerventil besitzen und für den Betriebs- sowie den Rückspüldurchfluss geeignet sein.

Für die auf der Produktseite genannte 1½″-Ausführung ist eine ausreichend dimensionierte 1½″-Anschlussgruppe erforderlich. Die im Shop angebotenen 1″- und 1¼″-Montageblöcke sind für diese Anlage nicht geeignet. Eine Reduzierung auf kleinere Anschlussquerschnitte kann den Druckverlust erhöhen und insbesondere die notwendige Rückspülleistung begrenzen.

Vor Bestellung der Anschlussgruppe sollte die tatsächlich gelieferte Ventil- und Anschlussgröße bestätigt werden.

Empfohlen werden außerdem:

• Absperrarmaturen vor und nach der Anlage

• Bypassleitung für Wartungsarbeiten

• Manometer vor und nach dem Filter

• Probenahmestellen im Roh- und Reinwasser

• Spülmöglichkeit in der Rohwasserleitung

• spannungsfreie Abstützung der Rohrleitungen

• ausreichend dimensionierte Abwasserleitung

• dauerhafte und abgesicherte Stromversorgung

Vormontiert und programmiert geliefert

Die Filteranlage wird vormontiert und programmiert ausgeliefert. Die Grundeinstellung des Clack-Zentralsteuerventils ist bereits hinterlegt.

Bauseits erforderlich bleiben:

• Aufstellung auf einem ebenen, tragfähigen Untergrund

• hydraulischer Anschluss von Roh- und Reinwasser

• Anschluss der Abwasserleitung

• elektrischer Anschluss

• Prüfung der programmierten Rückspülzeiten

• langsames Befüllen und vollständiges Entlüften

• Dichtigkeits- und Druckprüfung

• Erstspülung bis zum klaren Ablauf

• Anpassung der Rückspülintervalle an die tatsächliche Belastung

Die Rückspülintervalle müssen zur Eisenbelastung, zum Wasserverbrauch und zum entstehenden Druckverlust passen. Zu lange Intervalle können das Filterbett zusetzen. Unnötig kurze Intervalle erhöhen dagegen den Wasserverbrauch.

Wartung des Clack-Zentralsteuerventils

Eisenhaltiges Brunnenwasser kann Ablagerungen im Zentralsteuerventil verursachen. Besonders Steuerkolben, Dichtungs- und Distanzringkorb sowie wasserführende Kanäle müssen deshalb regelmäßig kontrolliert werden.

Für die auf der Produktseite genannte WS1.5-Ausführung ist das Wartungsset für Clack WS1.25 und WS1.5 vorgesehen. Es enthält die wesentlichen Verschleißteile für den Steuerkolbenbereich.

Empfohlene Austauschintervalle:

• Bei stark eisenhaltigem, verschmutztem oder zu Ablagerungen neigendem Wasser: einmal jährlich

• Bei normaler Verschmutzung und stabilen Betriebsbedingungen: alle zwei Jahre

• Bei Undichtigkeiten, ständigem Wasserfluss zum Kanal oder Schaltproblemen: sofortige Kontrolle

Zusätzlich sollten der Injektor und das Sieb der oberen Düse mindestens alle sechs Monate gereinigt werden. Die tatsächlichen Wartungsintervalle richten sich nach Rohwasserqualität, Betriebsstunden und Anlagenbelastung.

Größenvergleich der Birm-Filteranlagen

Die Auswahl richtet sich nicht ausschließlich nach dem maximalen Wasserverbrauch. Ebenso wichtig sind Wasseranalyse, gewünschte Ablaufqualität, gleichzeitig betriebene Entnahmestellen, verfügbare Pumpenleistung und Abwasserkapazität.