BIRM Filtermaterial
zur Reduzierung von Eisen und Mangan

BIRM Filtermaterial zur Reduzierung von Eisen und Mangan

BIRM ist ein Filtermaterial zur Reduzierung von Eisen und Mangan aus Wasser. Es wirkt als inertes Katalysatormedium und unterstützt die Oxidation von gelöstem zweiwertigem Eisen zu unlöslichem dreiwertigem Eisen. Das ausgefällte Eisenhydroxid kann anschließend im Filterbett zurückgehalten und durch Rückspülung ausgetragen werden.

BIRM benötigt dafür passende Wasserbedingungen. Entscheidend ist, dass im Wasser ausreichend gelöster Sauerstoff vorhanden ist. Ohne ausreichende Oxidation kann BIRM gelöstes Eisen und Mangan nicht zuverlässig entfernen. Deshalb sollte BIRM nicht ohne Wasseranalyse und Bewertung der Betriebsbedingungen eingesetzt werden.

Einsatzbereich von BIRM

BIRM wird eingesetzt, wenn Eisen und unter passenden Bedingungen auch Mangan reduziert werden sollen. Der Schwerpunkt liegt auf katalytisch unterstützter Oxidation und anschließender Filtration, nicht auf chemischer Regeneration.

Typische Anwendungen:

• Reduzierung von Eisen aus Brunnenwasser
• Reduzierung von Mangan bei passenden Wasserbedingungen
• Brunnenwasseraufbereitung
• Prozesswasseraufbereitung
• Brauchwasseraufbereitung
• Vorbehandlung vor nachgeschalteten Anlagen
• Reduzierung von Verfärbungen durch Eisen
• Reduzierung von Ablagerungen durch Eisenhydroxid
• Einsatz in Druckfiltern
• Einsatz in Schwerkraftfiltern

Die konkrete Eignung hängt von Eisenwert, Manganwert, Sauerstoffgehalt, pH-Wert, organischer Belastung, Schwefelwasserstoff, Öl, Durchfluss, Rückspülleistung und gewünschter Wasserqualität ab.

Wirkprinzip und Sauerstoffbedarf

In vielen Grundwässern liegt Eisen zunächst gelöst als Fe²⁺ vor. In dieser Form ist Eisen nicht einfach mechanisch filtrierbar. BIRM katalysiert die Reaktion zwischen gelöstem Sauerstoff und gelöstem Eisen. Dabei entsteht unlösliches Eisenhydroxid, das im Filterbett zurückgehalten werden kann.

Der Sauerstoffgehalt ist deshalb der zentrale Prüfpunkt. Die Produktseite nennt, dass mindestens 15 % des Eisenwertes als gelöster Sauerstoff vorhanden sein sollte. Ist dieser Sauerstoffanteil nicht vorhanden, kann eine vorgeschaltete Belüftung erforderlich werden.

In der Praxis ist eine Luftdosierung oder Belüftung jedoch kritisch zu bewerten. Durch ungefilterte Luft kann ein erhöhtes Verkeimungsrisiko entstehen. Außerdem können Eisen und Mangan bereits ab der Luftdosierung in Rohrleitungen, Armaturen oder Zentralsteuerventilen ausfallen. Bei einfachen GFK-Drucktanks mit Zentralsteuerventil ist eine saubere Entlüftung zudem technisch nur eingeschränkt sinnvoll umsetzbar.

pH-Wert und Manganentfernung

Für die Eisenentfernung sollte der pH-Wert laut Produktseite mindestens 6,8 betragen. Für die Manganentfernung wird ein pH-Wert von 8,0–9,0 als ideal genannt.

Das ist ein wichtiger Unterschied zu einer einfachen mechanischen Filtration. Bei zu niedrigem pH-Wert kann die Reaktion unzureichend sein. Besonders Mangan ist bei niedrigeren pH-Werten deutlich schwieriger zu entfernen.

Wenn der pH-Wert zu niedrig ist, muss eine vorgeschaltete Entsäuerung oder pH-Wert-Anhebung geprüft werden. Dafür können je nach Wasseranalyse Entsäuerungsmaterialien wie Calcite Calciumcarbonat, Juraperle, Semidol K1, Semidol K2, Akdolit Magno-Dol CM1, Akdolit Magno-Dol CM2 oder Akdolit Hydrolit CA relevant sein.

Unterschied zu Greensand Plus

Greensand Plus ist ebenfalls ein Filtermaterial zur Entfernung von Eisen und Mangan, arbeitet aber anders. Greensand Plus besitzt eine Mangandioxid-Beschichtung und wird mit Kaliumpermanganat regeneriert.

BIRM benötigt keine Regenerationschemikalie, ist dafür aber stärker von den vorhandenen Wasserbedingungen abhängig. Besonders Sauerstoffgehalt, pH-Wert, organische Belastung und Schwefelwasserstoff entscheiden, ob das Material zuverlässig arbeiten kann.

Greensand Plus ist bei vielen Brunnenwässern besser kontrollierbar, weil das Material über Kaliumpermanganat regeneriert wird und die Oxidationsleistung gezielter bereitgestellt werden kann. Bei Greensand-Anlagen ist die vollautomatische kapazitätsgesteuerte Regeneration zu berücksichtigen.

BIRM kann eine wirtschaftliche Lösung sein, wenn die Wasserbedingungen passen. Bei unbekanntem Sauerstoffanteil, gelöstem Eisen, Manganproblematik oder schwankenden Wasserwerten sollte Greensand Plus technisch mitgeprüft werden.

Abgrenzung zu Quarzkies und Filter AG Plus

Quarzkies Filtersand 3,15–5,6 mm wird häufig als Stützschicht oder mechanisches Filtermaterial eingesetzt. Quarzkies kann bereits ausgefällte Eisenpartikel zurückhalten, entfernt aber gelöstes Eisen oder Mangan nicht zuverlässig ohne passende Vorreaktion.

Filter AG Plus ist ein mechanisches Tiefenfiltermedium zur Reduzierung von Trübstoffen und suspendierten Feststoffen. Es kann partikuläre Belastungen reduzieren, ersetzt aber keine gezielte Oxidation von gelöstem Eisen oder Mangan.

BIRM ist daher kein normaler Kiesfilter und kein reines Tiefenfiltermedium. Es ist ein katalytisch wirkendes Filtermaterial, dessen Funktion stark von Sauerstoff und pH-Wert abhängt.

Abgrenzung zu Aktivkohle

Aktivkohle FA 100, Aktivkohle Norit PK 1-3 und Aktivkohle GAC C 830 sind Adsorptionsmedien. Sie werden eingesetzt, wenn organische Stoffe, Geruch, Geschmack, Chlor, Ozon, THM, AOX oder andere adsorbierbare Stoffe reduziert werden sollen.

Aktivkohle ist keine gezielte Enteisenungs- oder Entmanganungsstufe. Bei erhöhtem Eisen oder Mangan muss zuerst die passende Oxidations- und Filterstufe geprüft werden. Eine Aktivkohlestufe kann nach geeigneter Vorbehandlung ergänzend sinnvoll sein, ersetzt BIRM oder Greensand Plus jedoch nicht.

Abgrenzung zu Hydro-Anthrasit und EVERZIT N

Hydro-Anthrasit N und EVERZIT N sind Anthrazit-Filtermaterialien für Ein- und Mehrschichtfilter. Sie werden vor allem zur Trübstoff-, Flocken- und Partikelfiltration eingesetzt.

Diese Medien können bereits ausgefällte Partikel mechanisch zurückhalten. Sie erzeugen aber keine gezielte Oxidation von gelöstem Eisen oder Mangan. BIRM ist deshalb eine andere Materialgruppe und muss nach anderen Kriterien bewertet werden.

Einsatz in BIRM-Filteranlagen

BIRM kann in passenden BIRM-Filteranlagen eingesetzt werden. Die Filteranlage muss zur gewünschten Wassermenge, Rückspülung und Wasserqualität passen.

Wichtige Auslegungspunkte:

• Eisenwert
• Manganwert
• Sauerstoffgehalt
• pH-Wert
• Schwefelwasserstoff
• Öl und organische Belastung
• COD
• gewünschter Durchfluss
• Tagesmenge
• Filtergröße
• Rückspülleistung der Pumpe
• Rückspüldauer
• Abwasseranschluss für Rückspülung
• vorhandene oder geplante Belüftung
• nachgeschaltete Anlagen

Eine BIRM-Anlage benötigt keine chemische Regeneration. Sie muss aber regelmäßig rückgespült werden, damit oxidierte Eisen- und Manganpartikel aus dem Filterbett ausgetragen werden.

Technische Daten

Betriebsbedingungen und Einsatzgrenzen

BIRM funktioniert nur bei passenden Wasserbedingungen zuverlässig. Die Produktseite nennt mehrere Anforderungen, die vor der Auslegung geprüft werden müssen.

Wichtige Betriebsbedingungen:

• ausreichend gelöster Sauerstoff vorhanden
• mindestens 15 % des Eisenwertes als gelöster Sauerstoff
• pH-Wert für Eisenentfernung mindestens 6,8
• pH-Wert für Manganentfernung ideal 8,0–9,0
• kein Öl im Wasser
• kein Schwefelwasserstoff im Wasser
• organische Bestandteile COD nicht höher als 4–5 mg/l
• Chlor vermeiden, da es die katalytische Schicht beeinträchtigen kann
• regelmäßige Rückspülung sicherstellen

Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, ist die Funktion von BIRM unsicher. Besonders bei Brunnenwasser mit unbekanntem Sauerstoffanteil sollte nicht pauschal mit BIRM geplant werden.

Rückspülung und Inbetriebnahme

BIRM muss nach dem Einfüllen gründlich gespült werden. Feinteile und Abrieb müssen ausgetragen werden, bevor die Anlage regulär betrieben wird.

Wichtige Punkte:

• Material sauber einfüllen
• Steigrohr und Verteilsystem schützen
• passende Stützschicht prüfen
• ausreichenden Rückspülfreiraum berücksichtigen
• Rückspülung nach Neubefüllung durchführen
• Klarspülung bis zum klaren Ablauf durchführen
• auf Materialaustrag achten
• Eisen und Mangan nach Inbetriebnahme kontrollieren
• Rückspülintervall an Belastung und Druckverlust anpassen

Die Rückspülung muss stark genug sein, um ausgefällte Eisen- und Manganpartikel aus dem Filterbett auszutragen. Gleichzeitig darf das Material nicht ausgespült werden.

Stützschicht und Filteraufbau

Je nach Filterbehälter und Verteilsystem kann eine Stützschicht aus Quarzkies erforderlich sein. Dafür wird häufig eine grobe Körnung wie Quarzkies Filtersand 3,15–5,6 mm geprüft.

Die Stützschicht schützt Filterstern, Düsenboden oder untere Verteilsysteme und unterstützt eine gleichmäßige Durchströmung. Sie ersetzt nicht das BIRM-Material, sondern gehört zum hydraulischen Filteraufbau.

Für das Befüllen von GFK-Drucktanks kann ein Einfülltrichter hilfreich sein. Nach dem Befüllen müssen Rückspülung und Klarspülung vollständig durchgeführt werden.

Bewertung bei Brunnenwasser

Bei Brunnenwasser sollte BIRM kritisch bewertet werden. Viele Brunnenwässer enthalten Eisen in gelöster Form und nicht immer ausreichend gelösten Sauerstoff. Ohne ausreichenden Sauerstoff kann BIRM die notwendige Oxidation nicht zuverlässig leisten.

Ein praktischer Hinweis ist der Glastest: Wird frisch entnommenes, klares Brunnenwasser nach Kontakt mit Luft innerhalb einiger Zeit gelblich, braun oder trüb, deutet das auf oxidierbares Eisen hin. Das zeigt jedoch nur, dass Eisen durch Luftkontakt ausfallen kann. Es ersetzt keine Messung des Sauerstoffgehalts und keine vollständige Wasseranalyse.

Wenn zusätzlich Mangan vorhanden ist, muss der pH-Wert besonders kritisch geprüft werden. Für Mangan sind häufig höhere pH-Werte erforderlich, als sie in unbehandeltem Brunnenwasser vorliegen.

Wann Greensand Plus meist belastbarer ist

Bei unbekanntem Sauerstoffanteil, höherem gelöstem Eisen, Manganbelastung oder schwankenden Brunnenwasserwerten ist Greensand Plus häufig die technisch belastbarere Lösung. Dort wird die Oxidations- und Regenerationsleistung über Kaliumpermanganat und die vollautomatische kapazitätsgesteuerte Regeneration bereitgestellt.

BIRM kann sinnvoll sein, wenn die Wasseranalyse passt und genügend Sauerstoff vorhanden ist. Bei unklaren Bedingungen sollte BIRM jedoch nicht als sichere Standardlösung für Brunnenwasser angesetzt werden.

Grenzen von BIRM

BIRM entfernt nicht alle Wasserinhaltsstoffe. Es ist nicht zur Entfernung von Härte, Nitrat, Ammonium, gelösten Salzen, organischen Stoffen oder Keimen vorgesehen.

BIRM ist außerdem keine Desinfektionsstufe. Bei mikrobiologischer Belastung müssen Ursache, Vorfiltration und geeignete Desinfektionsverfahren separat geprüft werden.

Bei Schwefelwasserstoff, Öl, zu hoher organischer Belastung, niedrigem Sauerstoffgehalt oder ungünstigem pH-Wert ist BIRM nicht geeignet oder nur nach zusätzlicher Vorbehandlung zu prüfen.

Angaben für die technische Prüfung

Für die Auswahl und Auslegung von BIRM sind folgende Angaben hilfreich:

• vollständige Wasseranalyse
• gewünschte Nutzung als Trinkwasser oder Brauchwasser
• gewünschter Durchfluss
• Tagesmenge
• vorhandene Filteranlage
• Pumpenleistung für Rückspülung
• Abwasseranschluss für Rückspülwasser
• vorhandene oder geplante Belüftung
• nachgeschaltete Anlagen

Ohne diese Angaben lässt sich nicht sicher beurteilen, ob BIRM das passende Filtermaterial ist oder ob eine andere Anlagenlösung erforderlich wird.