Brunnenwasser mit Greensand enteisenen und entmanganen

Wie eine Greensand-Anlage arbeitet

Greensand-Filtermaterial ist mit Mangandioxid beschichtet und wirkt katalytisch. Eisen und Mangan werden auf der Oberfläche des Filtermaterials oxidiert, als Feststoffe abgeschieden und im Filterbett zurückgehalten. Während der Regeneration und Rückspülung werden diese Ablagerungen ausgespült.

Der Vorteil gegenüber einer einfachen Partikelfiltration liegt darin, dass Greensand nicht nur bereits vorhandene Trübstoffe zurückhält. Die Oxidation und Abscheidung findet gezielt auf dem Filtermaterial statt. Dadurch wird der Betrieb kontrollierbarer, insbesondere bei Brunnenwasser mit gelöstem Eisen und Mangan.

Warum Greensand bei Brunnenwasser häufig die sichere Lösung ist

Brunnenwasser enthält Eisen und Mangan häufig in gelöster Form. Das Wasser kann beim Zapfen zunächst klar aussehen und erst nach einiger Zeit durch Luftkontakt gelblich, braun oder trüb werden. In diesem Fall fällt Eisen durch Oxidation aus. Ein einfacher Filter hält dann nur das zurück, was bereits als Partikel vorliegt.

Greensand ist für solche Anwendungen häufig die passendere Lösung, weil die Oxidation und Abscheidung gezielt im Filterbett erfolgt. Das Verfahren ist besonders interessant, wenn die Wasserwerte schwanken, der Sauerstoffgehalt im Brunnenwasser unbekannt ist oder Eisen und Mangan zuverlässig reduziert werden sollen.

Vollautomatische kapazitätsgesteuerte Regeneration

Die Regeneration der Greensand-Anlage erfolgt vollautomatisch kapazitätsgesteuert. Das Zentralsteuerventil zählt die aufbereitete Wassermenge und startet nach Erreichen der eingestellten Kapazität den Regenerationsablauf. Dadurch regeneriert die Anlage nicht pauschal nach Zeit, sondern abhängig von der berechneten Belastung und dem Wasserverbrauch.

Zur Regeneration wird eine verdünnte Kaliumpermanganatlösung verwendet. Das Kaliumpermanganat wird als Pulver in den Lösebehälter eingefüllt und dort automatisch gelöst. Während der Regeneration wird die Lösung angesaugt, das Oxidationspotenzial des Filtermaterials wird wiederhergestellt und anschließend wird die Regenerationslösung vollständig ausgespült.

Kapazität und Kaliumpermanganatverbrauch

Die Kapazität einer Greensand-Anlage hängt von der Füllmenge des Filtermaterials sowie vom Eisen- und Mangangehalt im Rohwasser ab. Je höher Eisen und Mangan sind, desto schneller ist die Kapazität erschöpft und desto häufiger muss die Anlage regenerieren.

Als einfache Überschlagsrechnung kann die Greensand-Füllmenge mit 1,4 multipliziert und anschließend durch die Summe aus Eisen- und Manganwert geteilt werden. Beispiel: Bei 28 Litern Greensand ergibt sich 28 × 1,4 = 39,2. Liegen Eisen und Mangan zusammen bei 0,8 mg/l, ergibt sich eine Kapazität von rund 49 m³ bis zur nächsten Regeneration.

Bei höheren Anlagenleistungen und höheren Eisenwerten wird die Kapazität entsprechend anders bewertet. Eine Anlage mit 155 Litern Greensand kommt bei einer Gesamtbelastung von 3,5 mg/l aus Eisen und Mangan auf rund 62 m³ pro Regeneration. Diese Werte sind Überschlagswerte und müssen zur konkreten Anlagengröße, Wasseranalyse und gewünschten Sicherheit passen.

Warum wir keine Luftoxidation als Standardlösung im Privatbereich anbieten

Viele Brunnen fördern Wasser aus sauerstoffarmen Schichten. Für Eisen und Mangan ist eine Oxidation erforderlich, die theoretisch auch durch Luft- oder Sauerstoffdosierung erfolgen kann. In industriellen Anlagen wird diese Technik mit geeigneten Misch- und Kontaktstrecken eingesetzt. Bei kleinen privaten Kompaktanlagen entstehen jedoch häufig praktische Probleme.

Bei einer Luftdosierung können Eisen und Mangan bereits direkt nach der Lufteinbringung ausfallen. Diese Ausfällungen entstehen dann nicht erst im Filterbett, sondern können sich in Rohrleitungen, Armaturen, Belüftungsventilen und Zentralsteuerventilen ablagern. Zusätzlich besteht ein erhöhtes Verkeimungsrisiko, weil Luft in das Wasser eingebracht wird.

Bei GFK-Drucktanks mit Zentralsteuerventil ist außerdem keine saubere Entlüftung über das Zentralsteuerventil sinnvoll realisierbar. Luft kann sich im Drucktank sammeln und die Filtration stören. In einfachen Anlagen ist die Vermischung von Luft und Wasser oft nicht ausreichend, weil keine geeigneten statischen Mischer oder Kontaktstrecken vorhanden sind. Deshalb setzen wir im Privatbereich standardmäßig auf Greensand-Anlagen mit Kaliumpermanganat-Regeneration.

Abgrenzung zu BIRM, Ecomix und Kiesfilter

BIRM-Filteranlagen können bei passenden Wasserbedingungen zur Enteisenung und Entmanganung eingesetzt werden. Entscheidend sind vor allem pH-Wert und Sauerstoffgehalt. Ohne ausreichende Oxidation ist die Wirkung nicht sicher vorherzusagen. Greensand ist häufig kontrollierbarer, wenn die Rohwasserbedingungen schwanken oder der Sauerstoffgehalt unbekannt ist.

Ecomix-Filteranlagen können zusätzlich Härte, Ammonium und bestimmte organische Belastungen reduzieren. Sie erzeugen jedoch praktisch 0 °dH und können bei Eisen- oder Manganbelastung nicht sinnvoll verschnitten werden, weil über den Verschnitt wieder Rohwasser mit Eisen und Mangan zugemischt würde. Ecomix ist daher vor allem dann interessant, wenn neben Eisen und Mangan auch eine vollständige Enthärtung gewünscht oder technisch erforderlich ist.

Kiesfilteranlagen halten ungelöste Partikel und Trübstoffe zurück. Sie entfernen gelöstes Eisen und Mangan jedoch nicht automatisch. Nur wenn Eisen und Mangan vorher ausreichend oxidiert werden und als Partikel vorliegen, kann ein Kiesfilter diese Stoffe zurückhalten. Für private Brunnenwasseranwendungen ist Greensand bei Eisen und Mangan deshalb häufig die gezieltere Lösung.

pH-Wert, Betriebsbedingungen und Einsatzgrenzen

Für den Betrieb einer Greensand-Anlage müssen die Wasserwerte zum Verfahren passen. Die Seite nennt als Betriebsbereich unter anderem einen Rohwasser-pH-Wert von 6,2 bis 8,5, eine Wassertemperatur von 5 bis 35 °C, einen Betriebsdruck von 2,5 bis 7,5 bar, einen maximalen Eisengehalt von 15 mg/l und einen maximalen Mangangehalt von 5 mg/l.

Bei niedrigem pH-Wert, zum Beispiel bei saurem Brunnenwasser, sollte vor der Greensand-Anlage eine Entsäuerungsanlage geprüft bzw. eingeplant werden. Brunnenwasserwerte können schwanken; deshalb sollte bei grenzwertigem pH-Wert nicht zu knapp geplant werden.

Bei sehr hohen Eisen- oder Manganwerten muss die Anlage größer ausgelegt werden. Ab etwa 2,5 mg/l Eisen- und Mangankonzentration sollte die nächstgrößere Anlagengröße geprüft werden, damit die Filtergeschwindigkeit sinkt und das Wasser mehr Kontaktzeit mit dem Filtermaterial hat.

Durchfluss, Rückspülleistung und Pumpenleistung

Die Auswahl einer Greensand-Anlage richtet sich nicht nur nach dem normalen Wasserbedarf, sondern auch nach dem maximalen gleichzeitigen Durchfluss. Entscheidend ist, wie viel Wasser gleichzeitig benötigt wird, zum Beispiel durch Hausinstallation, Gartenbewässerung, Stall, Landwirtschaft oder technische Verbraucher.

Zusätzlich muss die Brunnenpumpe die erforderliche Rückspülleistung liefern. Die Rückspülleistung ist höher als der normale Nenndurchfluss der Anlage. Eine Anlage kann im Betrieb also zur gewünschten Entnahmemenge passen, aber für die Rückspülung trotzdem eine zu kleine Pumpe haben. Deshalb muss die Pumpenleistung immer mit geprüft werden.

Eine dauerhaft gedrosselte Pumpe ist für die Rückspülung nicht geeignet. Wenn der Durchfluss im Betrieb reduziert werden soll, kann dies zum Beispiel nach der Anlage über eine Armatur erfolgen. Während der Rückspülung muss jedoch die volle erforderliche Wassermenge zur Verfügung stehen.

Einbauort und bestehende Leitungen

Der Einbauort hängt von der vorhandenen Druckerhöhung und Steuerung ab. Bei einer druckgeregelten Pumpe sollte die Greensand-Anlage hinter dem Drucksensor installiert werden, damit die Pumpensteuerung korrekt arbeitet.

Bestehende Ablagerungen in alten Rohrleitungen werden durch eine neue Wasseraufbereitungsanlage nicht automatisch entfernt. Kalk- und Eisenablagerungen können sich in alten Leitungen befinden und lösen sich nicht kontrolliert durch die neue Anlage. Manganablagerungen lassen sich häufig kaum entfernen. Der Zustand alter Leitungen sollte daher mit einem Installateur bewertet werden.

Rückspülwasser und Abwasseranschluss

Greensand-Anlagen benötigen für Rückspülung und Regeneration einen geeigneten Abwasseranschluss. Während der Rückspülung werden Eisen- und Manganablagerungen sowie Regenerationsrückstände ausgespült. Dieses Spülwasser ist nicht als Gießwasser für Pflanzen vorgesehen und muss über den Kanal bzw. einen geeigneten Abwasseranschluss entsorgt werden.

Die Regeneration besteht aus mehreren Schritten: Rückspülung, Regeneration mit Kaliumpermanganat und abschließendem Vorspülen. Rückspülung und Regeneration sind nicht als dauerhaft getrennte Betriebsarten zu betrachten, weil der Ablauf auf die Wiederherstellung des Filtermaterials abgestimmt ist.

Trinkwasser, Brauchwasser und Gartenwasser

Greensand-Anlagen werden häufig bei Brunnenwasser eingesetzt, das als Brauchwasser, Gartenwasser, Betriebswasser oder nach entsprechender Prüfung auch als Trinkwasser genutzt werden soll. Eisen und Mangan verursachen Verfärbungen, Trübungen, metallischen Geschmack, Ablagerungen und braune Flecken auf Sanitärkeramik, Wäsche, Wegen oder Pflanzen.

Bei Trinkwasseranwendungen muss die vollständige Wasseranalyse betrachtet werden. Neben Eisen und Mangan sind pH-Wert, Ammonium, Nitrat, Nitrit, Trübung, organische Belastung und Keime relevant. Wenn Keime nachgewiesen sind, kann nach geeigneter Vorfiltration zusätzlich eine UV-Anlage erforderlich sein.

Angaben für die Auslegung

Für eine belastbare Auswahl einer Greensand-Anlage sind folgende Angaben erforderlich:

• vollständige Wasseranalyse
• Nutzung als Trinkwasser, Brauchwasser, Gartenwasser, Landwirtschaft oder Prozesswasser
• Eisen- und Manganwert
• pH-Wert
• Ammonium, Nitrat, Nitrit und Trübung
• organische Belastung und Keime
• gewünschter maximaler Durchfluss
• Tagesmenge und Verbrauchsspitzen
• vorhandene Brunnenpumpe bzw. Pumpenleistung
• vorhandener Druckbehälter oder Drucksensor
• Abwasseranschluss für Rückspülung und Regeneration
• Platzverhältnisse am Aufstellort
• gewünschte Wasserqualität nach der Aufbereitung

Ohne Eisen- und Manganwerte lässt sich die Kapazität nicht belastbar berechnen. Ohne Pumpenleistung lässt sich nicht prüfen, ob die erforderliche Rückspülung zuverlässig möglich ist.
 

Häufige Fragen zu Greensand-Filteranlagen

Was entfernt eine Greensand-Anlage?

Eine Greensand-Anlage entfernt Eisen und Mangan aus Brunnenwasser. Je nach Wasserqualität kann auch Schwefelwasserstoff mit reduziert werden. Die Wirkung hängt von Wasseranalyse, pH-Wert, Belastung, Durchfluss, Rückspülung und Regeneration ab.

Wie funktioniert Greensand?

Greensand oxidiert Eisen und Mangan auf der Oberfläche des Filtermaterials. Die entstehenden Feststoffe werden im Filterbett zurückgehalten und bei Rückspülung und Regeneration ausgespült. Das Oxidationspotenzial wird durch Kaliumpermanganat wiederhergestellt.

Wann ist Greensand besser als BIRM?

Greensand ist häufig die kontrollierbarere Lösung, wenn der Sauerstoffgehalt im Brunnenwasser unbekannt oder zu niedrig ist, die Wasserwerte schwanken oder Eisen und Mangan zuverlässig reduziert werden sollen. BIRM benötigt passende Rohwasserbedingungen und ausreichend Sauerstoff im Wasser.

Wann ist Greensand besser als Ecomix?

Greensand ist häufig sinnvoller, wenn hauptsächlich Eisen und Mangan entfernt werden sollen und keine vollständige Enthärtung auf praktisch 0 °dH gewünscht ist. Ecomix ist eher interessant, wenn zusätzlich Härte, Ammonium oder organische Belastungen behandelt werden müssen oder wenn vor einer technischen Anwendung ohnehin vollständig enthärtet werden soll.

Kann ein Kiesfilter Eisen und Mangan genauso entfernen?

Nur unter passenden Bedingungen. Ein Kiesfilter hält vor allem Partikel zurück. Gelöstes Eisen und Mangan müssen vorher ausreichend oxidiert werden. Greensand oxidiert und filtriert gezielt auf dem Filtermaterial und ist deshalb bei Brunnenwasser mit Eisen und Mangan häufig die passendere Lösung.

Warum wird keine Luftoxidation als Standardlösung im Privatbereich angeboten?

Bei Luft- oder Sauerstoffdosierung können Eisen und Mangan bereits vor dem Filtermaterial ausfallen. Dadurch können Ablagerungen in Leitungen, Armaturen und Zentralsteuerventilen entstehen. Zusätzlich bestehen Verkeimungsrisiken, Entlüftungsprobleme bei GFK-Drucktanks mit Zentralsteuerventil und häufig ein hoher Wartungsaufwand. Deshalb bieten wir diese Verfahrensweise im privaten Bereich nicht als Standardlösung an.

Wie oft muss eine Greensand-Anlage regenerieren?

Das hängt von der Füllmenge Greensand sowie vom Eisen- und Mangangehalt des Rohwassers ab. Je höher die Belastung, desto häufiger regeneriert die Anlage. Die Regeneration erfolgt vollautomatisch kapazitätsgesteuert.

Wie wird die Kapazität berechnet?

Als Überschlag kann die Füllmenge Greensand mit 1,4 multipliziert und durch die Summe aus Eisen und Mangan geteilt werden. Beispiel: 28 Liter Greensand × 1,4 = 39,2. Bei 0,8 mg/l Gesamtbelastung ergibt das rund 49 m³ bis zur nächsten Regeneration.

Welches Kaliumpermanganat wird benötigt?

Das Kaliumpermanganat wird als Pulver in den Lösebehälter eingefüllt. Die Anlage löst das Pulver automatisch zu einer gesättigten Lösung an und saugt die benötigte Regenerationslösung während der Regeneration an.

Kann Kaliumpermanganat an Privatkunden geliefert werden?

Kaliumpermanganat kann über uns bezogen werden, allerdings nur als Gewerbekunde mit Umsatzsteuer-Identifikationsnummer. Privatkunden können es nicht direkt über uns beziehen.

Kann die Anlage über die Kapazität hinaus betrieben werden?

Nein. Ein dauerhaftes Überfahren der berechneten Kapazität kann das Filtermaterial beschädigen. Die Kapazität sollte passend zur Wasseranalyse eingestellt werden. Eine Anpassung ist erforderlich, wenn sich die Rohwasserwerte ändern.

Benötigt eine Greensand-Anlage einen Abwasseranschluss?

Ja. Für Rückspülung und Regeneration muss Spülwasser abgeführt werden. Das Rückspülwasser enthält ausgespülte Eisen- und Manganablagerungen sowie Regenerationsrückstände und ist nicht als Gießwasser vorgesehen.

Kann jeder Handwerker eine Greensand-Anlage installieren?

Die Installation kann von einem Installateur oder einer technisch versierten Person durchgeführt werden. Mit Montageblock und flexiblen Schläuchen muss im Wesentlichen der Montageblock in die Leitung integriert werden. Die mitgelieferte Anleitung erklärt die weiteren Schritte.

Wo wird die Greensand-Anlage eingebaut?

Bei einer druckgeregelten Pumpe sollte die Greensand-Anlage hinter dem Drucksensor installiert werden. Die Position des Wasserzählers beeinflusst, ob nur das aufbereitete Wasser oder auch das Regenerationswasser mitgezählt wird.

Was passiert mit alten Ablagerungen in den Leitungen?

Die neue Wasseraufbereitung entfernt keine bestehenden Ablagerungen aus alten Leitungen. Eisen-, Mangan- oder Kalkablagerungen können weiterhin vorhanden sein. Der Zustand alter Leitungen sollte mit einem Installateur geprüft werden.

Muss bei niedrigem pH-Wert eine Entsäuerung vorgeschaltet werden?

Ja, bei niedrigem pH-Wert sollte vor der Greensand-Anlage eine Entsäuerung geprüft bzw. eingeplant werden. Bei Brunnenwasser ist immer mit schwankenden pH-Werten zu rechnen, deshalb sollte bei grenzwertigen Werten nicht zu knapp ausgelegt werden.

Welche Rückspülleistung wird benötigt?

Die erforderliche Rückspülleistung hängt von der Anlagengröße ab und ist höher als der normale Nenndurchfluss. Die Pumpe muss diese Rückspülmenge zuverlässig liefern. Eine längere Rückspülzeit mit zu geringer Wassermenge ersetzt keine ausreichende Rückspülleistung.