Greensand Filteranlagen für die Brunnenwasseraufbereitung

Die Greensand Anlagen sind als Einzelanlagen mit Clack Zentralsteuerventilen konzipiert und entfernen sicher auch höhere Eisen und Manganwerte in ihrem Brunnenwasser. Das mit Mangandioxid (MnO2) beschichtete Filtermaterial dient als Katalysator und wird mit Kaliumpermanganat (KMnO4) nach einer definierten Kapazität regeneriert. Die Grenzwerte der Trinkwasserverordnung können somit sicher eingehalten werden.

Die GFK Drucktanks sind mit dem speziellen Greensand Filtermaterial gefüllt und sind je nach Wasserdurchfluss und Rohwasserwerte in verschiedene Anlagengrößen aufgeteilt.

Wichtig ist hierbei immer der maximale Durchfluss, angegeben in m³/h.

Des Weiteren muss die Filtergeschwindigkeit eingehalten werden. Bei sehr hohen Konzentrationen muss eine größere Anlage gewählt werden. Generell sollten sie ab 2,5 mg/l Eisen und Mangan Konzentration immer einen Filter der nächstmöglichen Größe wählen. Somit verringern sie die Durchflussgeschwindigkeit und das Wasser hat eine längere Kontaktzeit mit dem Greensand Filtermaterial.

 

Warum Greensand und ohne Belüftung zur Oxidation von Eisen und Mangan im Brunnenwasser?

Viele Kunden haben einen Brunnen der aus tiefen Schichten Wasser fördert. Den Sauerstoffgehalt im Brunnenwasser zu messen und zu bestimmen ist sehr aufwendig. Gerade bei hohen Eisen und Mangangehalten ist eine Oxidation notwendig. Viele Betreiber stehen dann vor der Frage ob eine Oxidationsstufe notwendig ist und wie dies umzusetzen ist.

Generell stehen wir Belüftungssysteme kritisch gegenüber. In großen Industrieanlagen wird dies von uns zwar eingesetzt und entspricht auch dem Stand der Technik. Allerdings ist in Industrieanlagen die Technik der Luft Dosierung nicht vergleichbar wie bei kleinen Kompaktanlagen.

Bei Filteranlagen mit Zentralsteuerventilen ergeben sich mehrere Probleme im Betrieb aus unserer Erfahrung

• Durch stark schwankende Abnahmen findet keine/zu wenig Beimischung statt
• In Industrieanlagen wird die Luft über statische Mischer so fein zerschlagen das ein milchiges Wasser entsteht.
  Viele kleine Blasen ergeben so eine große Oberfläche.
  Bei einfachen Luftblasen findet fast keine Oxidierung statt, da das Wasser nur an der Fläche Wasser zu Luft reagiert.
• Die Luft sammelt sich im Behälter und kann nur beim Rückspülen wieder aus dem Drucktank.
  Durch große Luftpolster findet keine Filtration statt und zudem ergeben sich starke Druckschwankungen da sich die Luftblase im Filter wie ein Ausdehnungsgefäß sich verhält.
• Die Belüftungsventile sind sehr wartungsintensiv da sich hier immer das ausfallende Eisen schnell ablagert.

Daher bieten wir Anlagen mit Kaliumpermanganat Regeneration an.
In der Praxis hat sich diese Technik bewährt und führt zu sehr guten konstanten Ergebnissen.

 

Eisen im Trinkwasser

Beim Erwachsenen treten ab ca. 2,5 g Gramm nicht an Hämoglobin gebundenem Eisen im Blut ernstzunehmende Vergiftungserscheinungen auf. Eine Regulationsstörung der Eisenaufnahme im Darm kann zur Hämochromatose, einer Eisenspeicherkrankheit, führen. Eisen akkumuliert in der Leber und führt dort zu einer Ablagerung von Eisensalzen (Siderose) und Organschäden. Eisenüberschuss erhöht die Anfälligkeit für bestimmte Infektionskrankheiten, unter anderem für Yersiniose, Salmonellose, Tuberkulose und AIDS. Eisen kann zu Trübungen, Verfärbungen und Geschmacksveränderungen im Trinkwasser führen und auf gesundheitsschädliche Korrosionsprodukte hinweisen.

Mangan im Trinkwasser

Als essentielles Element kann Mangan auch in größeren Mengen oft problemlos vertragen werden. Mangan kann jedoch in seltenen Fällen neurotoxisch wirken und das Zentralnervensystem schädigen. Dies kann sich mit parkinsonähnlichen Symptomen, wie motorischen Störungen, äußern. Wesentlich giftiger ist das Mangan enthaltende Kaliumpermanganat. Mangansalze können kanzerogen wirken.

 

Greensand Filtermaterial Regeneration

Das Greensand Filtermaterial hat eine Kapazität, die sich aus dem Eisen- und Mangangehalt des Rohwassers ergibt. Zur Regeneration wird eine Kaliumpermanganatlösung (KMnO4) benötigt. Das Zentralsteuerventil startet nach Ablauf der eingestellten Kapazität den Regenerationsvorgang und saugt vollautomatisch aus dem Lösebehälter die Kaliumpermanganatlösung ein. Die Kaliumpermanganatlösung wird während der Regeneration wieder vollständig ausspült.

Nach der Regeneration wird über das Zentralsteuerventil automatisch die richtige Wassermenge in den Lösebehälter nachgefüllt. Das KMnO4 Granulat muss nur regelmäßig nachgefüllt werden. Das Kaliumpermanganat Granulat löst sich dann wieder bis zum Erreichen der Sättigungsgrenze auf. 

 

Greensand Kapazitätsberechnung

Um die Kapazität der Anlagen zu berechnen kann man die Berechnung wie folgt überschlagen.

Füllmenge Greensand  x  1,4  =  Kapazität in mg Greensand
Kapazität  Greensand  /  Addierte Messwerte Eisen und Mangan =  Kapazität der Anlage

Beispielrechnung:
28 Liter Greensand  x  1,4  = 39,2 mg
39,2 mg  /  0,8 mg/l (Eisen 0,5 mg/l + Mangan 0,3 mg/l)  = 49 m³ Kapazität bis zur Regeneration

 

Betriebsbedingungen für Greensand Filteranlagen

Stromverbrauch	3 Watt
Elektroanschluss	230 V
Temperaturbedingungen	5-35 °C
Rohwasser pH-Wert	6,2 – 8,5 pH
Betriebsdruck	2,5 -7,5 bar
Rohwasser	frei von Ölen
H2S (Schwefelwasserstoff)	< 5 mg/l
Maximaler Eisengehalt	15 mg/l
Maximaler Mangangehalt	5 mg/l
Maximaler Druckverlust	0,5 bar

 

Funktion und Wirkungsweise des Greensand Filtermaterials

Die Funktion des Greensand Filtermaterials besteht in der Oxidation auf der Oberfläche des Filtermaterials. Durch angelagerte höherwertige Oxide am Filtermaterial entsteht eine katalytische Reaktion die das Eisen und Mangan als Feststoff ausfallen lässt. Der Filter wird in Betriebsrichtung von oben nach unten gefahren damit sich die Feststoffe als Deckschicht auf dem Filtermaterial ablagern. Diese Partikel werden dann bei der Regeneration, von unten nach oben, über eine Rückspülung in den Kanal ausgespült. Um das Oxidationspotenzial wieder herzustellen wird deshalb mit einer verdünnten Kaliumpermanganatlösung der Filter regeneriert.
 

Kundenfragen

Bestandsrohrleitungen

Kunde: Was ist mit dem alten Rohrsystem nach der Installation? Dieses kann nicht ausgetauscht werden. Die Ablagerungen sind definitiv stark vorhanden. Ist es möglich, dass man sie durch spülen entfernen kann? Wenn ja, was wäre am besten geeignet?

Antwort: Ablagerungen können beispielsweise durch Kalk, Eisen oder Mangan entstehen. Kalk- und Eisenablagerungen lassen sich mit einer sauren Spülung entfernen. Allerdings ist davon abzuraten, da diese Ablagerungen in alten Leitungen als Schutzschicht dienen und zur Stabilität beitragen können. Manganablagerungen lassen sich nicht entfernen. Es empfiehlt sich, den Zustand der Leitungen mit einem Installateur zu besprechen, da er die Gesamtsituation am besten beurteilen kann. Die neue Wasseraufbereitung hat keinen Einfluss auf bestehende Ablagerungen.
 

Installation einer Greensand Anlage

Kunde: Kann jeder Handwerker diese Greensandanlage einbauen?

Antwort: Die Installation kann problemlos von einem Heimwerker oder Installateur durchgeführt werden. Dazu bieten wir eine detaillierte Anleitung mit Fotos, die jeden Arbeitsschritt erklärt. Wird der Montageblock mit den flexiblen Schläuchen mitbestellt, muss lediglich der Montageblock in die Leitung integriert werden.

 

Wie oft muss die Greensandanlage regenerieren?

Kunde: Wie oft muss die Greensandanlage sich regenerieren bzw. Wie lange hält ein kg Kaliumpermanganat?

Antwort: Die Kapazität berechnen Sie anhand der Füllmenge Greensand sowie der Eisen- und Manganwerte im Rohwasser.

Beispiel:
In einer Greensand-Anlage mit einer Durchflussleistung von bis zu 3.300 l/h sind 155 Liter Greensand enthalten. Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel:

Füllmenge Greensand × 1,4
155×1,4=217155 times 1,4 = 217155×1,4=217

Das Ergebnis (217) wird anschließend durch die Summe der Eisen- und Manganwerte im Rohwasser (in mg/l) geteilt.

Bei einem Eisengehalt von 3 mg/l und einem Mangangehalt von 0,5 mg/l ergibt sich eine Gesamtbelastung von 3,5 mg/l. Die Kapazität pro Regeneration berechnet sich wie folgt:

217 ÷ 3,5 = 62 m³

Das bedeutet, dass die Anlage nach 62 m³ Wasserverbrauch regeneriert werden muss.

 

Birm Anlage oder Greensand Anlage zur Auffüllung einer Regenwasserzisterne mit Brunnenwasser

Kunde: Wir planen einen 20 m-tiefen Brunnen in unserem Garten. Das Schichtenwasser in der Nachbarschaft ist eisenhaltig und hinterlässt unangenehme Braunfärbungen. Darum die Idee, Enteisenung mit BIRM vorzunehmen. Der Brunnen soll lediglich unsere Regenwasserzisterne in regenschwachen Zeiten nachfüllen. Die Tauchpumpe im Brunnen könnte also entsprechend gedrosselt werden. Hätten Sie dafür einen Plan? Welche Größe der Enteisenungsanlage wäre erforderlich bzw. ausreichend? Muss das Brunnenwasser mit Sauerstoff angereichert werden? Wenn ja, wie würde das in der Praxis erfolgen?

Antwort: Ohne eine Wasseranalyse lässt sich nicht sicher beurteilen, ob Birm die optimale Lösung ist. Der pH-Wert und der Eisengehalt sind entscheidende Parameter für die Bewertung. Die Notwendigkeit zusätzlicher Sauerstoffzufuhr hängt vom Restsauerstoffgehalt im Brunnenwasser ab. Eine Belüftung empfehle ich bei solchen Kleinanlagen nicht – während sie bei großen Industrieanlagen üblich ist, ist sie im privaten Bereich meist nicht praktikabel.

Mit einer Birm-Anlage können Sie den Eisenwert senken, sofern der pH-Wert deutlich über 6,8 liegt. Allerdings lassen sich die Trinkwassergrenzwerte nur bei geringen Eisenkonzentrationen einhalten. Wer auf Nummer sicher gehen möchte, sollte eine Greensand-Anlage verwenden. Hier erfolgt die Oxidation während der Regeneration mittels Kaliumpermanganat. Auch für die Auswahl der richtigen Anlagengröße sind die Eisen- und Manganwerte entscheidend.

Falls die Anlage lediglich zur Befüllung einer Zisterne genutzt wird, empfehle ich die kleinste oder mittlere Anlagengröße, da die Durchflussgeschwindigkeit in diesem Fall weniger relevant ist. Die Greensand-Anlage verfügt über ein Zentralsteuerventil mit integriertem Wasserzähler, sodass der Durchfluss im Betrieb entsprechend gedrosselt werden kann.

Wichtig: Während der Rückspülung muss eine ausreichende Wassermenge zur Verfügung stehen (siehe technische Daten zur Rückspülleistung). Eine dauerhaft gedrosselte Pumpe ist nicht geeignet. Stattdessen sollte die Drosselung am Ausgang zur Zisterne mithilfe eines Kugelhahns erfolgen.

 

Welches Kaliumpermanganat wird benötigt bei der Greensand Anlage

Kunde: Wird das Kaliumpermanganat als Pulver oder in flüssiger Lösung angewendet?

Antwort: Das Kaliumpermanganat wird in Pulverform in den Lösebehälter eingefüllt.

➡ Hier der Link zum Produkt: Kaliumpermanganat

Die Greensand-Anlage löst das Pulver nach jeder Regeneration vollautomatisch im Lösebehälter auf. So steht nach Erreichen der Kapazitätsgrenze stets eine fertige Regenerationslösung zur Verfügung.

 

Einbauort Greensand Anlage

Kunde: Wo liegt die beste Einbaustelle der Greensandanlage, zwischen Pumpe und Zähler?

Antwort: Ist die Pumpe druckgeregelt, muss die Greensand-Anlage hinter dem Drucksensor installiert werden.

Die Platzierung des Wasserzählers beeinflusst die erfassten Verbrauchsdaten:

• Vor der Anlage: Erfasst den gesamten Wasserverbrauch, einschließlich des für die Regeneration benötigten Wassers.
• Nach der Anlage: Erfasst nur den Verbrauch des aufbereiteten Wassers, ohne das Regenerationswasser.

 

Rückspülwasser bei Greensand Anlage als Gießwasser für Pflanzen

Kunde: Ist das Rückspülwasser bei Greensand Anlage als Gießwasser für Pflanzen geeignet oder muss es zwingend in den Abwasserkanal?

Antwort: Nein, das Spülwasser muss über den Kanalanschluss entsorgt werden.
 

Regenerationsprogramm

Kunde: Ist das Regenerationsprogramm immer gleich, unabhängig von der Restkapazität des Filters?

Antwort: Der Filter zählt mithilfe des Wasserzählers die voreingestellte Kapazität herunter. Das Regenerationsprogramm wird von uns individuell für jeden Rückspülschritt konfiguriert. Bei jeder Regeneration läuft das gleiche Programm ab, und es wird stets die gleiche Menge an Regenerierchemikalien zugeführt.

Eine Anpassung der eingestellten Kapazität ist nur erforderlich, wenn sich die Rohwasserwerte ändern.
 

Überfahren der Kapazität

Kunde: Verträgt der Greensandfilter ein Überfahren über die Kapazität hinaus?

Antwort: Nein, das zerstört das Material. In der Berechnung ist ein Sicherheitsfaktor berücksichtigt, sodass der Filter kurzfristige Überschreitungen der Durchflussmenge verträgt. Eine Anpassung der eingestellten Kapazität ist nur erforderlich, wenn sich die Rohwasserwerte ändern.
 

Rückspülen und Regenereration

Kunde: Ist eine Rückspülung und Regeneration unabhängig voneinander möglich?

Antwort: Nein, die Regeneration erfolgt in mehreren Schritten:

1. Rückspülung
2. Regeneration
3. Abschließendes kurzes Vorspülen

Einzelne Schritte im Regenerationsprogramm können manuell übersprungen werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass der Kapazitätszähler nach jeder Regeneration auf die maximale Kapazität zurückgesetzt wird. Wird das Einsaugen des Kaliumpermanganats übersprungen, besteht die Gefahr, dass das Filtermaterial zerstört wird.

 

Weitere Informationen zur Anwendung als Brunnenwasseraufbereitung finden Sie hier