Kiesfilter

Kiesfilteranlagen zur Brunnenwasseraufbereitung und Prozesswasserreinigung

Was bedeutet Kiesfiltration

Die Filtartion mit Kies wurde bereits in der Antike angewendet. Hintergrund war ausschließlich die Trinkwasserfiltration. Im Laufe der Zeit hat sich das Verfahren immer weiter Entwickelt und zählt heute noch zu den stabilsten Filtrationsmethoden in der Wasseraufbereitung. Die Anwendungspalette der Kiesfilter ist breiter geworden und durch steigende Anforderungen in der Industrie kommen heute noch weitere Anwendungsgebiete hinzu.

Der große Vorteil der Kiesfilteranlagen ist nicht nur die Rückhaltung von Partikel sondern auch die katalytischen Reaktionen im Kiesfilterbett. Daher ist der Aufbau eines Kiesfilters enorm wichtig und erfordert langjährige Erfahrung und eine genaue Auswahl von Filtergröße, Körnung der Quarzkiesschicht und Schichtung im Behälter. Ebenso die Durchführung der Rückspülung ist enorm Wichtig um die Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, hier müssen genaue Rückspülschritte und Mengen eingehalten werden.


Füllschema Kiesfilter
Füllschema Kiesfilter

Funktion einer Kiesfilteranlage

Ein Kiesfilter dient zur Entfernung von ungelösten Feststoffen aus Wasser oder Prozessflüssigkeiten.
Er besteht aus einem mit Kies gefüllten Behälter. Bei diesem Kies handelt es sich um gewaschenen Quarzkies mit unterschiedlicher Körnung, aufgebaut als Mehrschichtfilter.

Das Wasser strömt von oben nach unten durch einen Behälter. Dabei lagern sich Schmutzpartikel >10 µm im Kies ab. Die Verfahrenstechnik zählt zu den mechanischen Trennverfahren. Durch mikrobiologische Prozesse im Filterkuchen kann aber diese Filtertechnik weitaus mehr in der Wasseraufbereitung leisten. Gelöste Stoffe wie Eisen oder Mangan können durch eine vorgeschaltete Belüftungsstufe oxidiert werden und somit auch nahezu restlos entfernt werden.

Bei der Auslegung sind Fließgeschwindigkeiten, Auswahl der Quarzkieskörnung und eine exakte Behälterdimensionierung für den einwandfreien Betrieb Vorraussetzung.

Damit der Kiesfilter seine volle Leistung bringen kann ist ein mitunter langer Einfahrprozess notwendig. Um hier Kosten und Zeit zu sparen bieten wir basierend auf unserer langjährigen Erfahrung spezielles Knowhow an.
Ganz wichtig hierbei ohne Chemie!



Redundante Oxidationsstufe Kiesfilter
Redundante Oxidationsstufe Kiesfilter

Warum wird eine Oxidationsstufe benötigt

Die Oxidation erfolgt mit Druckluft, die in das Rohwasser eindosiert wird.
Anhand der Rohwasseranalyse und der Leistung, wird die Luftmenge bestimmt.

Über statische Mischer wird die Luft fein verperlt und somit eine große  
Oberfläche für den Oxidationsprozess geschaffen.  

Die Reaktionsstrecke bis zum Filter darf nicht zu gering sein.
In den meisten Fällen genügt die Verrohrungsstrecke zum Druckbehälter.  
Bei einer funktionsfähigen Anlage muss am Filter ein milchiges Wasser vorliegen.
Die Oxidationsluft tritt dann zum größten Teil am Entlüfter des Druckbehälters wieder aus.

EInbauhinweise und Ausführung der Oxidationsstufe:

  • Durchflussmessungen sollten vor der Oxidationsstufe eingebaut werden, da sonst durch die Luft das Messergebnis verfälscht wird.
  • Eine redundante Ausführung der Mischer ist zu empfehlen, da hier mit hohen Verschmutzungen zu rechnen ist (durch Ablagerungen des Rohwassers).
  • Über eine Differenzdruckmessung kann der Mischer überwacht werden.
  • Die Luftdosierung sollte geregelt sein. Bei Schwankungen des Vordrucks (Rohwasser oder Steuerluft), wirkt sich das unmittelbar auf die Menge aus.


Kiesfilter zur Kühlwasseraufbereitung
Kiesfilter zur Kühlwasseraufbereitung

Schaltung und Aufteilung von Kiesfilteranlagen

Bei der Festlegung der Verfahrenstechnik und Anzahl der Filter muss die Rückspülung und die damit verbundene Unterbrechung der Versorgung berücksichtigt werden. Für eine Rückspülung ist, je nach Anlagengröße, mit 1–1,5 h zu rechnen.

Oft werden daher Doppelanlagen installiert, um die Versorgung zu gewährleisten.

Bei einer Doppelanlage hat sich zudem eine Kreuzschaltung bewährt. Hierbei wird der frisch rückgespülte Filter immer als Polizeifilter nach dem Arbeitsfilter geschaltet. Vorteil hierbei ist das stehendes Wasser vermieden wird und durch zwei nachgeschaltete Filter die Ausgangsqualität sichergestellt ist und teilweise noch verbessert werden kann.

Aus Redundanzgründen, bei schwankenden  Abnahmemengen und bei größeren Leistungen werden die Anlagen auf mehrere Filter aufgeteilt.  Hier übernimmt die Steuerung die Umschaltung und Fahrweisen - Immer abgestimmt auf die Kundenwünsche und Anforderungen.



Redundante Rückspülpumpen
Redundante Rückspülpumpen

Rückspülwasser

Das zur Rückspülung benötigte Klarwasser wird im Idealfall aus der Klarwasservorlage mit einer separaten Druckerhöhung entnommen oder aus der Klarwassersammelleitung. Sollte dies nicht möglich sein, gibt es weitere Möglichkeiten, die aber nur bedingt zu empfehlen sind:

  • Brunnenwasserspülung
Da bei der Rückspülung im Gegenstrom gespült wird, gelangt Schmutz in die untere Grobschicht der Kiesfüllung. Im Normalfall ist diese Schicht aber immer frei und somit nach der Rückspülung verschmutzt. Ein Klarspülschritt muss nach der Regeneration durchgeführt werden.
  • Rückspülung über einen Kiesfilter
Das Klarwasser aus einem Kiesfilter wird zum rückspülen des verschmutzten Kiesfilters  verwendet.
Da aber die Rückspülmengen viel größer sind als die ermittelte Fließgeschwindigkeit, wird der Arbeitsfilter zur Rückspüllung überfahren. Hierbei wird die Wasserqualität beeinträchtigt und es steht auch kein Wasser zur betrieblichen Versorgung zur Verfügung. Als Alternative zu dieser Variante ist eine Installation einer Klarwasservorlage mit Pumpe oft genauso teuer und die bessere Wahl.


Visualisierung Spülprogramm Kiesfilteranlage
Visualisierung Spülprogramm Kiesfilteranlage

Rückspülung einer Kiesfilteranlage

Um die Funktionsfähigkeit zu gewährleisten muss ein Kiesfilter regelmäßig Rückgespült werden.
Dazu wird sauberes Wasser und Druckluft von unten nach oben durch den Kiesfilter gespült.
Die Rückspülmenge muss exakt eingestellt werden sonst wird die Kiesfüllung ausgespült und der Filter ist unbrauchbar.
Zur Rückspülung kann im besten Fall gereinigtes Wasser aus dem Kiesfilter verwendet werden.
Teures Stadtwasser ist nicht notwendig.

Rückspülschritte einer Kiesfilteranlage:

Die Rückspülung erfolgt Differenzdruckgesteuert, über eine Zeitschaltuhr oder über den Durchsatz.
Folgende Schrittkette wird abgearbeitet:

  1. Rückspülen ca. 20 min
    Hierbei wird von unten nach oben das Rückspülwasser durch den Kiesfilter gefahren.
    Ist die Rückspülmenge zu gering, wird das Kiesbett nicht angehoben und im unteren Teil kein Schmutz ausgespült. Bei zu hoher Rückspülmenge kann der Filterkuchen ausgespült werden oder im schlimmsten Fall der Kies.
  2. Absenken ca. 15 min
    Das Wasser wird aus dem Kiesfilter statisch bis zur Kiesoberkante entleert. Um dies zu automatisieren wird eine Leitung am Behälter mit einer Absenkschleife verrohrt. Über Zeit wird der Schritt gesteuert, ermittelt wird die Dauer bei der Erstinbetriebnahme.
  3. Luftspülen ca. 15 min
    Von unten wird Luft eingeblasen, die den Kies auflockert.
  4. Füllen ca. 10 min
    Der Filter wird wieder mit Wasser gefüllt. Luft im oberen Klöpperboden entweicht durch den Entlüfter.
  5. Rückspülen/Klarspülen ca. 10 min
    Wie beim ersten Schritt wird das Rückspülwasser von unten nach oben durch den Filter gefahren.

Je nach Anlagengröße sind zwischen den Schritten noch Wartezeiten für Klappenbewegungen notwendig.



Kiesfilter für Kondensat
Kiesfilter für Kondensat

Anwendungen für Kiesfilteranlagen

Kiesfilteranlagen finden ihre Anwendung unter anderem in der Wasseraufbereitung, Prozesswasseraufbereitung oder in der Abwasseraufbereitung.

Die Häufigsten Anwendungen sind:

  • Brunnenwasseraufbereitung zur Eisenentfernung und Manganentfernung
  • Reinigung von Kreislaufwasser in Kühlwasser und Prozesswasser
  • Vorreinigung von Wasseraufbereitungsanlagen
  • Reinigung von Kondensat
  • Entfernung von Schmutzpartikel in Flüssigkeiten

Nach Bedarf führen wir einen Austausch des Füllmaterials und Überprüfung der Behälter Inklusive Düsensystem für Sie durch.

Standardanlagen bis 6 m³/h mit Zentralsteuerventilen finden Sie auch in unserem Onlineshop.
www.wasseraufbereitung-shop24.de

Wir unterbreiten Ihnen gerne ein passendes Angebot für Ihren gewünschten Kiesfilter
Sprechen Sie uns bitte an! 



Beispielanlagen

Kiesfilteranlage zur Kühlwasserreinigung 2x 400 m³/h


Kiesfilteranlage zur Brunnenwasseraufbereitung 3x 50 m³/h

Kiesfilteranlage
Oxidationsstufe
Tiefbrunnen 150 m
Netzdruckerhöhung
Reinwassertank

Visualisierung einer Kiesfilteranlage

Anlagenuebersicht Kiesfilter
Spuelprogramm Kiesfilter
Betriebsarten Kiesfilter
Sollwerte Kiesfilter

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