Kiesfilter - Kiesfilteranlagen zur Wasseraufbereitung

Die Filtration mit Kies hat ihre Wurzeln in der Antike, wo sie primär zur Trinkwasseraufbereitung eingesetzt wurde. Im Laufe der Zeit hat sich diese Methode weiterentwickelt und gilt heute als eine der stabilsten Filtrationsmethoden in der Wasseraufbereitung. Die Anwendungsbereiche von Kiesfiltern haben sich erweitert, und durch die steigenden Anforderungen der Industrie sind weitere Einsatzgebiete hinzugekommen.

Ein großer Vorteil von Kiesfilteranlagen ist nicht nur die effektive Rückhaltung von Partikeln, sondern auch die katalytischen Reaktionen im Kiesfilterbett. Daher ist der Aufbau eines Kiesfilters von entscheidender Bedeutung und erfordert langjährige Erfahrung sowie eine präzise Auswahl der Filtergröße, der Körnung der Quarzkiesschicht und der Schichtung im Behälter. Ebenso ist die Durchführung der Rückspülung von enormer Wichtigkeit, um die Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Hierbei müssen genaue Rückspülschritte und -mengen eingehalten werden.

Ein Kiesfilter dient zur Entfernung von ungelösten Feststoffen aus Wasser oder Prozessflüssigkeiten. Die Kiesfilteranlage besteht aus einem mit gewaschenem Quarzkies unterschiedlicher Körnung gefüllten Behälter, der als Mehrschichtfilter aufgebaut ist.

Das Wasser strömt von oben nach unten durch den Behälter, wobei sich Schmutzpartikel größer als 10 µm im Kies ablagern. Diese Verfahrenstechnik zählt zu den mechanischen Trennverfahren. Durch mikrobiologische Prozesse im Filterkuchen kann diese Filtertechnik jedoch noch mehr in der Wasseraufbereitung leisten. Gelöste Stoffe wie Eisen oder Mangan können durch eine vorgeschaltete Belüftungsstufe oxidiert und nahezu restlos entfernt werden.

Für den einwandfreien Betrieb der Kiesfilteranlage sind folgende Parameter entscheidend:

• Fließgeschwindigkeiten, berechnet über den Querschnitt der Kiesfilteranlage
• Auswahl der Quarzkieskörnung
• Exakte Behälterdimensionierung
• Rückspülvorgang

Damit der Kiesfilter seine volle Leistung erbringen kann, ist ein oft langer Einfahrprozess notwendig. Um Kosten und Zeit zu sparen, bieten wir basierend auf unserer langjährigen Erfahrung spezielles Know-how an – und das ganz ohne Chemie!

Die Oxidation erfolgt durch die Zugabe von Druckluft ins Rohwasser. Die Menge der Luft wird anhand der Rohwasseranalyse und der benötigten Leistung bestimmt.

Über statische Mischer wird die Luft fein verperlt, wodurch eine große Oberfläche für den Oxidationsprozess entsteht.

Die Reaktionsstrecke bis zum Kiesfilter darf nicht zu kurz sein. In den meisten Fällen genügt die Verrohrungsstrecke zum Druckbehälter. Bei einer funktionsfähigen Kiesfilteranlage muss das Wasser am Filter milchig sein. Die Oxidationsluft tritt dann größtenteils am Entlüfter des Druckbehälters wieder aus.

Einbauhinweise und Ausführung der Oxidationsstufe:

• Durchflussmessungen sollten vor der Oxidationsstufe eingebaut werden, da die Luft sonst das Messergebnis verfälschen kann.
• Redundante Ausführung der Mischer ist empfehlenswert, da mit hohen Verschmutzungen durch Ablagerungen des Rohwassers zu rechnen ist.
• Überwachung des Mischers kann durch Differenzdruckmessung erfolgen.
• Geregelte Luftdosierung ist wichtig, da Schwankungen des Vordrucks (Rohwasser oder Steuerluft) die Luftmenge unmittelbar beeinflussen.

Bei der Planung der Verfahrenstechnik und der Anzahl der Kiesfilter ist die Rückspülung sowie die damit verbundene Unterbrechung der Wasserversorgung zu berücksichtigen. Je nach Anlagengröße ist für eine Rückspülung mit bis zu 1 Stunde zu rechnen.

Aus diesem Grund werden häufig Doppelanlagen installiert, um die kontinuierliche Versorgung sicherzustellen.

Bei Doppelanlagen hat sich eine Kreuzschaltung bewährt. Dabei wird der frisch rückgespülte Filter immer als Polizeifilter nach dem Arbeitsfilter geschaltet. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass stehendes Wasser vermieden wird und durch die beiden nachgeschalteten Filter die Ausgangsqualität sichergestellt und teilweise sogar verbessert werden kann.

Aus Gründen der Redundanz sowie bei schwankenden Abnahmemengen und größeren Leistungen werden die Anlagen auf mehrere Kiesfilter aufgeteilt. Die Steuerung übernimmt dabei die Umschaltung und Anpassung der Fahrweise – stets abgestimmt auf die spezifischen Kundenwünsche und Anforderungen.

Das für die Rückspülung benötigte Klarwasser sollte idealerweise aus der Klarwasservorlage mit einer separaten Druckerhöhung entnommen oder aus der Klarwassersammelleitung gewonnen werden. Falls dies nicht möglich ist, gibt es alternative Methoden, die jedoch nur bedingt empfehlenswert sind:

• Brunnenwasserspülung eines Kiesfilters: Bei der Rückspülung wird im Gegenstrom gespült, wodurch Schmutz in die untere Grobschicht der Kiesfüllung gelangt. Diese Schicht ist normalerweise frei und daher nach der Rückspülung verschmutzt. Ein zusätzlicher Klarspülschritt nach der Regeneration ist erforderlich, um die Filterleistung aufrechtzuerhalten.

• Rückspülung über einen zweiten Kiesfilter: Hierbei wird das Klarwasser aus einem Kiesfilter verwendet, um einen anderen, verschmutzten Filter zurückzuspülen. Da die Rückspülmengen in der Regel deutlich größer sind als die Fließgeschwindigkeit, kann der Arbeitsfilter überlastet werden. Dies beeinträchtigt die Wasserqualität und steht nicht für die betriebliche Versorgung zur Verfügung. In vielen Fällen ist die Installation einer Klarwasservorlage mit Pumpe als Alternative kostengünstiger und effizienter.

Um die optimale Funktionsfähigkeit einer Kiesfilteranlage sicherzustellen, ist regelmäßige Rückspülung erforderlich. Dabei wird sauberes Wasser zusammen mit Druckluft von unten nach oben durch den Kiesfilter geleitet. Die Rückspülmenge muss präzise eingestellt werden, um ein Ausspülen der Kiesfüllung und damit die Unbrauchbarkeit des Filters zu vermeiden. Idealerweise wird gereinigtes Wasser aus dem Filter für die Rückspülung verwendet, da teures Stadtwasser meist nicht nötig ist.

Rückspülschritte einer Kiesfilteranlage:

Die Rückspülung erfolgt differenzdruckgesteuert, über eine Zeitschaltuhr oder basierend auf dem Durchsatz. Die folgenden Schritte werden nacheinander ausgeführt:

1. Rückspülen (ca. 20 Minuten): Das Rückspülwasser wird von unten nach oben durch den Kiesfilter geleitet. Bei zu geringer Rückspülmenge wird das Kiesbett nicht ausreichend angehoben, und Schmutz im unteren Bereich bleibt zurück. Bei zu hoher Rückspülmenge kann der Filterkuchen oder im schlimmsten Fall der Kies ausgespült werden.

2. Absenken (ca. 15 Minuten): Das Wasser wird statisch aus dem Kiesfilter bis zur Kiesoberkante entleert. Dieser Schritt kann durch eine Absenkschleife in der Leitung automatisiert werden. Die Dauer dieses Schritts wird bei der Erstinbetriebnahme ermittelt und über Zeit gesteuert.

3. Luftspülen (ca. 15 Minuten): Luft wird von unten in den Filter eingeblasen, um den Kies aufzulockern und die Rückspülung zu unterstützen.

4. Füllen (ca. 10 Minuten): Der Filter wird wieder mit Wasser gefüllt. Luft im oberen Bereich des Filters entweicht durch den Entlüfter.

5. Rückspülen/Klarspülen (ca. 10 Minuten): Wie im ersten Schritt wird das Rückspülwasser erneut von unten nach oben durch die Kiesfilteranlage geleitet, um den Filter weiter zu reinigen.

Je nach Anlagengröße können zwischen den einzelnen Schritten zusätzliche Wartezeiten für Klappenbewegungen erforderlich sein.

Kiesfilteranlagen sind vielseitig einsetzbar und kommen in verschiedenen Bereichen der Wasser- und Prozesswasseraufbereitung sowie der Abwasserbehandlung zum Einsatz.

Häufige Anwendungen sind:

• Brunnenwasseraufbereitung: Entfernung von Eisen und Mangan
• Reinigung von Kreislaufwasser: Für Kühl- und Prozesswasser
• Vorreinigung von Wasseraufbereitungsanlagen: Vor der Hauptfiltration
• Reinigung von Kondensat: Entfernen von Verunreinigungen
• Entfernung von Schmutzpartikeln: In verschiedenen Flüssigkeiten

Wir bieten Ihnen nicht nur die Lieferung von Standardanlagen bis 10 m³/h mit Zentralsteuerventilen an, sondern auch den Austausch des Filtermaterials und die Überprüfung der Behälter sowie des Düsensystems.

Besuchen Sie unseren Onlineshop: www.wasseraufbereitung-shop24.de

Gerne unterbreiten wir Ihnen ein individuelles Angebot für Ihren gewünschten Kiesfilter.

Kontaktieren Sie uns – wir freuen uns auf Ihre Anfrage!