Welche Filter helfen, Wasser von Eisen zu reinigen?

Die sichere Eisenmenge im Wasser liegt zwischen 0,1 und 0,3 mg/l, in der Praxis kann der Gehalt jedoch zehnmal höher sein. Daher stellen sich Fragen: Wie reinigt man Wasser von Eisen, ist eine solche Reinigung zwingend erforderlich und wie bestimmt man die Wasserzusammensetzung?

Eisen kann im Wasser in verschiedenen Formen vorliegen:

• zweiwertig (löslich);
• dreiwertig (unlöslich);
• organisch: löslich (Polyphosphate), bakteriell und unlöslich (kolloidal).

Um das Reinigungssystem richtig auszuwählen, muss man nicht nur den Eisengehalt, sondern auch seine Form kennen.

Wie kann man die Eisenkonzentration im Wasser bestimmen?

In einem zentralen Wasserversorgungssystem in der Stadt ist die Ursache für einen erhöhten Eisengehalt immer die Stahlwasserrohre. Einfach gesagt, Rost aus der Rohrleitung vermischt sich mit dem Wasser, löst sich jedoch nicht auf. Die einfachste Methode, um Rost (dreiwertiges Eisen) festzustellen, ist, das Wasser in einem durchsichtigen Behälter abstehen zu lassen. Wenn sich nach einigen Stunden ein rötlicher Bodensatz bildet, ist es Zeit, Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen und das Wasser von dreiwertigem Eisen zu reinigen.

Tipp

Ein rostiger Belag auf dem Waschbecken, der Badewanne oder der Toilette ist ein deutliches Zeichen dafür, dass Rost aus den Rohren in den Wasserhahn gelangt. Bei solchen Symptomen sollte man von der Diagnose zur Problemlösung übergehen.

Aus artesischen Brunnen gelangt Wasser mit gelöstem Eisen (zweiwertig) ins Haus. Einen erhöhten Gehalt kann man visuell feststellen – das Wasser wird leicht gelblich. Eine Farbänderung tritt jedoch nicht immer auf. In diesem Fall hilft eine schwache Kaliumpermanganatlösung. Wenn man die rosafarbene Lösung zu Wasser mit erhöhtem Eisengehalt hinzufügt, ändert sich dessen Farbe zu gelblich-braun.

Kolloidales Eisen kann vorhanden sein, wenn die Entnahme aus einem flachen Brunnen erfolgt, in den Oberflächenwasser gelangt. In diesem Fall bleibt das abgestandene Wasser trüb, die Schwebstoffe aus solchen Eisenmolekülen setzen sich nicht am Boden ab. Wenn sich auf der Wasseroberfläche ein Film bildet, befinden sich Eisenbakterien im Wasser.

Wenn das Wasser aus dem Wasserhahn die oben genannten Eigenschaften oder einen metallischen Geschmack aufweist, sollte man ein Reinigungssystem auswählen. Um dies mit maximaler Effizienz zu tun, sollte man eine Wasserprobe ins Labor bringen. Mit den Untersuchungsergebnissen kann man das richtige System zur Eisenentfernung auswählen.

Reinigungsmethoden

Es gibt zwei Arten von Methoden zur Entfernung von Eisen und seinen Verbindungen aus Wasser – mit und ohne Chemikalien. Wenn Filter mit Chemikalien verwendet werden, muss deren Nachfüllung überwacht werden.

Die Filtration kann auf folgende Weise erfolgen:

• Belüftung;
• Ionenreinigung;
• Membranverfahren, einschließlich osmotischer Reinigung;
• Ultrafiltration;
• Sedimentationsfiltration;
• mechanische Reinigung.

Es ist zu beachten, dass es keine universelle Methode gibt, die alle Arten von Verunreinigungen beseitigt. Daher ist es so wichtig, zu bestimmen, um welche Art von Verschmutzung es sich handelt.

Mechanische Reinigung

Systeme der mechanischen Filtration (mechanische Patronenfilter) haben sich bewährt. Sie eignen sich, wenn Wasser von großen Fraktionen unlöslichen Eisens (Rost) gereinigt werden soll. Zur Entfernung von Oxiden werden Polypropylen-Patronen und Patronen mit feinkörnigem Granulat verwendet.

Sie werden hauptsächlich in Wohnungen und Häusern mit zentraler Wasserversorgung eingesetzt, da eine Reinigung von Brunnenwasser auf diese Weise nicht möglich ist. Mechanische Filter werden zwar auch in Häusern verwendet, jedoch mit vorheriger Oxidation (Belüftung) der Metallverbindungen.

Die Methode der mechanischen Reinigung mit Makrofiltern (Größe der zurückgehaltenen Partikel – mehr als 15 Mikrometer) wird zur Vorreinigung des Wassers verwendet. Patronen mit einer Maschenweite von 5 Mikrometern werden für die Feinfiltration installiert.

Tipp

Die Vorfiltration oder der Grobfilter hält große Fraktionen zurück, wodurch feinmaschige Patronen wesentlich länger halten.

Ionenfiltration

Die Wasserreinigung mittels Ionenaustausch ist ein Reagenzverfahren, mit dem die Ionen-Zusammensetzung des Wassers gezielt verändert werden kann. Wenn die Aufgabe darin besteht, Eisen zu entfernen, werden in den Filtern als Ionenaustauscher katalytische Harze mit verschiedenen fraktionierten Zusätzen verwendet. Sie ersetzen Metallionen durch Natriumionen.

Das Reagenzmedium verliert mit der Zeit seine Fähigkeiten, ist jedoch regenerierbar. Dazu werden Zitronensäure oder Speisesalz (Lösung) verwendet. Der Vorteil dieser Methode ist, dass die Enteisenung nicht zur Ausfällung von Härtesalzen führt und nicht nur Rost, sondern auch im Wasser gelöste Metalle, einschließlich Mangan, entfernt. Zu den Nachteilen gehört, dass sich die katalytischen Harze unter dem Einfluss der Salzlösung nur teilweise regenerieren und nach 2-3 Jahren ihre Kapazität vollständig erschöpfen.

Belüftung

Im Wasser, das aus einem artesischen Brunnen gefördert wird, befinden sich verschiedene Metallverbindungen, darunter zweiwertiges Eisen in gelöster Form. Da sich Wasser aus einem Brunnen ohne vorherige Oxidation des zweiwertigen Eisens nicht qualitativ reinigen lässt, wird die Belüftungsmethode angewendet, also die Sättigung des Wassers mit Sauerstoff. Hierdurch geht das Metall vom gelösten Zustand in ein unlösliches Oxid über, und danach kann es mit einem mechanischen oder anderen Filter entfernt werden.

Die Belüftung kann sowohl nach dem Druck- als auch nach dem drucklosen Verfahren erfolgen.

1. Bei der drucklosen Belüftung wird das Wasser in einen Oxidationstank geleitet, in dem es zerstäubt und geduscht wird. Die Dusche erfolgt mittels Düsen oder eines Injektors. Die Oxide sammeln sich am Boden des Belüftungsbehälters, und dieser muss regelmäßig gereinigt werden – zwei- bis fünfmal im Jahr, je nach Grad der Wasserverschmutzung.
2. Die Druckbelüftung erfolgt in einem statischen Mischer oder einer Belüftungskolonne. Sie dienen als Kontaktkammer, in die Wasser eingeleitet wird (ungefähr zu zwei Dritteln gefüllt), und Luft wird durch ein Rohr auf die Höhe der Mitte der Kolonne/des Mischers zugeführt. So erfolgt das Sprudeln mit Blasen des gesättigten Luftgemischs und die Oxidation des zweiwertigen Eisens. Darüber hinaus findet in der Kolonne an der Grenze zwischen Wasser und Luft eine zusätzliche (sekundäre) Belüftung statt, die die Reinigungsqualität erhöht.

Umkehrosmose

Das Umkehrosmose-Reinigungssystem ist der fortschrittlichste Feinfilter mit Vorfilterung. Mithilfe von Umkehrosmosemembranen erfolgt eine hochwertige Filtration des Trinkwassers von allen Verunreinigungen. Der in das System integrierte Vorfilter hält unlösliche Metallpartikel mit einer Fraktion von mehr als 0,5 Mikrometern und in Wasser gelöstes anorganisches Eisen zurück.

Der Hauptreinigungsschritt erfolgt durch eine Membran mit Poren von 0,0001 µm unter dem Einfluss einer Druckdifferenz. Dabei werden die reinen Wassermoleküle von Wasser mit erhöhter Dichte (gesättigt mit organischen Eisenverbindungen und anderen Schadstoffen) getrennt, das in das Drainagesystem abfließt. Als Nachteil des Umkehrosmosefilters kann lediglich seine geringe Leistungsfähigkeit genannt werden. Allerdings wird ein solcher Reinigungsgrad nur für Trinkwasser und Wasser zum Kochen benötigt, und mit diesem Volumen kommt die Umkehrosmose problemlos zurecht.

Filter mit Schüttung und Rückspülsystem

Die Wasserfiltration mit Schüttung gehört zu den Sediment- und Reagenzverfahren. Sie ist für die Wasseraufbereitung aus Brunnen erforderlich, wenn das Belüftungsverfahren aus technischen Gründen nicht geeignet oder unzureichend ist. Als Filtermaterial (Schüttung) werden die Markenmaterialien Birm, Manganese Greensand, MTM, Pyrolox verwendet. Die Schüttung verkürzt die für die Oxidation erforderliche Zeit um ein Vielfaches.

Der automatische Eisenentfernungsfilter für Einfamilienhäuser ist wie folgt aufgebaut.

• Das Filtergehäuse – ein Behälter – ist mit Filtermaterial gefüllt.
• Im oberen Teil des Gehäuses ist ein Automat mit Timer und Durchflussmesser installiert. Seine Funktion besteht darin, die Wasserrichtung nach einer bestimmten Zeit während der Filtration und Regeneration zu ändern.
• Im Inneren des Behälters verläuft ein Steigrohr durch die gesamte Schüttungsschicht.
• Der Behälter ist über einen flexiblen Schlauch mit dem Reagenzbehälter verbunden.

Während des Filtrationszyklus fließt das Wasser durch die Schüttung, steigt durch das Steigrohr nach oben und verlässt das Reinigungssystem. Wenn der Regenerationszyklus eintritt, wird das Wasser von oben in das Steigrohr eingespeist. Es lockert die Schüttungsschicht auf und wäscht die dort abgesetzten Eisenverbindungen aus. Danach führt der Automat eine Reagenzbehandlung des Filtermaterials durch, das seine chemische Aktivität wiederherstellt.

Was soll man wählen?

Um das richtige Filtersystem auszuwählen, sollte, wie bereits erwähnt, eine Wasseranalyse in einem Labor durchgeführt werden. Dies ist wesentlich günstiger, als den Filter durch Versuch und Irrtum zu bestimmen, und hilft dabei, das optimale Filtersystem zu installieren. Die Installation der Filter hängt auch davon ab, für welche Zwecke das Wasser benötigt wird.

Feinfilter sind überflüssig, wenn es um die Aufbereitung von Wasser für den Haushalt (Wäsche, Dusche) oder technische Zwecke geht. Für Trinkwasser kann ihr Einsatz jedoch je nach den Ergebnissen der Laboruntersuchungen erforderlich sein.