Enthärter, Sand und Kohle: Leitfaden zur Vorbehandlung

Ein Sand- oder Multimedienfilter ist ein Druckbehälter, der mit abgestuftem Quarzsand, Anthrazit oder beidem gefüllt ist. Das Wasser strömt mit 10–15 m/h von oben durch das Bett, und Partikel bis etwa 100 µm werden zurückgehalten. Bei Zulaufwasser bis 100 NTU liegt der Auslauf typischerweise bei ≤5 NTU. Die Sandfilter-Serie deckt 0.5–50 m³/h mit Motoren von 0.37 bis 7.5 kW ab, und jeder Behälter wird über die Bettfläche dimensioniert, nicht über eine nominale Modellnummer.

Der Filter steht an erster Stelle, weil alles Nachgeschaltete klares Wasser bevorzugt. Trübung verstopft die Kohle, umhüllt das Harz und verunreinigt Membranen. Ein Sandfilter entfernt keine gelösten Salze, Härte, Nitrat oder Farbe; er ist nur eine physikalische Barriere. Liegt die Quelle über etwa 50 NTU, verkürzen sich die Laufzeiten und der Rückspülwasserbedarf steigt schnell, sodass Koagulation oder Absetzung vor den Filter gehören und nicht ein größerer Behälter danach.

Härte ist Calcium und Magnesium, gemessen als mg/L Calciumcarbonat. Unter 60 ppm bildet sich Kesselstein langsam und ein Enthärter ist selten wirtschaftlich. Zwischen 60 und 120 ppm hängt die Entscheidung von Temperatur und Gerät ab: Eine Kaffeemaschine, ein Dampfkessel oder ein Warmwasserspeicher kann noch Schutz benötigen, eine Kaltwasserleitung vielleicht nicht. Über 120 ppm ist eine Enthärtung in der Regel gerechtfertigt; über 180 ppm ist sie für Heizgeräte, Kessel und RO-Zulauf normalerweise erforderlich.

Die gängigen Einheiten sind leicht zu verwechseln. Ein Grain pro Gallone entspricht 17.1 mg/L als CaCO₃, ein deutscher Härtegrad entspricht 17.8 mg/L und ein französischer Härtegrad entspricht 10 mg/L. Ein Bericht in gpg muss daher umgerechnet werden, bevor er mit einer Auswahltabelle verglichen werden kann. Härte ist kein Gesundheitsparameter, aber ein Kostenparameter: Sie verkürzt die Lebensdauer von Wärmetauschern und erhöht den Waschmittelverbrauch in Wäschereien.

Die CK-SF-Serie deckt 0.5–15 m³/h in acht Kataloggrößen ab. Harzbehälter reichen von 844 bis 3672, Harzmengen von 30 bis 650 kg und Solebehälter von 25 bis 800 L. Die Auslaufhärte bleibt unter etwa 1 ppm als CaCO₃, bis das Harz der Erschöpfung nahe kommt. Automatische Ventile messen das behandelte Volumen und starten die Regeneration, die in der Regel 60–90 Minuten dauert.

Salz ist der wichtigste Verbrauchsstoff. Eine praktische Einstellung sind 80–160 g Salz pro Liter Harz und Regeneration, mit Sole bei 8–12 %. Das theoretische Minimum liegt bei etwa 1.2 kg Natriumchlorid pro Kilogramm entfernter Härte; reale Anlagen verwenden etwa das Doppelte, weil die Regeneration nicht perfekt effizient ist. Zweitank-Einheiten wechseln sich ab, damit enthärtetes Wasser weiterfließt, während ein Behälter regeneriert.

Aktivkohle entfernt freies Chlor, Chloramin, Geschmack, Geruch und gelöste organische Stoffe durch Adsorption. In einer Vorbehandlungsstraße ist ihre wichtigste Aufgabe die Dechlorierung: Freies Chlor über 0.1 ppm oxidiert Polyamid-RO-Membranen, und der Schaden ist irreversibel. Sie schützt auch das Kationenharz, das Chlor mit der Zeit abbaut, und senkt die organische Fracht, die sonst die Membran verunreinigen würde.

Die Auslegung richtet sich nach der Kontaktzeit im leeren Bett, nicht nach dem Behältervolumen allein. Die Dechlorierung benötigt in der Regel 10–15 Minuten EBCT; Chloramin, Geschmack und Geruch benötigen 15–20 Minuten. Wasseraufbereitungskohlen haben üblicherweise eine Jodzahl von 700–1100 mg/g und eine Oberfläche von 500–1500 m²/g, aber die Jodzahl beschreibt das Mikroporenvolumen und garantiert nicht die Entfernung eines bestimmten Schadstoffs.

Kohle ist zudem die Stufe, die am häufigsten ohne Überwachung bleibt. Ein Chloridurchbruch kann eine Membran innerhalb von Tagen nach Erschöpfung des Harzes erreichen, daher sind eine Probenahmestelle und ein Chlor- oder ORP-Analysator am Kohleauslauf bei einem RO-Zulauf nicht optional. Wechseln Sie die Kohle beim Durchbruch, nicht nur zu einem Kalenderdatum.

Legen Sie Probenahmehähne vor und nach jeder Stufe, Manometer über jedes Bett und einen für die Rückspülung dimensionierten Ablauf fest. Sandfilter und Kohlefilter benötigen einen Rückspüldurchfluss, der ein Mehrfaches des Betriebsdurchflusses beträgt; Rohwasserzufuhr und Ablauf müssen daher auf diesen Spitzenwert geprüft werden, nicht auf den Produktdurchfluss. Eine Straße, die sich nicht selbst rückspülen kann, hält die Wasserqualität nur bis zum ersten verschmutzten Bett.

Beginnen Sie mit der Laboranalyse und dem stündlichen Spitzendurchfluss, nicht mit dem Tagesvolumen. Dimensionieren Sie den Sandfilter auf 10–15 m/h Bettgeschwindigkeit, den Kohlefilter auf 5–15 m/h mit 10–15 Minuten EBCT und den Enthärter anhand von Spitzendurchfluss, Eingangshärte und den verfügbaren Stunden zwischen den Regenerationen. Prüfen Sie dann, ob die Rückspülspitze bereitgestellt werden kann, ohne den Prozess auszubremsen. Bei einem Sandfilter mit 10 m³/h kann die Rückspülung 35–45 m³/h für 5–10 Minuten verlangen.

Eine nur auf den mittleren Durchfluss ausgelegte Straße besteht die Wasserqualität auf dem Papier und versagt im Sommer. Spitzenbedarf, Rückspülbedarf und Regenerationsstillstand sind die drei Zahlen, die entscheiden, ob die Anlage weiterläuft. Schreiben Sie sie zusammen mit maximaler Eintrittstrübung, Härte und Chlor auf das Auslegungsblatt, damit eine spätere Kapazitätsänderung gegen die ursprünglichen Annahmen geprüft werden kann.

Wöchentlich: Differenzdruck über Sand- und Kohlebett, Auslaufhärte und Chlor am Kohleauslauf aufzeichnen. Monatlich: Rückspüldurchfluss und -dauer prüfen und im Schauglas nach Filtermaterial suchen. Jährlich: Medienschichthöhe prüfen, Solebehälter reinigen und Messgeräte kalibrieren. Sand alle 3–5 Jahre wechseln, Kohle beim Durchbruch statt nur nach Alter, und Harz, wenn die Kapazität nach Prüfung der Regenerationseinstellungen und der Salzdosis niedrig bleibt.