Kommerzieller Sandfilter — Quarzsand- und Multimedienfiltration

Ein kommerzieller Sandfilter ist ein Druckbehälter, der mit abgestuftem Quarzsand, Anthrazit oder einem Multimedienbett gefüllt ist. Das Wasser strömt von oben nach unten durch das Bett, und Schwebstoffe werden in den oberen Schichten durch eine Kombination aus Siebwirkung und Anlagerung an den Kornoberflächen zurückgehalten. Der Filter ist auf etwa 100 µm ausgelegt und entfernt Sand, Schluff, Tonflocken, Rostpartikel, Algen und andere Schwebstoffe. Er entfernt keine gelösten Salze, Härte, Nitrat oder gelöste organische Stoffe.

Die Sandfiltration ist in den meisten Anlagen für Oberflächen- und Brunnenwasser die erste Stufe. Sie schützt nachgeschaltete Aktivkohlebetten, Enthärter, Kartuschenfilter und RO-Membranen vor Partikelverschmutzung und hält die Trübung so niedrig, dass die Desinfektion wirkt. Ein Sandfilter ist kein Sterilisator: Bakterien und Viren passieren das Bett, sofern sie nicht an Partikel gebunden sind, daher ist für Trinkwasser weiterhin eine Desinfektion erforderlich. In einer typischen Anlage kommt zuerst die Sandfiltration, danach Aktivkohle, Enthärter und RO, mit UV oder Chlorung am Verbrauchspunkt.

Der Filter ersetzt weder Flockung noch Sedimentation oder Desinfektion. Er ist eine physikalische Barriere für Partikel, und seine Leistung hängt vom Zulaufwasser ab: Eine stabile, trübungsarme Quelle ermöglicht lange Laufzeiten und klares Wasser, während eine schwankende Quelle eine vorgeschaltete Behandlung und häufigere Rückspülungen erfordert. Dimensionieren Sie das Bett für den Spitzendurchfluss und die ungünstigste Trübung, nicht für den Jahresdurchschnitt.

Quarzsand ist die Standardwahl: kostengünstig, dicht und wirksam gegen anorganische Trübung. Anthrazit ist leichter und hat eine größere Oberfläche; er erlaubt eine gröbere Deckschicht, hält mehr Feststoffe zurück und benötigt weniger Rückspülwasser, was sich für Oberflächenwasser mit Algen oder leichten organischen Stoffen eignet. Multimedien — Anthrazit über Sand über Kies — verbinden eine grobe Deckschicht für die Kapazität mit feineren unteren Schichten für die Feinreinigung und sind die übliche Wahl bei schwankender oder hoher Zulauftrübung.

Die Medienauswahl richtet sich nach der Analyse des Zulaufwassers und den Anforderungen der nachgeschalteten Stufen. Für die RO-Vorbehandlung liegt das Ziel meist bei SDI15 unter 5 und Trübung unter 1 NTU, was häufig Multimedien mit nachgeschalteter 5-µm-Kartusche erfordert. Für Trinkwasser genügen oft Sand oder Multimedien plus Desinfektion. Aktivkohle ist eine separate Stufe: Sie entfernt Chlor, Geschmack und organische Stoffe, nicht Trübung.

Die Katalogangabe lautet Zulauftrübung bis 100 NTU bei Auslauf ≤5 NTU, doch das ist ein Betriebsbereich, kein Zielwert. Oberhalb von etwa 50 NTU steigen Laufzyklus und Rückspülwasserverbrauch schnell an, und oberhalb von 100 NTU verblockt das Bett vor Zyklusende. Bei stark trüben Flüssen oder Hochwasser sind Flockung und Sedimentation — oder ein Klärbecken — vor dem Filter vorzusehen; der Sandfilter dient dann als Polierstufe.

Eisen und Mangan müssen oxidiert werden, bevor sie gefiltert werden können. Zweiwertiges Eisen passiert ein Sandbett; nach Belüftung, Chlorung oder Ozonzugabe entsteht Eisen(III)-hydroxid, das filterbar ist. Öl und Fett umhüllen die Körner und lassen sich durch Rückspülung schwer entfernen. Algen erfordern eine Vorchlorung oder eine gröbere vorgeschaltete Stufe. Prüfen Sie Trübung, Eisen, Mangan und Oxidationsmittelbedarf, bevor Sie Medium und Rückspülrate wählen.

Die Sandfilterbaureihe deckt 0.5–50 m³/h mit Motoren von 0.37 bis 7.5 kW ab. Die Filterfeinheit beträgt 100 µm, die Auslauftrübung ≤5 NTU und die Zulauftrübung bis 100 NTU. Die Baureihe ist nach Durchfluss, Motor und Wasserqualität ausgelegt; der Behälterdurchmesser ergibt sich anschließend aus der Betriebsgeschwindigkeit von 10–15 m/h. Nennen Sie Spitzendurchfluss, Rohwassertrübung und Rückspülquelle, dann lässt sich die Behältergröße aus diesen drei Angaben auswählen.

Die Behälter bestehen üblicherweise aus epoxidbeschichtetem Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder FRP, ausgewählt nach Salzgehalt des Wassers und Aufstellort. Die Einbauten umfassen einen oberen Verteiler, eine abgestufte Kiesschicht als Stütze und einen unteren Kollektor. Manometer vor und nach dem Bett, ein Schauglas in der Rückspülleitung und Probenahmehähne ermöglichen es dem Bedienpersonal zu bestätigen, dass das Bett sauber ist und kein Medium verloren geht.