Eisenhaltiges Wasser ist auf vielen Betrieben mit eigenem Brunnen ein Problem: Die Tiere saufen weniger und die Leitungen verstopfen allmählich. Wasseraufbereitungsanlagen können Abhilfe bei „rostigem“ Wasser schaffen.
Braun angelaufene Tränkebecken, Wasserleitungen, aus denen es nur noch tropft oder Pumpen, die bloß traurige Rinnsale produzieren – kommt Ihnen das bekannt vor?
Der Grund hierfür dürfte stark eisenhaltiges Wasser sein, das vor allem dann auftritt, wenn der Hof über einen eigenen Brunnen versorgt wird. Doch nicht nur die Technik, auch die Kühe leiden unter den Eisenablagerungen: Sie quittieren solch eine übelschmeckende Brühe mit reduzierter Wasseraufnahme und folglich mit weniger Leistung.
Schleichende Verstopfung:
Abhilfe können Wasseraufbereitungsanlagen schaffen, die das Tränkewasser von Eisen und Mangan befreien, ehe diese Stoffe die Leitungen verstopfen.Sie funktionieren nach einem einfachen Prinzip: Nach der Förderung aus dem Brunnen wird das Wasser belüftet. Der zugesetzte Sauerstoff bewirkt, dass gelöstes Eisen und Mangan ausflocken und in eine feste Form übergehen. Dieser Prozess wird auch als Verockerung bezeichnet und findet sonst in den Wasserleitungen statt, wo er hartnäckige Verkrustungen verursacht. Stattdessen wird dieser Eisenschlamm von der Anlage in einem Filter zurückgehalten.
Durch die Aufbereitung kann der Eisen- und Mangan-Gehalt sogar auf Trinkwasserqualität reduziert werden. Die Grenzwerte dafür liegen laut Trinkwasserverordnung bei 0,2 mg Eisen/l und 0,05 mg Mangan/l.
Auf dem Markt für Aufbereitungsanlagen gibt es zwei verschiedene Lösungen: Die oberirdischen und die unterirdischen Anlagen.
Mit Druck durch den Filter.
Bei den oberirdischen Druckfilteranlagen befindet sich in einem geschlossenen, druckfesten Behälter ein Kiesfilter. Er wird zwischen der Brunnenförderpumpe und dem Boiler eingebaut. Den zur Eisenausfällung nötigen Sauerstoff bringt ein Belüftungsventil an der Förderpumpe ins Wasser (siehe Übersicht 1).Durch die geschlossene Bauform entsteht im Behälter ein Überdruck von bis zu 6 bar, mit dem das Wasser durch den Filter gepresst und in den Boiler weitergeleitet wird. Es ist also nur eine Förderpumpe nötig, wodurch die Anlage relativ einfach aufgebaut ist.
Der Kiesfilter besteht meistens aus Quarzgestein und ist in mehrere Lagen geschichtet. Unten befindet sich ein Stützkies mit einer Körnung von etwa 3 bis 5 mm. Dann folgt der Filterkies mit 1 bis 3 mm Durchmesser. Je nach Rohwasserqualität können noch weitere feine Kiesschichten eingebaut werden. Bei hohen Eisengehalten empfehlen einige Hersteller allerdings einen etwas gröberen Kies, weil der Filter durch das höhere Porenvolumen mehr Eisenocker aufnehmen kann.
Nach etwa 8 bis 15 Jahren wird ein Wechsel des Kiesfilters fällig. Bei einer Anlage mit 4 m3/h Durchsatzleistung sind das etwa 500 kg Material.
Spülung muss sein:
Um den Filter vom Eisenschlamm zu befreien, muss er regelmäßig rückgespült werden. Hierbei werden etwa 2 bis 3 m3 Wasser aus dem Boiler von unten zurück durch den Filter gedrückt. Durch einen Abfluss fließen die Rückstände dann in die Kanalisation.Wie oft der Filter gereinigt werden muss, hängt vom Eisen- und Mangangehalt im Wasser ab. Standardmäßig sollte dies einmal wöchentlich erfolgen, es kann aber auch täglich erforderlich sein. In der Regel übernimmt eine Automatik diese Arbeit.
Offene Kessel:
Ähnlich funktionieren die offenen Filteranlagen. Allerdings haben sie seitliche Öffnungen im Kessel. Durch sie gelangt der Sauerstoff ins Wasser, das von einer Düse oben im Behälter verregnet wird und dann durch den Filter fließt. Im Wasser enthaltene Gase wie Kohlensäure oder Schwefelwasserstoff entweichen direkt aus dem System. Allerdings werden zwei Pumpen benötigt: Eine für die Förderung aus dem Brunnen und eine zweite, die das Wasser in den Boiler leitet (siehe Übersicht 2).Offene und geschlossene Kiesfilteranlagen sind mit Leistungen zwischen 2 und 6 m3 Wasser/h erhältlich. Gegenüber hohen Eisengehalten sind sie tolerant: Bis zu 25 mg Eisen/l Wasser können unter optimalen Bedingungen abfiltriert werden, versprechen die Hersteller.
Kompakt gegen Eisen:
Daneben gibt es noch sogenannte Kompaktanlagen für die Enteisenung. Sie sehen aus wie große Gasflaschen und arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip wie Druckfilteranlagen. Zusätzlich zur Enteisenung können sie das Wasser auch enthärten, vermeiden also unter Umständen die frühzeitige Verkalkung von Leitungen und Technik. Im landwirtschaftlichen Einsatz haben sie jedoch auch Nachteile:- Sie eignen sich in der Regel nur bei Eisengehalten von bis zu 6 mg/l.
- Das Filtermaterial ist chemisch behandelt und muss regelmäßig mit speziellen Salzen aufbereitet werden.
Dadurch wird der Betrieb der Anlage bei hohen Wasserdurchsätzen oft teurer und für den landwirtschaftlichen Einsatz auch nicht nötig. Dieser Anlagentyp ist daher eher für den häuslichen Gebrauch geeignet.
Eisen bleibt im Boden.
Ganz anders arbeiten dagegen die Anlagen zur unterirdischen Enteisenung. Der Ausfällungsprozess findet hierbei im Boden statt. Dazu wird Wasser zunächst aus dem Brunnen gefördert, mit Sauerstoff angereichert und zurück in den Boden geleitet. Sauerstoffreiches und -armes Wasser durchmischen sich dort und Eisen sowie Mangan fallen aus.Um den Brunnen bildet sich mit der Zeit eine Aufbereitungszone, an dessen Rand sich Eisen- und Manganrückstände anlagern (siehe Übersicht 3). Die Wartungskosten sind niedrig, auch weil Bauteile der Anlage und der Brunnen nicht mit eisenhaltigem Wasser in Kontakt kommen.
Dass der Eisenocker im Boden bleibt, soll keinen negativen Einfluss auf den Brunnen haben, beispielsweise indem es zu Verstopfungen des Brunnenbereichs kommt. Denn durch die sehr hohe Dichte des Ockers benötigt er nur ein sehr geringes Volumen, sodass auch nach jahrzehntelanger Nutzung ein Großteil des Porenvolumens im Boden als Reaktionsraum zur Verfügung stehen soll.
Wie viel sauerstoffhaltiges Wasser zurück in den Boden befördert werden muss, hängt von der Rohwasserqualität ab. „Bei leicht aufzubereitendem Wasser muss etwa 1 m3 Wasser angereichert werden, um 12 m3 aufbereitetes Wasser zu fördern. Unter schwierigeren Bedingungen kann dieses Verhältnis auf 1: 2 sinken“, sagt Alfons Fübekker von der Landwirtschaftskammer Niedersachsen. Laut Hersteller sollen Anlagen zur unterirdischen Aufbereitung mit Eisengehalten bis zu 50 mg Eisen/l fertig werden.
Wechselnder Brunnen:
Für Wasserverbräuche von ca. 10 m3/Tag kommt die unterirdische Enteisenung mit einem Bohrbrunnen aus. Dieser wird dann im Wechsel als Einspeise- und als Förderbrunnen genutzt. Sind höhere Leistungen gefragt, werden zwei Bohrbrunnen benötigt, die dann im Wechsel betrieben werden. So ist auch eine kontinuierliche Wasserentnahme möglich.Allerdings funktioniert die unterirdische Wasseraufbereitung nicht auf jedem Standort, denn sie braucht Lockergestein wie Sand oder Kies im Unterboden. In süddeutschen Gebirgslagen, wo oftmals Kluftgestein vorherrscht, lässt sich dieses Verfahren daher nicht einsetzen.
Auf richtigen Betrieb achten!
Wichtig für ein gutes Arbeitsergebnis der Anlagen ist die richtige Betriebsweise. „Unterirdische Aufbereitungsanlagen dürfen nicht halbherzig betrieben werden“, erklärt Brunnenbaumeister Torsten Lange aus Schleswig Holstein, „zu geringe Entnahmen können dazu führen, dass sich die Aufbereitungszone im Boden auflöst und die Enteisenungsleistung abnimmt.“Daher sollte unabhängig vom Verbrauch in regelmäßigen Abständen Wasser in den Brunnen zurückgeleitet werden. Außerdem dauert es mehrere Wochen, bis sich eine ausreichend große Aufbereitungszone gebildet hat.
Auch bei der oberirdischen Filtration kann es einige Zeit dauern, bis die volle Enteisenungs- und Entmanganungsleistung erreicht wird. Denn zunächst muss sich eine Mikrobiologie in der Anlage ansiedeln, die den Ausfällungsprozess unterstützt. Das kann beschleunigt werden, indem neues Filtermaterial mit Kies aus älteren Anlagen „angeimpft“ wird.
Welche Anlage soll es sein?
Mit dieser Frage tun sich die Berater und Hersteller schwer; eine pauschale Antwort darauf kann keiner geben.Dr. Manfred Lohse, Professor für Siedlungswasserwirtschaft an der Fachhochschule Münster und Sachverständiger für Abwasserbeseitigung, erklärt: „Bei der Wasseraufbereitung kommen viele Parameter zum Tragen. Den Anlagentyp, der sich für alle Zwecke gleichermaßen eignet, gibt es daher nicht.“ So spielen beispielsweise auch der Ammoniumanteil, der pH-Wert, die Gesamthärte des Wassers sowie der Bodenaufbau eine Rolle.
Deshalb empfiehlt Bernhard Schmitt von der Firma BIW (Beratung in Wasseraufbereitung): „Zuerst muss eine gründliche Wasseranalyse durchgeführt werden. Dann müssen die Spitzen- und Durchschnittsverbräuche bekannt sein. Erst jetzt sollte man entscheiden.“
Jeder Anlagentyp hat aus technischer Sicht seine Vor- und Nachteile: Durch die geschlossene Bauweise eignen sich Druckfilteranlagen nur bedingt für gashaltiges Wasser, sie sind aber recht einfach aufgebaut. Offene Anlagen benötigen zwar zwei Förderaggregate, dafür kann Gas ohne Probleme entweichen. Und unterirdische Anlagen sind wartungsarm, passen aber aus geologischen Gründen nicht auf jeden Standort.
Beratung ist nötig:
Um Pro und Contra besser abwiegen zu können, hilft eine ausführliche Beratung. Sie wird sowohl von Ingenieurbüros als auch von den Landwirtschaftskammern angeboten. Wasseranalysen führen die landwirtschaftlichen Untersuchungs- und Forschungsanstalten (LUFA) durch.Die Experten können auch bei den Grenzen der Wasseraufbereitung weiterhelfen: Denn bei niedrigen pH-Werten unter sieben oder hohen Wasserhärten sind weitere Aufbereitungsstufen nötig, sodass es letztendlich billiger sein kann, das Wasser vom Versorger zu beziehen. Wann sich die Aufbereitung dagegen lohnt, zeigt das nebenstehende Beispiel.
Tjade Gronau
