Eine zuverlässige Filtertechnik gehört zu den wichtigsten Komponenten in der Wassertechnik. Sie schützt Pumpen, Ventile, Regner und insbesondere Tropfer vor Sand, Schwebstoffen und anderen Verunreinigungen im Wasser. Nachfolgend werden die Auswahl der passenden Filtertechnik für Bewässerungssysteme sowie die Funktionsweise der verschiedenen Filtersysteme erläutert.
Welche Filtertechnik erforderlich ist, hängt vor allem von der Wasserqualität, der Art und Größe der enthaltenen Verunreinigungen sowie vom eingesetzten Bewässerungssystem ab. Besonders bei der Tropfbewässerung ist eine ausreichend feine Filtration notwendig, da die Tropfer bereits durch geringe Partikelgrößen oder Ablagerungen beeinträchtigt werden können. Auch für eine Beregnungsanlage oder auf der Saugseite einer Pumpe kann eine Vorfilterung sinnvoll sein.
Neben mineralischen Partikeln wie Sand und Sedimenten können auch organische Stoffe, Algen sowie chemische Ausfällungen Verstopfungen verursachen. Entscheidend ist deshalb, Filterart und Filterfeinheit auf die vorhandene Wasserqualität und die nachgeschalteten Komponenten abzustimmen.
Welche Verunreinigungen können im Bewässerungswasser vorkommen?
Welche Filtertechnik geeignet ist, hängt zunächst von der Wasserquelle ab. Brunnenwasser kann beispielsweise Sand oder andere mineralische Partikel enthalten. In Fluss, Teich oder Speicherwasser treten dagegen häufiger organische Bestandteile, Algen und Schwebstoffe auf.
Grundsätzlich lassen sich drei Arten von Verunreinigungen unterscheiden:
- mineralische Partikel wie Sand und Ton
- organische Bestandteile wie Pflanzenreste und Algen
- chemische Ablagerungen, beispielsweise durch ausgefällte Mineralstoffe
Mechanische Filter entfernen vor allem feste Bestandteile aus dem Wasser. Gegen Ablagerungen durch gelöste Mineralstoffe oder gegen biologischen Bewuchs können je nach Wasserqualität zusätzliche Maßnahmen notwendig sein.
Welche Filterarten gibt es für die Bewässerung?
Bei den genannten Anwendungen sind die gängigsten mechanischen Filterarten:
- Siebfilter
- Scheibenfilter
- Hydrozyklonfilter
Welche Filterart am besten geeignet ist, hängt nicht allein von der Menge der Verunreinigungen ab. Auch deren Größe, Dichte und Zusammensetzung spielen eine wichtige Rolle.
des Weiteren gibt es Filtermodelle, die nach chemischen und/oder physikalischen Prinzipien arbeiten, diese sind aber hauptsächlich im Rahmen der Trinkwasseraufbereitung relevant.
In der Bewässerung stellt sich daher häufig die Frage, ob ein Siebfilter oder ein Scheibenfilter die bessere Wahl ist. Beide Systeme arbeiten mechanisch, unterscheiden sich jedoch in ihrem Aufbau, ihrer Filterwirkung, ihrem Reinigungsverhalten und letztlich auch bei den Kosten.
Siebfilter
Ein Siebfilter arbeitet nach einem einfachen Prinzip. Das Wasser strömt durch ein feines Sieb aus Kunststoff oder Metall um das Wasser von den Festkörpern zu trennen. Partikel, die größer als die Öffnungen des Siebes sind, bleiben an dessen Oberfläche zurück. Auf Grund der wenig komplexen Funktionsweise sind Siebfilter meist recht günstig.
Siebfilter eignen sich besonders für Wasser mit einer geringen bis mittleren Belastung durch feste Partikel. Aufgrund ihrer einfachen Konstruktion lassen sie sich leicht kontrollieren und reinigen.Mit zunehmender Verschmutzung setzt sich die Siebfläche jedoch zu. Dadurch steigt der Druckverlust und der Wasserdurchfluss kann abnehmen.
Bei stark mit organischen Stoffen oder großen Mengen an Schwebstoffen belastetem Wasser kann ein Siebfilter allein schnell an seine Grenzen gelangen.
Scheibenfilter
Scheibenfilter besteht aus einer Vielzahl übereinanderliegender, leicht angerauter Scheiben aus Kunststoff auf deren Oberfläche sich feine Rillen befinden. Werden die Scheiben zusammengedrückt, entstehen zahlreiche kleine Filterkanäle, welche sowohl mittels der Oberflächenhaftung als auch durch die Scheibenränder das Wasser reinigen.
Dieser Aufbau kann bei stärker belastetem Wasser Vorteile bieten. Scheibenfilter können sowohl mineralische als auch einen Teil der organischen Verunreinigungen zurückhalten und besitzen im Verhältnis zu ihrer Baugröße eine große wirksame Filterfläche.
Aufgrund ihres komplexeren Aufbaus sind Scheibenfilter in der Regel teurer als Siebfilter. Dafür sind sie mechanisch robuster, da kein Filtersieb vorhanden ist, das beschädigt werden oder reißen kann. Zudem ermöglichen sie häufig längere Wartungsintervalle. Zur Reinigung lässt sich das Scheibenpaket bei vielen Modellen entnehmen und unter fließendem Wasser spülen. Bei mäßiger Wasserbelastung kann die große Filterfläche der einzelnen Scheiben längere Betriebszeiten zwischen den Reinigungsintervallen ermöglichen.
Hydrozyklonfilter
Ein Hydrozyklonfilter arbeitet anders als Sieb und Scheibenfilter. Eigentlich handelt es sich eher um einen Abscheider als um einen klassischen Feinfilter.
Das Wasser wird seitlich in das Gehäuse eingeleitet und in eine schnelle Drehbewegung versetzt. Durch die dabei entstehenden Kräfte werden schwere Partikel wie Sand in einen Sammelbereich transportiert. Das vorgereinigte Wasser verlässt den Hydrozyklon über einen separaten Ausgang.
Hydrozyklone eignen sich deshalb besonders für Brunnen oder andere Wasserquellen, bei denen größere Mengen Sand auftreten.
Sie ersetzen jedoch in der Regel keinen Feinfilter. Leichte und sehr kleine Partikel können weiterhin im Wasser verbleiben. In Bewässerungssystemen werden Sandabscheider deshalb häufig vor einem Sieb, Scheiben oder Medienfilter eingesetzt.
Material und Bauweise der Filter
Filter für landwirtschaftliche Bewässerungssysteme werden je nach Einsatzbereich, Betriebsdruck und Wasserqualität in unterschiedlichen Materialien und Bauformen angeboten. Zu den gängigen Ausführungen zählen:
- Filter aus Kunststoff
- Metallfilter aus verzinktem Stahl
- Metallfilter mit Epoxidbeschichtung
- Hydrozyklonfilter-System zur Abscheidung schwerer mineralischer Partikel
Siebfilter, Scheibenfilter oder Hydrozyklon – welche Filtertechnik ist geeignet?
Welche Filtertechnik eingesetzt wird, hängt vor allem von der Wasserquelle sowie von Art und Menge der enthaltenen Verunreinigungen ab.
Siebfilter eignen sich vor allem, wenn:
- das Wasser vergleichsweise sauber ist
- nur geringe Mengen an Feststoffen auftreten
- hauptsächlich mineralische Partikel zurückgehalten werden müssen
- eine regelmäßige Kontrolle und Reinigung möglich ist
Scheibenfilter können Vorteile bieten, wenn:
- das Wasser stärker mit Schwebstoffen belastet ist
- unterschiedliche Partikelgrößen auftreten
- neben mineralischen auch organische Bestandteile vorhanden sind
- größere Schmutzmengen zwischen den Reinigungsintervallen aufgenommen werden sollen
Hydrozyklonfilter kommen insbesondere infrage, wenn:
- das Wasser deutlich mit Sand belastet ist
- schwere mineralische Partikel abgeschieden werden sollen
- nachgeschaltete Sieb- oder Scheibenfilter entlastet werden sollen
Die richtige Filterfeinheit auswählen
Neben der Filterart ist die Filterfeinheit eine der wichtigsten Größen bei der Auswahl.
Sie wird häufig in Mesh oder Mikrometer angegeben.
Mesh beschreibt vereinfacht die Anzahl der Öffnungen eines Siebgewebes pro Zoll. Je höher der Mesh Wert ist, desto feiner ist das Sieb.
Mikrometer beschreibt dagegen unmittelbar eine Größenordnung der Filteröffnung beziehungsweise der zurückgehaltenen Partikel.
Als Orientierung gelten beispielsweise:
• 120 Mesh entsprechen ungefähr 125 Mikrometern
• 200 Mesh entsprechen ungefähr 74 Mikrometern
Für Tropfbewässerungssysteme werden beispielsweise häufig Filterfeinheiten zwischen 120 und 200 Mesh eingesetzt. Entscheidend bleibt jedoch immer die vom Hersteller des jeweiligen Tropfschlauchs oder Tropfers vorgeschriebene Mindestfiltration.
Ein möglichst feiner Filter ist nicht automatisch besser. Wird unnötig fein gefiltert, steigt der Strömungswiderstand und der Filter kann schneller verschmutzen.
Durchfluss, Betriebsdruck und Filterfeinheit beachten
Ein Filter muss für die Wassermenge der gesamten Bewässerungsanlage ausreichend dimensioniert sein. Maßgeblich ist dabei die vom Hersteller angegebene maximale Durchflussmenge pro Stunde. Diese bezieht sich auf den tatsächlichen Durchfluss im Betrieb und nicht auf die maximale Förderleistung der Pumpe, die unter realen Betriebsbedingungen häufig nicht vollständig erreicht wird.
Bei der Auslegung sind insbesondere folgende Werte zu beachten:
- maximale Durchflussmenge des Filters
- zulässiger Betriebsdruck
- Druckverlust beziehungsweise Differenzdruck zwischen Einlass und Auslass
- erforderliche Filterfeinheit
Ist ein Filter zu klein ausgelegt oder wird die zulässige Durchflussmenge überschritten, steigt die Strömungsgeschwindigkeit im Filter. Dadurch können die Druckverluste zunehmen und sich die notwendigen Reinigungsintervalle verkürzen. Ebenso muss der vom Hersteller angegebene maximale Betriebsdruck zur jeweiligen Anlage passen. Dies ist besonders bei größeren Bewässerungssystemen und leistungsstarken Pumpen zu berücksichtigen.
Eine wichtige Kenngröße ist außerdem der Druckunterschied zwischen Einlass und Auslass des Filters. Mit zunehmender Verschmutzung steigt dieser Differenzdruck, während der verfügbare Wasserdruck hinter dem Filter sinken kann. Ein zunehmender Differenzdruck ist daher ein wichtiger Hinweis darauf, dass eine Reinigung erforderlich wird.
Neben Durchfluss und Betriebsdruck ist die Filterfeinheit entscheidend. Bei Tropfbewässerungssystemen gibt der Hersteller des Tropfschlauchs beziehungsweise Tropfers in der Regel eine erforderliche Mindestfilterung an. Häufig liegt diese beispielsweise bei 120 Mesh.
Für die Angabe der Filterfeinheit sind vor allem zwei Einheiten gebräuchlich:
- Mesh bezeichnet die Anzahl der Öffnungen eines Siebgewebes pro Zoll. Mit steigender Mesh-Zahl wird das Sieb in der Regel feiner.
- Micron beziehungsweise Mikrometer (µm) beschreibt die Partikelgröße. Je kleiner der Micron-Wert, desto feiner ist die Filtration.
Für die Auswahl des geeigneten Filters sind deshalb vor allem die Herstellerangaben des Bewässerungssystems sowie Art und Größe der im Wasser vorhandenen Verunreinigungen maßgeblich.
Wie oft muss ein Bewässerungsfilter gereinigt werden?
Die notwendige Häufigkeit hängt vor allem von Wasserqualität, Filtergröße, Wassermenge und Filterfeinheit ab.
Bei sauberem Brunnen oder Leitungswasser kann ein Filter über längere Zeit ohne Reinigung arbeiten. Wasser mit Sand, Schluff, Algen oder organischen Schwebstoffen kann dagegen sehr kurze Reinigungsintervalle erforderlich machen.
Hinweise auf einen verschmutzten Filter sind:
- ein zunehmender Druckunterschied vor und nach dem Filter
- ein sinkender Wasserdurchfluss
- eine sichtbar starke Verschmutzung des Filterelements
- eine ungleichmäßige Wasserabgabe im nachfolgenden Bewässerungssystem
Bei Hydrozyklonen muss zusätzlich der Sammelbehälter für abgeschiedenen Sand regelmäßig entleert beziehungsweise gespült werden.
Fazit
Die passende Filtertechnik hängt vor allem von Wasserquelle und Bewässerungssystem ab. Siebfilter eignen sich für vergleichsweise sauberes Wasser, während Scheibenfilter bei stärkerer und gemischter Partikelbelastung Vorteile bieten können. Bei sandhaltigem Wasser kann ein Hydrozyklon die nachfolgende Feinfiltration deutlich entlasten. Für Tropfbewässerungen sind außerdem die vorgeschriebene Filterfeinheit, der zulässige Durchfluss und der Betriebsdruck entscheidend.
Eine richtig dimensionierte und regelmäßig gewartete Filtration schützt das Bewässerungssystem vor Verstopfungen und trägt zu einer gleichmäßigen Wasserverteilung bei.
Welche Hersteller bzw. Marken gelten als qualitativ hochwertig? Für ein unschlagbares Preis-Leistungs-Verhältnis sorgen die günstigen Filter von Irripart oder Irritec. Für beste Performance stehen ansonsten u.a. die Produkte von Netafim, Rainbird und Hunter.
Haben Sie sonst noch Fragen zum Thema Filtertechnik? Sie erreichen unser Kundenservice via Online-Kontaktformular. Hier stehen Ihnen unsere kompetenten Expertinnen und Experten mit Rat und Tat zur Seite.