Filtersand ist für Poolbetreiber eine der Möglichkeiten, um das Wasser im Schwimmbecken von Trübungen, Partikeln und wasserunlöslichen Verunreinigungen zu befreien. Üblicherweise verwendet man die Substanz mit einem als Filterkessel aufgebauten Poolfilter. Der Clou ist hier der relativ einfach durchführbare Austausch des Filtermaterials, ohne gleich ein komplett neues Filtermodul installieren zu müssen.
Was sonst noch zu beachten ist und wie man den Filtersand pflegt, erfahren Sie in diesem Artikel.
Inhalte dieses Beitrags:
- So funktioniert der Einsatz von Filtersand im Schwimmbad
- Welche Arten von Filtermaterialien können eingesetzt werden?
- Die Filterwirkung von Quarzsand in Pools und Schwimmbädern
- Wartung und Pflege des Filtermaterials
- Materialeigenschaften von Filtersand/ Quarzsand
- Worauf muss beim Einsatz von Quarzsand geachtet werden?
- Gefahren & Anwendungshinweise für Filtersande
- Verbindungen und ähnliche Stoffe
So funktioniert der Einsatz von Filtersand im Schwimmbad
Im Schwimmbecken können durch äußeren Eintrag und durch Wachstum von Mikroorganismen Partikel enthalten sein, die das Wasser trüben. Auch bestimmte Wasserbehandlungsmethoden (v.a. Flockungsmaßnahmen) sorgen für die Bildung von Agglomeraten unlöslicher Stoffe. Auch der Einsatz von Desinfektionstechniken kann diese nicht beseitigen – selbst wenn die beteiligten Organismen abgetötet werden. Aus diesem Grund ist eine mechanische Abtrennung notwendig.
Hierzu verwendet man üblicherweise Filtersysteme, die durch Durchfluss des Wassers durch restriktive Poren in einer dreidimensionalen Matrix sämtliche festen Inhaltsstoffe zurückhalten, welche größer sind als der Porendurchmesser. Eine verbreitete Variante des Filtermaterials ist Sand. Dieser kann als alleinige Filterschicht oder in Kombination mit anderen Materialien verwendet werden.
Sandfilteranlagen bestehen aus einer Pumpe, die das Poolwasser ansaugt und durch den Filter strömen lässt, einem Mehrwegeventil und dem Filtertopf / Filterkessel. Sie sind zwischen Skimmer und Wasserdüse installiert und sorgen bei der Umwälzung des Wassers gleichzeitig für dessen Reinigung. Der Filterkessel wird mit Quarzsand befüllt und verfügt über Sandfilter, die verhindern, dass das Filtermaterial ausgeschwemmt wird. In Mehrschichtfiltern oder austauschbaren Fertig-Filtermodulen wird Sand oft auch in unterschiedlichen Korngrößen und in Kombination mit anderen Materialien eingesetzt. Das Preis-Leistungs-Verhältnis ist für Sand quasi unschlagbar.
Eine vollständige Filteranlage sollte neben Sand möglichst auch mit Aktivkohle beschickt werden – entweder in einem Mehrlagenfilter oder als gesondertes Filtermodul. Während Sandfilter partikuläre Stoffe abscheiden, sorgt Filterkohle für die Entfernung von organischen Stoffen und Abfallprodukten der Desinfektion.
Welche Arten von Filtermaterialien können eingesetzt werden?
Quarzsand ist aus diversen Gründen als Filtermedium hervorragend geeignet: Als Naturmaterial verfügt er über eine unregelmäßige Oberfläche und sorgt so für die Einstellung unterschiedlich großer Poren. Auf diese Weise erzeugt er eine dreidimensionale Filterleistung und bindet Partikel auch in der Tiefe. Die Substanz, aus welcher der Sand aufgebaut ist, ist gegen Wasser, biologischen Bewuchs und die diversen zur Desinfektion eingesetzten Stoffe unempfindlich. Diese Dauerhaftigkeit sorgt für Langelebigkeit der Filterfüllung, die sich durch Rückspülen weiter erhöhen lässt.
Bei Quarzsanden gibt es unterschiedliche Körnungen und Partikelgrößen. Während feinerer Sand (unter 0,5 mm) zwar eine bessere Filtrationsleistung aufweist, erhöht er auch die Gefahr, die Filter zu verstopfen und muss daher öfter regeneriert und gewartet werden. Herkömmlicher Filtersand (0,4 – 1,2 mm) hält Partikel bis ca. 40 μm zurück.
Darüber hinaus stehen noch weitere Filtermaterialien zur Auswahl. Filterglas zum Beispiel ist ein Abfallprodukt der Glasindustrie und besteht aus gemahlen/ zerstoßenen Glaspartikeln mit definiertem Größenspektrum. Die verglaste Oberfläche und die sauberen Bruchkanten und -flächen verhindern das Anheften von Bakterien. Das sorgt der Bildung von Biofilmen vor, welche bei Quarzsand häufiger auftreten. Aus Biofilmen ausgeschwemmte Bakterien können wiederum ins Poolwasser gelangen und so zu dessen Verschmutzung beitragen. Um diese Eigenschaft noch weiter auszubauen, existieren auch Medien aus „aktiviertem“ Filterglas. Die hydrophobe Oberfläche erhöht außerdem die Adsorption organischer Verbindungen und verbindet so die Vorteile von Aktivkohle mit jenen von Sand/ Filterglas. Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien ist dieses Spezialmaterial allerdings kostenintensiver.
Faserfilter und Filterbälle sind dreidimensionale Filtermaterialien, die nicht als Schüttung eingesetzt werden und bei denen Poren zwischen den einzelnen Filterkörnern entstehen. Stattdessen bestehen sie aus langgestreckten und quervernetzten Fasern, zwischen denen Partikel zurückgehalten werden. Dadurch sind die abtrennbaren Fremdstoffe im Wasser deutlich kleiner als bei herkömmlichen Filtersand. Filterbälle sehen aus wie Wattebällchen und wiegen deutlich weniger als die schweren Sandpackungen. Auch das Ausschwemmen von Sand aus dem Filter wird so effektiv verhindert. Ein Nachteil ist die mangelnde Rückspülbarkeit der Filterbälle – diese müssen aus dem Filterkessel entfernt und separat gereinigt werden.
Als weitere Alternative steht auch Zeolith-Material zur Auswahl. Dieser wird aus Vulkangestein hergestellt und weist ähnliche Vorteile wie aktiviertes Filterglas auf. Dies hängt an der inneren Struktur der Zeolithe, die der von Aktivkohle mit riesiger innerer Oberfläche gleicht. Chloramine werden hier ebenfalls hervorragend gebunden.
Die Filterwirkung von Quarzsand in Pools und Schwimmbädern
Die Zurückhaltung durch Quarzsand in der Filtration ist rein mechanisch. Gelöste Inhaltsstoffe werden also nicht zurückgehalten. Stattdessen muss der Schmutz partikulär im Wasser vorliegen. Das trifft zum Beispiel auf Pflanzenpollen, Hautschuppen, Haare, kleine Insekten und Mikroorganismen zu. Es gibt Methoden, um kleine Fremdkörper zu größeren Schwebeteilchen zusammen zu „kleben“ – diese nennt man Flockung. Dabei wird ein Ladungsunterschied der Teilchen mit einem Flockungsmittel ausgeglichen, woraufhin die kleinen Partikel aneinander anhaften können.
Wie groß die kleinsten Teilchen, die auf diesem Weg eliminiert werden, sind, hängt von der Korngröße des Sandes ab. Auch die Durchflussgeschwindigkeit ist wichtig: Eine zu starke Strömung drückt Schmutz durch den Filter, der bei kleinerer Anstromstärke festgehalten würde. Mit zunehmender Verschmutzung des Filters tragen sogar die Schmutzpartikel selbst zur Filterwirkung mit bei – allerdings auch auf Kosten der Permeabilität des Gesamtfilters. Dem wirkt man am besten durch regelmäßiges Rückspülen des Filtersystems entgegen.
Sandfilter haben keine sterilisierende Wirkung, da die meisten Mikroorganismen zu klein sind, um abgefangen zu werden. Nur relativ große Algenspezies und filamentöse Pilze haben Schwierigkeiten bei der Filterpassage. Diese tragen jedoch auch zum Fouling des Filters bei. Die eigentliche Lösung ist also nicht Filtration, sondern kontrollierte Desinfektion. Bei starker Algenblüte oder Trübung durch explosiven Bakterienbewuchs im Badewasser können die abgetöteten Überreste nach der Desinfektion abfiltriert werden. Diese Biomasse ist jedoch selbst wieder Nährstoff und kann zur Biofilmbildung beitragen, weswegen im Anschluss auch der Filter gereinigt werden sollte.
Wartung und Pflege des Filtermaterials
Wie bereits angesprochen, sammelt sich mit der Zeit Schmutz im Filter. Dieser stellt nicht nur eine Kontaminationsquelle dar, sondern senkt mit der Zeit auch den Durchfluss. Dies lässt sich an der Druckanzeige der Filteranlage ablesen: Sobald dieser messbar ansteigt, blockieren abgeschiedene Partikel die freie Passage des Wassers. Verklumpungen im Quarzfiltersand lassen sich optisch nicht erkennen und müssen über den Druckanstieg ermittelt werden.
Wie oft muss nun rückgespült werden? Als Faustregel kann man von einer Rückspülung pro Woche bis alle zwei Wochen ausgehen und die Häufigkeit je nach Verschmutzungsgrad und Anzeige des Manometers anpassen.
Doch irgendwann genügt auch dies nicht mehr. Es kann sein, dass Sie erhebliche Verluste der Filterleistung bemerken, die sich auch durch den Rückspülvorgang nicht beheben lassen. Manchmal fungiert auch die Filteranlage selbst als Verschmutzungsquelle. Obwohl die Desinfektion und Flockung erfolgte und die Pumpe längere Zeit gelaufen ist, treten immer noch Trübungen und Partikel auf? Dann sollte der Filtersand ausgetauscht werden. Üblicherweise sollte das Filtermaterial alle ein bis zwei Jahre erneuert werden. Bei akuten Problemen sollte man diese Option jedoch auch nicht vernachlässigen!
Das Vorgehen beim Sandwechsel hängt von der Bauweise des Filters ab. Man sollte auf jeden Fall die Anschlüsse und Ventile so einstellen, dass kein Sand ausgeschwemmt werden kann. Achten Sie darauf, das Standrohr, über welches das Wasser in den Filter einströmt, nicht zu beschädigen. Wenn der Sand entfernt ist, kann die Innenseite des Filterkessels sorgfältig gereinigt werden, um anhaftende Bakterienfilme zu entfernen. Setzen Sie anschließend den Filter wieder so zusammen, dass beim Nachfüllen kein Sand in Standrohr oder Leitungen gelangt! Dazu können sie freistehende Öffnung z. B. auch mit Klebeband verschließen, dass sie hinterher wieder entfernen.
Materialeigenschaften von Filtersand/ Quarzsand
Quarzsand ist aus chemischer Sicht Siliziumoxid SiO2. Im kommerziell vertriebenen Sand können neben Quarzkörnern auch andere Substanzen enthalten sein, z. B. fossile Schalen von Weichtieren und Protozoen, die aus Kalk (Calciumcarbonat) bestehen. Das führt dazu, dass Filtersand nur zu ca. 95 % (und mehr) Siliziumoxid besteht. Für die Filterwirkung und die Stabilität des Filtermaterials ist dies jedoch unerheblich. Siliziumoxid kann in der Poolumgebung als inert angesehen werden. Quarzsand gibt keine wasserlöslichen Stoffe ab und reagiert unter Badebedingungen nicht mit Säuren, Laugen oder Desinfektionschemikalien.
Der Sand ist weiß bis gelblich und besteht aus definierten Korngrößen, die zu großen Kies und zu kleinen Staub ausschließen. Bei der Aufbereitung von Rohsand erreicht man diese Klassierung durch relativ simple Siebung des Materials.
Quarzsand für den Einsatz als Filtermaterial wird aus mineralischen Ablagerungen gewonnen. Entsprechende Sedimente bilden sich an Flussläufen und dem Meeresgrund – mit der Verlandung von Meeren im Laufe vieler Millionen Jahre können solche Rohstoffquellen jedoch auch an Land gefunden werden. Sand als Rohstoff der Bauindustrie wird seltener und teurer, doch für Filtersand ist dies kein Problem, denn auch der für Beton ungeeignete Wüstensand z. B. der Sahara lässt sich zur Wasserreinigung verwenden.
Worauf muss beim Einsatz von Quarzsand geachtet werden?
Der Einsatz von Sand im Poolfilter ist denkbar einfach. Wenn die Grundlagen der Wartung und Reinigung der Filter beachtet werden, ist das Material ungefährlich. Problematisch kann minderwertiger Sand mit hohem Anteil an Sandstaub (kleiner als 0,2 mm) werden, da dieser trotz Rückhaltefilter ausgeschwemmt wird. Der Sandstaub kann dann zu Beschädigung an Pumpen und Filtern führen sowie im Becken für Trübungen und Ablagerungen auf dem Boden sorgen. Frischer käuflich erwerbbarer Sand für Sandfilter ist bereits gereinigt und pH-neutral, kann also direkt eingesetzt werden.
Bitte verwenden Sie ausschließlich für den Poolbetrieb zugelassenen Filtersand und keinen Sand für Bauarbeiten oder sogenannten Spielsand (Sandkastenfüllung)!
Gefahren & Anwendungshinweise für Filtersande
Quarzsand ist als chemische Verbindung so ungefährlich, wie ein Stoff nur sein kann. Wenn man nicht gerade von einem herabfallenden Sack Filtersand-Nachfüllmaterial erschlagen wird, gehen von ihm keine Gefahren aus. Auch bezüglich Lagerung und Umweltgefährdung gibt es keine speziellen Hinweise.
Verbindungen und ähnliche Stoffe
Als Filtermaterial wird Quarzsand verwendet, weil er in Schüttungen eine dreidimensionale Filterstruktur ergibt und chemisch weitgehend inert ist. Andere Filtermaterialien wie Filterglasperlen, Aktivkohle, Zeolithe und Filterbälle mit ähnlichen Eigenschaften aber jeweils zusätzlichen Besonderheiten bezüglich Haltbarkeit, Adsorption und Bewuchs durch Bakterien wurden im zweiten Abschnitt dieses Artikels ausführlich vorgestellt.
