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Wasserfilter

Die Wirkung des Kiesfilters hängt am kf-Wert

Von Stephan Wayan | 19. Januar 2021
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Haben Sie Fragen zu Kiesfiltern und deren Funktion in der Wassertechnik? In diesem Artikel erklären wir Ihnen, wie solche Filter arbeiten und welchen Zweck das Konzept des kf-Wertes hat. Dazu kombinieren wir fachliche Expertiese mit praktischen Tipps für die Anwendung und Anpassung von Kiesfiltern.

Kiesfilter
AUF EINEN BLICK
Wie funktioniert ein Kiesfilter zur Wasseraufbereitung?
Ein Kiesfilter reinigt Wasser, indem es durch eine Schicht aus Kies mit einem Körnerdurchmesser von 2-6 mm fließt. Die Filterwirkung basiert auf physikalischen Prozessen wie der Bindung von Eisen und der Reduzierung der Oberflächenspannung. Der kf-Wert zeigt die hydraulische Leitfähigkeit des Filters an.

Zwischen Feinkies und Sand

Bei nahezu jedem Bauwerk der Wassertechnik kommt Kies zum Einsatz, um aus Rohwasser wie beispielsweise Regenwasser sogenanntes Reinwasser zu erzeugen. Sowohl in Zisternen, Versickerungsanlagen als auch inGrundwasserbrunnen und Rückhaltebecken dienen Kiesfilter zur Säuberung des Wassers.

Genau genommen ist der Übergang eines Kiesfilters zu einem Sandfilter fließend. Die Körnungsgrößen für die meisten Kiesfilter bewegen sich bei Korndurchmessern von zwei bis sechs Millimetern, dem sogenannten Feinkies. Entscheidend sind die Art und der Verschmutzungsgrad des Rohwassers, der bei Regenwasser verhältnismäßig niedrig liegt.

Der kf-Wert von Kies

Entscheidende Maßeinheit ist der kf-wert, den der Kiesfilter aufweist. Er wird auch als Durchlässigkeitsbeiwert bezeichnet. Die Berechnung des kf-Wertes setzt sich aus der Fließrate des Wassers, der Fließfähigkeit beziehungsweise Fließgeschwindigkeit, der Länge des Filterweges durch den Kies, der Filterfläche und dem Druckunterschied vor und nach dem Durchfluss zusammen.

Für Kiesfilter wird in einer Tabelle der kf-Wert ermittelt und der Filteraufgabe angepasst.

Die hydraulische Leitfähigkeit wird als kf-Wert in Meter pro Sekunde (m/s) errechnet, wobei von einem wassergesättigten Kies ausgegangen wird. Im theoretischen Fall einer durchgängig homogenen Korngröße des Kiesfilters gelten folgende kf-Werte:

  • Grobkies: 1×10 hoch minus 1 bis 5×10 hoch minus 3 m/s
  • Fein- und Mittelkies: 5×10 hoch minus 2 bis 5×10 hoch 4 m/s
  • Sandiger Kies: 1×10 hoch minus 2 bis 1×10 hoch minus 4 m/s
  • Mittelsand: 1×10 hoch minus 3 bis 5×10 hoch minus 5 m/s
  • Feinsand: 5×10 hoch minus 4 bis 5×10 hoch minus 6 m/s
  • Schluffiger Sand & sandiger Schluff: 1×10 hoch minus 4 bis 5×10 hoch minus 8 m/s

Der Bereich der Durchlässigkeit des Kieses oder Sands liegt zwischen 10 hoch minus 1 bis 10 hoch minus 6. Ein Kiesfilter muss einen kf-Wert in diesem Bereich aufweisen.

kf-Wert ergibt sich aus vielen Variablen

KIesfilter und Kieschichten werden sowohl bei der Einrichtung einer Muldenversickerung als auch bei der Schachtversickerung verwendet. Eine erweiterte Form ist die Technik der Rigolenversickerung, die den benötigten Raum- und Platzbedarf für den Kiesfilter senkt.

Da ein komplett mit Kies bestückter Filter aus runden Körnern besteht, ist das gewählte Porenvolumen und damit der kf-Wert unveränderlich. Während des Versickerungs- beziehungsweise Filtervorgangs treten allerdings Scherkräfte auf, die beispielsweise Zuleitungen und Verrohrungen beschädigen können. Durch Beimischung von kantigem Schotter kann die „innere Stabilität“ der Filterschicht erhöht werden.

Tipps & Tricks
Wenn Sie einen Kiesfilter in der Höhe oder Fläche ändern, können Sie bei gleicher Kiessorte den kf-Wert verändern. Lassen Sie sich von einem Fachmann die optimale Kombination von Größe des Filters zur Kornmischung errechnen.

Artikelbild: mtreasure/iStockphoto