Ultrafiltrations-Hausanlage mit automatischer Rückspülung aus Edelstahl

Ultrafiltration-Hausanlage mit automatischer Spülung – WERTACH Quelle

1. Überblick Ultrafiltrations-Membrantechnologie auf Hausfilterebene

Die WERTACH Quelle Ultrafiltrations-Hausanlage ist ein vollintegriertes Wasseraufbereitungssystem für die zentrale Trinkwasserversorgung in Ein- und Mehrfamilienhäusern, kleineren Gewerbebetrieben sowie in Ferienobjekten oder landwirtschaftlichen Betrieben mit Eigenwasserversorgung. Sie arbeitet nach dem physikalischen Prinzip der Membrantrennung mittels PAN-Ultrafiltrationsmembran (Polyacrylnitril) mit einer nominalen Porenweite von 0,01 µm (Mikrometer). Dadurch wird eine mikrobiologisch sichere Trinkwasserqualität erreicht, ohne dass chemische Desinfektionsmittel erforderlich sind. Die Anlage ist komplett aus robustem Edelstahl gefertigt (Werkstoff SUS 304) und verfügt über eine vollautomatische Rückspülsteuerung, die die Membran in definierten Zyklen mit gefiltertem Wasser selbsttätig reinigt. 

Das System wird über ein digitales Steuerpanel mit Touchscreen bedient und kann optional über mobile App oder Webinterface überwacht werden.

2. Funktionsprinzip und Aufbau

2.1 Filtrationsgrundlage

Die Ultrafiltrationsmembran besitzt eine Porengröße von 0,01 µm, womit sie physikalisch in der Lage ist, Mikroorganismen, Kolloide, Schwebstoffe und Makromoleküle effektiv zurückzuhalten.
Zum Vergleich:

• Bakterien: typ. Durchmesser 0,3–3 µm
• Viren: 0,02–0,1 µm
• Trübungs- und Eisenkolloide: 0,05–5 µm

Damit kann die Anlage zuverlässig Bakterien (u. a. Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa), Zysten (z. B. Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum) und Viren bis zu einer log‑Reduktion von L > 5 (99,999 %) entfernen.
Die Mineralien und Spurenelemente bleiben aufgrund ihrer gelösten Form (Ionengröße < 0,001 µm) vollständig im Wasser erhalten. Somit verändert sich der natürliche Mineralgehalt und Geschmack des Wassers nicht.

2.2 Strömungstechnischer Aufbau

Die Anlage arbeitet nach dem Crossflow-Prinzip (Querstromfiltration). Das Rohwasser strömt tangential an der Membranoberfläche entlang – ein Teil (das Permeat) tritt durch die Membran hindurch, während der Rest (das Retentat) kontinuierlich abtransportiert oder periodisch zur Spülung verwendet wird. Dieses Verfahren reduziert Fouling (Membranverschmutzung) erheblich und verlängert die Standzeit der Membran.

Ein vereinfachter Funktionsablauf:

1. Rohwasserzufuhr → Vorfilter (optional, z. B. Sedimentvorfilter 1 µm) - hier klicken
2. Eintritt in Membranmodul (PAN-Hohlfaserbündel)
3. Trennung in Permeat = Filtrat (Trinkwasser) und Retentat = Konzentrat (Spülwasser)
4. Automatische Rückspülung – zeit- und volumenabhängig gesteuert
5. Abgabe des reinen Permeats an das Hausnetz oder nachgeschaltete UV-/Mineralstufe

3. Technische Daten

4. Steuerung und Automatikfunktionen

Die Steuerungseinheit ist das zentrale Element der WERTACH Quelle UF-Anlage. Sie überwacht:

• Einstellbaren Betriebsdruck und Volumenstrom
• Zeitpunkte und Dauer der automatischen Rückspülung
• Differenzdruck zwischen Roh- und Reinwasserseite (Indikator für Verschmutzungsgrad)
• Gesamtdurchsatz und Betriebsstunden

Die verbaute SPS-Steuerung (Siemens S7‑Serie in OEM‑Ausführung) erlaubt eine vollautomatische Rückspülung nach festen Intervallen oder druckabhängig, sobald der zulässige Differenzdruck (Δp) zwischen Ein- und Ausgang > 0,8 bar steigt. Rückspülvorgänge laufen mit gefiltertem Eigenwasser, sodass keine Kontamination erfolgt und kein zusätzliches Reinigungsmedium nötig ist.

Optional kann über WLAN oder Modbus‑Schnittstelle eine externe Überwachung (z. B. Smart‑Home‑System, Betriebsprotokoll, Fehlermeldungsweitergabe per App) eingebunden werden.

5. Membrantechnologie im Detail

5.1 Materialeigenschaften (PAN)

Polyacrylnitril (PAN) besitzt im Vergleich zu PVDF oder PES folgende technische Vorteile:

• sehr gute chemische Beständigkeit gegen oxidierende Stoffe (Chlor, Ozon)
• hohe mechanische Stabilität – Druckunempfindlichkeit bei wechselnden Strömungen
• hydrophile Oberfläche, daher weniger organische Verschmutzung (Biofouling)
• Temperaturbeständigkeit bis 60 °C
• hervorragende Wiederstandsfähigkeit gegen Abrasion

Die Hohlfasermembranen sind innen nach außen durchströmt, was die Rückspülung besonders effektiv macht: Verblockungen an der Außenwand der Fasern werden einfach abgelöst und ausgespült.

5.2 Rückspülkonzept

Das Rückspülsystem nutzt automatisch aufbereitetes Eigenwasser (Permeat) in Kombination mit Kurzzeit-Druckumkehr.
In der Rückspülphase kehrt die Strömungsrichtung um: gefiltertes Permeat wird durch die Faserinnenkanäle gepresst, wodurch sich biologische oder partikuläre Ablagerungen lösen.
Die Rückspülung wird in Zyklen oder nach Druckanstieg ausgelöst und dauert typischerweise 1–3 Minuten.

Diese Vorgehensweise erhöht die Betriebssicherheit, minimiert Wartungsaufwand und garantiert langfristig stabile Permeatqualität.

6. Installation und Betriebsbedingungen

6.1 Anschlussbedingungen

• Montageort: frostfreier, trockener Technikraum mit Abflussmöglichkeit
• Leitungsanschluss: Eingang = Rohwasserleitung nach Druckminderer, Ausgang = Hausnetz oder Trinkwasservorratstank
• Abwasserausgang: zur Ableitung des Spülwassers (Retentat)
• Elektrischer Anschluss: 230 V AC, abgesichert über 6 A Leitungsschutzschalter

Für Anlagen mit höherem Wasserverbrauch (z. B. Mehrfamilienhäuser) können mehrere Module parallel geschaltet werden, um die Kapazität linear zu erhöhen.
Ein vorgeschalteter Vorfilter (Sediment 5 µm) wird empfohlen, insbesondere bei eisen‑ oder manganhaltigem Brunnenwasser.

6.2 Wartung und Service

Das System ist weitgehend wartungsfrei.
Regelmäßige Kontrollarbeiten:

• halbjährliche Sichtprüfung der Armaturen, Anschlüsse und Membrangehäuse
• Prüfung des Differenzdrucks
• Kontrolle der Rückspülfunktion (Ventile, Ablauf)
• periodischer Test der Wasserqualität gemäß DIN EN 1717

Der Membranwechsel ist nach 8–10 Jahren vorgesehen, abhängig von Trübung, Eisen/Mangan‑Belastung und Spülintervallen. Austausch und Inbetriebnahme können durch geschulte Installateure erfolgen.

7. Leistungsbewertung

7.1 Mikrobiologische Sicherheit

• Bakterienrückhaltung: ≥ 99,999 % (L > 5)
• Virenrückhaltung: ≥ 99,99 % (L > 4)
• Endotoxinreduktion: ca. > 90 %
  Praktisch bedeutet das, dass selbst bei bakteriologisch belastetem Brunnenwasser (z. B. E. coli-Nachweis) das Filtrat Trinkwasserqualität nach TrinkwV 2023 (§ 5) erfüllt.

7.2 Chemiefreiheit

Da keine Desinfektionsmittel (z. B. Chlor, Ozon) eingesetzt werden, entstehen keine Nebenprodukte wie Trihalogenmethane oder Chloramine.
Die Anlage arbeitet rein physikalisch und ist somit ökologisch unbedenklich und geschmacklich neutral.

7.3 Nachhaltigkeit und Wasserbilanz

Rückspülwasseranteil: etwa 5–8 % des Durchsatzes.
Durch die intelligente Steuerung erfolgt die Spülung verbrauchsorientiert, was den Wasserverlust minimiert.
Im Vergleich zu chemisch gestützten Aufbereitungsverfahren reduziert sich der laufende Betriebskostenanteil auf unter 5 € pro Monat (nur Energie und minimaler Wasseranteil).

8. Datenerfassung und Überwachung

Die Anlage besitzt eine integrierte Betriebsdatenerfassung:

• Anzeige von Durchflussmenge (m³), Gesamtvolumen, Betriebszeit, Spülzyklen
• Speicherung auf internem Speicher (30 Tage Verlauf)
• Alarmanzeige bei Grenzwertüberschreitung (Druck, Temperatur, Netzspannung)
• Remote Monitoring (optional): WLAN‑Modul erlaubt Zugriff über Smartphone-App (Android/iOS).

Die Daten können via CSV‑Export oder Modbus ausgelesen werden – wichtig für Installateure oder kommunale Überwachungsstellen zur Dokumentation nach Trinkwasserverordnung.

9. Vergleich zu Alternativen

Die WERTACH Quelle UF-Anlage bietet den idealen Kompromiss zwischen mikrobiologischer Sicherheit, einfacher Handhabung und Erhaltung des natürlichen Wassercharakters.

10. Sicherheit und Hygiene

• Alle wasserführenden Materialien entsprechen den Anforderungen der EU-Verordnung (10/2011/EU) und KTW‑BWGL (DVGW W 270).
• Gehäusekonstruktion aus Edelstahl verhindert Korrosion.
• System ist druck- und temperaturüberwacht; bei Überschreitung von Grenzwerten erfolgt automatische Abschaltung.
• Die automatische Spülung stellt sicher, dass kein stehendes Wasser verbleibt, wodurch Biofilmbildung vermieden wird.

11. Erweiterungen und Zubehör

• UV-Desinfektionseinheit zur Redundanzsicherung nach der UF‑Stufe
• Vorlauffilter-Einheit (Sediment / Aktivkohle)
• Druckerhöhungsstation bei Anwendungen mit geringem Leitungsdruck
• App‑Schnittstelle über MQTT‑Modul für Smart‑Home‑Integration
• Edelstahl‑Montagekonsole mit integrierter Abflusswanne

12. Einsatzgebiete

• Ein- und Mehrfamilienhäuser mit Eigenwasserversorgung
• Anschluss an öffentliche Netze in ländlichen Gebieten mit unregelmäßiger Qualitätskontrolle
• Hotels, Gastronomie, Pflegeeinrichtungen, Schulen
• Landwirtschaftliche Betriebe, Hofanlagen, Feldküchen
• Kombination mit Regenwassernutzungssystemen (bei Trennung nach DIN 1989‑1)

13. Technische Bewertung und Zusammenfassung

Die WERTACH Quelle Ultrafiltrationsanlage mit automatischer Spülung ist ein hochentwickeltes System zur dezentrale Trinkwasseraufbereitung, das sich durch folgende technische Kernmerkmale auszeichnet:

1. Physikalische Filtration auf Mikroebene
   – zuverlässige Entfernung mikrobiologischer Kontaminationen ohne chemische Mittel.
2. Automatische Spültechnik
   – wartungsarm und dauerhaft effizient durch Eigenwasserrückspülung.
3. Robuste Edelstahlkonstruktion
   – korrosionsbeständig, druckfest und hygienisch.
4. Intelligente Steuerung und Protokollierung
   – modernste Überwachung für effizienten Betrieb.
5. Nachhaltiges Design
   – geringer Wasserverbrauch, keine Abfälle, keine Verbrauchschemikalien.
6. Langlebigkeit
   – Membranlebensdauer bis 10 Jahre, minimale Folgekosten.

Die Anlage stellt somit eine zuverlässige, zukunftsfähige und umweltfreundliche Lösung dar, um in Eigenheimen oder Gewerbebetrieben eine hochwertige Trinkwasserqualität sicherzustellen – insbesondere bei Eigenbrunnen, Quellen oder unzuverlässigen Versorgungsnetzen.

WERTACH Quelle – Ultrafiltration mit automatischer Spülung. Technisch ausgereift. Nachhaltig. Sicher. Für klares, gesundes Wasser im gesamten Hausnetz.