Filteranlagen sind bekanntlich der wichtigste Bestandteil der Schwimmbad-Wasseraufbereitung.
Die Filteranlage spielt mit 70-80% die wichtigste Rolle für die Wasserqualität, Pflegeprodukte nur rund 20-30%.
Das Wasser enthält eine Vielzahl von Verunreinigungen unterschiedlicher Art und Größe. Die Hauptaufgabe der Filtertechnik liegt darin, möglichst alle filtrierbaren Stoffe aus dem Wasser zu entfernen. Der Filter erfährt dabei einen steigenden Widerstand und muss in entsprechenden Zeitabständen durch Reinigung von den zurückgehaltenen Verunreinigungen befreit werden. Dies bedeutet für ihr Schwimmbad: Je effizienter die physikalische Wasseraufbereitung, umso geringer ist der zusätzliche Aufwand für die chemische Wasserpflege.
Die Filtration ist eines der ältesten und sichersten Verfahren in der Wasseraufbereitungstechnik. Durch die Siebwirkung werden mechanische Verunreinigungen, Trübstoffe und in gewissem Umfang auch Mikroorganismen zurückgehalten.
Die Steuerventile haben die Aufgabe, das Badewasser in der richtigen Richtung durch den Filter und entweder zurück zum Becken oder aber in die Kanalisation zu leiten. 6-Wege-Ventile sind manuelle Rückspülventile. Über einen Griff wird die gewünschte Funktion eingestellt, dabei muss die Filterpumpe ausgeschaltet werden. Sie haben die Funktionen: "Filtern", "Rückspülen", "Klarspülen", "Entleeren", "Zirkulation" und "Geschlossen".
Von der Umwälzpumpe wird das Beckenwasser über Skimmer oder Überlaufrinne angesaugt. Über das Steuerventil und das obere Wasserverteilsystem wird es dann in den Filterbehälter gedrückt und dort gefiltert und vom unteren Wasserverteiler aufgenommen. Über das Steuerventil fließt das gefilterte Wasser zurück zum Becken.
Durch Umkehrung des Wasserstroms im Filter wird dieser gereinigt. Das Wasser fließt drucklos in die Kanalisation und nicht wieder zurück ins Becken. Eine gute Filteranlage filtert nicht nur gut, sondern gibt den Schmutz auch wieder gut ab, wenn es verlangt wird. Rückspülen ist ebenso wichtig wie Filtern. Ist das Rückspülen ungenügend, wird das Filterergebnis von Mal zu Mal schlechter.
Die Rückspülung ist umso besser, je höher die Rückspülgeschwindigkeit ist (verhält sich also umgekehrt zur Filtrationsgeschwindigkeit). Eine hohe Rückspülgeschwindigkeit ist notwendig, damit sich das Filterbett ausdehnt und die Filterschicht um mindestens 10 % angehoben wird. Dadurch reiben sich die Körner aneinander und geben den Schmutz wieder frei. Man nennt das Fluidisierung. Nur bei ausreichender Fluidisierung wird das Filtermaterial gereinigt und eine Verkeimung des Filters verhindert. Das Schmutzwasser und das Erstfiltrat werden der Kanalisation zugeführt und durch Frischwasser ersetzt.
In dieser Stellung wird das Schwimmbeckenwasser von oben nach unten durch den Filter geleitet. im Gegensatz zur Filterung wird jetzt das Schwimmbeckenwasser in die Kanalisation geleitet. Nach dem Rückspülen wird noch einmal "klar gespült", um das Erstfiltrat in den Kanal abzuleiten.
Der Sandfilter hat für die Verunreinigungen ein hohes Speichervolumen und lange Filterlaufzeiten. Er hat sich in der Schwimmbadewasseraufbereitung als die beste Filtrationsart durchgesetzt. Das Grundprinzip der Filtration mit Sand wurde aus der Natur entnommen. Er filtriert je nach Filtrationsgeschwindigkeit (je langsamer desto besser) und Schichthöhe (je größer desto besser) feinste Partikel aus. Diese sogenannte Filtrationsschärfe kann durch Flockung und alternative Filtermaterialien noch zusätzlich verbessert werden. Je mehr der Sandfilter zurückhält, desto klarer ist das Wasser und desto weniger muss die chemische Wasseraufbereitung zur Anwendung kommen. Das Kreislaufwasser wird über feinkörnigen Sand gefiltert. Mit zunehmender Verschmutzung des Filterbetts steigt der Filterwiderstand. Die Rückspülung der Verunreinigungen sichert einen wirtschaftlichen Betrieb. Es werden monokristalline Quarzsande – welche chemisch weitestgehend inaktiv sind, thermisch behandelte Kohle, Basalt, Aluminium-Silikate usw. eingesetzt. Ein zu kleiner Sandfilter erhöht den Pflegemittelverbrauch. Bei Einsatz eines überdimensionierten Sandfilters kann man Pflegemittel einsparen und Filterrückspülungen in größeren Abständen vornehmen. Es nützt dagegen nichts, eine größere Filterpumpe zu montieren. Eine zu starke Pumpe im Verhältnis zur Filtergröße wirkt der Filtrierqualität entgegen, weil sie den Klärungsprozess auf dem Filter verringert. Die Laufzeit der Sandfilteranlage richtet sich nach der Temperatur des Wassers. Je höher die Wassertemperatur, desto länger die Filterlaufzeit. Tägliche Filterlaufzeiten unter zehn Stunden sind, wenn überhaupt, dann nur unter ganz bestimmten optimalen Betriebsbedingungen akzeptabel. Ansonsten sollten Filter möglichst lange in Betrieb sein oder die Filterlaufzeiten jeweils vor den Badebetriebszeiten mindestens zweimal täglich fünf Stunden betragen. Man unterscheidet zwischen Einschicht- und Mehrschichtensandfilter.
Bei der Einschichtfiltration (Flächenfiltration) werden gekörnte Filtermaterialien (Sand) mit Korngrößen zwischen 0,4 mm und 1,2 mm eingesetzt. Die Schichthöhe sollte nicht unter 0,5 m betragen.
Die Zurückhaltung der Feststoffe erfolgt je nach Ausführung überwiegend im ersten Drittel des Filterbettes (Oberflächenfiltration). Durch die starke Belastung der oberen Schicht steigt der Druckverlust im Filterbett an, wobei kürzere Filterlaufzeiten als bei Mehrschichtfiltern auftreten. Die kürzeren Filterlaufzeiten, infolge des schneller ansteigenden Druckverlustes erhöhen die Kosten für Pumpenleistung, Rückspülwasser und Bedienungsaufwand.
Bei grobkörnigem Filtermaterial bleiben die Feststoffe nicht an der Oberfläche der Filterschicht, sondern dringen mehr oder weniger tief in das Filterbett ein. Hieraus resultiert eine längere Filterlaufzeit und ein geringerer Druckverlust, dies aber bei deutlich erhöhtem Risiko eines Durchbruchs der Feststoffe in das Beckenwasser.
Bei der Mehrschichtfilterung (Raumfilterung/Oberflächenfilterung) werden Filtermaterialien mit unterschiedlicher Dichte, z. B. Quarzsand eingebracht.
Im unteren Teil des Filters werden spezifisch schwerere Filtermaterialien mit einer Korngröße von 1,0 – 3,0 mm eingesetzt, im oberen Teil spezifisch leichteres Filtermaterial mit Körnung von 0,4 – 1,25 mm.
Im Schwimmbadbereich werden i. d. R. Radialkreiselpumpen eingesetzt mit integriertem Haar- und Faserfängern. Die tatsächlich geförderte Wassermenge hängt sowohl von der Pumpenkennlinie als auch von der Anlagenkennlinie ab.
Die Anlagenkennlinie beschreibt den bei unterschiedlichen Volumenströmen benötigten Pumpendruck. Der Schnittpunkt von Anlagen- und Pumpenkennlinie wird als Betriebspunkt bezeichnet. Der sich aus benötigter Förderhöhe und Umwälzvolumen ergebende Betriebspunkt sollte in einem Bereich liegen, in dem die Pumpe mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad arbeitet.
Die Wirkungsgradkennlinien können den Katalogen bzw. den Datenblättern der Pumpenhersteller entnommen werden. Die meisten Pumpenhersteller bieten spezielle Auslegungsprogramme auf CD oder Diskette an.
Eine Pumpe sollte immer im Betriebspunkt mit dem besten Wirkungsgrad betrieben werden. Ist dies nicht möglich, weil unterschiedliche Volumenströme gefahren werden sollen, z.B. gleichzeitige Nutzung als Umwälz- und Rückspülpumpe oder der Betrieb unterschiedlicher Wasserattraktionen mit derselben Pumpe, bietet sich der Einsatz eines Frequenzumrichters an. Der Einsatz eines Frequenzumrichters ist daher überall dort sinnvoll, wo entweder exakte Volumenströme benötigt werden (z. B. bei der Filterspülung) oder wo Energie eingespart werden soll, z. B. Teillastbetrieb über Nacht.
Um die Leitungsverluste möglichst gering zu halten, sollte die Filteranlage nahe am Schwimmbecken installiert, die Rohrleitungen ausreichend dimensioniert sein und mit strömungsgünstigen Formstücken verbunden werden.