Grondwater voor autowasstraten en wasserijen
Autowasstraten en wasserijen hebben in korte tijd grote hoeveelheden water van goede kwaliteit nodig.
De eigen watervoorziening komt vaak uit grondwater dat lokaal beschikbaar is en via geboorde putten uit diepere bodemlagen, de aquifers, wordt gepompt. De grondwateraanvulling vindt plaats via neerslagwater en, voor een klein deel, oppervlaktewater.
Het is de moeite waard om je eigen water te hebben
De zeer hoge waterbehoefte in autowasstraten en wasserijen onderstreept het belang van uw eigen watervoorziening. Eigen watervoorzieningen met hoogwaardig grondwater zorgen voor aanzienlijke kostenbesparingen. Vanuit economisch oogpunt zijn ze nu een must.
Openbaar water
De prijs voor openbaar water varieert, maar ligt meestal rond de € 1,00/m³.
Eigen water
Bij uw eigen watervoorziening is het daarentegen heel goed mogelijk om de prijs blijvend te verlagen tot ongeveer 0,08 €/m³ door voordelige componenten te selecteren voor een even goede waterkwaliteit.
Afhankelijk van de eigenschappen van de watervoerende laag en de tijd dat deze ondergronds blijft, bevat grondwater verschillende hoeveelheden chemische en biologische ingrediënten, evenals de stoffen in het gesteente. Vaak komt verminderd grondwater voor, waardoor meer ijzer en mangaan oplost en dus niet voldoet aan de eisen van de Drinkwaterverordening.
Kapotte onderwaterpomp
Bovendien veroorzaakt het oppompen van ijzer- of mangaanhoudend grondwater vaak veroudering van putten als gevolg van ijsvorming en afzettingen in pompen en leidingen.
Bij een hoogwaardige en duurzaam veilige watervoorziening uit grondwater hoort daarom meestal ook waterbehandeling tegen ijzer en mangaan. De gebruikte technologie en de efficiëntie ervan bepalen de economie en milieuvriendelijkheid van de gehele watervoorziening en spelen daarom een cruciale rol voor waterleveranciers.
Verschillende processen tussen de chemische en biologische componenten van het grondwater en het materiaalgehalte van de bodem leiden tijdens de exploitatie tot veroudering of verstopping van putten. Dit verwijst naar de vermindering van de prestatie van de put, voornamelijk als gevolg van de afzetting van reactieproducten in de putstructuur of in het aangrenzende gesteente en de daaruit voortvloeiende vermindering van het holtevolume. [1]
Gedeeltelijk verrot gewikkeld draadfilter
Zodra de waterinlaatgebieden in de putconstructie worden verkleind, neemt de leveringssnelheid af of neemt de verlaging van het bedrijfswaterniveau toe, terwijl de onttrekkingshoeveelheid gelijk blijft.
De belangrijkste oorzaken zijn:
- chemische en biologische uitharding
- sinteren
- Slijm
- dichtslibben
Terwijl verzanding het gevolg kan zijn van fouten in de putconstructie, hangen de andere oorzaken vooral af van de kwaliteit van het ruwe water en de werking van de put. [2]
Icking is de meest voorkomende vorm van veroudering
„De oxidatie van opgelost, tweewaardig ijzer en mangaan en de resulterende precipitatie van onoplosbare ijzer (III) of mangaan (IV) verbindingen is de meest voorkomende oorzaak van putveroudering.“ [3]
Verouderingsprocessen van putten in Duitsland volgens een DVGW-onderzoek [5]
Verschillende processen tussen de chemische en biologische componenten van het grondwater en het materiaalgehalte van de bodem leiden tijdens de exploitatie tot veroudering of verstopping van putten. Dit verwijst naar de vermindering van de putprestaties, voornamelijk als gevolg van de afzetting van reactieproducten in de putstructuur of in het aangrenzende gesteente en de daaruit voortvloeiende vermindering van het holtevolume.[1]
Uit een DVGW-onderzoek uit 2009 bleek dat tweederde van alle waterleidingbedrijven last heeft van veroudering, wat meestal wordt bepaald door opbrengstverlies of rechtstreeks door camera-inspectie. Deze veroudering dwingt tot regeneratie en rehabilitatie van putten, wat door de meeste exploitanten van waterleidingbedrijven wordt uitgevoerd met tussenpozen van 1 tot 5 jaar. Uit eerder onderzoek van de DVGW blijkt dat de oorzaak vrijwel altijd verzanding is. Meer dan 80% hiervan zijn ijzeroxiden, de rest zijn mangaanoxiden.[1]
Chemische en biologische uitharding
Chemische uitharding vindt plaats door de oxidatie van de tweewaardige soorten wanneer opgelost ijzer (Fe2+) of mangaanionen (Mn2+) in contact komen met opgeloste zuurstof. De reactiesnelheid is sterk afhankelijk van de pH-waarde, maar neemt sterk toe door de autokatalytische werking van reeds gevormde oxiden. Omdat de oxidatie van ijzer en mangaan verschillende redoxpotentialen vereist, komen er roestbruine ijzerafzettingen of zwarte mangaanafzettingen voor, maar slechts zelden beide. Wanneer beide soorten in het grondwater aanwezig zijn, wordt in eerste instantie alleen het ijzer geoxideerd.
Bij lagere redoxpotentialen komen meestal biologische afzettingen voor. De oxidatie wordt gekatalyseerd door sessiele bacteriën (bijvoorbeeld door “ijzerbacteriën”: Gallionella ferruginea, Leptothrix ochracea en discophorus). Deze bacteriën hebben een regelmatige aanvoer van voedingsstoffen uit stromend water nodig. Ze zijn onschadelijk voor de drinkwaterhygiëne, maar vormen naast de biomassa grote hoeveelheden oxiden (evenals hydroxiden en oxidehydraten).
De afzettingen zijn doorgaans onderhevig aan een verouderingsproces waarbij aanvankelijk amorfe oxiden die veel water bevatten, veranderen in dichtere kristallijne vormen, die vervolgens stabieler en moeilijker oplosbaar zijn. IJzergerelateerde korstvormingen komen meestal voor in de vorm van ferrihydriet (Fe5HO8 x 4 H2O) en goethiet (FeOOH). [1]
Conclusie:
Samenvattend is de verstopping van putten gebaseerd op de volgende factoren:
- Opgeloste ijzer- of mangaanionen (volgens vakliteratuur bij
- ijzerconcentraties > 0,2 mg/l[8])
- Een positief redoxpotentiaal / opgeloste zuurstof
- Een pH-waarde > 5
- Een verhoogde stroomsnelheid
- IJzer- en mangaanopslagbacteriën
Verrotte waaier van een onderwaterpomp
Deze factoren zijn vaak aanwezig in putconstructies. Als de prestaties door uitharding met 10% tot 20% afnemen, is er al een vergevorderd stadium van veroudering bereikt en “vereist regeneratie een hoog niveau van technische inspanning en dus hoge kosten.”[9]
Als preventieve of remediërende maatregel wordt vaak geprobeerd om door structurele maatregelen het zuurstofniveau en de inlaatsnelheid in het filtergebied positief te beïnvloeden.
Maar de meest efficiënte methode om dichtslibbing te voorkomen is het gebruik van ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering. Dit betekent dat ijzer en mangaan efficiënt uit het water worden verwijderd voordat ze in de putconstructie terechtkomen.
[1] Houben, George; Treskatis, Christoph: Regeneratie en renovatie van putten.München: Oldenbourg Industrieverl, 2003.
[2] Tohlen, Michael: Werkhulpmiddelen voor putbouwers.2e editie 2012.
[3] Wiacek, Hella: Putmonitoring voor optimaal putgebruik en onderhoud.Johannes Gutenberg Universiteit Johannes Gutenberg Universiteit in Mainz, Afdeling Scheikunde, Farmacie en Geowetenschappen, 2005
[4] Orlikowski, D; Dauchy, L; Schwarzmüller, H: Resultaten van het landelijke DVGW-onderzoek naar het onderhoud van putten.2009.
[5] Houben, George; Treskatis, Christoph: Regeneratie en renovatie van putten.München: Oldenbourg Industrieverl, 2003.
[6] Niehues, B.: DVGW-onderzoek ”Bronregeneratie”.1999.
[7] Houben, George; Treskatis, Christoph: Regeneratie en renovatie van putten.München: Oldenbourg Industrieverl, 2003.
[8] Mutschmann, Johann; Stimmelmayr, Fritz: Paperback over watervoorziening.Wiesbaden: 14e editie Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, 2007.
[9] DVGW: Werkblad W 130, 2007.
De oplossing: ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering (UEE) met FERMANOX waterbehandelingssystemen
De ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering van grondwater (UEE) met FERMANOX® activeert een natuurlijk behandelingsproces in de watervoerende laag, zelfs vóór de winning. Met weinig moeite kunnen ijzer- en mangaanconcentraties op drinkwaterniveau worden gegenereerd. Dit voorkomt effectief alle verstoppingen in putten, pompen en leidingen. Tegelijkertijd is het proces bijzonder duurzaam,
- omdat er geen filtermateriaal nodig is,
- er wordt geen afvalwater of afval gegenereerd,
- de energiebehoefte is bijzonder laag en
- de levensduur van de geboorde putten wordt verlengd.
FERMANOX®-systeem voor ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering
Het proces: ondergrondse ijzerverwijdering en mangaverwijdering met FERMANOX
Oxidatiezones in de aquifer bij gebruik van een UEE
Het basisidee achter ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering is de introductie van water verrijkt met zuurstof uit de lucht in de watervoerende laag. Zelfs kleine hoeveelheden zuurstof activeren een effectief waterbehandelingsproces, omdat er rond de put een reactieruimte met een verhoogd redoxpotentieel ontstaat.
De stoffen die door verminderde omstandigheden in de watervoerende laag zijn opgelost, worden door oxidatie teruggebracht naar de vaste toestand en worden eenvoudigweg permanent elders in dezelfde watervoerende laag gefixeerd. Hierdoor wordt een efficiënte ijzer- en mangaanverwijdering uit het grondwater bereikt, evenals nitrificatie van ammonium, een vermindering van gemakkelijk geoxideerde organische stoffen en een vermindering van arseen.
Continue ondergrondse waterbehandeling is afhankelijk van de werking van ten minste twee putten, die afwisselend als productie- of infiltratieputten werken. De grootte van de reactieruimte rond elk putje wordt bepaald door de hoeveelheid infiltratie en het aandeel actief poriënvolume in de watervoerende laag. Het vereist een individueel ontwerp voor elke put, dat vooral gebaseerd is op de kwaliteit van het ruwwater en de vereiste zuiveringsprestaties.
Geschiedenis
Ondergrondse deïronisatie en mangaanverwijdering van grondwater worden sinds de jaren zeventig op industriële schaal en sinds de jaren tachtig in verschillende concepten toegepast in een groot aantal kleine en middelgrote systemen voor drink- en industriële waterzuivering, vooral in Duitsland, Nederland en Scandinavië. Winkelnkemper GmbH produceert sinds 1984 FERMANOX® waterbehandelingssystemen en is inmiddels marktleider op het gebied van ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering, met meer dan 10.000 geïnstalleerde compacte systemen.
In tegenstelling tot bovengrondse filtersystemen gebruikt ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering (UEE) de aquifer zelf in het gebied nabij de put als reactieruimte en waar de reactieproducten achterblijven. Binnen de reactieruimte activeert de geïntroduceerde zuurstof de complexe verwerkingsmechanismen. De chemisch-fysische processen worden ondersteund door een autokatalytisch effect van de reeds bestaande oxiden. Ook microbiologische processen spelen een belangrijke rol.
De oxidatie van het opgeloste ijzer kan bijvoorbeeld worden gespecificeerd met de volgende molecuulformule:
2 Fe2+ + ½ O2 + (x + 2) H2O → (Fe2O3 * x H2O) + 4 H+[1]
Conventionele bovengrondse filters produceren na beluchting vooral amorf, waterrijk ijzer(III)hydroxide (Fe(OH)3) en mangaanoxidehydraat (MnOOH) en daarmee grote hoeveelheden slib dat moet worden teruggespoeld en afgevoerd.
Ondergronds wordt het primaire reactieproduct ijzer(III)hydroxide omgezet in kristallijn ijzer(III)oxidehydraat en mangaan(III)oxidehydraat in mangaandioxide (MnO2, “bruinsteen”). De producten vormen fijne coatings op het bodemkorreloppervlak met een hoge dichtheid en een overeenkomstig laag volume.[1]
Op de bodemkorrels afgezette ijzer- en mangaanoxidehydraten zorgen in de productiefase voor een hoog adsorptievermogen aan ijzer- en mangaanionen. De zuurstof die tijdens de infiltratiefase wordt geïntroduceerd, bereikt ijzer- en mangaanionen die op het korreloppervlak zijn geadsorbeerd terwijl het door de watervoerende laag stroomt en oxideert deze om slecht oplosbare verbindingen te vormen. Een deel van de zuurstof wordt geadsorbeerd en is bij aanvang van de productie nog beschikbaar voor oxidatie.
Adsorptie-oxidatiemodel – chemisch-fysische processen in de reactieruimte van de UEE (met vriendelijke toestemming van Prof. Dr.-Ing. U. Rott).
Naast de ontijzering en mangaanverwijdering veroorzaakt de geïntroduceerde zuurstof nog andere positieve reacties in de watervoerende laag:
- Nitrificatie van ammonium en nitriet [2]: Ammonium en/of nitriet in het grondwater worden genitrificeerd en daardoor aanzienlijk gereduceerd. De omzetting vindt altijd bacteriologisch plaats en bij ammonium altijd in twee fasen. 2 NH4+ + 3 O2→ 2 NO2– + 2 H2O + 4 H+ (+ Energie) door Nitrosomonas en Nitrosocystis 2 NO2– + O2→ 2 NO3– (+ Energie) door Nitrobacter en Nitrosocystis. De biomassa die ontstaat is klein en meestal niet van belang.
- Waterstofsulfide en de daarmee gepaard gaande onaangename geur worden door oxidatie geëlimineerd.
- Zware metalen zoals arseen, nikkel etc. kunnen worden verminderd. Omdat deze stoffen in de ijzeroxidatieproducten worden verwerkt, is het noodzakelijk dat het grondwater een minimaal ijzergehalte heeft.[3]
- Methaan in het grondwater oxideert in de watervoerende laag wanneer zuurstof vóór ijzer wordt geïntroduceerd, wat betekent dat er relatief veel biomassa wordt gevormd wanneer de zuurstofbehoefte hoog is; Voor methaanhoudend grondwater is daarom een bijzondere werkwijze vereist.
Door de ondergrondse waterbehandeling op de juiste manier te ontwerpen, vinden alle bovengenoemde reacties plaats in de watervoerende laag buiten de putstructuur, waar alleen zuiver water doorheen stroomt.
[1] Rott, Ulrich: Deskundig advies over de effectiviteit van de ”FERMANOX-waterbehandeling” met speciale aandacht voor milieurelevante effecten.Universiteit van Stuttgart, Instituut voor Sanitaire Techniek, Waterkwaliteit en Afvalbeheer, 1994
[2] Rott, Ulrich: Deskundig advies over de behandelingsprestaties van de ”FERMANOX-waterbehandeling”.Universiteit van Stuttgart, Instituut voor Sanitaire Techniek, Waterkwaliteit en Afvalbeheer, 1995
[3] Rott, Ulrich; Meyerhoff, Ralf; Bauer, Tarja: In situ behandeling van grondwater met verhoogd ijzer-, mangaan- en arseengehalte.In: gwf – Water/Afvalwater 137 (1996) nr. 7, blz. 358-363
De basisvereiste voor het gebruik van FERMANOX®-systemen voor ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering zijn verticale of horizontale filterputten in los gesteente (zand of grind), omdat de daadwerkelijke behandeling vooral het grote oppervlak van een poreuze ondergrond vereist. watervoerende laag. Voor putuitbreiding gelden de gebruikelijke technische regels (vooral DVGW W 113, W 123 en DIN 4924). Bovendien moet er vooral voor worden gezorgd dat er geen verticale stromingen in de putconstructie optreden.
Er zijn toepassingslimieten met betrekking tot de kwaliteit van het ruwwater. Met name voor de mangaanverwijdering is een minimale pH-waarde nodig, die vanwege het hoge rendement van het proces lager is dan bij bovengrondse processen. Bovendien neemt de zuiveringsinspanning sterk toe bij hogere ammonium- of methaanconcentraties in het grondwater (in tegenstelling tot diverse publicaties, zie ook[1]). Met FERMANOX® kan zelfs extreem grondwater worden gezuiverd tot drinkwaterniveau.
Om de toepasbaarheid van het proces te beoordelen, een geschikt waterbehandelingssysteem aan te bieden en de gebruikelijke FERMANOX®-garantie te garanderen (waarbij de grenswaarden van de Drinkwaterverordening voor ijzer, mangaan en ammonium niet worden overschreden), hebben wij daarom de volgende documenten nodig:
- Ruwwateranalyses van alle putten
- Laag- en uitbreidingslijsten van alle putten (→ DIN 4023 en 4943)
- Locatieplan
- Informatie over financieringsprestaties en -concept
- Registratie van putontwikkeling (indien beschikbaar, bijvoorbeeld protocollen voor ontzandings- en krachtpomptests)
- Mogelijk hydrogeologische rapporten
Vooronderzoeken kunnen nuttig zijn, waarvoor wij testfaciliteiten kunnen aanbieden.
[1] Groth, Peter; Czekalla, Christen; Dannöhl, Rainer; Kölle, Walter; Ließfeld, Rainer; Meyerhoff, Ralf; Olthoff, Reinhold; Rott, Ulrich; Wiegleb, Klaus: Ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering – bijgewerkt statusrapport.In: gwf – Water/Afvalwater (speciale druk) 138 (1997) nr. 4, pp. 182-187
Levensduur van geboorde putten
Een eerste beschouwing van het proces leidt tot de veronderstelling dat de resterende reactieproducten in de aquifer tot verstoppingen in het putgebied kunnen leiden. Het tegendeel is het geval: bij in-situ behandeling wordt de levensduur van de putten aanzienlijk verlengd, omdat er geen natuurlijke verstoppingen meer kunnen optreden. Een vermindering van de hydraulische permeabiliteit in de oxidatiezone wordt in de praktijk niet waargenomen.[1]
Het werkelijke volume geproduceerde oxidatieproducten wordt gewoonlijk aanzienlijk overschat, terwijl de grootte van de reactieruimte in de watervoerende laag wordt onderschat:
Een casestudy
| Aannames: | |
|---|---|
| Wateronttrekking in 30 jaar: | 10.950.000 m³ |
| Wateronttrekking: | 1.000 m³/dag |
| Ijzergehalte: | 5 mg/l |
| Bedrijfstijd: | 30 Jaren |
De in het voorbeeld aangenomen hoeveelheid water bevat 54,75 ton ijzer, dat – aangenomen als ijzerblok – een volume inneemt van 6,97 m³. Deze hoeveelheid ijzer resulteert door ondergrondse waterzuivering in 87,6 ton kristallijn ijzeroxidehydraat met een volume van slechts 21,4 m³.
Het werkelijke poriënvolume van een natuurlijk gegroeide watervoerende laag (fijn zand tot grof grind) bedraagt 36% tot 42%. Uitgaande van slechts 36% zou het volledige ijzeroxidehydraat uit de waterwinning over een periode van 30 jaar kunnen worden ondergebracht in iets minder dan 60 m³ zand. Bij een gemiddelde conditioneerbaarheid met een vloeifactor van KE = 5 wordt echter met bovenstaande berekening circa 850 m³ bodemvolume bereikt door de zuurstoftoevoer. Dit betekent dat aanzienlijk meer dan 90% van het poriënvolume in de aquifer na de eerste 30 bedrijfsjaren nog steeds beschikbaar is.
Bovendien vindt de afzetting van oxiden voornamelijk plaats in de hydraulisch irrelevante doodlopende poriën. En ten slotte neemt de reactieruimte toe in die mate dat het actieve poriënvolume door afzetting wordt gesloten, omdat de hoeveelheid retour van met zuurstof verrijkt water hetzelfde blijft.
Detail van een poriënaquifer [4]
Deze resultaten worden bevestigd door talrijke publicaties in de vakliteratuur (bijvoorbeeld [2]) en door onze eigen ervaringen. In het waterleidingbedrijf Rheindahlen van NiederrheinWasser GmbH wordt al meer dan 30 jaar ondergrondse ijzerverwijdering uitgevoerd zonder dat er negatieve hydraulische effecten waarneembaar zijn [3]. Het eerste FERMANOX®-systeem werd in 1983 in gebruik genomen met een ijzerconcentratie van 6,7 mg/l. Het systeem functioneert tot op de dag van vandaag nog steeds probleemloos, hoewel de geboorde put inmiddels zo’n 60 jaar oud is en nooit is geregenereerd.
[1] Groth, Petrus; Czekalla, Christen; Dannöhl, Rainer; Kölle, Walter; Ließfeld, Rainer; Meyerhoff, Ralf; Olthoff, Reinhold; Rott, Ulrich; Wiegleb, Klaus: Ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering – bijgewerkt statusrapport.In: gwf – Water/Afvalwater (speciale druk) 138 (1997) nr. 4, pp. 182-187
[2] Friedle, Matthias; Rott, Ulrich: Basisprincipes en toepassingen van processen voor ondergrondse behandeling van grondwater.Handboek voor watervoorziening en afvalwatertechnologie.Vulkan-Verlag, 1998, blz. 79-107
[3] Ewert, Thomas; Wisotzky, Frank; Schindler, Roland; Schumacher, Detlef; Rott, Ulrich: Ervaringen met ondergrondse ijzerverwijdering bij de waterleidingbedrijven van NiederrheinWasser GmbH. In: gwf – Water/Afvalwater 152 (2011) nr. 2, blz. 170-175
[4] Schulte-Ebbert et al.: Gedrag van anorganische sporenstoffen onder veranderende redoxomstandigheden in grondwater. Gepubliceerd Het Instituut voor Wateronderzoek GmbH Dortmund en Dortmunder Stadtwerke AG, nr. 32; 1991
FERMANOX WV & WV Professional für Waschanlagen & Wäschereien
Die Anforderungen an eine Wasseraufbereitungsanlage für Brauchwasser unterscheiden sich je nach Wasserbedarf, Wasserqualität und Regelungsbedarf im konkreten Anwendungsfall. Je nach Betriebsgröße und Rohwasserqualität folgende FERMANOX®-Wasseraufbereitungsanlagen-Typen:
| FERMANOX®-Anlage | Wasserversorgung | Einsatzbereich | Steuerung/Regelung | Möglichkeit zur Überwachung |
|---|---|---|---|---|
| Typ BV | mit 1 Förderbrunnen |
für kleine Leistungen; |
verbrauchsabhängig | ja |
| Typ WV | mit 2 Förderbrunnen |
für mittlere Leistungen; |
verbrauchsabhängig | ja |
| Typ WV professional |
mit 2 Förderbrunnen | für große Leistungen; 100 – 8.000 m³/Tag |
verbrauchsabhängig | ja |
Einsatzbereich
Die FERMANOX®-Edelstahlanlagen vom Typ WV & WV professional sind für industrielle Leistungen konzipiert. Sie werden im Wechselbetrieb mit zwei oder mehreren Bohrbrunnen gefahren und kommen entsprechend dem jeweiligen Bedarfsfall in verschiedenen Leistungsklassen und Ausführungen zum Einsatz.
Wasseraufbereitungsleistung
Je nach Rohwasserqualität haben Anlagen vom Typ WV professional eine Aufbereitungsleistung von 100 bis maximal 8.000 m³/Tag je Anlage. Zur Leistungsstei-gerung ist die Parallelschaltung mehrerer Anlagen möglich.
FERMANOX®-Anlage vom Typ WV professional
Fließschema für eine Wasserversorgung mit FERMANOX®-Anlage vom Typ WV Professional
Funktionsweise
Die FERMANOX®-Edelstahlanlagen vom Typ WV professional arbeiten mit mindestens zwei Bohrbrunnen, die im Wechsel als Infiltrationsbrunnen und als Förderbrunnen betrieben werden.
Dabei wird ein kleiner Teil des Wassers der im Förderbetrieb befindlichen Brunnens nach einer Anreicherung mit Sauerstoff aus der Luft durch einen Entgasungsbehälter geleitet und anschließend über den Infiltrationsbrunnen in den Grundwasserleiter reinfiltriert.
Nach dem Durchsatz bestimmter Förder- und Infiltrationsmengen erfolgt eine Umschaltung der Brunnenfunktionen. Aus dem bisherigen Infiltrationsbrunnen erfolgt dann die Förderung aufbereiteten Wassers, während über einen anderen Brunnen sauerstoffreiches Wasser infiltriert wird.
Verbrauchsabhängige Regelung
Bei FERMANOX®-Anlagen vom Typ WV professional werden die verbrauchte Wassermenge und die zur Aufbereitung rückgeführte Menge kontinuierlich überwacht. Die verbrauchsabhängige Regelung stellt sicher, dass immer das richtige Verhältnis von Förderung und Sauerstoffanreicherung für jeden Brunnen eingehalten wird. Gleichzeitig erfolgt die nächste Anreicherung immer erst nach Verbrauch einer entsprechenden Wassermenge.
Bei Abweichung von den Solldaten erfolgt automatisch eine Alarmgabe und Anzeige der Fehlerursache.
Spezialinjektor der FERMANOX®-Anlage vom Typ WV professional
Anwendungsfälle mit extrem schwankenden Wasserverbrauch
Auch für besondere Anwendungsfälle mit zum Teil extrem niedrigem Wasserverbrauch über längere Zeit kann die Fa. Winkelnkemper GmbH die permanente Funktionstüchtigkeit der Anlage durch entsprechende Programmierung der Anlage gewährleisten. Gleichzeitig erzielt diese Regelung optimale Bedingungen bei geringstem Energieverbrauch.
Überwachung und Fernwartung
Die verbrauchsabhängig geregelte Anlage überwacht sich auch selbst und gibt Alarm bei Abweichungen vom Normalbetrieb.
Eine Protokollierung und Auslesung der Betriebsdaten ist möglich. Dazu kann auch ein PC an die Schnittstelle der Regelung angeschlossen werden. Alternativ sind Fernauslesung und –parametrierung oder Leitstandanbindung möglich.
Verbrauchsabhängige Regelung mit Auslesesoftware
FERMANOX®-Auslegung
Das richtige Verhältnis von Förderung und Anreicherung ist von entscheidender Bedeutung für den Erfolg des Verfahrens. Konkret muss für jeden Brunnen das Rücklaufvolumen an den täglichen Wasserbedarf und die Rohwasserqualität vom Grundwasser angepasst werden. Unter der Typenbezeichung WV führen wir daher 3 verschiedene Standardgrößen mit unterschiedlicher Ausstattung. Die Auswahl der geeigneten Anlage kann immer erst nach einer individuellen Auslegung durch uns erfolgen.
Sollten diese Parameter zukünftig erheblich von den ursprünglichen Ausgangsdaten (z. B. durch Erhöhung des Wasserbedarfs) abweichen, muss eine bestehende Anlage unbedingt durch den Hersteller neu ausgelegt werden, um eine Verockerung der Brunnen zu vermeiden.
FERMANOX®-Versuchsanlagen
Bei Großprojekten und in Fällen, in denen wir auf Grund ungünstiger Rohwasserqualität oder Bodenbeschaffenheit die Funktionalität des Verfahrens nicht von vornherein garantieren können, ist ein Versuchsbetrieb empfehlenswert. Für diesen Zweck bieten wir FERMANOX®-Versuchsanlagen vom Typ WV professional und Zubehör zur Miete sowie Dienstleistungen rund um die Versuchsbegleitung an.
FERMANOX®-Versuchsanlage im Container
Bij de keuze voor een proces tussen bovengrondse en ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering is het de moeite waard om beide alternatieven te vergelijken op basis van efficiëntie en kosteneffectiviteit.
Als je ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering vergelijkt met een open grindfilter zonder toevoegingen (dus zonder verharding of toevoeging van hulpstoffen etc.) ontstaat het volgende kwalitatieve beeld:
Conceptvergelijking FERMANOX in vergelijking met het grindfilterproces
Ondergrondse ijzer- en mangaanverwijdering is met het FERMANOX-waterbehandelingsproces efficiënter.
Om de aanzienlijk hogere efficiëntie van ondergrondse ijzer- en mangaanverwijdering in vergelijking met bovengrondse snelfilters te begrijpen, is een vergelijking van de reactieruimten nuttig.
Met ongeveer 25% effectief poriënvolume in een losse gesteente-aquifer creëert infiltratie een reactieruimte die ongeveer 4 keer het volume van het infiltratievolume heeft – vele malen groter dan bij conventionele snelfilters. In deze grote ruimte wordt het water naar de put gepompt. Infiltratie vindt plaats in de tegenovergestelde richting van de put in de watervoerende laag. In tegenstelling tot conventionele filters betekent dit dat de gehele reactieruimte voor de verwerking actief wordt en dat de processen van oxidatie en adsorptie op voordelige wijze grotendeels gescheiden zijn. Omdat de stroomsnelheid altijd groter is dan de infiltratiesnelheid, is er geen verandering in de balans in de watervoerende laag buiten de reactieruimte.
Vergelijking van de reactieruimtegroottes in de watervoerende laag en in het bovengrondse filter [1]
De grote reactieruimte of de enorme oppervlakte-actieve stof voor adsorptie en reactie, een lange reactietijd en het gunstiger tegenstroomprincipe in deze reactieruimte resulteren in een efficiëntie die met bovengrondse processen vrijwel onhaalbaar is. Als gevolg hiervan bereikt de UEE aanzienlijk hogere verwerkingsprestaties met een lagere zuurstofbehoefte (en een lager energieverbruik). Zelfs grondwater met extreem hoge ijzer- en mangaanconcentraties kan met FERMANOX® worden behandeld tot een concentratie ruim onder de grenzen van de Drinkwaterverordening.
[1] Friedle, M; Rott, U: Grondbeginselen en toepassingen van ondergrondse grondwaterbehandelingsprocessen. Handboek voor watervoorziening en afvalwatertechnologie. Vulkan-Verlag, 1998, blz. 79-107
Ondergrondse waterbehandeling biedt een hoge kosteneffectiviteit
„Economische vereisten, in het bijzonder de noodzaak om de beschikbare middelen spaarzaam te gebruiken in termen van ruimtebehoefte, bouw- en exploitatiekosten in waterleidingbedrijven, vereisen voortdurende verbeteringen aan de stand van de techniek.“ [1]
De DVGW bevestigt de lagere investerings- en exploitatiekosten voor ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering in vergelijking met conventionele filtersystemen en schrijft dit vooral toe aan het feit dat er slechts enkele bovengrondse systeemonderdelen nodig zijn.[2]Een nauwkeurigere kosten-effectiviteitsvergelijking laat, naast de aanzienlijk lagere kosten voor de technische uitrusting, nog meer voordelen van de UEE zien:
- Door het kleine bouwvolume van ondergrondse ontijzering en mangaanafvoer kan de omkasting voor de waterzuivering aanzienlijk kleiner zijn dan bij bovengrondse systemen. Dit bespaart niet alleen investeringskosten, maar ook energiekosten voor het verwarmen en drogen van de operatiekamers.
- Alleen al de hogere energie-efficiëntie zorgt voor een kostenvoordeel voor UEE, dat groter is dan de investeringskosten over de (lange) levensduur van waterwerken.
- Er zijn geen terugspoelingen, geen filterwisselingen, geen afvalwater of afval bij UEE.
- Een volledig geautomatiseerd en onderhoudsvrij systeem zoals de FERMANOX® type WV professional reduceert de bedrijfskosten tot een minimum.
Door de lagere bedrijfskosten in vergelijking met alleen bovengrondse filters loont een modernisering met een FERMANOX®-systeem vrijwel altijd binnen korte tijd. Bij vervanging van oude systemen wordt door tijdelijke inbedrijfstelling van beide systemen een naadloze overgang gerealiseerd zonder onderbreking van de drinkwatervoorziening.
Het FERMANOX®-waterbehandelingsproces garandeert ijzer-, mangaan- en ammoniumvrij water
FERMANOX® beschikt als pionier en marktleider in compacte systemen voor ondergrondse waterbehandeling over de knowhow om de hydrogeologische en waterchemische omstandigheden ter plaatse en het daaruit voortvloeiende ontwerp van het FERMANOX® waterbehandelingssysteem te evalueren.
Het eerste FERMANOX®-systeem werd in 1983 in gebruik genomen. Het ijzergehalte van het oorspronkelijke ruwe water bedroeg 6,7 mg/l, wat overeenkomt met 33,5 maal de grenswaarde volgens de Drinkwaterverordening. Het systeem draait nog steeds probleemloos, hoewel de geboorde put inmiddels zo’n 60 jaar oud is.
Inmiddels zijn ruim 10.000 systemen in gebruik genomen.
Referenzprojekte
I am text block. Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.