Bij de FERMANOX®-waterbehandeling wordt water verrijkt met zuurstof uit de lucht via de geboorde put rechtstreeks in de grondwatervoerende bodemlagen (aquifer) gevoerd. Daar wordt het grondwater puur natuurlijk en bijzonder efficiënt gezuiverd.

Na een korte inloopperiode ontstaat rondom de geboorde put een groot, zuurstofrijk gebied met optimale omstandigheden voor ontijzering en mangaanverwijdering. Aan de rand van dit gebied – en dus op grote afstand van de put – wordt een verwerkingszone (reactieruimte) gecreëerd waarin ijzer en mangaan worden geoxideerd. In deze zone worden complexe natuurlijke zuiveringsmechanismen geactiveerd zodra grondwater dat ijzer en mangaan bevat, binnendringt. De ijzer- en mangaanoxiden hechten zich aan de zandkorrels in de bodem en vormen oxidelagen. Ze zijn nu in vaste, slecht oplosbare vorm aanwezig en hebben daardoor geen negatieve invloed op de kwaliteit van het grondwater in de bodem. De grootte van de reactieruimte wordt bepaald door de waterkwaliteit van het grondwater, de hydrogeologie van de bodem en de resulterende infiltratiehoeveelheid geïntroduceerde zuurstof.

Binnenin wordt rond de geboorde put een zone gecreëerd die uitsluitend zuiver, behandeld water van drinkwaterkwaliteit bevat, dat wil zeggen dat de ijzer-, mangaan- en ammoniumconcentraties van het water minimaal voldoen aan de grenzen van de Drinkwaterverordening. Dit drinkwater kan direct uit de put worden opgepompt en gebruikt.

Dankzij deze ervaring garandeert FERMANOX^® de behandeling van water in drinkwaterkwaliteit (volgens de geldige TrinkwV 2001[1]) op het gebied van ijzer, mangaan en ammonium.

Daarnaast garandeert FERMANOX^® ook het naleven of onderschrijden van de grenswaarden volgens de drinkwaterbesluit met betrekking tot andere oxideerbare ingrediënten die minder vaak voorkomen, zoals nitriet, arseen, waterstofsulfide en methaan.

Maximale efficiëntie – minimale energiebehoefte

In tegenstelling tot conventionele processen heeft het FERMANOX^®-systeem slechts een kleine hoeveelheid zuurstofrijk water nodig, dat voor behandeling in de watervoerende lagen wordt gevoerd, omdat de natuurlijke reactiezone in het gebied rond de put vele malen groter is dan de filtervolume van bovengrondse filters.

Dit betekent dat de energiebehoefte voor de gehele watervoorziening aanzienlijk lager is dan bij conventionele waterbehandeling.

Geen onderhoud – alleen maar controles!

Omdat de waterbehandeling met het FERMANOX^®-proces in de aquifer zelf plaatsvindt, is er geen regulier onderhoud nodig, alleen een controle.

Bij kleine FERMANOX^®-waterbehandelingssystemen moet de vuilvanger voor het systeem eenmaal per jaar worden gecontroleerd, zodat het zuurstofverrijkende vermogen niet afneemt door verstopping. Grote systemen zijn volledig onderhoudsvrij.

Geen filters, geen terugspoeling

In tegenstelling tot conventionele methoden zijn er geen bovengrondse filters nodig. Het water wordt op natuurlijke wijze behandeld voordat het wordt opgepompt en gebruikt – zonder chemicaliën of vervangende materialen.

Het vervelende en dure vervangen en afvoeren van filtermateriaal en het terugspoelen van de filters zijn niet meer nodig.

Vereisten voor bronnen

De basisvereiste voor het gebruik van het FERMANOX®-proces is de aanwezigheid van één of meer bronnen in het losse gesteente (zand of grind), omdat de feitelijke verwerking plaatsvindt in de poriën van de aquifer. De bronnen zelf moeten worden aangelegd volgens de gebruikelijke technische regels en (bij meerdere bronnen) met voldoende onderlinge afstand en met zo kort mogelijke filtersecties. Indien er meerdere bronnen zijn, dienen de afstanden met ons afgestemd te worden.

Waterkwaliteit

Er zijn geen toepassingslimieten voor ijzer- of mangaanconcentraties in ruw water. FERMANOX® is zelfs in staat extreem grondwater te zuiveren tot drinkwaterniveau, waarvan de ruwwaterwaarden vele malen hoger zijn dan de grenswaarden van de Drinkwaterverordening. Met name de mangaanverwijdering vereist een minimale pH-waarde van het ruwe water, die vanwege de hoge efficiëntie van het proces echter lager is dan bij bovengrondse processen – zonder toevoeging van chemicaliën.Bij hogere ammonium- of methaanconcentraties in grondwater neemt de zuiveringsinspanning doorgaans aanzienlijk toe.

FERMANOX®-ontwerp

Het juiste ontwerp van het FERMANOX®-systeem is van cruciaal belang voor de langdurige optimale werking van het systeem. Om de eisen te controleren en een geschikt waterbehandelingssysteem aan te bieden, hebben wij de volgende documenten nodig:

• Informatie over watervereisten
• Wateranalyse van bestaande bronnen
• Gegevens over broninbouw

Wij voeren graag voor u de benodigde wateranalyses uit op basis van ruwwatermonsters. Stuur ons dan een watermonster.

In tegenstelling tot bovengrondse filtersystemen gebruikt ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering (UEE) de aquifer zelf in het gebied dichtbij de put als reactieruimte en waar de reactieproducten achterblijven. Binnen de reactieruimte activeert de ingebrachte 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 verminderd. 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.
• ware 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.