Grondwater voor de irrigatie van golfbanen, sportvelden, boomkwekerijen of parken met waterzuivering FERMANOX®
Of het nu gaat om gazon, golfbaan of sportveld, bouwland, boomkwekerij of park – waar irrigatie nodig is, zijn 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. Terwijl het water wegsijpelt, neemt het mineralen en sporenelementen op, die zeer waardevol zijn voor de irrigatie van planten.
Het is de moeite waard om je eigen water te hebben
De soms zeer hoge waterbehoefte voor adequate irrigatie onderstreept het belang van een 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.
Problemen bij het gebruik van grondwater als industriewater of industriewater
Grondwater is afkomstig van regenwater dat in de grond sijpelt.
Tegelijkertijd wordt het water echter steeds armer aan zuurstof. Door het gebrek aan zuurstof lossen ijzer (Fe2+) en mangaan (Mn2+) in verhoogde concentraties op.
Water met een hoog ijzer- of mangaangehalte vereist echter behandeling voordat het kan worden gebruikt als industriewater of industriewater, anders veroorzaakt het verkleuring en ijsvorming.
Wel veroudering
Verschillende processen tussen chemische en biologische componenten van het grondwater en de bodem leiden tot putveroudering in putten tijdens bedrijf. Dit verwijst naar de vermindering van de putprestaties, voornamelijk als gevolg van de afzetting van reactieproducten in de put of in de grondlagen nabij de put.
Zodra de waterinvoergebieden in de put 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.
Glazuur
Verharding (afzettingen die ijzer of mangaan bevatten) treedt op overal waar ijzer- (Fe2+) of mangaanionen (Mn2+) opgelost in grondwater in contact komen met zuurstof en worden geoxideerd. Omdat de oxidatie van ijzer en mangaan verschillende redoxpotentialen vereist, komen 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.
Verstoppingen veroorzaken problemen in boorgaten, pompen, pijpleidingen en sprinklers en vereisen regelmatig uitgebreide reiniging, regeneratie, reparatie of vervanging. Dit leidt niet alleen tot hoge kosten, maar brengt ook de bedrijfszekerheid van de irrigatie in gevaar.
De meest efficiënte methode om dichtslibbing tegen te gaan is het gebruik van ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering. Dit betekent dat ijzer en mangaan efficiënt uit het water worden verwijderd voordat ze de put in gaan.
Verkleuring veroorzaakt door ijzerhoudend water
Waterhoudend ijzer laat een bruine verkleuring achter op alle oppervlakken die ermee in contact komen. De bruine verkleuring is vooral hinderlijk op paden en stenen platen of op huismuren in de buurt van geïrrigeerde gebieden.
Maar er kan ook verkleuring op de bladeren van planten achterblijven, waardoor bijvoorbeeld de waarde ervan bij commerciële verkoop afneemt.
Afdichten van het oppervlak door afzettingen
Gebieden die veelvuldig worden geïrrigeerd met water dat veel ijzer bevat, kunnen worden afgedicht met ijzerhoudende afzettingen, waardoor deze het water slechter opnemen.
Al deze problemen kunnen worden vermeden door ijzer- en mangaanverwijdering met FERMANOX®.
De oplossing voor industriële waterbehandeling: ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering (UEE)
De ondergrondse ijzerverwijdering en mangaanverwijdering van grondwater (servicewaterbehandeling) (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 elke verkleuring en uitharding. 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.
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.
Het FERMANOX®-waterbehandelingsproces garandeert ijzer-, mangaan- en ammoniumvrij water – rechtstreeks uit de bron. De ideale methode voor verwarmen & koelen!
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 keer 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.
FERMANOX®-Waterzuiveringsinstallaties | Industriële waterbehandeling
De eisen aan een waterbehandelingssysteem voor industrieel water verschillen afhankelijk van de waterbehoefte, waterkwaliteit en controle-eisen in de specifieke toepassing. Afhankelijk van de grootte van het bedrijf en de kwaliteit van het ruwwater, de volgende typen FERMANOX® waterbehandelingssystemen:
| FERMANOX®-Bijlage | Water voorraad | Toepassingsgebied | Controle/regulering | Mogelijkheid tot monitoring |
|---|---|---|---|---|
| Type BV | met 1 productieput | voor kleine diensten; tot 15 m³/dagk | afhankelijk van verbruik | ja |
| Type WV | met 2 productieputten |
voor gemiddelde prestaties; 5 – 250 m³/dag |
afhankelijk van verbruik | ja |
| Type WV professional |
met 2 productieputten | voor geweldige prestaties; 100 – 8.000 m³/dag | afhankelijk van verbruik | ja |
Uitvoeringen van de verschillende basistypen
Achter elk van de hierboven genoemde FERMANOX®-basistypen schuilt een verscheidenheid aan systemen met verschillende afmetingen en kenmerken (bijvoorbeeld type WV 50/3/28 P). Het geschikte systeem kan alleen worden geselecteerd na een individueel ontwerp (afhankelijk van de waterbehoefte en de waterkwaliteit van het grondwater) door Winkelnkemper GmbH.
FERMANOX®-systeem van het type WV
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 boorputontwikkeling (indien beschikbaar, bijvoorbeeld protocollen voor ontzandings- en krachtpomptests)
- Mogelijk hydrogeologische rapporten
Vooronderzoek kan 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
Voordelen van FERMANOX® waterbehandeling
Gezond, heerlijk water
Met FERMANOX® behandeld water is helder, zuiver en smakelijk – omdat het gegarandeerd ijzervrij is.
En FERMANOX® garandeert de naleving van de grenswaarden van de huidige drinkwaterverordening [1] niet alleen voor ijzer, maar ook voor mangaan en ammonium.
Dit is van belang omdat er sinds 2011 geen uitzonderingen meer zijn voor kleine leveranciers bij verhoogde concentraties (geologisch veroorzaakt).
Geen verkleuring
Water behandeld met FERMANOX® is ijzer- en mangaanvrij en laat daarom bij gebruik geen bruine of zwarte verkleuring achter. Hierdoor blijven wasgoed, wastafels, douches, badkuipen en tegels schoon.
Geen stortingen
Omdat ondergrondse behandeling ijzer- en mangaanhoudende afzettingen (verzanding) op putten, pompen en leidingen voorkomt, is reiniging of regeneratie niet langer nodig.
Het FERMANOX®-systeem verlengt de levensduur van uw gehele watervoorzieningssysteem aanzienlijk, omdat alleen zuiver, behandeld water door putten, pompen en leidingen stroomt.
Dompelpompen na 5 jaar gebruik met FERMANOX® (boven) en een conventioneel grindfilter (onder)
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.
[1] De rechtsgrondslag is de Drinkwaterverordening in de versie gepubliceerd op 28 november 2011 (BGBl. I p. 2370), gewijzigd bij artikel 2, paragraaf 19 van de wet van 22 december 2011 (BGBl. I p. 3044). .
Ijzer en mangaan in grondwater? Eén probleem – twee oplossingen
Omdat ijzer en mangaan niet in opgeloste vorm kunnen worden uitgefilterd, moet het water voor de waterbehandeling worden verrijkt met zuurstof uit de lucht, zodat er weer vaste stoffen worden gevormd, die vervolgens worden gescheiden.
Conceptvergelijking FERMANOX in vergelijking met het grindfilterproces
Bovengrondse waterbehandeling
Bij traditionele waterzuiveringssystemen – veelal grindfiltersystemen – wordt het grondwater na onttrekking pas bovengronds behandeld door het te verrijken met zuurstof uit de lucht. Hierdoor oxideren de opgeloste metalen tot vaste deeltjes, die vervolgens kunnen worden gescheiden – meestal met behulp van een zand- of grindfilter.
Omdat deze systemen slechts beperkte hoeveelheden ijzer- en mangaanafzettingen kunnen opnemen, moeten de filters regelmatig worden teruggespoeld om de afgezette metaaloxiden te verwijderen en de reinigende werking van het filter te herstellen. In extreme gevallen vereisen hoge ijzer- en mangaangehalten zelfs dagelijks terugspoelen. Het ijzer- en mangaanslib dat wordt weggespoeld, moet meestal worden afgevoerd. Bovendien wordt het filtergrind na jaren onbruikbaar – zelfs als de filtersystemen regelmatig worden teruggespoeld – en moet het worden vervangen en afgevoerd.
Omdat al het nuttige water en het extra terugspoelwater door het bovengrondse grindfilter moeten worden gepompt, resulteert het meervoudig pompen in een hoge energiebehoefte.
FERMANOX®-Procedure
FERMANOX® waterbehandeling vindt direct in de grondwatervoerende bodemlagen plaats. Daarom wordt alleen behandeld water verpompt en kan het onmiddellijk worden gebruikt. Hierdoor wordt voorkomen dat putten, pompen en leidingen al vanaf het begin dichtslibben. FERMANOX® waterbehandeling is onderhoudsvrij en kent geen vervolgkosten.
In haar technisch voorschrift W 223 over FERMANOX®-waterbehandeling bevestigt de Duitse Gas- en Watervereniging (DVGW) de lage bedrijfskosten van het proces en legt uit: “Zelfs in systemen die al vele jaren in bedrijf zijn, is er geen verstopping geweest van de watervoerende laag met reactieproducten, noch een afname van de waterverwerkingsprestaties waargenomen.”
Conceptvergelijking
Conceptvergelijking FERMANOX® in vergelijking met het grindfilterproces
Het FERMANOX®-waterbehandelingsproces is waarschijnlijk het meest efficiënte op de markt
Om te begrijpen waarom een FERMANOX®-waterbehandelingssysteem aanzienlijk efficiënter is dan een grindfilter, is het nuttig om de grootte van de behandelingszones te vergelijken. In een grindfilter is deze behandelingszone de grindvulling, en de grootte ervan wordt bepaald door de container opgezet waar het water doorheen stroomt.
Bij FERMANOX® vormen zand en grind in de aquifer de behandelingszone, waarvan de grootte wordt bepaald door de hoeveelheid zuurstofrijk water die via de geboorde put wordt teruggevoerd. Deze verwerkingszone is vele malen groter dan bij grindfiltersystemen. Bovendien is bij het FERMANOX®-systeem (in dezelfde verhouding) de verblijftijd van het water in de behandelingszone en daarmee de contacttijd tussen ijzer of mangaan en zuurstof aanzienlijk hoger dan bij een grindfilter.
Een maatvergelijking
Als u bijvoorbeeld uitgaat van een waterbehoefte van 30 m³ per dag, kan bij een gemiddelde ruwwaterkwaliteit een grindfilter met ca. 700 liter grind worden gebruikt. Onder dezelfde omstandigheden zou de verwerkingszone van een FERMANOX®-systeem in de grond een volume hebben van ongeveer 30 m³, d.w.z. meer dan 40 keer zo groot. Bij een tankwagen komt dit overeen met de maatverhouding tussen de tankoplegger en de brandstoftank.
Een maatvergelijking van waterbehandelingssystemen
Tegenstroomprincipe
Bovendien stroomt bij een grindfilter het ijzerhoudende water na zuurstofverrijking van boven naar beneden door het filter en vindt de ijzerverwijdering vrijwel alleen in de bovenste lagen plaats. Bij FERMANOX® stromen zuurstofhoudend water (tijdens de retourfase) en ijzerhoudend water (tijdens de afleverfase) in tegengestelde richtingen. Dit tegenstroomprincipe creëert zeer gunstige verwerkingsomstandigheden. Een aanzienlijk groter deel van de verwerkingszone is dan ook actief voor de ontijzering.
Conclusie
Het resultaat van dit alles is dat FERMANOX®-waterbehandeling aanzienlijk minder energie verbruikt om een betere waterkwaliteit te bereiken dan een grindfilter en is de reden voor het technologische voordeel van FERMANOX®.
