DE1767738A1

DE1767738A1 - Verfahren zum Enteisenen und Entmanganen von Grundwasser

Info

Publication number: DE1767738A1
Application number: DE19681767738
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Haesselbarth; Dietrich Dr Luedemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-06-12
Filing date: 1968-06-12
Publication date: 1971-03-18

Description

"Verfahren zum Enteisenen und Entmanganen von Grundwasser" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Enteisenen und Entmanganen von Grundwasser, Uferfiltrat und künstlich angereichertem Grundwasser, bei dem das Wasser über körniges Filtermaterial, z.B. Kies geleitet wird.
Es ist bekannt, eisen- und manganhaltige Grundwässer, Uferfiltrate und künstlich angereicherte Grundwässer dadurch zu enteisenen und entmanganen, daß man die geförderten Wässer durch Belüftung stark mit Luftsauerstoff anreichert, ihnen gegebenenfalls in besonderen Reaktionsbecken oder im Überstau des Filters eine Verweil- oder Reaktionszeit zur Oxydation des zweiwertigen Eisens und Mangans sowie anschließender Hydrolyse unter Bildung von Hydroaiden bzw. Ogidhyäraten ge-währt und sie über körniges Filtermaterial, z,Be Quarzkies, Dolomit, Anthrazit, leitet, auf dem die gebildeten Hydroaide und Oxidhydrate abgeschieden werden, Die Oxydation des zweiwertigen Eisens und Mangans braucht bei Eintritt des Wassers in das Filterbett nicht abgeschlossen zu sein. Die begonnene Reaktion wird durch katalytische Wirkung der abgeschiedenen Phase in den oberen Schichten des Filters beschleunigt, so daß auch in diesem Falle Eisen und Mangan vollständig zurück-@r gehalten werden, Die bekannten Verfahren werden in zwei Versionen angewendet. In der ersten Version wird die zur Sauerstoffanreicherung in das Wasser eingetragene überschüssige Luft an geeigneten Stellen entlassen, so daß ausschließlich Wasser durch das Filterbett fließt (Naßfilter). In der zweiten Version wird in geschlossenen Anlagen die überschüssige Luft unter Druck zusammen mit dem Wasser durch das Filterbett geleitet (Trockenfilter). Das im Filter zurückgehaltene Eisen und Mangan wird in üblicher Weise durch Rückspülen aus dem Filter entfernt. Die bekannten Verfahren weisen den Nachteil auf, daß ein relativ häufiges Rückspülen erforderlich ist. Das bedeutet einen hohen Verbrauch an Spülwasser, einen entsprechend hohen Anfall von dünnem Schlammwasser, kurze Filterlaufzeit und, falls mit Trockenbeeten gearbeitet wird, eine dem Anfall des Schlammwassers entsprechende große Zahl von Beeten. Den bekannten Filterverfahren haftet weiterhin die Schwäche an, daß die Enteisenung und Entmanganung durch die Gegenwart geringer Gehalte an Ammonium stark gestört ist und bei Gehalten an Ammonium über 5 mg/1 nicht mehr durchführbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verfahren zur Enteisenung und Entmanganung von Grundwasser, Uferfiltrat und künstlich angereichertem Ggundwasser zu schaffen, mit welchem eine Steigerung der spezifischen Filterleistung unter Vermeidung der den bekannten Filterverfahren arthaftenden Nachteile erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur biologischen Enteisenung und Entmanganung die Größe der Filtermaterialkörnung, die Schichthöhe des Filters, die Filtergeschwindigkeit und das Redoamilieu so aufeinander abgestimmt werden, daß sich eine Massenentwicklung der eisen-und manganverzehrenden Bakterien einstellt, wobei, falls sich das Wasser nicht schon im optimalen Redozmilieu befindet, es durch geringfügige Belüftung auf ein Redozmilieu von rH > 14,5 + 0,5 gebracht wird.
Für den Fall, daß sich kein gleichzeitiger Verzehr von Eisen. und Mangan in der ersten Filterstufe einstellt, wird die biologische Entmanganung in einer zweiten Filterstufe vorgenommen, die im Aufbau der ersten gleicht, bei der jedoch das Redoxmilieu des eisenfreien Ablaufs der ersten Stufe durch Belüftung auf einen Wert von mindestens rH 20 gebracht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand praktischer Großversuchsergebnisse erläutert, die im fo-gender, tabellarisch aufgeführt sind:

Filterstufe I

Rohwasser: Fe 2+ 3,0 mg/1 02 0,02 mg/1

Fe3+ 1,2 mg/1 pH 7,25

Fe ge s . 4, 2 mg/1 rH 16P7

Mn 0,12 mg/1

Filterkies: Quarzsand

Körnung: 1 - 2 mm Filterschichthöhe: 1200 mm

Filtergeschwindigkeit: 10 m/h

Reinwasser I: Fe 2+ nn 02 0,02 mg/1

Fe 3+ nn pH 7,2

Fe ges.nn rH 18,0

Mn 0,12 mg/1

Filterstufe II

Belüftung: 02 2,5 mg/1

pH 7,25

rH 21,0

Filterkies: Quarzsand

Körnung: 1 - 2 mm Filterschichthöhe: 800 mm

Filtergeschwindigkeit: 10 m/h

Beinwasser II:Fe2+ nn 02 2,5 mg/1

Fe 3+ nn pH 7,25

Mn nn rH 21,5

nn - nicht nachweisbar.

Wie aus dieser Aufstellung ersichtlich ist, ist das mit dem Rohwasser angebotene zweiwertige Eisen und Mangan hinter der ersten bzwe zweiten Filterstufe nicht mehr nachweisbar. Auch

Filter zurückgehalten.
Mit der Erfindung, die im wesentlichen auf der Erkenntnis beruht, daß die durch optimale Abstimmung der Verfahrensbedingungen erzielbare Massenentwicklung der ohnehin im Wasser enthal- tenen eisen- und manganspeichernden Bakterien zur vollständigen biologischen Enteisenung und Entmanganung des Wassers führt, werden folgende Vorteile erreicht: 1 ) Die spezifische Filterleistung steigt bei Anwendung der biologischen Enteisenung von 1,0 - 1,6 kg/m3 Eisen auf Filtermaterial vor dem Rückspülen auf 7,0 - 9,0 kg/m3 Eisen. Dadurch ergibt sich ein geringerer Verbrauch an Spülwasser, weniger Schlammwasser und eine längere Filterlaufzeit.
2) Vollständige Enteisenung und Entmanganung von Grundwässern und diesen ähnlichen Wässern, die Ammoniumionen in Konzentrationen bis zu mindenstens 20 mg/1 NH4 enthalten.
3) Die biologische Enteisenung und Entmanganung kann der Belüftung und Kohlensäuresustreibung (mechanische Ent-Säuerung) vorgeschaltet werden, so daB in jenen Anlagen die Einstellung des nach dem Kalk-Kohlensäuregleichgewicht erforderlichen Gehalts an freier Kohlensäure direkt vorgenommen werden kann und schwer abschätzbare Veränderungen während der sonst üblichen dieser nachgeschalteten Filterung nicht berücksichtigt zu werdän brauchen. Die Anlagen der mechanischen Entsäurung bleiben nunmehr frei von Verschmutzungen durch Eisen- und Manganoxidhydrate.
4) Durch biologische Enteisenung und Entmanganung aggreseiver Durchlaufkühlwässer werden Korrosionen an metallisehen Werkstoffen wegen der Abwesenheit von gelöstem Sauerstoff vermieden und ein ungestörter Betrieb von Negativbrunnen bzw. Schluckbrunnen ermöglicht.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Enteisenen und Fntmanganen von Grundwasser, Uferfiltrat und künstlich angereichertem Grundwasser, bei dem das Wasser über körniges Filtermaterial, z.B, Kiesgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur biologischen Enteisenung und Entmanganung die Größe der Filtermaterialkörnung, die Schichthöhe des Filters, die Filtergerchwindigkeit und das Redoxmilieu so aufeinander abgestimmt werden, daß sich eine Massenentwicklung der eisen- und manganverzehrenden Bakterien einstellt, wobei, falle sich das Wasser nicht schon im optimalen Redoxmilieu befindet, es durch geringfügige Belüftung auf ein Redoxmilieu von rH ->#14,5 + 0,5 gebracht wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, für den Fall, daß sich kein gleichzeitiger Verzehr von Eisen und Mangan in der ersten Filterstufe einstelle, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Entmanganung in einer zweiten Filterstufe vorgenommen wird, die im Aufbau der ersten gleicht, bei der jedoch das Redoxmilieu des eisenfreien Ablaufs der ersten Stufe durch Belüftung auf einen Wert vqn mincliatene rH 20 gebracht wird,