Bei der FERMANOX®-Wasseraufbereitung wird mit Luftsauerstoff angereichertes Wasser über den Bohrbrunnen unmittelbar in die grundwasserführenden Bodenschichten (Grundwasserleiter) geführt. Dort wird das Grundwasser rein natürlich und besonders effizient aufbereitet.

Um den Bohrbrunnen entsteht schon nach kurzer Einlaufzeit ein großer, sauerstoffreicher Bereich mit optimalen Bedingungen für die Enteisenung und Entmanganung. Am Rand dieses Bereiches – und damit bereits in großem Abstand zum Brunnen – entsteht eine Aufbereitungszone (Reaktionsraum), in der Eisen und Mangan oxidiert werden. In dieser Zone werden komplexe natürliche Aufbereitungsmechanismen aktiviert, sobald eisen- und manganhaltiges Grundwasser eintritt. Die Eisen- und Manganoxide lagern sich dort an die Sandkörner im Boden an und bilden Oxidschichten. Sie liegen nun in fester, schwerlöslicher Form – und damit ohne beeinträchtigende Auswirkung auf die Qualität des Grundwassers im Erdreich vor. Die Größe des Reaktionsraumes wird bestimmt durch die Wasserqualität des Grundwassers, die Hydrogeologie des Bodens und die daraus resultierende Infiltrationsmenge des eingetragenen Sauerstoffs.

Im Inneren rund um den Bohrbrunnen entsteht eine Zone, die nur reines, aufbereitetes Wasser in Trinkwasserqualität enthält, d.h. die Eisen-, Mangan- und Ammoniumkonzentrationen des Wassers erfüllen mindestens die Grenzwerte der Trinkwasserverordnung. Dieses Trinkwasser kann direkt aus dem Brunnen gefördert und genutzt werden.

Dank dieser Erfahrung garantiert FERMANOX^® die Aufbereitung des Wassers in Trinkwasserqualität (nach gültiger TrinkwV 2001^[1])  in Bezug auf Eisen, Mangan und Ammonium.

Darüber hinaus garantiert FERMANOX^® aber auch die Einhaltung bzw. Unterschreitung der Grenzwerte gemäß Trinkwasserverordnung in Bezug auf weitere oxidierbare Inhaltsstoffe, die seltener vorkommen, wie Nitrit, Arsen, Schwefelwasserstoff und Methan.

Maximale Effizienz – minimaler Energiebedarf

Das FERMANOX^®-System benötigt im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren nur eine geringe Menge an sauerstoffreichem Wasser, die zur Aufbereitung in die wasserführenden Schichten geleitet wird, da die natürliche Reaktionszone im Umfeld des Brunnens um ein Vielfaches größer als das Filtervolumen oberirdischer Filter ist.

Dadurch ist der Energiebedarf für die gesamte Wasserversorgung deutlich niedriger als bei herkömmlicher Wasseraufbereitung.

Keine Wartung – nur Kontrollen!

Da die Wasseraufbereitung beim FERMANOX^®-Verfahren im Grundwasserleiter selbst stattfindet, ist keine regelmäßige Wartung erforderlich, sondern nur eine Kontrolle.

Bei kleinen FERMANOX^®– Wasseraufbereitungsanlagen muss einmal im Jahr der Schmutzfänger vor der Anlage überprüft werden, damit die Leistung der Sauerstoffanreicherung nicht durch Verstopfung abfällt. Große Anlagen sind gänzlich wartungsfrei.

Keine Filter, keine Rückspülung

Im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren sind keine oberirdischen Filter notwendig. Das Wasser wird natürlich aufbereitet, bevor es gefördert und genutzt wird – ohne Chemikalien oder Austauschmaterial.

Lästiger und teurer Austausch und Entsorgung von Filtermaterial sowie Rückspülen der Filter entfallen.

Anforderungen an den Bohrbrunnen

Grundvoraussetzung für die Anwendung des FERMANOX®-Verfahrens ist das Vorhandensein von einem oder mehreren Bohrbrunnen im Lockergestein (Sand oder Kies), weil die eigentliche Aufbereitung in den Poren des Grundwasserleiters erfolgt. Die Bohrbrunnen selbst sind nach den üblichen technischen Regeln und (bei mehreren Brunnen) mit ausreichendem Abstand und mit möglichst kurzen Filterstrecken zu erstellen. Bei mehreren Bohrbrunnen müssen die Abstände mit uns abgestimmt werden.

Rohwasserqualität

Für Eisen– oder Mangankonzentrationen im Rohwasser gibt es keine Einsatzgrenzen. FERMANOX® ist sogar in der Lage, extreme Grundwässer auf Trinkwasserniveau aufzubereiten, deren Rohwasserwerte ein Vielfaches der Grenzwerte der Trinkwasserverordnung betragen. Insbesondere die Entmanganung erfordert einen Mindest-pH-Wert des Rohwassers, der aber aufgrund der hohen Effizienz des Verfahrens niedriger liegt als bei oberirdischen Verfahren – ohne Zusatz von Chemikalien. Bei höheren Ammonium- oder Methankonzentrationen im Grundwasser steigt grundsätzlich der Aufbereitungsaufwand stark an.

FERMANOX^® -Auslegung

Die richtige Auslegung der FERMANOX^®-Anlage ist von entscheidender Bedeutung für den dauerhaft optimalen Betrieb der Anlage. Für die Überprüfung der Voraussetzungen und das Angebot einer geeigneten Wasseraufbereitungsanlage benötigen wir folgende Unterlagen:

• Angaben zum Wasserbedarf
• Wasseranalysen vorhandener Brunnen
• Daten zum Brunnenausbau

Die erforderlichen Wasseranalysen erstellen wir gerne für Sie anhand von Rohwasserproben. Bitte senden Sie uns hierzu eine Wasserprobe zu.

Die unterirdische Enteisenung und Entmanganung (UEE) nutzt im Gegensatz zu oberirdischen Filteranlagen den Grundwasserleiter selbst im brunnennahen Bereich als Reaktionsraum und zum Verbleib der Reaktionsprodukte. Innerhalb des Reaktionsraumes erfolgt durch den eingetragenen Sauerstoff die Aktivierung der komplexen Aufbereitungsmechanismen. Dabei werden die chemisch-physikalischen Vorgänge durch eine autokatalytische Wirkung der bereits festgelegten Oxide unterstützt. Mikrobiologische Vorgänge spielen zusätzlich eine wesentliche Rolle.

Die Oxidation des gelösten Eisens kann beispielsweise mit folgender Summenformel angegeben werden:

2 Fe²⁺ + ½ O₂ + (x + 2) H₂O → (Fe₂O₃ * x H₂O) + 4 H^+[1]

Bei herkömmlichen oberirdischen Filtern entsteht nach Belüftung vorwiegend amorphes, wasserreiches Eisen(III)-Hydroxid (Fe(OH)3) und Mangan-Oxidhydrat (MnOOH) und damit große Mengen Schlamm, die rückgespült und entsorgt werden müssen.

Unterirdisch wandelt sich das primäre Reaktionsprodukt Eisen(III)-Hydroxid zu kristallinem Eisen(III)-Oxidhydrat um und Mangan(III)-Oxidhydrat zu Mangandioxid (MnO2, „Braunstein“). Die Produkte bilden feine Coatings auf der Bodenkornoberfläche mit großer Dichte und entsprechend geringem Volumen.^[1]

Auf dem Bodenkorn abgelagerte Eisen- und Manganoxidhydrate führen zu einer hohen Adsorptionskapazität gegenüber Eisen- und Mangan-Ionen in der Förderphase. Der während der Infiltrationsphase eingetragene Sauerstoff erreicht beim Durchströmen des Grundwasserleiters an der Kornoberfläche adsorbierte Eisen- und Mangan-Ionen und oxidiert sie zu schwerlöslichen Verbindungen. Ein Teil des Sauerstoffs wird adsorbiert und steht zu Beginn der Förderung noch zur Oxidation zur Verfügung.

Adsorptions-Oxidations-Modell – chemisch-physikalische Vorgänge im Reaktionsraum der UEE (mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr.-Ing. U. Rott).

Neben der Enteisenung und Entmanganung bewirkt der eingetragene Sauerstoff weitere positive Reaktionen im Aquifer:

• Nitrifikation von Ammonium und Nitrit ^[2]: Ammonium und/oder Nitrit im Grundwasser werden nitrifiziert und damit deutlich gesenkt. Die Umwandlung erfolgt dabei immer bakteriologisch und bei Ammonium immer zweistufig. 2 NH₄⁺ + 3 O₂→ 2 NO₂^– + 2 H₂O + 4 H⁺ (+ Energie) durch Nitrosomonas und Nitrosocystis 2 NO₂^– + O₂→ 2 NO₃^– (+ Energie) durch Nitrobacter und NitrosocystisDie sich bildende Biomasse ist gering und in der Regel ohne Bedeutung.

• Schwefelwasserstoff und der damit unangenehme Geruch werden durch Oxidation beseitigt.
• Schwermetalle wie Arsen, Nickel etc. können reduziert werden. Da sich diese Stoffe in die Eisenoxidationsprodukte einlagern, ist es erforderlich, dass das Grundwasser einen Mindesteisengehalt aufweist. ^[3]
• Methan im Grundwasser oxidiert im Grundwasserleiter bei einem Sauerstoffeintrag noch vor dem Eisen, wodurch bei hohem Sauerstoffbedarf verhältnismäßig viel Biomasse gebildet wird; bei methanhaltigen Grundwässern ist daher eine besondere Betriebsweise erforderlich.

Durch geeignete Auslegung einer unterirdischen Wasseraufbereitung finden alle vorstehenden Reaktionen im Aquifer außerhalb des Brunnenbauwerks statt, das ausschließlich von Reinwasser durchströmt wird.