De ontijzering van water met een ontijzeringsinstallatie

Grondwater bevat bijna altijd ijzer. Wil je dat een grondwaterinstallatie lang meegaat, dan moet er een ontijzeringsinstallatie geplaatst worden. Zonder deze installatie zal het ijzer neerslaan in de leidingen waardoor de leidingen dicht zullen slibben. Hoewel voor zowel de ontijzering van water als de ontmanganing verschillende methoden zijn, bespreken we onderstaand alleen de meest toegepaste methode in de waterbehandeling.

Oxidatie met luchtzuurstof en filtratie van het ontstane ijzer (III) hydroxide en mangaandioxide

De oxidatie van ijzer met luchtzuurstof en filtratie gaat gepaard met oxidatie van mangaan (II) tot mangaandioxide en ammonium-ion tot nitraat-ion.

• 4 Fe2 + O2 + 2 H20 + 8 HCo3 = 4 Fe(OH)3 + 8 CO2
• 2 Mn2 + O2 + 4 HCO3 = 2 MnO2 + 4 CO2 + 2 H2O
• NH4 + 2 O2 + 2 HCO3 = NO3 + 2 CO2 + 3 H2O

Men gebruikt veelal een compressor voor de beluchting van het te behandelen water. Deze compressor blaast een grote overmaat lucht in het water d.m.v. een luchtmengklok, beluchtingsketel of toren. Deze zogenaamde overmaat aan lucht verlaat het filter boven de vulling, dit wordt een “natfilter” genoemd. De voor de reactie aanwezige zuurstof is dus maximaal die hoeveelheid welke in het water opgelost kan worden. Bij een hoog ammoniumgehalte bevat het aan zuurstof verzadigde water vaak onvoldoende zuurstof om de 3 componenten te oxideren.

Deze dubbele beluchting en filtratie is erg kostbaar, daarom heeft de toepassing van een zogenaamde “droogfilter” de voorkeur.

Hierbij bevindt zich de waterspiegel op de grens van het filterzand en de steunlagen, het water wordt dan over het zand gesproeid en sleurt luchtbellen mee. Hierdoor is de stroomsnelheid in de poriën veel groter in vergelijking met een natfilter met hetzelfde debiet.

Bij beluchting ontsnapt meestal CO2, hetgeen niet altijd gunstig is daar zich soms, afhankelijk van de calcium-watercarbonaat-ion-concentraties, zich calciumcarbonaat op de zandkorrel kan afzetten. Deze laag is alleen met zoutzuur te verwijderen.

Een filter rijpt in de eerste weken na de inbedrijfstelling door vorming op de zandkorrels van het huidige ijzer (III) hydroxide dat als katalysator werkt. Wanneer bij de ontmanganing het mangaandioxide in het filter gevormd moet worden, kan de inductieperiode soms enkele maanden duren (en deze inductieperiode gaat vooraf aan een goede werking). Het reactieverloop is auto katalytisch, de gevormde bruinsteen fungeert ook als katalysator voor de reactie.