Eisen
und Mangan im Grundwasser
Eisen im
Brunnenwasser sorgt für braune Ablagerungen, Mangan für schwarze. Beides
ist unansehnlich und kann außerdem die Hauswasserpumpe sowie die
Rohrleitungen zusetzen oder beschädigen. Glücklicherweise kann man gegen
diese unerwünschten Metalle vorgehen, aber ein paar Dinge müssen beachtet
werden, hier ist der Fachmann gefragt.
Nach der
Erstinbetriebnahme des Brunnens sollte man erst einen Eimer unter
Verdüsung befüllen (am besten mit einer Gartenschlauchdüse aus 1 Meter
Entfernung einen Eimer füllen, Sauerstoffeintrag!). Der Eimer sollte
einen Tag ruhen. Hat sich das Wasser nicht braun gelblich gefärbt, kann
man davon ausgehen, dass sich kein Eisen und Mangan im Brunnenwasser
befindet.
Wie
kommen Eisen und Mangan ins Grundwasser ?
Eisen und Mangan
sind natürliche Bestandteile des Bodens. Der Gehalt kann sich schon auf
engem Raum unterscheiden.
Grundwasser
entsteht durch Versickerung (Infiltration) von Niederschlagswasser
(Regen) in den Boden. Regen ist, durch die Anreicherung mit Luft,
sauerstoffreich. Gelangt nun das Regenwasser in die obere Bodenzone, so
veratmen Bodenbakterien den Sauerstoff aus dem Wasser und atmen
Kohlendioxid aus.
Löst sich
Kohlendioxid in Wasser entsteht Kohlensäure (Sprudelherstellung mit
Kohlendioxidpatronen) und das Grundwasser hat dadurch einen leicht sauren
Charakter.
Eine weitere
Ursache des sauren Charakters besteht darin, dass Wässer die Salzarm sind
(wie Regenwasser oder destilliertes Wasser), ebenfalls einen geringen pH
Wert haben. Solche Wässer nennt man "schwach gepuffert".
Grundwässer sind
daher meist sauerstoffarm und haben einen leicht sauren Charakter. In
diesen Wässern liegen Eisen und Mangan in einer wasserlöslichen und daher
farblosen Form vor.
Kommt nun das
Grundwasser/Brunnenwasser durch Verdüsung (Beregnung) wieder mit
Luftsauerstoff in Verbindung, so verbindet sich dieser mit dem Eisen und
Mangan. Das Eisen und Mangan oxidieren dabei zu einer wasserunlöslichen
Form. Eisen bildet dabei zuerst eine braun gelbliche Trübung und nach
kurzer Zeit entstehen daraus bräunliche Flocken. In Moorwässern kommt
Eisen häufig auch in komplexgebundener Form vor (kaum Bildung von
Flocken).
Mangan fällt zu
kleinen schwarzen Knollen aus, die einen Durchmesser von wenigen
Millimeter haben. Die Manganknollen werden häufig mit Sandteilchen
verwechselt. Man kann sie aber daran unterscheiden, dass sie sich erst
nach kurzer Zeit bilden, während die Sandpartikel sofort erkennbar sind.
Welche
Nachteile haben Eisen und Mangan ?
Wasser, welches
mit Eisen und Mangan versetzt ist hat einen metallischen Geschmack. Sind
außerdem noch Eisen- und Manganbakterien vorhanden, kommt es zu einer
Ablagerung in Rohrleitungen. Trotzdem gilt Eisen und Mangan als nicht
gesundheitsschädlich. Eisen spielt eine wichtige Rolle bei der Atmung des
Menschen (Hämoglobin). Allerdings sorgt Eisen im Brunnenwasser für
Verfärbung der Wäsche oder rostbraune Flecken in Bad, Toilette oder an
allen Armaturen. Für den Menschen nutzbar ist es aber sowieso nicht, weil
nur Eisen in einer biologisch verfügbaren Form vom Körper aufgenommen
werden kann.
Wird der Brunnen
durch übermäßige Entnahme überlastet, so kommt es zu einer erhöhten
Wassereintrittsgeschwindigkeit in den Brunnen. Die Filterschlitze können
durch den stark ausgebildeten Absenkungstrichter um den Brunnen herum
Bodenluft mit ansaugen. Diese Luft wiederum oxidiert das Eisen und Mangan
und die Filterschlitze setzen sich zu, man spricht dabei von
"Brunnenverockerung". Hat sich Eisen im Brunnen festgesetzt, kann die
Ansiedlung von Eisenbakterien die Verockerung noch verschlimmern. Bei
größeren Brunnenanlagen regeneriert man die Brunnen dann chemisch
(Säuren) oder mechanisch (Ultraschall, Sprengen). Bitte bei verockerten
Brunnen keine eigenen Regenerierungsversuche unternehmen, da Rammspitzen
diese Prozedur kaum überleben und so mancher durch unsachgemäßen Einsatz
von Säuren und Brunnenwasser sein Leben lassen musste.
(Kohlendioxiderstickung !!!)
Bei Rammbrunnen
ist eine Regenerierung kaum möglich, hier sollte man einen Brunnen an
neuer Stelle rammen, da der Umkreis des alten Brunnens auch mit
Verockerungen belegt ist.
Die Grenzwerte
nach Trinkwasserverordnung:
Eisen: 0,2 mg/l
Mangan: 0,05
mg/l
Wie
kann man Eisen und Mangan aus dem Wasser entfernen?
In den
Wasserwerken wird Eisen und Mangan durch Filtration entfernt. Nachdem das
Grundwasser aus den Brunnen gefördert wurde, wird es durch Verdüsung oder
Beimischung mit Luft angereichert. Das ausgefällte Eisen und Mangan wird
durch Filtration aus dem Wasser entfernt. Wenn der Filter nach einer
gewissen Laufzeit "verstopft" ist, wird dieser rückgespült. Der
Eisenschlamm wird dann in einem Becken aufgefangen und entsorgt.
Für
Kleinbrunnenanlagen gibt es ebenfalls Filtereinheiten aus GFK Behältern
die mit einem Granulat gefüllt sind (Green Sand oder Birm). Hier wird dem
Wasser durch einen Injektor Luft beigemischt. Das Eisen und Mangan wird
dann vom Granulat ausgefiltert. Wichtig bei solchen Anlagen sind richtig
dimensionierte Kompressoren und Spülwasserpumpen für die Rückspülung des
Filters. Wird der Filter nicht richtig rückgespült, so kommt es zu einer
Verklumpung des gesamten Filtermaterials und der Filter muss
aufgeschnitten werden. Eine neue aber hocheffektive Technik der
Enteisenung ist ein Ionenaustauscher wie er z. B. von der Firma nanovita
angeboten wird. Die Kapazität ist ungleich größer und der Durchfluss kann
höher sein; die Enteisenung ist fast vollständig. Nur muss der pH-Wert
mindestens 6,8 sein, sonst ist das Eisen schwer aus dem Brunnenwasser zu
bekommen. Im Gegensatz zu dem alten Birm-Verfahren ist diese Neuerung
aber von erheblichem Vorteil, die Kapazität etwa Faktor 10.
Ist zu dem
erhöhten Wert von Eisen noch Mangan im Wasser, benötigt man einen
dahinter geschalteten Filter für die Manganentfernung. Das Mangan ist
schwerer in die wasserunlösliche Form zu überführen, es fällt erst dann
aus wenn das Eisen fast vollständig entfernt wurde. Auch kann durch der
Manganwert durch vorhandenes Eisen verfälscht werden, Mangan "versteckt"
sich gewissermaßen unter dem Eisen und zeigt seine wirkliche Menge erst,
wenn das Eisen entfernt wurde. Es ist nur bei einem pH-Wert von 7,5 oder
höher möglich, Mangan zu entfernen. Hierzu gibt es auch wieder bei
der Fa. nanovita einen kombinierten Mangan-/Eisenfilter. Sind beide
Gehalte hoch, muss mit einem Eisenfilter und einem Manganfilter
gearbeitet werden.
Eine andere
Alternative ist die unterirdische Enteisenungsmethode.
Viele Wasserwerke gehen zu dieser Aufbereitungsmethode über, da sie
günstiger in der Anschaffung und Unterhaltung ist. Man braucht weder
Filterkessel noch Kompressoren und Spülwasserpumpen. Die unterirdische
Enteisenung und Entmanganung eignet sich auch hervorragend für kleinere
Brunnen.
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