Ontijzeren | Water ontijzeren met een ontijzeraar

IJzer en mangaan in particuliere watersystemen

IJzer en mangaan veroorzaken vlekken en smaken in water.

Ze kunnen verwijderd worden met verschillende zuiveringsprocédés die in dit artikel beschreven worden.

Bronnen van ijzer en mangaan

Natuurlijke bronnen van ijzer en mangaan komen meer voor in diepere putten waar het water langer in contact is geweest met gesteente.

In steenkoolwinningsgebieden van de staat kunnen deze metalen ook voorkomen uit zowel diepe als oppervlakte mijnbouwactiviteiten.

IJzer en mangaan komen vaak samen in grondwater voor, maar mangaan komt meestal in veel lagere concentraties voor dan ijzer.

Zowel ijzer als mangaan zijn gemakkelijk waarneembaar in drinkwatervoorraden.

Beide geven een sterke metaalsmaak aan het water en beide veroorzaken vlekken.

Water uit putten en bronnen met veel ijzer en/of mangaan kan aanvankelijk kleurloos lijken, maar er verschijnen snel oranje-bruine (ijzer) of zwarte (mangaan) vlekken of deeltjes als het water aan zuurstof wordt blootgesteld (zie Watertesten).

Hoewel ijzer en mangaan in putten en bronnen in heel Pennsylvania kunnen voorkomen, komen ze het meest voor in noordelijke en westelijke graafschappen.

Een onderzoek van Penn State vond te hoge ijzerconcentraties in 17% van de particuliere watervoorzieningen die in de staat bemonsterd werden.


Grondwater ontijzeren
Grondwater ontijzeren

Normen voor drinkwater

IJzer en mangaan zijn geen gezondheidsproblemen in drinkwater.

In plaats daarvan gelden voor beiden secundaire of aanbevolen drinkwaternormen omdat ze esthetische problemen veroorzaken die het water ongewenst maken voor gebruik in huis en een bittere metaalsmaak die het water onaangenaam kan maken om te drinken voor zowel mensen als landbouwhuisdieren.

IJzer kan ook een oranje of bruine vlek veroorzaken in gootstenen en in de was.

Mangaan geeft vaak een dichte zwarte vlek of vaste stof.

Om deze redenen wordt aanbevolen dat drinkwater niet meer dan 0.3 mg/L (of 0.3 delen per miljoen) ijzer en minder dan 0.05 mg/L mangaan bevat.

Het Belgische Bureau voor Milieubescherming heeft ook voor mangaan een Gezondheidsadvies van 0,3 mg/L vastgesteld.

Een gezondheidsadvies is een niet afdwingbare drinkwaternorm die bedoeld is om de consument te waarschuwen voor mogelijke gezondheidseffecten van een drinkwaterbestanddeel.

De gezondheidsadvisering voor mangaan van 0.3 mg/L werd ingesteld omdat men zich zorgen maakte over verschillende neurologische gezondheidseffecten van het regelmatig consumeren van water boven de 0.3 mg/L.

Bedenk dat privé watersystemen die individuele huizen bedienen niet onder de staats- of federale drinkwaternormen vallen.

Deze normen geven dus alleen richtlijnen voor een goed beheer van dit soort watervoorzieningen.

Water testen

De aanwezigheid van vlekken, deeltjes, en een metaalachtige smaak maken vaak duidelijk dat ijzer en mangaan in een watervoorziening aanwezig zijn, zelfs zonder watertesten.

Toch is het een goed idee om je water te laten testen om de precieze concentratie van elk van deze metalen te bepalen.

De concentratie bepaalt de meest praktische en economische waterbehandelingsmogelijkheden om het probleem op te lossen.

Behalve de concentratie is het ook belangrijk de vorm van het ijzer en mangaan te bepalen.

Als het uit de put of bron opgevangen water aanvankelijk helder is, maar na verloop van tijd oranje-bruine of zwarte vaste deeltjes vormt, zijn het ijzer en mangaan in het water opgelost.

Dit staat bekend als de “gereduceerde” vorm van deze metalen.

Opgelost of gereduceerd ijzer en mangaan komen het meest voor in grondwater met een pH van minder dan 7,0.

Soms zullen vaste deeltjes ijzer en mangaan onmiddellijk zichtbaar zijn in water uit de put of bron.

In dat geval zijn de metalen al in de geoxideerde vorm.

Dit komt vaker voor in watervoorzieningen met een hogere pH of waar zuurstof gemakkelijk beschikbaar is voor het water, zoals een ondiepe bron.

Als je oranje-bruine of zwarte vlekken bij je water opmerkt of een metaalsmaak, moet je je water laten testen op ijzer en/of mangaan.

IJzer en mangaan zijn veel voorkomende waterverontreinigende stoffen die door veel commerciële laboratoria in België getest kunnen worden.

Laat je water grondig testen in een door de DEP-erkend lab om een algemeen behandelingsplan op te stellen; zie Watertesten voor meer informatie.

IJzer en mangaan uit water verwijderen

IJzer en mangaan kunnen effectief uit water verwijderd worden met een aantal behandelingsprocessen, afhankelijk van zowel de vorm als de concentratie van de metalen.

Omdat ijzer en mangaan esthetische problemen zijn die alle mogelijke toepassingen van het water beïnvloeden, moeten ze uit al het water dat het huis binnenkomt verwijderd worden met Point-of-Entry (POE) zuiveringsapparatuur.

Wanneer meerdere zuiveringsprocédés op je probleem van toepassing zijn, zorg dan dat je rondkijkt en zuiveringstoestellen en prijzen vergelijkt tussen verschillende gerenommeerde handelaars die een verscheidenheid aan zuiveringstoestellen voeren.

Zorg ervoor dat je de onderhoudsvoorschriften voor elk apparaat begrijpt en dat je een schriftelijke garantie krijgt voor elk apparaat dat je besluit te kopen.

Waterontharding (ionenuitwisseling)

Conventionele waterontharders zijn soms effectief voor het verwijderen van ijzer en kleine hoeveelheden mangaan.

Waterontharders worden meestal gebruikt om de hardheid van calcium en magnesium in water te verwijderen door een uitwisselingsproces.

Het calcium en magnesium worden uit het water verwijderd en in hun plaats wordt natrium toegevoegd.

Verwijdering van ijzer en mangaan gebeurt op dezelfde manier door het ijzer en mangaan uit te wisselen tegen natrium.

Het ijzer en mangaan worden dan uit het harsbed van de ontharder verwijderd door terugspoelen en regeneratie.

Het verwijderingsrendement door ontharders varieert naar gelang van de ijzerconcentratie, de hardheid van het water en de pH.

Ontharders worden over het algemeen alleen aanbevolen als de pH van het water groter is dan 6.7, de waterhardheid tussen 3 en 20 korrels per gallon (50- 350 mg/L) ligt en de opgeloste ijzerconcentratie minder dan 5 mg/L is.

Geoxideerde vormen van ijzer en mangaan zullen de onthardingshars vervuilen.

Het is dus van cruciaal belang dat het ruwe water niet in contact komt met oxiderende stoffen zoals lucht of chloor voor het in de ontharder gaat.

Het harsbed van de ontharder gebruiken als mechanisch filter voor geoxideerd ijzer en mangaan is over het algemeen niet aan te bevelen.

Dit zou het harsbed kunnen beschadigen en veel vaker moeten worden teruggespoeld.

Als geoxideerd ijzer en/of mangaan in het ruwe water aanwezig zijn, moet filtratie gebruikt worden om het te verwijderen.

Polyfosfaat toevoeging

Water met opgelost ijzerconcentraties van minder dan 2 mg/L kan behandeld worden met polyfosfaat toevoeging.

Fosfaattoevoeging is over het algemeen ondoeltreffend voor de behandeling van mangaan.

Het fosfaat wordt in het water gebracht met een chemische voedingspomp, waarbij de dosering vaak met vallen en opstaan moet worden aangepast.

In dit geval wordt het ijzer door het fosfaat omgeven of “gesekwestreerd” en wordt het niet werkelijk uit het water verwijderd.

Er zijn enkele grote nadelen aan dit proces.

Hoewel het gesekwestreerde ijzer geen bezwaarlijke vlekken veroorzaakt, geeft het toch een metaalsmaak aan het water.

Bovendien zal, als er te veel fosfaat aan het water wordt toegevoegd, het water een glibberig gevoel geven en het kan ook diarree veroorzaken.

Het polyfosfaat kan ook in een waterverwarmer afgebroken worden, waardoor vastgelegd ijzer vrijkomt.

Oxiderende filters

Oxiderende filters oxideren en filteren zowel ijzer als mangaan in één geheel.

Het filter bestaat meestal uit met mangaan behandeld greensand, hoewel ook andere materialen zoals birm gebruikt kunnen worden.

In het geval van een mangaan greensand filter wordt het filtermedium behandeld met kaliumpermanganaat om een laag te vormen die het opgeloste ijzer en mangaan oxideert en ze dan uit het water filtert.

Omdat deze toestellen oxidatie en filtratie combineren, kunnen ze gebruikt worden om ruw water met opgelost en/of geoxideerd ijzer en mangaan te behandelen.

Mangaan greensand filters vergen veel onderhoud, waaronder regelmatige regeneratie met een kaliumpermanganaat oplossing omdat die verbruikt wordt tijdens de oxidatie van de opgeloste metalen.

Bovendien moeten deze toestellen regelmatig teruggespoeld worden om de geoxideerde ijzer- en mangaandeeltjes te verwijderen.

De kaliumpermanganaatoplossing die voor de regeneratie gebruikt wordt is giftig en moet zorgvuldig gehanteerd en opgeslagen worden met behulp van specifieke veiligheidsmaatregelen.

Bij goed onderhoud zijn mangaan greensand filters uiterst efficiënt voor matige gehaltes van zowel opgelost als geoxideerd ijzer en mangaan.

Ze worden in het algemeen aanbevolen wanneer de gecombineerde ijzer- en mangaanconcentratie in het bereik van 3 tot 10 mg/L ligt.

Bedenk dat de frequentie van onderhoud (terugspoelen en regenereren) toeneemt naarmate de metaalconcentratie toeneemt.

Birm filters lijken op mangaan greensand maar ze hoeven niet geregenereerd te worden omdat ze de in het ruw water aanwezige zuurstof gebruiken om de metalen te oxideren.

Het ruw water moet dus een bepaalde hoeveelheid opgeloste zuurstof bevatten en de pH moet minstens 6.8 zijn voor verwijdering van ijzer en 7.5 voor verwijdering van mangaan.

Zelfs onder ideale omstandigheden is de mangaanverwijderingsefficiëntie van birm-filters zeer variabel.

Birm filters moeten wel teruggespoeld worden om opgehoopte geoxideerde metaaldeeltjes te verwijderen.

Oxidatie Gevolgd door Filtratie

Wanneer het gecombineerde gehalte aan ijzer en mangaan meer dan 10 mg/L bedraagt, bestaat de meest effectieve behandeling uit oxidatie gevolgd door filtratie.

Bij dit proces wordt een chemische stof toegevoegd om eventueel opgelost ijzer en mangaan om te zetten in de vaste, geoxideerde vormen die dan gemakkelijk uit het water gefilterd kunnen worden.

Als oxidatiemiddel wordt meestal chloor gebruikt, hoewel ook kaliumpermanganaat en waterstofperoxide kunnen worden gebruikt.

Een kleine chemische voedingspomp wordt gebruikt om de chlooroplossing (meestal natriumhypochloriet) in het water te voeren stroomopwaarts van een mengtank of een spiraal van plastic pijp.

De mengtank of pijpspoel is nodig om contacttijd te geven voor de vorming van de ijzer- en mangaanneerslag.

Het kan nodig zijn een actief koolfilter te installeren om de verwerpelijke smaak en geur van het chloorrestant te verwijderen.

Chloor wordt niet aanbevolen als oxidatiemiddel voor zeer hoge mangaangehalten omdat een zeer hoge pH nodig is om het mangaan volledig te oxideren.

Aanzienlijk onderhoud van het systeem is bij deze toestellen vereist.

Oplossingstanks moeten regelmatig bijgevuld worden en mechanische filters moeten gespoeld worden om opgehoopte ijzer- en mangaandeeltjes te verwijderen.

Als er ook een koolstoffilter geïnstalleerd is, moet de koolstof af en toe vervangen worden als hij uitgeput raakt.

De frequentie van het onderhoud wordt in de eerste plaats bepaald door de concentratie van de metalen in het ruwe water en de hoeveelheid water die gebruikt wordt.

Andere behandelingsmethoden

De hierboven beschreven methoden zijn de meest gebruikelijke om ijzer en mangaan te verwijderen, maar andere zoals beluchting, ozonatie, en katalytische kool kunnen ook doeltreffend zijn.

Hoewel deze toestellen ijzer en/of mangaan met succes kunnen behandelen, moeten hun kosten zorgvuldig vergeleken worden met meer traditionele behandelingsmethoden en, zoals altijd, moet je een schriftelijke garantie krijgen van hun doeltreffendheid.

Beluchtingstoestellen kunnen werken door cascade, borrelen of strippen van het gas uit het water.

Beluchting kan voordelig zijn omdat er geen chemicaliën aan het water worden toegevoegd.

De onderhoudskosten zijn laag voor beluchtingstoestellen, maar de aanvankelijke aanschafkosten zijn vaak hoger dan voor andere behandelingsmogelijkheden.

Beluchtingsinstallaties vereisen ook een filter voor de verwijdering van het geoxideerde ijzer en mangaan, dat teruggespoeld moet worden.

Het water moet ook ontsmet worden om te voorkomen dat bacteriën de beluchter koloniseren.

Katalytische kool adsorbeert, oxideert en filtert opgelost ijzer in één apparaat.

Het is effectief bij concentraties van opgelost ijzer van minder dan 1.0 mg/L.

De onderhoudsbehoefte is minder dan bij oxiderende filters omdat geen chemicaliën worden toegevoegd, maar terugspoelen is nog steeds nodig.

Katalytische kool vereist een minimum van 4.0 mg/L opgeloste zuurstof in het bronwater.

Sommige grondwatervoorzieningen kunnen voorbehandeling nodig hebben om de opgeloste zuurstofconcentratie te verhogen.

De laatste jaren heeft ozonatie meer aandacht gekregen als methode voor de behandeling van talrijke waterkwaliteitsproblemen.

Net als chloor is ozon een sterk oxidatiemiddel, maar het is een veel onstabieler gas dat ter plaatse met behulp van elektriciteit moet worden opgewekt.

Als het ozon eenmaal geproduceerd is, wordt het in het water gespoten waar het opgeloste metalen oxideert, die dan gefilterd moeten worden.

Ozoninstallaties zijn meestal duurder dan andere, meer conventionele behandelingsmogelijkheden, maar ze kunnen nuttig zijn wanneer meerdere waterkwaliteitsproblemen moeten worden behandeld (b.v. bacteriën en metalen).

Andere mogelijkheden om ijzer en mangaan te vermijden

Hoewel er zuiveringsapparatuur beschikbaar is om ijzer en mangaan uit water te verminderen, mogen andere opties niet over het hoofd gezien worden.

In sommige gevallen kan een gemeentelijke waterleiding in de buurt zijn.

Aansluiten op een gemeentelijke waterleiding lijkt aanvankelijk duur, maar kan economisch de voorkeur verdienen, gezien de kosten en het gedoe op lange termijn die met de aankoop en het onderhoud van een waterzuiveringsinstallatie gepaard gaan.

Aansluiting op een gemeentelijke waterleiding verhoogt gewoonlijk ook de waarde van je huis.

Een andere optie kan zijn om een alternatieve privé watervoorziening te ontwikkelen.

Andere waterbronnen zoals een ondiepe grondwaterbron of een regenwaterreservoir kunnen ontwikkeld worden om ijzer en mangaan te vermijden, maar ze kunnen beide andere problemen met de waterkwaliteit en -hoeveelheid opleveren.

Bij het kiezen van een strategie om ijzer en mangaan in water te vermijden moeten alternatieve waterbronnen grondig onderzocht worden, samen met behandelingsmogelijkheden.