Enteisenung

Wasser mit erhöhtem Eisengehalt (> 0,2 mg/l) muss aufbereitet werden. In der Regel handelt es sich bei eisenhaltigen Wässern um reduzierte bzw. sauerstoffarme Wässer, in denen das Eisen meist gelöst in zweiwertiger Form als Fe²⁺ vorliegt. Eisen ist ein Schwermetall, welches in der Erdrinde normal nur als Oxid vorliegt. Bei der Versickerung kommt Wasser, dessen Sauerstoffgehalt mit der Zeit durch biologische Prozesse abnimmt, in tieferen Erdschichten mit diesen Oxiden in Kontakt. Bei geringem Sauerstoffgehalt werden durch biologische Stoffwechselprozesse Eisenoxide reduziert und das dabei freiwerdende Eisen in Wasser gelöst. In Wasser gelöstes Eisen ist zwar physiologisch unbedenklich und auch nicht humantoxisch, es führt aber zu Inkrustationen und Ablagerungen in Rohrleitungen, Armaturen (Perlatoren) und Maschinen (z. B. Waschmaschinen). Probleme können auch durch Mikroorganismen wie Gallionella (Eisenfresser) entstehen. Diese Organismen nutzen die bei der Oxidation von zweiwertigem Eisen zu dreiwertigem Eisen freiwerdende Energie als Energiequelle. Sie bilden unter optimalen Bedingungen gallertartige Klumpen, welche zu massiven Problemen führen können.
Aus all diesen Gründen zählt die Enteisenung (und auch die Entmanganung) neben der Filtration zu den ältesten Wasseraufbereitungsverfahren überhaupt.

Biologische Enteisenung
Das Verfahren der biologischen Enteisenung – wie oben beschrieben - hat im technischen Rahmen kaum mehr Bedeutung, sondern findet vorwiegend nur noch in der Natur statt. Ein stabiler Prozess erfordert nämlich die strenge Einhaltung von prozessrelevanten Parametern wie niedriger Sauerstoffgehalt, pH-Wert, CO₂-Gehalt, Redox-Spannung etc. Für die Trinkwasseraufbereitung ist dieser Prozess deshalb heute kaum mehr von Bedeutung.

Chemische Enteisenung
Die chemische Enteisenung erfolgt durch einfache Oxidation mit Sauerstoff. In der Literatur gibt es unterschiedlichste Angaben für Reaktionsgeschwindigkeiten, welche mit Erfahrungen aus der Praxis meist nicht übereinstimmen. Fakt ist, dass in Wasser gelöstes zweiwertiges Eisen sehr schnell mit Sauerstoff zu unlöslichem dreiwertigem Eisenoxidhydrat FeO(OH) oxidiert. Maßgebende Größe für die Oxidation ist der Sauerstoffgehalt im Wasser, d. h. der gasförmige Sauerstoff muss also zunächst in der Flüssigkeit Wasser gelöst werden.
Der Sauerstoffgehalt sowie das Gaseinbringsystem sind damit prozessrelevante Größen.

Oxidation mit Luftsauerstoff
Bei geringen Eisengehalten wird zur Oxidation des Eisens Luft vor dem Filter mit dem Rohwasser vermischt. Luft enthält allerdings nur ca. 21 % Sauerstoff und 78% Sticksoff. Aus diesem Grunde sind bei höheren Eisengehalten hohe Luftmengen, große Reaktionsbehälter (Oxidatoren) und groß dimensionierte Entlüftungssysteme erforderlich.
Die Oxidation mit Luftsauerstoff empfehlen wir deshalb nur für kleinere Anlagen und geringe Eisengehalte.

Oxidation mit Sauerstoff
Mit Sauerstoffgeneratoren kann Luftsauerstoff bis auf 95 % aufkonzentriert werden. Der Stickstoff spielt mit knapp 5 % keine störende Rolle mehr.  Mittels Venturi-/Injektorsystemen kann der Sauerstoff hoch effizient im Wasser gelöst werden. Die Oxidation des Eisens verläuft sehr schnell und erfordert keine großen Reaktionsbehälter. Das zurückgehaltene Eisenoxidhydrat bildet gute Flocken, ist damit sehr gut abscheidbar und führt mit der Zeit zum Anstieg des Differenzdruckes im Filter. Die Rückspülung erfolgt im Regelfall in Abhängigkeit von der Beladung und damit der Durchsatzmenge. Eine äußerst effektive Enteisenung (< 0,01 mg/l) ist - insbesondere auch bei hohen Eisengehalten im Rohwasser - durch die klassische Mehrschichtfiltration mit vorhergehender Sauerstoffanreicherung erreichbar. Der Einsatz von Membrananlagen (Mikro-/Ultrafiltration) zur Enteisenung kann bei kleineren Eisengehalten in Erwägung gezogen werden.