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Entmanganung

Der Grenzwert für Mangan im Trinkwasser beträgt 0,05 mg/l. Dieser niedrige Wert ist nicht gesundheitlich begründet, sondern dient vor allem dem Schutz des Verteilnetzes vor Verschlammungen sowie vor der Bildung schwarzer oder brauner Manganoxid-Ablagerungen. Häufig tritt Mangan gemeinsam mit Eisen im Wasser auf.

In der Regel handelt es sich bei manganhaltigen Wässern um reduzierte bzw. sauerstoffarme Wässer, in denen das Mangan gelöst in zweiwertiger Form als Mn²⁺ vorliegt. Durch Entmanganung kann Mangan nahezu vollständig aus Wasser entfernt werden.

Wie kommt Mangan in das Wasser?

Mangan ist wie Eisen 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 im Boden ablaufende Redox-Vorgänge Oxide reduziert und das dabei freiwerdende Mangan in Wasser gelöst.

Verfahren zur Entmanganung

Die Entmanganung zählt wie die Enteisenung neben der Filtration zu den ältesten Wasseraufbereitungsverfahren überhaupt. Im Rahmen der Entmanganung wird das lösliche zweiwertige Mangan mit Sauerstoff zu unlöslichem Manganoxid (Braunstein) oxidiert. Die reine Entmanganung verläuft allerdings nicht so einfach wie die Enteisenung, da Mangan erst nach Eisen oxidiert wird. Bei der klassischen Aufbereitung durch Belüftung werden deshalb in der Regel zwei Filterstufen seriell geschaltet. In der ersten Stufe erfolgt die Enteisenung in der zweiten Stufe die Entmanganung.

Für alle nachfolgend beschriebenen Verfahren muss zunächst für eine Sauerstoffanreicherung – wie in der Rubrik Enteisenung beschrieben – gesorgt werden.

Biologische Entmanganung

Die biologische Entmanganung kann Einlaufzeiten von mehreren Monaten erfordern. Neben einem ausreichend hohen Sauerstoffgehalt muss ein stabiler pH-Wert vorliegen. Durch Impfen mit biologisch benetztem Filtersand aus einer funktionierenden Filterstufe kann die Einarbeitungszeit des inerten Filtermaterials deutlich verkürzt werden. Neben biologischen Vorgängen treten in Entmanganungsfiltern auch katalytische Effekte auf. Aus diesem Grunde arbeiten eingefahrene Entmanganungsfilter recht stabil.

Katalytische Entmanganung

Mit speziellen katalytisch wirkenden Filtermaterialien kann ebenfalls eine zuverlässige Entmanganung - je nach Mangangehalt des Rohwassers - mit einer oder mit zwei Filterstufen erfolgen. Die katalytische Entmanganung erfordert hohe Redox-Spannungen, weshalb oft die Dosierung von Kaliumpermanganat angewandt wird. Katalytisch wirkende Materialien kommen oft im Rahmen der Prozesswasseraufbereitung zum Einsatz, die Materialien können die katalytischen Eigenschaften im Laufe der Zeit verlieren und in der Wirkung nachlassen.

Chemische Entmanganung

Beim Einsatz von Ozon kann Mangan in einer Filterstufe zusammen mit Eisen und möglicherweise vorliegendem Arsen entfernt werden. Der Vorteil einer Oxidation mit Ozon ist die vollständige Entmanganung ohne jedwede Einlaufzeit. Bei der Ozonung ist allerdings zu beachten, dass es bei zu hoher Ozondosis zur Bildung von Permanganat kommen kann, welche dem Wasser eine lila Färbung gibt.
Die Entmanganung kann auch durch Zugabe von Permanganat erreicht werden. Allerdings erfordert die Dosierung einen konstanten Mangangehalt im Rohwasser, was in vielen Fällen nicht gegeben ist. Aus diesem Grunde favorisieren wir die Ozonung, wie nachfolgend dargestellt: