Ondergronds Ontijzeren bij WKO-systeem UZ Leuven. Eindrapportage TKI-project Ondergronds ontijzeren bij WKO bodemenergiesystemen

Op steeds meer plekken in Vlaanderen en Nederland wordt ondergrondse Warmte-Koude Opslag (WKO) toegepast om energie te besparen. Vaak bevat het grondwater dat hiervoor wordt onttrokken en geïnfiltreerd opgelost ijzer. Oxidatie van ijzer kan zorgen voor verstopping van de onttrekkings- of infiltratieputten. Ondergronds ontijzeren kan deze problemen voorkomen. Deze techniek wordt voor de drinkwaterproductie al vele jaren succesvol toegepast, maar biedt ook potentie voor andere sectoren die problemen ondervinden door de aanwezigheid van ijzer- en of mangaan in onttrokken grondwater.
Het WKO systeem van het UZ Leuven is een voorbeeld van een bodemenergiesysteem dat niet functioneert als gevolg van putverstopping. Dit systeem is in 2014 aangelegd na een geslaagde proef met twee proefputten. Het uiteindelijke WKO systeem heeft eigenlijk nooit naar behoren gefunctioneerd. Al vanaf het begin is er sprake van putverstopping door neerslagen. Voorafgaand aan het TKI project zijn door verschillende partijen activiteiten uitgevoerd om het probleem van de putverstopping te verhelpen. Dit heeft echt niet tot een gewenst resultaat geleid.
De doelstelling van dit TKI project was om te bepalen of ondergronds ontijzeren een geschikte technologie is om het probleem van chemisch putverstopping bij WKO systemen te verhelpen. Samen met Haitjema grondboorbedrijf, ENGIE Solutions, Flierman techniek en UZ Leuven is een pilot opgezet en uitgevoerd om vast te stellen of het mogelijk is om ijzerloos grondwater op te pompen uit de koude bronnen van het WKO systeem door inzet van een tijdelijke Fermanox installatie voor ondergronds ontijzeren en dit vervolgens langdurig en zonder problemen in de warme bronnen te infiltreren.
Een tweede doelstelling van dit project was te inventariseren of ondergronds ontijzeren bij kan dragen aan het realiseren van WKO systemen in gebieden die hiervoor vanwege het optreden van chemische putverstopping met ijzergewoonlijk niet geschikt worden geacht. Hiervoor is op basis van grondwaterkwaliteit gegevens uit de Vlaamse meetnetten voor grondwaterkwaliteit een eerste risicokaart gemaakt voor het optreden van oxidatie van ijzer en/of mangaan bij onttrekking van water uit het freatische watervoerende pakket.
De pilot heeft duidelijk laten zien dat door inzet van ondergronds ontijzeren er zonder problemen ijzerloos grondwater kan worden opgepompt en dat de ondergrondse ontijzering geen nadelige effecten heeft op de grondwaterkwaliteit. Langdurige infiltratie van het geproduceerde grondwater in de warme bronnen is in deze pilot echter niet gelukt. In de pijpleiding tussen de koude bronnen en warme bronnen (de backbone) is nog een rest verontreiniging van ijzerhydroxide neerslagen uit het verleden aanwezig die wordt gemobiliseerd door de waterstroom door de pijpleiding. Hierdoor neemt de infiltratiecapaciteit van de warme bron af in de tijd. Voor de ingebruikname van het WKO systeem met een definitieve installatie voor ondergrondse ontijzering zal de backbone dus gereinigd moeten worden. Ook zullen de warme bronnen die nog (deels) verstopt zijn met de ijzerhydroxide neerslagen uit het verleden intensief gereinigd moeten worden.
Uit de karting van de grondwaterkwaliteit blijkt dat in grote delen van Vlaanderen er gewoonlijk putverstopping op kan treden bij onttrekking uit het freatisch pakket door mening van nitraathoudend en ijzerhoudend grondwater. In deze gebieden biedt ondergrondse ontijzering een mogelijkheid om WKO systemen te realiseren. Ondergronds ontijzeren kan daarmee een waardevolle bijdrage leveren aan het kunnen realiseren van open bodemenergiesystemen.