<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor het reinigen van een verontreinigd bodemgebied
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in situ reinigen van een verontreinigd bodemgebied, waarbij op een aantal plaatsen uit het bodemgebied verontreinigd grondwater wordt opgepompt. Het opgepompte grondwater wordt gezuiverd en afgevoerd, eventueel door dit in het betreffende bodemgebied weer te infiltreren.
Voordat de werkwijze wordt toegepast wordt door metingen bepaald met welk debiet het grondwater op elke plaats opgepompt moet worden, opdat de verontreiniging over het gebied gericht wordt onttrokken.
Bij een bekende dergelijke werkwijze wordt op elke plaats een pompput geslagen waarin een pomp wordt aangebracht die overeenkomstig het bepaalde specifieke debiet voor die betreffende plaats wordt ingesteld. De instelling geschiedt gewoonlijk door de toe-of afvoer te smoren. Nadat de pompen aldus zijn geïnstalleerd blijven deze gedurende geruime tijd ongewijzigd continu functioneren tot dat de verontreiniging tot beneden de gestelde grenzen is afgenomen.
Door het smoren werken de pompen met een laag rendement, zodat relatief veel energie verloren gaat.
De werkwijze volgens de uitvinding werkt met een aanmerkelijk hoog rendement. Volgens de uitvinding wordt het grondwater op elke plaats met een vastepompcapaciteit, die overeenkomt met het maximale rendement van de betreffende pomp, opgepompt. Het grondwater wordt echter niet op alle plaatsen continu opgepompt, maar achtereenvolgens en gedurende een bepaalde tijdsduur, zodanig dat over een bepaalde periode toch niet meer dan het voorafbepaalde volume per tijdseenheid gemiddeld wordt opgepompt.
De werkwijze kan worden toegepast met afzonderlijke pompen in elke pompput, waarbij deze pompen dan op hun optimale capaciteit worden ingesteld en door een besturingsinrichting periodiek gedurende een proefondervindelijk te
<Desc/Clms Page number 2>
bepalen en daarna programmatisch te herhalen tijdsduur worden ingeschakeld.
De werkwijze kan volgens een gunstige verdere ontwikkeling worden uitgevoerd onder toepassing van een pompinrichting die achtereenvolgens gedurende de bijbehorende geregelde tijdsduren met elk van de pompputten wordt gekoppeld.
Doordat hierdoor kan worden volstaan met een enkele centrale pompinrichting voor een aantal putten, kan een kostenbesparing worden bereikt.
Een gunstige verdere ontwikkeling van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt in conclusie 3. Het proefondervindelijk inregelep van de installatie waarmee de werkwijze wordt uitgevoerd kan hierdoor achterwege blijven en bovendien kan veel nauwkeuriger worden bepaald dat inderdaad het gewenste volume per tijdseenheid voor elke pompput wordt aangehouden.
Van te voren kan zeer eenvoudig worden berekend welk volume in een cyclus op elke plaats opgepompt moet worden.
In elke cyclus wordt vervolgens telkens een pompput ingeschakeld en wordt het opgevoerde debiet gemeten. Zodra het opgevoerde debiet totaal overeenkomt met de bepaalde waarde, wordt de betreffende pompput afgeschakeld en wordt een volgende pompput in werking gesteld.
Conclusie 4 kenmerkt een verdere gunstige ontwikkeling van de werkwijze volgens de uitvinding. Door het afzuigen. van bodemlucht wordt enerzijds een betere toestroom van grondwater bereikt, terwijl anderzijds met de afgezogen bodemlucht vluchtige componenten van de verontreiniging worden afgezogen, die door een geschikte behandeling uit de lucht afgevoerd kunnen worden. Het afzuigen van de bodemlucht kan ook aangevangen worden nadat het oppompen van verontreinigd grondwater reeds enige tijd bezig is. Het grondwaterniveau zal daardoor ter plekke enigszins zijn gedaald, waardoor de bodemlucht mede afgezogen wordt uit grondlagen die gewoonlijk beneden de grondwaterspiegel liggen, zodat ook uit deze grondlagen op effectieve wijze vluchtige bestanddelen van verontreinigingen kunnen worden afgevoerd.
<Desc/Clms Page number 3>
De uitvinding betreft en verschaft eveneens een inrichting voor het in situ reinigen van een verontreinigd bodemgebied zoals gekenmerkt in conclusie 5. De besturingsinrichting kan op economische wijze worden uitgevoerd wanneer deze gebaseerd is op een PLC, dat wil zeggen een programmeerbare logische besturingsinrichting. Door gebruik te maken van een programmeerbare besturingsinrichting kunnen de instelwaarden zeer eenvoudig worden gewijzigd, zodat bijvoorbeeld wanneer na verloop van tijd blijkt dat uit een bepaalde pompput relatief te veel of te weinig grondwater wordt opgepompt, de instelling daarvoor eenvoudig kan worden aangepast, in relatie tot de gewijzigde omstandigheden.
Verdere gunstige uitvoeringen van de inrichting volgens de uitvinding blijken uit de overige conclusies.
Figuur 1 toont schematisch een situatieschets van een gas-of oliewinningsterrein waarbij een inrichting volgens de uitvinding is geïnstalleerd voor het ter plekke reinigen van een verontreinigd bodemgebied.
Figuur 2 toont een schema van de in figuur 1 gebruikte inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 3 toont schematisch een pompput zoals toegepast bij de inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 4 toont schematisch een bodemluchtafzuigput zoals toegepast bij de inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 5 toont een schema van een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.
In figuur 1 is met 1 een verontreinigd bodemgebied aange- duid. De verontreiniging is afkomstig vanaf het terrein 2, dat een gas-of oliewinput bevat, en waarbij gebruikte en/of vrijgekomen vloeistoffen in de bodem gedrongen zijn.
Om nu deze verontreiniging uit de bodem te verwijderen is een aantal pompputten 3 geslagen, waarbij de constructie toegelicht zal worden aan de hand van figuur 3. Elke pompput
3 is via een met een streeplijn aangeduide leiding 4 verboni den met een ruimte 5 waarin pompmiddelen zijn opgesteld alsmede een zuiveringsinstallatie voor het zuiveren van het opgepompte grondwater.
<Desc/Clms Page number 4>
Nadat het water is gezuiverd, wordt dit met streep-dubbelstippel-lijnen 7 aangeduide waterleidingen teruggevoerd naar infiltratieputten, die met 6 zijn aangeduid. De specifieke constructie van de infiltratie 6 maakt geen onderdeel van de uitvinding uit en zal daarom hier niet in detail worden beschreven. Voor de beschrijving is voldoende om vast te stellen dat het gezuiverde water wordt afgevoerd, en bijvoorbeeld, zoals getoond, op het verontreinigde bodemgebied.
Nabij elke pompput 3 is een, nader aan de hand van figuur 4 te beschrijven bodemluchtafzuigput 8 geslagen welke met behulp van in figuur 1 met streep-stippellijnen aangeduide leidingen 9 eveneens verbonden zijn met de ruimte 5, waarin een luchtafzuigpomp is geplaatst.
Figuur 2 toont schematisch hoe de inrichting is geschakeld.
De pompputten 3 zijn, zoals eerder opgemerkt, via leidingen 4 verbonden met een centrale pomp, die in figuur 2 met 12 is aangeduid. De pomp 12 is een vacuümpomp en heeft een, in figuur 2 uit twee delen bestaande aanzuigbuis 11. De aanzuigbuis 11 is voorzien van een aantal aftakkingen waarin telkens een afsluiter 10 is opgenomen. Elke leiding 4 van een pompput 3 is met een afsluiter 10 verbonden. In de aanzuigleiding 11 is een debietmeter 13 opgenomen waardoorheen al het via elk van de afsluiters 10 toegevoerd grondwater stroomt. Aangezien in figuur 2 een gedeelde aanzuigbuis 11 is getoond, zijn in dit geval ook twee debietmeters 13 aangebracht.
De debietmeter is via een stuurleiding verbonden met de stuurinrichting 17. Deze bevat bij voorkeur een PLC. De afsluiters 10 kunnen door de besturingsinrichting 17 selectief worden geopend. Hiervoor loopt naar elk van de afsluiters 10 een stuurleiding 15.
Zoals eerder beschreven is voor elke pompput 3 tevoren vastgesteld hoeveel grondwater per tijdseenheid moet worden opgepompt om een optimale reiniging van het grondgebied te bereiken. Met behulp van deze gegevens is vastgesteld hoe-
<Desc/Clms Page number 5>
veel grondwater per pompput per door de stuurinrichting 17 aangehouden cyclusduur opgepompt moet worden.
Bij het begin van de door de stuurinrichting 17 bepaalde cyclus wordt eerst een afsluiter 10 geopend. De stuurinrichting controleert hoeveel grondwater opgezogen wordt, aan de hand van het signaal van de debietmeter 13. Zodra de voor de cyclustijd vastgestelde hoeveelheid grondwater uit de betreffende pompput 3 is opgezogen, wordt de bijbehorende afsluiter 10 gesloten en wordt de volgende afsluiter 10 geopend, welke weer wordt gesloten nadat met behulp van het signaal van debietmeter 13 vastgesteld is dat de voor de betreffende pompput juiste hoeveelheid grondwater is opge-
EMI5.1
pompt. Aldus worden achtereenvolgens alle afsluiters 10 een voor een gedurende een bepaalde tijd geopend.
Aangezien bij de uitvoering van figuur 2 de aanzuiglei- ding 11 gedeeld is uitgevoerd en twee debietmeters 13 zijn toegepast, kunnen gelijktijdig twee pompputten 3 in werking zijn, een die verbonden is met de linker tak van de aanzuig- leiding 11 en een die verbonden is met de rechter tak van de aanzuigleiding 11.
Het aangezogen vervuilde grondwater wordt door de afvoer- leiding 14 afgevoerd naar de hier niet nader getoonde zuive- ringsinstallatie, die de verontreinigingen aan het grondwa- ter onttrekt. Na de reiniging wordt het gereinigde grondwa- ter weer verder afgevoerd.
Behalve de als een vacuümpomp uitgevoerde grondwaterpomp
12 bevat de in figuur 2 getoonde inrichting ook een luchtaf- zuigpomp 22. Deze luchtpomp 22 is op analoge wijze voorzien van een centrale aanzuigbuis 21, welke een aantal aftakkin- gen met een op afstand bedienbare afsluiter 20 heeft. De afsluiters 20 worden bestuurd door de besturingsinrichting
17. Voor de bediening van de afsluiters 20 en derhalve het tijdstip waarop de betreffende bodemluchtafzuigputten in werking worden gesteld en de duur daarmee, wordt met een geschikte programmering van de besturingsinrichting 17 gekozen. Zo kunnen de afsluiters 20 en 10 van de bij elkaar behorende bodemluchtafzuigputten en pompputten synchroon worden bediend. Ook is het mogelijk de afsluiters 20 enige
<Desc/Clms Page number 6>
tijd na de afsluiter 10 van de bijbehorende put te openen en deze enige tijd daarna te sluiten.
Door voor de stuurinrichting 17 een programmeerbare besturingsinrichting te gebruiken, kan aldus een optimale samenwerking van de op zichzelf bekende bodemluchtafzuiging en grondwateropvoer worden bereikt.
In de afvoerleiding van de luchtpomp 22 is eveneens een debietmeter 23 opgenomen die via een signaalleiding 24 met de stuurinrichting 17 is verbonden. Hierdoor kan worden vastgesteld hoeveel lucht wordt afgezogen. Dit kan uiteraard momentaan geschieden voor elke specifieke put maar ook kan een totaal worden vastgesteld.
Figuur 3 toont schematisch de opbouw van een pompput, die in feite uit drie pompputten zoals boven beschreven bestaat.
Een boorgat 25 is door betonnen afsluitingen 26 in drie boven elkaar liggende secties verdeeld. In elk van deze secties is in een geperforeerde buis 28 die omgeven wordt door filterzand 31 een opvoerbuis 27 gestoken. Deze opvoerbuizen 27 zijn verbonden met de eerder genoemde leidingen 4.
Bovendien is een pijlbuis 30 voor elk van de secties aangebracht. Over de kop van de opvoerleidingen 27 is een betonnen putring 29 aangebracht, zodat de leidingen toegankelijk blijven.
Elk van de opvoerleidingen 27 is via een eigen leiding 4 met een afsluiter 10 verbonden, zodat voor elke sectie de. gewenste hoeveelheid grondwater gestuurd kan worden opgepompt.
Figuur 4 toont schematisch de constructie van een bodemluchtafzuigput 8. Deze put omvat een boorgat 34 waarin een geperforeerde zuigbuis 35 omhuld door filtergrind 36 is aangebracht. Aan het boveneinde is het boorgat 34 afgesloten met behulp van een betonnen afdichting 33. De buis 35 is via de eerder beschreven leiding 9 en afsluiter 20 verbonden met de centrale afzuigbuis 21 van de luchtpomp 22.
De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding hebben het bijkomende voordeel dat in een situatie zoals getoond in figuur 1 alle apparatuur zich buiten het terrein 2 bevindt, waar hoge eisen gelden met betrekking tot de explosieveilig-
<Desc/Clms Page number 7>
heid van toegepaste apparatuur. Binnen de begrenzing van het terrein 2 bevinden zieh in principe slechts leidingen.
Afsluiters, pompen, besturingsinrichtingen en dergelijke zijn alle buiten het terrein 2 in de ruimte 5 opgenomen.
Voor deze apparatuur behoeven dus geen dure uitvoeringen gebruikt te worden die aan de hoge explosieveiligheidseisen voldoen. Bij de eerder bekende inrichting, waarbij in elke pompput een afzonderlijke pomp is opgenomen die elk met behulp van een nabij de pompput geplaatste schakelaar in- en uitgeschakeld kunnen worden, moeten dus voor zowel de pompen als de schakelaarsdure, explosieveilige uitvoeringen worden gebruikt.
De uitvinding is echter niet beperkt tot toepassing met een centrale pompeenheid, die door middel van schakelbare afsluiters de verschillende pompputten kan bedienen.
Ook in die gevallen waarin het gewenst is om in elke pompput een afzonderlijke pomp te plaatsen kan de uitvinding met voordeel worden toegepast. De noodzaak van afzonderlijke pompen doet zich bijvoorbeeld voor wanneer grondwater opgepompt moet worden van een diepte dan ongeveer 10 meter.
Toepassing van de uitvinding bij een dergelijke inrichting is schematisch in figuur 5 getoond.
Onderin de schematisch aangeduide pompputten 38 is telkens een afzonderlijke pomp 39 geplaatst. Elke pomp 39 is via een persleiding 40 verbonden met een verzamelleiding 41.
In figuur 5 is deze verzamelleiding in twee delen uitgevoerd. In elk deel is een debietmeter 42 opgenomen, waardoor al het via de op dat deel aangesloten leidingen 40 toegevoerde grondwater stroomt. De debietmeter 42 is via een signaalleiding verbonden met de stuurinrichting 33, die weer via voedingsleidingen 44 de pompen 39 kan bedienen. De stuurinrichting is bijvoorbeeld weer een programmeerbare besturingsinrichting die in een cyclus achtereenvolgens de verschillende pompen 39 inschakelt. Elke pomp 39 wordt zolang ingeschakeld als nodig is om een bepaalde hoeveelheid grondwater op te pompen. Deze hoeveelheid wordt vastgesteld met behulp van de debietmeter 42 en is programmatisch in de stuurinrichting 43 ingesteld.
<Desc/Clms Page number 8>
Overigens is de plaatsing van de debietmeter niet beperkt tot de in figuur 2 en 5 getoonde mogelijkheden. Een verzamelleiding kan uit meer dan twee delen met elk een debietmeter bestaan, maar ook kan in elke persleiding 40 of zuigleiding 4 een debietmeter worden opgenomen. De keuze hangt af van de omstandigheden.
Na verloop van tijd kan blijken dat de oorspronkelijke instellingen, die gebaseerd waren op het voorafgaande onderzoek, tot een niet optimale opvoer van grondwater leidt, kan eenvoudig door een geschikte herprogrammering van de stuurinrichting 43 opnieuw de optimale instelling worden bereikt.
De stuurinrichtingen 17 en 43 kunnen verder registratiemiddelen bevatten, waarmee bijgehouden wordt hoeveel grondwater uit elke put is opgepompt gedurende de totale werkingsduur van de inrichting. Aan de hand van onderzoek van monsters van het opgevoerde grondwater kan uit deze gegevens bijvoorbeeld worden vastgesteld of het reinigingsproces verloopt, zoals oorspronkelijk werd voorzien, of dat aanvullende maatregelen of een andere programmering nodig zijn.