DD202593A5 - Verfahren zum foerdern von wasser aus einem grundwasservorkommen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern von Wasser aus einem Grundwasservorkommen in solcher Weise, dass das gewonnene Wasser möglichst wenig Eisen- oder Manganverbindungen, härteerzeugende Salze oder sonstige im Grundwasser vorkommende schädliche Verunreinigungen enthält. Das Verfahren ist zur Anwendung in denjenigen in der Praxis allgemein vorkommenden Fällen beabsichtigt, in denen das Auftreten der Verunreinigungen im Grundwasser eine Schichtung aufweist. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zum Fördern von Wasser aus einem Grundwasservorkommen zu schaffen, bei dem sich die Qualität des Wassers selbst bei lange andauerndem Pumpen unverändert hält. Gemäß dem Verfahren werden im Boden mindestens zwei getrennte Förderrohre in verschiedenen Schichten eingesetzt, je nachdem, wie die Gehalte der Verunreinigungen in den verschiedenen Schichten variieren. Die Bedeutung des Hebens von minderwertigem Wasser liegt darin, dass man dadurch die Vermischung des Wassers zwischen verschiedenen Schichten vermindert, womit die Qualität des zum Verbrauch geleiteten Wassers dauernd gut ist. Fig.1
Description
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Verfahren zum Fördern von Wasser aus einem Grundwasser-Vorkommen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern von Wasser aus einem Grundwasservorkommen, worin in den Boden mindestens zwei separate Forderrohre eingeführt werden,. mit denen Wasser aus Schichten gehoben wird, die hinsichtlich der Wasserqualität verschieden sind,
Das Fördern von Wasser aus einem tiefen Grundwasservorkommen, z. B. durch einen gebohrten Tiefbrunnen, geschieht in der Regel mit Verwendung im Brunnen fest eingebauter, mit Pumpen ausgerüsteter Förderrohre. Hin die Kapazität des Brunnens zu erhöhen, können in ein und demselben Brunnen mehrere Förderrohre eingebaut sein, und dabei war es bisher üblich, eines der Rohre nahe an den boden 'des Brunnens hinabzuführen, womit man den Erhalt von Wasser auch dann gewährleistet, wenn der Wasserspiegel im Brunnen aus diesem oder jenem Grunde außergewöhnlich weit absinkt.
Ein häufig auftretendes Problem im Anschluß an das Fördern und die Verv/endung von Grundwasser stellen die im Wasser in Lösung anwesenden Eisen- und Manganverbindungen dar. Falls diese Verbindungen nicht aus dem Wasser entfernt werden, schlagen sie sich im "Wasserleitungsnetz nieder und führen mit der Zeit zur Verstopfung der Leitungen. Eine Lösung zum Umgehen dieses Problems ist in der finnischen Auslegeschrift ΈΤο 43852 angegeben, laut welcher der Brunnen mit Rohren umringt wird, durch welche sauerstoffhaltiges Wasser in die Erde hineingeleitet wird. Die%e Lösung bezweckt eine Oxydation der Eisen- und Manganionen zu unlöslicher Form, womit
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sie als Niederschlag im Boden verbleiben und der Brunnen somit ausschließlich reines Wasser erhält. In der Praxis hat das Verfahren in zahlreichen lallen vorzüglich gearbeitet,, d. h., man hat die erwünschte langzeitige Reinigungswirkung mit einer sehr geringen Mengen in den Boden eingeleiteten Speisewassers erreicht, aber andererseits gibt es auch viele Anlagen, bei denen Speisewasser lange Zeit und in großen Mengen in den Boden geleitet wurde, ehe die Eisen- und Mangangehalte im Wasser des Brunnens abgesunken waren. In solchen Fällen wird die Anwendung des Verfahrens unzweckmäßig.
Insbesondere in Küstenregionen kommen in Grundwässern ferner als Verunreinigung härteerzeugende Kalzium- und Magnesiumsalze voro Man kennt keinerlei Verfahren zum Beseitigen der Tiass erhärte bereits im Boden in einer entsprechenden Weise wie oben dargelegt.
Ss hat sich jetzt erwiesen, daß im Vorkommen von sowohl Eisen und Mangan als auch von härteerzeugenden-Salzen im Grundwasser oft eine starke Schichtung zutage tritt. Dies bedeutet, daß der Gehalt der Verunreinigungen im Grundwasser in einer bestimmten Tiefe im Boden hoch.;;ist, während dagegen das höher oder tiefer gelegende Grundwasser-wesentlich reiner und sogar praktisch gesehen völlig rein ist. Der gewöhnliche Fall ist, daß die Verunreinigungen in der obersten Grundwasserschicht nahe an der Erdoberfläche konzentriert sind. Diese Beobachtung erklärt die Probleme in der Anwendung des Verfahrens gemäß der Auslegeschrift ITr. 43852 dadurch, daß man das sauerstoffhaltige Speisewasser einfach zu tief in den Boden hinein geleitet hate Ferner liefert die Beobachtungauch eine Erklärung für die oft wahrgenommene Erscheinung, daß der Eisengehalt des Wassers im Brunnen im Laufe der
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Benutzung allmählich ansteigt«. Hier tritt nämlich folgendes ein: Beim Entnehmen von reinem, eisenfreiem Wasser aus großer Tiefe im Brunnen fließt in den Brunnen zur Ergänzung reichlich Eisen enthaltendes Y/asser aus der obersten Grundwasserschicht, welches sich mit weiter fortgesetzter Förderung im Brunnen allmählich immer tiefer hinab ausbreitet und mit der Zeit diejenige Tiefe erreicht, wo sich das Ende des Fdrderrohres befindet«
Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fördern von Y/asser aus einem Grundwasservorkommen zu schaffen, bei dem sich die Qualität des Wassers selbst bei lange andauerndem Pumpen unverändert hält. Kennzeichnend für die Erfindung ist, daß die Förderrohre den in verschiedenen Schichten bestehenden verschiedenen Gehalten der im Grundwasser vorhandenen Eisen- und Manganverbindungen, härteerzeugenden Salze oder.anderen schädlichen Stoffe entsprechend so angeordnet werden, daß man aus den Rohren Y/asser von untereinander verschiedener Qualität bezieht, daß Wasser mit beiden Förderrohren gleichzeitig gehoben wird und daß nur das Y/asser besserer Qualität dem normalen Verbrauch zugeleitet wird.
In dem erfindungsgemäßeh,Verfahren kann man die aus verschiedenen Tiefen gehobenen Wassermengen derart regeln, daß so gut wie keine Vermischung des V/assers zwischen den verschiedenen Schichten stattfindet. Diese Regelung kann an Hand
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einer Messung des Gehalts der schädlichen Verunreinigung in dem vom Brunnen geförderten Wasser geschehen,, wobei dann unveränderte Gehalte ein Anzeichen dessen sind, daß das Verhältnis der mit den verschiedenen Rohren gehobenen Wassermengen das richtige ist, "
Ein Vorzug der Erfindung z. B. im Vergleich mit dem in der Auslegeschrift Ur· 43852 offenbarten Verfahren ist, daß keine separaten, um den Brunnen herum anzubringenden Speiserohre benötigt werden. Zum Anwenden des Verfahrens genügt ein üblicher gebohrter Tiefbrunnen, der mit zwei oder mehreren in verschiedene Tiefen hinabreichenden Förderrohren ausgerüstet ist. Das aus dem Brunnen gewonnene Wasser schlechterer Qualität kann man ableiten oder zu einem Zweck verwenden, bei dem die Verunreinigung im Wasser keinen Schaden, anrichtet. Hur das ist wesentlich, daß dieses Wasser nicht mit dem aus dem Brunnen gewonnenen Wasser besserer Qualität vermischt wird, welch letzteres zumeist so, wie es ist, in das Wasserleitungsnetz geleitet werden kann·
Die Erfindung wird im folgenden näher mit Hilfe von Beispielen mit Hinweis auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen: ;:
Fig. 1: einen Tiefbrunnen,aus dem das zum Verbrauch gehende Wasser vom Boden des Brunnens gehoben wird;
Fig. 2: einen Tiefbrunnen, aus dem das zum Verbrauch gehende Wasser aus dem oberen Teil des Brunnens gehoben wird, und
l*ig. 3: einen Tiefbrunnen, aus dem zum Verbrauch gehendes
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Wasser sowohl vom Boden des Brunnens als auch aus dessen oberem Teil gehoben wird.
In Fig. 1 ist ein tief in die.Grundwasser führende Erdschicht hineinreichender Tiefbrunnen 1 gezeigt, der zwei getrennte Wasserförderrohre 2 und. 3 enthält.. Jedes Pörderrohr ist mit einer am Ende des Rohres angebrachten Tauchpumpe 4 versehen. In der Pig. ist ferner mit der Bezugsnummer 5 die Erdoberfläche angezeigt, mit 6 der Spiegel der Grundwasserschicht im Boden und mit 7 der obere Rand des Siebteils des Brunnens.
In Grundwässern treten allgemein als Verunreinigung Eisen- und Manganverbindungen sowie härteerzeugende Salze auf, die überdies oft nur in einer bestimmten Schicht in dem Grundwasser führenden Boden konzentriert sind.. In dem Fall, den Fig. 1 wiedergibt, ist das unreine Wasser nahe bei der freien Oberfläche 6 der Grundwasserschicht konzentriert; dies ist der in der Praxis am häufigsten vorkommende Fall. Mit dem Förderrohr 2, dessen Ende sich nahe bei dem oberen Rand 7 des Siebteils des Brunnens befindet, erhält man dann unreines Wasser, während dagegen mit dem Förderrohr 3» dessen Ende nahe am Boden des Brunnens liegt, reines Wasser gewonnen wird. Man benutzt die Förderrohre 2 und 3 in der Weise, daß aus dem Brunnen Wasser gleichzeitig mit beiden Rohren geschöpft wird, aber nur das mit dem Rohr 3 gewonnene reine Wasser in das Wasserleitungsnetz geleitet wird.
Das mit dem Rohr 2 gewonnene unreine Y/asser wird entweder abgeleitet oder zu einem solchen Zweck verwendet, wo aus der Unreinheit des Wassers kein STachteil erwächst, beispielsweise zum Bewässern von Pflanzungen. Die Bedeutung des Hebens von unreinem Wasser liegt darin, daß man mit dessen Hilfe die Vermischung des Wassers in der Tiefenrichtung des Brunnens
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wesentlich verringern kann, die durch die Wasserentnähme verursacht wird und die andernfalls einen Anstieg der Konzentration der Verunreinigungen bei dem Ende dejenigen Rohrs herbeiführen würde, das zum Verbrauch gehendes Wasser, ansaugt. Mit der gleichzeitigen Verwendung der Förderrohre 2 und 3 setzt man nicht notwendigerweise voraus, daß die. Rohre immer "im Schritt" arbeiten müßten - das Wesentliche ist, daß innerhalb einer bestimmten, verhältnismäßig kurzen Zeitspanne mit beiden Rohren Wasser gehoben wird, so daß sich das Wasser in der Tiefenrichtung des Brunnens nicht nennenswert mischen kann·
In dem in Fig. 2 wiedergegebenen Fall ist. die Menge der Verunreinigungen im Wasser am Boden des Brunnens am höchsten, und daher hat man das Ende des Rohres 2, das Wasser von schlechterer Qualität fördert, an den Boden des Brunnens hinabgeführt und das Ende des zum Verbrauch gehenden Wassers hebenden Rohres 3 im oberen Teil des Brunnens angeordnet. In Fig. 3 ist seinerseits ein Fall gezeigt, in dem der mittlere Teil des Brunnens den maximalen Verunreinigungsgehalt aufweist. Man hat dementsprechend das Ende des Rohres 2, welches unreines Wasser fördert,, ungefähr in der mittleren Höhe des Brunnens angeordnet, und zum Heben des zum Verbrauch gehenden Wassers werden zwei getrennte Rohre 3 benutzt, wobei das Ende des einen auf dem Brunnenboden und das Ende des anderen im oberen Teil des Brunnens angeordnet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde in einem Brunnen ausprobiert, aus dem zuvor 1200 l/min Wasser unter Verwendung eines einzigen Förderrohres gehoben worden war, dessen Ende sich etwa in der Mitte des mit Sieb versehenen Teils des Brunnens befand. Dabei betrug der Eisengehalt des geförderten Wassers 1,0 bis 1,5 mg/1 und sein Mangangehalt 0,20 bis 0,25 mg/1. Fachdem festgestellt v/orden war, daß die Gehalte
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von Eisen und Mangan im oberen Teil des Brunnens nahe an der ?/asseroberf lache am höchsten waren, wurden im Brunnen zwei getrennte Förderrohre eingebaut, mit,ihren Enden im oberen Teil bzw. auf dem Boden des Brunnens.. Diese Rohre wurden alsdann gleichzeitig betrieben, indem mit dem erstgenannten Rohr aus dem oberen Teil des Brunnens 300 l/min und mit dem letzteren 1200 l/min Tom Boden des Brunnens gefördert wurden, Im Wasser von dem ersten Rohr wurde der Eisengehalt 2,4 mg/1 und der Mangangehalt 0,6 mg/1 gemessen,, während das Wasser vom letzteren Rohr 0,02 mg/1 Eisen und 0,03 mg/1 Mangan enthielt.. Es gelang somit, den Eisen- und Mangangehalt des aus dem Brunnen erhaltenen Wassers auf einen Bruchteil der ersteren Werte herabzudrücken, obgleich die Kapazität des Brunnens unverändert blieb.
Ein zweiter Versuch wurde in einem Brunnen ausgeführt, aus dem man 600 l/min Wasser mit einem Eisengehalt von 2,1 mg/1 gefördert hatte. In diesem Pail wurde der höchste Eisengehalt auf dem Boden des Brunnens festgestellt, und daher wurden in den Brunnen zwei Förderrohre eingebaut, deren Enden das eine auf dem Boden des Brunnens und das andere nahe an der oberen Fläche des Brunnens angeordnet wurden. Anschließend wurden mit dem erstgenannten Rohr vom Boden des Brunnens 200 l/min und mit dem letzteren von der Oberfläche des Brunnens 600 l/min gefördert. In dem vom erstgenannten Rohr geförderten Wasser ergab die Messung den Eisengehalt 6,8 mg/1 und in dem Wasser vom letztgenannten Rohr 0,01 mg/1.
Es ist dem Fachmann einleuchtend,, daß die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die obenstehend dargelegten Beispiele eingeschränkt sind und vielmehr im Rahmen des nachstehenden ErfindungsanSpruches variieren
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können. So müssen die Wasserförderrohre 2 und 3 nicht unbedingt "beide im gleichen Brunnen liegen; sie können sich in verschiedenen Brunnen befinden, die nahe beieinander liegen» Außerdem kann die Zahl der Brunnen und der Wasserförderrohre je nach der Situation mehr als zwei sein. Man kann aus einem Brunnen reines und aus den übrigen Brunnen unreines Wasser heben oder umgekehrt.
Die Grenzfläche zwischen dem reinen und unreinen Wasser ist nicht immer waagerecht in dem Grundwasservorkommen; sie kann sogar sehr steil schrägstehend sein· Wenn man in einer solchen Lage zwei Brunnen nebeneinander anlegt, kann der Fall eintreten, daß reines Wasser und unreines Wasser aus gleicher Höhe,, aber hinsichtlich der Qualität des Grundwassers aus verschiedenen Schichten gefordert wird.
Claims (3)
1 67 A 8 -9- 61153 Ό
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Erfindungsanspruch
1« Verfahren-zum Fördern von Wasser aus einem Grundwasservorkommen, worin im Boden mindestens zwei getrennte Förderrohre eingesetzt werden, mit denen Wasser aus hinsichtlich der Qualität des Grundwassers verschiedenen Schichten gehoben wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Förderrphre (2, 3) den in verschiedenen Schichten bestehenden verschiedenen Gehalten der im Grundwasser enthaltenen Eisen- oder Manganverbindungen, härteerzeugenden Salze oder sonstigen schädlichen Stoffe entsprechend so angeordnet werden, daß man aus den Rohren Wasser von untereinander verschiedener Qualität erhält, daß Wasser mit beiden Förderrohren gleichzeitig gehoben wird und daß nur das Wasser von besserer Qualität zum normalen Verbrauch geleitet wird»
2. Verfahren gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zumindest in dem zum Verbrauch geleiteten Wasser der Gehalt der schädlichen Stoffe mittels dauernder oder regelmäßig wiederholter Messungen verfolgt wird.
3. Verfahren gemäß den Punkten 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die mit den Förderrohren (2, 3) gehobenen Wassermengen so geregelt werden, daß die Vermischung des ?/assers zwischen den Y/asser verschiedener Qualität enthaltenden Schichten möglichst gering ist.
Hierzu 1 Seite Zeichnungen
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