DD203588A1 - Verfahren zur reduzierung von ablagerungen in brunnen und dgl. - Google Patents

Abstract

Es sollen die bei der Entwaesserung bzw. Entspannung eisen- und/oder manganhaltiges Wasser fuehrender Grundwasserleiter auftretenden Ablagerungen von oxidischen und/oder organogenen Eisen- und/oder Manganverbindungen in Brunnen u.dgl. verhindert werden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das die Ablagerung von eisen- und/oder manganhaltiger Verbindungen verhindert oder vermindert und die Aggressivitaet des gefoerderten Wassers herabsetzt. Die Aufgabe wird geloest, indem durch Einbringen eines definierten Schutzgases in Brunnen u. dgl. eine sich der Wasseroberflaeche anlegende Schutzgasschicht aufbaut (Fig.1). Die Erfindung kann ueberall dort vorteilhaft angewendet werden, wo Ablagerungen von oxidischen und/oder organogenen Eisen- und/oder Manganverbindungen auftreten, insbesondere in Brunnen in Braunkohlentagebauen und horizontalen Wasserfassungsanlagen der Wasserwirtschaft und des Bauwesens.

Description

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Verf ahnen zur Eeduzierung von Ablagerungen in Brunnen und dergleichen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, durch das die bei der Entwässerung bzw. Entspannung eisen» und/oder manganhält ig es Wasser führender Grundwasserleiter auftretenden Ablagerungen von oxidischen und/oder organogenen Eisen- und/oder Manganverbindungen in der Filterschüttung bzw» -packung und im Brunnen u. dgl. verhindert und im an den Brunnen u· dgl· grenzenden Grundwasser leiter vermindert wird· Die Erfindung kann in Brunnen und horizontalen Wasserfassungsanlagen der Wasserwirtschaft, des Bauwesens und im Bergbau eingesetzt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In DD-EB 48.766 wird;der Einsatz ionisierender Strahlung zur Schädigung der Eisen und/oder Mangan speichernden Mikroorganismen und die damit verbundene Verringerung daraus resultierender Ablagerungen beschrieben.

Bekannt ist auch nach DD-EB 53 642 der Einsatz von das Wachstum der Eisen und/oder Mangan speichernden Mikroorganismen hemmenden Stoffen als Zusatz oder Bestandteil von Filterschüttungön bzw· -packungen·

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Beiden Verfahren haftet der Hachteil an, daß durch sie nor die durch Mikroorganismen bedingten ATd scheidung en von Bisen-, und/oder Manganverbindungen beeinflußbar sind. Bekannt ist auch nach KITTEER, STARKE, WISSBL; Wasserversorgung, 2. Auflage, "TEB Verlag für Bauwesen, Berlin 1967 S. 212 u. f« durch konstruktive Maßnahmen bei der Gestaltung von Brunnen eine Minimierung des Kontaktes von Grundwasser und dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff zu erreichen.

Diesem Vorgehen haftet jedoch der Haehteil an, daß nur bei nach stationären Gesichtspunkten betriebenen Wasserfassungsanlagen damit eine Verringerung von Eisen- und/oder Manganabscheidungen erreichbar ist. Außerdem bedeuten diese konstruktiven Maßnahmen in der Eegel erhebliche ökonomische Aufwendungen.

Bekannt ist nach DD-EB 53 64-2 die Einleitung bakterizider Lösungen in den Brunnen oder die diesen umgebende Filterschüttung bzw» -packung zur Vernichtung bzw. Eeduzierung der Eisen und/oder Mangan speichernden Mikroorganismen·

Als nachteilig wirkt sich bei diesem Verfahren aus, daß dadurch die Qualität des zu hebenden Wassers nachteilig beeinflußt wird und durch die zu installierenden Einbauten in den Brunnen oder die Filterschüttung bzw. -packung beträchtliche ökonomische Aufwendungen zu realisieren sind. In der Fachliteratur, z. B. STEZODKA, Hydrotechnik im Bergbau und Bauwesen, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1977» S. 60 u. f. werden Verfahren zur Vernichtung bzw. Eeduzierung der Eisen und/oder Mangan speichernden Mikroorganismen durch regelmäßige Stoßchlorung und zur Beseitigung der eisen— und/oder manganhalt igen Ablagerungen aus dem Br rinnen bzw. der diesen umgebenden Filterschüttung bzw. -packung durch chemische Lösung in Verbindung mit mechanischer Eeinigung beschrieben.

Allen diesen Verfahren haftet der Mangel an, daß dadurch nicht die TJrSachen der Ablagerung eisen- und/oder manganhaltiger Eückstände beseitigt werden, sondern lediglich eine periodische Säuberung erfolgt, die in der Hegel mit

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einer Außerbetriebnahme des Brunnens verbunden ist»

DE-OS 1 409 703 ist ein Verfahren bekannt, bei dem durch in oder um den Brunnen eingeleitete sauer stoff -freie Luft oder Gas ein Entweichen im Grundwasser enthaltenen freien Kohlendioxid bei gleichzeitiger Aufnahme zusätzlichen Sauerstoffs verhindert wird« Uach neueren Forschung, zitiert in WISSBL, Schutz verfahren gegen Brunnenverockerung, WIZ des WAB Leipzig, 1971 (unveröff·), bildet sich bei enzymatischen Abbau von Kohlendioxid im Brunnen Sauerstoff und schafft Lebensbedingungen für Bisen und/oder Mangan speichernde Mikroorganismen» Somit werden mit der Fixierung des Kohlendioxidanteils im Wasser nur die Voraussetzungen für die chemische Verockerung beeinträchtigt. Gleichseitig bedeutet das Verbleiben von Kohlendioxid im Wasser die Erhöhung dessen Aggressivität«

in DB-OS 2 856 825 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Luftabschluß im Brunnen durch eine im Brunneninnenraum angeordnete Manschettendichtung erreicht wird· Diesem Verfahren haftet der Nachteil an, daß seine Wirksamkeit nur auf den Brunneninnenraum beschränkt bleibt. Filter schüttung bzw. -packung und brunnennaher Grundwasserleiter werden dadurch nicht geschützt. Außerdem behindert eine ölschicht das Entweichen von Kohlendioxid und bedingt somit die für DE-OS 1 409 703 beschriebenen Nachteile.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine bei der Entwässerung bzw. Entspannung von eisen- und/oder mang anhält ige s Wasser führender Grundwasserleitern auftretende Ablagerung oxidischer und organogener Eisen- und/oder Manganverbindungen im Brunnen u. dgl·, der diesen ungebenden Filterschüttung bzw. Filterpackung und im angrenzenden Grundwasserleiter zu verhindern bzw. zu vermindern und die Aggressivität des geförderten Wassers zu reduzieren. Es wird die Funktionstüchtigkeit des Brunnens oder dgl, über längere Zeiträume als bisher gewährleistet.

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Zugleich sollen die eingesetzten Stoffe teilweise oder vollständig zurückgewinnbar sein·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, bei dessen Anwendung die Ablagerung von eisen- und/oder manganhaltigen Verbindungen verhindert oder vermindert wird bei gleichzeitiger Verringerung der Aggressivität des geförderten Wassers·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem durch Einbringen eines im Wasser nicht oder nur im begrenzten Umfange löslichen, sich mit Luft sauer st off und Kohlendioxid nicht stabil mischenden Schutzgases mit einer erheblich größeren Dichte als Kohlendioxid unter gleichen Bedingungen im Brunneninnenraum, in der Pilterschüttung bzw. -packung und dem brunnennahen Grundwasser le it er eine sich der Wasseroberfläche anlegende Schutzgasschicht aufbaut* Die Schutzgasschicht läßt ein Entweichen von im Grundwasser gelösten Kohlendioxid zu und schließt gleichzeitig einen Kontakt von Luft sauer stoff mit Grundwasser aus, wobei die Oxidation von Eisen- und/oder Manganverbindungen verhindert wird·

Bedingt durch die Möglichkeit des Entweichens von Kohlendioxid aus dem Grundwasser und der Verhinderung des Zutritts von Luft sauer st off zum Grundwasser durch die Schutzgasschicht werden die Lebensbedingungen für die Mikroorganismen, die eine Umwandlung der Eisen- und/oder Manganverbindungen bewirken und die umgewandelten Verbindungen zu speichern in der Lage sind, ungünstig beeinflußt und eine Vermehrung dieser Mikroorganismen bedeutend eingeschränkt bzw. verhindert. Dabei kann die Einleitung des Schutzgases in den Brunnen oder dgl. direkt oder in die Filter schüttung bzw.-packung erfolgen.

Nach Stillsetzung des Brunnens oder dgl. kann das Schutzgas von über lage mittels Pumpen oder dgl. aus dem Brunnen zurückgewonnen und einer Wiederverwendung zugeführt werden«

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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung ist auch, in horizontal angeordneten Wasserfassungsanlagen wie Horizont alfilt er "brunnen, Sickergräben oder dgl· denkbar·

Ausführungsbeispiel

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Pig. 1 die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung*

Durch Einbringen eines Schutzgases 1 unmittelbar in den Brunnen 2 von über lage, vorzugsweise unmittelbar nach dessen Fertigstellung, bildet sich unabhängig von dessen Konstruktion im Brunnen 2 eine Schutzgasschicht 3, die sich in die Filter schüttung bzw, -packung 4 und den brunnennahen Grundwasserieiter 5 fortpflanzt· Möglich ist auch das Einbringen des Schutzgases 1 in die Filterschüttung bzw· -packung durch bis nach über iCage reichende Einbauten· Als Schutzgas 1 eignen sich Gase, deren Dichte erheblich höher als die von Kohlendioxid bei gleicher Temperatur und gleichem Druck liegt, die sich mit Sauerstoff und Kohlendioxid nicht stabil mischen, die in Wasser nicht oder nur in geringem Umfang löslich sind, chemisch stabil bleiben und ungiftig sind· Vorzugsweise werden als Schutzgas 1 fluorierte Kohlenwasserstoffe, wie z, B. Difluorchlormethan, Difluordichlormethan eingesetzt. Auf Grund der beschriebenen Eigenschaften des Schutzgases folgt die Schutzgasschicht 3 der ihre Lage verändernden Wasseroberfläche 6 im Brunnen 2, in der FiIt er schüttung bzw· -packung und im brunnennahen Grundwasser leiter 5· Die Wirksamkeit der Schutzgasschicht 3 wird durch nachträgliche Installation von Pumpen 7» Steigleitungen 8 oder dgl, im Brunnen 2 nicht beeinträchtigt.

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Die Mächtigkeit der Schutzgasschicht 3 richtet sich nach den geohydraulischen Verhältnissen, den hydrochemischen Eigenschaften des Grundwassers und der Konstruktion des Brunnens 2 und kann mittels bekannter Gasprüfverfahren von über Tage aus bestimmt -werden. Bei Untersehreitung einer festgelegten Ündestmächtigkeit der Schutzgasschicht 3 wird durch Einbringen von Schutzgas 1 von über Tage diese ergänzt und die erforderliche Mächtigkeit wieder hergestellt.

Nach der Stillsetzung des Brunnens 2 kann das Schutzgas 1 von über Tage zurückgewonnen und einer Wiederverwendung zugeführt werden.

Claims (7)

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1. Verfahren zur Reduzierung von Ablagerungen in Brunnen u, dgl·, die als oacLdische und/oder organogene Eisen- und/oder Manganverbindungen im Brunnen &$ selbst, in der Pilterschüttung bzw. -packung W und im brunnennahen Grundwasser le it er (£~)r auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß von über Tage aus im Brunnen (2), in der Belter schüttung bzw. -packung (4) und im brunnennahen Grundwasserleiter (5) eine Schutzgasschicht (3) aus einem mit Sauerstoff nicht stabil mischbaren, im Wasser nicht oder nur in geringem Umfang löslichen Gas mit einer erheblich höheren Dichte als Sauerstoff unter gleichen Bedingungen aufgebaut und erhalten -wird, die ein unterdruckbedingtes Entweichen von Kohlendioxid aus dem Grundwasser zuläßt, den enzymatischen Kohlendioxid-Abbau im Grundwasser leiter behindert und die Wasseroberfläche (6) im brunnennahen Grundwasserleiter gegen Sauerstoffzutritt abschirmt.

2. Verfahren zur Reduzierung von Ablagerungen im.Brunnen u. dgl. nach Punkt 1., dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schutzgasschicht (3) vom Brunnen (2) aus in die Filterschüttung bzw. -packung (4) und den brunnennahen Grundwasserleiter (5) ausbreitet»

3· Verfahren zur !Reduzierung von Ablagerungen in Brunnen u. dgl. nach einem der Punkte 1. und 2·, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schutzgasschicht (3) unmittelbar der Wasseroberfläche (6) im Brunnen (2) und dem brunnennahen Baum" anpaßt und deren Bewegung folgt.

4·. Verfahren zur Eeduzierung von Ablagerungen in Brunnen u. dgl. nach einem der Punkte 1. bis 3·» dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzgasschicht (3) durch Einleitung von Schutzgas (1) von über Tage beliebig ergänzt und vestärkt werden kann.

5· Verfahren zur Reduzierung von Ablagerungen in Brunnen u. dgl. nach einem der Punkte 1· bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas (1) durch bis nach über Tage reichende Einbauten direkt in die SHt er schüttung bzw. -packung (4-) eingeleitet werden kann«

6. Verfahren zur Reduzierung von Ablagerungen in Brunnen u. dgl. nach einem der Punkte 1. bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der Schutz gas schicht (3) unmittelbar nach Fertigstellung des Brunnens oder dgl, oder zu einem beliebig späteren Zeitpunkt erfolgen kann» ·

7. Verfahren zur Reduzierung von Ablagerungen in Brunnen u, dgl. nach einem der Punkte 1. bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas (1) von über lage aus zur Wiederverwendung zurückgewonnen werden kann*

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