DE102013102810A1

DE102013102810A1 - Method for detecting and / or monitoring the solids content of raw water production from wells

Info

Publication number: DE102013102810A1
Application number: DE102013102810A
Authority: DE
Inventors: Peter Lindmüller; Ralf Moche; Stephan Mosch; Rene Neumann
Original assignee: Endress and Hauser Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH and Co KG
Current assignee: Pigadi De GmbH; Berliner Wasserbetriebe Anstalt des Offentlichen Rechts; Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-10-17
Also published as: WO2013152977A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung des Feststoffgehalts in Rohwasser. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mittels eines in das Rohwasser eingebrachten Sensors die Trübung des Rohwassers bestimmt wird und dass an Hand der Trübung der Feststoffgehalt ermittelt wird.The invention relates to a method for determining and / or monitoring the solids content in raw water. The invention is characterized in that the turbidity of the raw water is determined by means of a sensor introduced into the raw water and that the solids content is determined on the basis of the turbidity.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung des Feststoffgehalts in Rohwasser.The present invention relates to a method for determining and / or monitoring the solids content in raw water.

Ein wichtiges Qualitätskriterium bei der Förderung von Rohwasser, wie z.B. bei der Grundwassergewinnung, der Brunnenentwicklung oder Brunneninstandhaltung, ist der Feststoffanteil, d.h. der Anteil an ungelösten Stoffen und Mineralien in einer bestimmten Menge Wasser. Im Allgemeinen versteht man unter Rohwasser unbehandeltes Wasser, bevor es (beispielsweise zum Zweck der Trinkwassergewinnung) gereinigt oder aufbereitet wird.An important quality criterion in the extraction of raw water, such as in groundwater extraction, well development or well maintenance, the solids content, i. the proportion of undissolved substances and minerals in a given amount of water. In general, untreated water is understood to mean crude water before it is purified or treated (for example, for the purpose of drinking water production).

Beim Brunnenneubau werden die angesprochenen Feststoffe vor allem von Sanden gebildet. Bei der Brunneninstandhaltung bzw. -regenerierung kommen Agglomerate wie beispielsweise Verockerungen hinzu, welche sich während des Betriebes des Brunnens bzw. aus Alterungsprozessen gebildet haben. Für den maximal zulässigen Feststoffanteil existieren Vorgaben, wobei ein typischer Grenzwert bei hundert Milligramm pro Kubikmeter liegt. Daher ist es erforderlich, bei allen Arbeitsprozessen im Rahmen des Brunnenneubaus und der -instandhaltung, bei denen Rohwasser aus einem Brunnen gefördert wird, eine möglichst detaillierte Erfassung des Feststoffanteils zu gewährleisten. Weiterhin ist eine Überwachung des Feststoffanteils während des Förderbetriebs vorteilhaft.When Brunnenau new buildings, the above-mentioned solids are mainly formed by sands. In well maintenance or regeneration, agglomerates such as, for example, percolations, which have formed during the operation of the well or from aging processes, are added. There are specifications for the maximum permissible solids content, with a typical limit being one hundred milligrams per cubic meter. Therefore, it is necessary to ensure the most detailed possible detection of the solids content in all work processes in the context of well construction and maintenance, in which raw water is pumped from a well. Furthermore, a monitoring of the solids content during the conveying operation is advantageous.

Ein bekanntes und weit verbreitetes Verfahren zur Ermittlung des Feststoffanteils besteht darin, eine bestimmte Wassermenge aus dem Förderstrom zu entnehmen und in ein Sedimentiergefäß zu füllen. Nach vollständiger Sedimentation erfolgt eine Mengenmessung der sedimentierten Partikel und unter Berücksichtigung der Fördermenge erfolgt die Bestimmung des Feststoffanteils. Dieser Wert ist mit einem vorgegebenen Grenzwert vergleichbar.A known and widely used method for determining the solids content is to remove a certain amount of water from the flow and fill it into a sedimentation vessel. After complete sedimentation, a quantity measurement of the sedimented particles takes place and taking into account the flow rate, the determination of the solids content. This value is comparable to a given limit.

Dieses Verfahren ist zeitaufwendig und erfordert darüber hinaus eine ständige Betreuung durch Aufsichts- oder Bedienpersonal.This procedure is time-consuming and also requires constant supervision by supervisory or operating personnel.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Ermittlung des Feststoffanteils in Wasser anzugeben, welches automatisch durchführbar ist.The object of the invention is to provide a method for determining the solids content in water, which is automatically carried out.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mittels eines in das Rohwasser eingebrachten Sensors die Trübung des Rohwassers oder die Anzahl an Partikeln pro Volumen Rohwasser bestimmt wird und dass an Hand der Trübung oder der Partikelanzahl der Feststoffgehalt im Rohwasser ermittelt wird. Zwischen der Trübung oder der Konzentration der Streukörper im Messvolumen und dem Feststoffgehalt besteht ein direkter Zusammenhang. Dieser Zusammenhang ist in Abhängigkeit der erwarteten Konzentration bzw. Beschaffenheit der Feststoffe hinterlegbar, sodass eine automatische Umrechnung der gemessenen Trübung oder Partikelkonzentration in den Feststoffgehalt, definiert in Masse pro Volumen, und somit eine automatische Angabe des Feststoffgehalts erfolgen kann.The object is achieved in that by means of a sensor introduced into the raw water, the turbidity of the raw water or the number of particles per volume of raw water is determined and that is determined on the basis of turbidity or the number of particles, the solids content in the raw water. There is a direct correlation between the turbidity or the concentration of the scattering bodies in the measuring volume and the solids content. This relationship can be stored as a function of the expected concentration or nature of the solids, so that an automatic conversion of the measured turbidity or particle concentration into the solids content, defined in mass per volume, and thus an automatic indication of the solids content can take place.

Eine erste Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass der Sensor die Trübung mit einem optischen Verfahren, insbesondere Streuung, oder mittels Ultraschall bestimmt. Bei dem Sensor handelt es sich beispielsweise um einen Trübungssensor, auch Nephelometer genannt, bei welchem die Intensität von in einem bestimmten Winkel, beispielsweise 90°, relativ zur Einstrahlrichtung eines optischen Messsignals austretendem Streulicht gemessen wird. Als optisches Messsignal dient beispielsweise das Licht einer Leuchtdiode, welche vorzugsweise Licht im Infrarot-Bereich emittiert. Ein derartiger Trübungssensor wird von der Endress+Hauser Conducta GmbH unter dem Namen Turbimax hergestellt und vertrieben. Weiterhin kann es sich bei dem Sensor um einen Partikelsensor handeln, welcher beispielsweise verschiedene Streurichtungen untersucht und die Konzentration und Größe der Feststoffpartikel im Rohwasser bestimmt. Alternativ zu einem optischen Verfahren ist die Trübung mittels Ultraschallwandlern messbar, wobei hier die Reflektion von Ultraschallsignalen an den Partikeln ausgenutzt wird.A first embodiment of the method is that the sensor determines the turbidity with an optical method, in particular scattering, or by means of ultrasound. The sensor is, for example, a turbidity sensor, also called a nephelometer, in which the intensity of stray light emerging at a specific angle, for example 90 °, relative to the irradiation direction of an optical measuring signal is measured. The optical measuring signal used is, for example, the light of a light-emitting diode, which preferably emits light in the infrared range. Such a turbidity sensor is manufactured and sold by Endress + Hauser Conducta GmbH under the name Turbimax. Furthermore, the sensor may be a particle sensor which, for example, investigates various scattering directions and determines the concentration and size of the solid particles in the raw water. As an alternative to an optical method, the turbidity can be measured by means of ultrasound transducers, in which case the reflection of ultrasound signals on the particles is utilized.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Trübungssensor in eine Rohrleitung, bevorzugt in eine vertikal angeordnete Rohrleitung, eingebracht.In an advantageous embodiment, the turbidity sensor is introduced into a pipeline, preferably into a vertically arranged pipeline.

In einer Ausgestaltung wird der Volumendurchfluss des Rohwassers durch die Rohrleitung erfasst. Hierzu wird ein Durchflussmessgerät, beispielsweise ein auf dem magnetisch-induktiven Prinzip beruhendes Durchflussmessgerät, in die Rohrleitung eingebracht. Das Durchflussmessgerät wird vorzugsweise in dieselbe Rohrleitung wie der Sensor zur Partikelmessung eingebracht, sodass der mittels diesem bestimmte Feststoffgehalt auf den Durchfluss beziehbar ist. Weiterhin wird das Durchflussmessgerät vorzugsweise von dem Hauptstrom des geförderten Rohwassers durchflossen, sodass mittels des Durchflussmessgerätes das Fördervolumen bestimmbar ist.In one embodiment, the volume flow of the raw water through the pipeline is detected. For this purpose, a flow meter, for example a flow meter based on the magnetic-inductive principle, is introduced into the pipeline. The flow meter is preferably introduced into the same pipeline as the particle measurement sensor, so that the solids content determined therefrom can be related to the flow. Furthermore, the flow meter is preferably flowed through by the main flow of the pumped raw water, so that by means of the flow meter, the delivery volume can be determined.

Gemäß einer Ausgestaltung wird die über einen bestimmten Zeitraum mit dem Rohwasser transportierte absolute Feststoffmenge bestimmt.According to one embodiment, the absolute amount of solids transported over a certain period of time with the raw water is determined.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens beinhaltet, dass der Feststoffgehalt im Rohwasser bei allen Arbeitsprozessen im Rahmen des Brunnenneubaus und der -instandhaltung, bei denen Rohwasser aus einem Brunnen gefördert wird, ermittelt wird.An embodiment of the method includes that the solids content in the raw water in all work processes in the context of the well new construction and maintenance of raw water from a well.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Feststoffgehalt im Rohwasser während des Betriebes des Brunnens fortlaufend überwacht wird.One embodiment provides that the solids content in the raw water is continuously monitored during the operation of the well.

Gemäß einer Ausgestaltung wird eine zeitliche Entwicklung des Feststoffgehalts und/oder der Trübung graphisch dargestellt.According to one embodiment, a temporal evolution of the solids content and / or the turbidity is graphically represented.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird mindestens ein Messwert des Sensors einer Auswerteeinheit zugeführt und der Feststoffgehalt von der Auswerteeinheit an Hand eines hinterlegten Modells aus dem Messwert ermittelt. Die Messwerte für die Trübung oder Partikelanzahl werden modellbasiert auf eine Feststoffkonzentration umgerechnet. Das Modell beruht hierbei auf der erwarteten Zusammensetzung und Beschaffenheit der Feststoffe. Beispielsweise wird aus verschiedenen Standardmodellen, welche sich auf Referenzpartikel beziehen, das der Anwendung am besten entsprechende ausgewählt.In one embodiment of the method, at least one measured value of the sensor is supplied to an evaluation unit and the solids content of the evaluation unit is determined from the measured value on the basis of a stored model. The measured values for the turbidity or particle number are model-based converted to a solids concentration. The model is based on the expected composition and nature of the solids. For example, from various standard models relating to reference particles, the application that best suits the application is selected.

In einer Ausgestaltung wird der ermittelte Feststoffgehalt oder die Trübung mit einem vorgebbaren Grenzwert oder einem vorgebbaren Grenzkriterium verglichen und ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Grenzwert bzw. das Grenzkriterium erreicht oder überschritten ist. Bei allen Arbeitsprozessen im Rahmen des Brunnenneubaus und der -instandhaltung, bei denen Rohwasser aus einem Brunnen gefördert wird, handelt es sich dabei um vorab festzulegende Grenzkriterien, welche die Trübung oder der Feststoffgehalt erfüllen muss, damit der Brunnen den definierten Vorgaben entspricht. Die definierten Vorgaben können etwa gesetzliche oder rechtliche Vorgaben sein. Es findet eine Annäherung von oben statt, d.h. es werden so lange geeignete Maßnahmen zur Verminderung des Feststoffgehalts vorgenommen, bis die Grenzkriterien erfüllt sind. Bei der kontinuierlichen Überwachung eines Brunnens im Betrieb und bei der Durchführung von Pumpversuchen darf dagegen ein vorab festgelegter Grenzwert nicht überschritten werden. Hierbei wird überwacht, ob der Feststoffgehalt insgesamt überschritten ist, oder im Laufe der Förderung, beispielsweise auf Grund von Verockerung, zunimmt. Wird der festgesetzte Grenzwert für den Feststoffgehalt erreicht, kann dies als ein Kriterium zur Brunneninstandhaltung herangezogen werden.In one embodiment, the determined solids content or turbidity is compared with a predefinable limit value or a predefinable limit criterion, and an alarm signal is generated when the limit value or the limit criterion is reached or exceeded. In all new well construction and maintenance work processes, where raw water is extracted from a well, these are limit criteria to be determined in advance, which must meet the turbidity or solids content to ensure that the well meets the defined specifications. The defined specifications can be legal or legal requirements. There is an approach from above, i. appropriate measures are taken to reduce the solids content until the limit criteria have been met. On the other hand, during the continuous monitoring of a well during operation and when carrying out pumping tests, a predefined limit may not be exceeded. Here it is monitored whether the total solids content is exceeded, or increases in the course of promotion, for example due to oozing. If the fixed limit value for the solids content is reached, this can be used as a criterion for well maintenance.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the following figure.

1 zeigt eine Anlage zur Bestimmung und/oder Überwachung des Feststoffgehalts von Rohwasser. 1 shows a plant for the determination and / or monitoring of the solids content of raw water.

In 1 ist ein Realisierungsbeispiel einer Anlage zur Bestimmung und/oder Überwachung des Feststoffgehalts von Rohwasser skizziert, welche in einem Messhaus 6 installiert ist. Im Brunnen 1 ist eine Förderpumpe montiert, welche das Rohwasser an die Oberfläche transportiert. Das Rohwasser wird über eine Rohrleitung 5 oder einen Schlauch zu dem Messhaus 6 geleitet.In 1 is an implementation example of a plant for the determination and / or monitoring of the solids content of raw water outlined in a measuring house 6 is installed. In the fountain 1 a delivery pump is mounted, which transports the raw water to the surface. The raw water is through a pipeline 5 or a hose to the Messhaus 6 directed.

In dem Messhaus 6 ist die Rohrleitung 5 abschnittsweise vertikal angeordnet. In diesem Rohrabschnitt ist ein erstes Durchflussmessgerät 41 zum Erfassen des Durchflusses eingebracht. Beispielsweise handelt es sich um ein auf dem magnetisch-induktiven Prinzip beruhendes Durchflussmessgerät 41 zur Erfassung des Volumendurchflusses. Das erste Durchflussmessgerät 41 erfasst den Hauptstrom bzw. die aktuelle Fördermenge.In the Messhaus 6 is the pipeline 5 arranged vertically in sections. In this pipe section is a first flow meter 41 introduced for detecting the flow. For example, it is based on the magnetic-inductive principle flowmeter 41 for recording the volume flow. The first flowmeter 41 detects the main flow or the current flow rate.

In Durchflussrichtung hinter dem ersten Durchflussmessgerät 41 befindet sich eine Armatur, in welcher der Trübungssensor 2 montiert ist. Der Trübungssensor 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel über eine Festeinbauarmatur direkt in dem vertikalen Leitungsabschnitt 51 eingebracht, sodass der Trübungssensor 2 in den Hauptstrom eintaucht. In einer Variante ist der Trübungssensor 2 in einer Wechselarmatur installiert. Alternativ zu der Anordnung in der Steigleitung 51 ist eine Ausgestaltung möglich, bei welcher der Trübungssensor 2 in einem Bypass angeordnet ist.In flow direction behind the first flowmeter 41 there is a valve in which the turbidity sensor 2 is mounted. The turbidity sensor 2 is in this embodiment via a fixed fitting directly in the vertical line section 51 introduced so that the turbidity sensor 2 immersed in the main stream. In one variant is the turbidity sensor 2 installed in a retractable fitting. Alternatively to the arrangement in the riser 51 an embodiment is possible in which the turbidity sensor 2 arranged in a bypass.

Der Trübungssensor 2 beruht auf einem optischen Prinzip. Ein Lichtstrahl wird in das in der Rohrleitung 5 befindliche Rohwasser eingestrahlt. Durch Streuung an in dem Rohwasser enthaltenen Feststoff-Partikeln wird der Lichtstrahl von seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt. Zur Trübungsbestimmung existieren verschiedene Messmethoden und entsprechende Ausführungsformen von Trübungssensoren 2. Bei geringer Partikeldichte wird ein großer Anteil des Lichts in einem Winkel von 90° zur Einfallsrichtung gestreut. Viele Trübungssensoren 2 weisen daher mindestens einen in diesem Winkel zur Lichtquelle positionierten Streulichtempfänger auf. Aus der von dem Streulichtempfänger detektierten Lichtmenge wird die Trübung des Rohwassers bestimmt. Weiterhin sind Trübungssensoren 2 in Form von so genannten Durchlichtsensoren bekannt, welche die transmittierte Lichtmenge erfassen und an Hand dieser die Trübung bestimmen. Für die vorliegende Anwendung sind Streulichtsensoren und Durchlichtsensoren gleichermaßen geeignet.The turbidity sensor 2 is based on an optical principle. A beam of light gets into the pipeline 5 irradiated raw water. By scattering on solid particles contained in the raw water, the light beam is deflected from its original direction. For turbidity determination, various measurement methods and corresponding embodiments of turbidity sensors exist 2 , At low particle density, a large proportion of the light is scattered at an angle of 90 ° to the direction of incidence. Many turbidity sensors 2 Therefore, have at least one positioned at this angle to the light source scattered light receiver. From the amount of light detected by the scattered light receiver, the turbidity of the raw water is determined. Furthermore, turbidity sensors 2 in the form of so-called transmitted light sensors, which detect the transmitted light quantity and determine the turbidity based on this. For the present application, scattered light sensors and transilluminators are equally suitable.

Alternativ zu dem Trübungssensor 2 ist der Einsatz eines Partikelzählers möglich, welcher beispielsweise verschiedene Streurichtungen untersucht und somit die Partikelgrößenverteilung und auch die Partikelanzahl bestimmen kann. Die Größenverteilung der im Rohwasser vorhandenen Partikel liefert zusätzliche Informationen über die Brunneneigenschaften. Eine weitere Alternative zu dem Trübungssensor 2 stellt eine Anordnung mit zwei Ultraschallwandlern zur Detektion von Partikeln mittels an diesen reflektierten Ultraschallsignalen dar. Verfahren zur Bestimmung von Konzentration und Größe von in einem Fluid enthaltenen Partikeln mittels Ultraschall sind beispielsweise in der Offenlegungsschrift WO 03/102512 A1 oder der DE 102009046159 A1 beschrieben.Alternative to the turbidity sensor 2 the use of a particle counter is possible, which, for example, investigated different scattering directions and thus can determine the particle size distribution and the number of particles. The size distribution of existing in raw water Particle provides additional information about the well properties. Another alternative to the turbidity sensor 2 shows an arrangement with two ultrasonic transducers for the detection of particles by means of these reflected ultrasonic signals. Methods for determining the concentration and size of particles contained in a fluid by means of ultrasound are, for example, in the published patent application WO 03/102512 A1 or the DE 102009046159 A1 described.

An einer Wand des Messhauses 6 ist ein Messumformer 3 montiert, welchem die Messwerte des Trübungssensors 2 zugeführt sind. Der Messumformer 3 bildet die Auswerteeinheit des Trübungssensors 2, d.h. er ermittelt die Trübung des Rohwassers und bestimmt an Hand hinterlegter Modelle den Feststoffgehalt. Zur Umrechnung der Trübung in einen Feststoffgehalt sind vorzugsweise verschiedene Modelle hinterlegt, aus welchen das für den jeweiligen Einsatzort am besten geeignete Modell ausgewählt wird. Die verschiedenen Modelle ordnen einer Trübungseinheit, üblicherweise in FNU – Formazin Nephelometric Units – angegeben, verschiedene Mengen in Milligramm pro Liter oder Kubikmeter eines Materials zu, wobei den Modellen jeweils ein Referenzstoff zu Grunde liegt. Das Modell wird in Abhängigkeit der Rahmenbedingungen aus Standort, Bauart und Zustand des Brunnens ausgewählt. Beispielsweise ist das Kaolin-Modell für feine Schluff-Partikel geeignet, während für größere Partikel das Siliziumdioxid-Modell besser geeignet ist. Ein geeignetes Modell ist beispielsweise auch mittels Bodenproben im Labor ermittelbar. Ähnliche Überlegungen gelten für die Umrechnung der Messwerte des Partikelzählers oder Ultraschalltrübungssensors in den Feststoffgehalt. Die zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Messwerte bzw. die daraus ermittelten Größen Trübung und Feststoffgehalt sind hinterlegbar und somit bei Bedarf von dem Messumformer 3 abrufbar. Hierdurch ist eine automatische Dokumentation gegeben.On a wall of the Messhaus 6 is a transmitter 3 mounted, which the measured values of the turbidity sensor 2 are fed. The transmitter 3 forms the evaluation unit of the turbidity sensor 2 , ie it determines the turbidity of the raw water and determined by hand deposited models the solids content. To convert the turbidity into a solids content, various models are preferably stored from which the most suitable model for the respective site of use is selected. The different models assign a turbidity unit, usually indicated in FNU - Formazine Nephelometric Units - different amounts in milligrams per liter or cubic meters of a material, the models each based on a reference substance. The model is selected depending on the general conditions of location, type and condition of the well. For example, the kaolin model is suitable for fine silt particles, while for larger particles the silica model is more suitable. A suitable model can also be determined, for example, by means of soil samples in the laboratory. Similar considerations apply to the conversion of the measured values of the particle counter or ultrasonic turbidity sensor into the solids content. The measured values present at a certain time or the quantities turbidity and solids content determined from them can be stored and thus, if required, by the transmitter 3 available. This provides automatic documentation.

Die Bestimmung des Feststoffgehalts erfolgt automatisch ohne das Eingreifen von Bedienpersonal, sodass keine ständige Überwachung oder manuelle Durchführung des Prozesses zur Ermittlung des Feststoffgehalts erforderlich ist. Weiterhin ist kein Abzweigen eines Teilstroms zur Bestimmung des Feststoffgehalts notwendig, da die Trübungsmessung ressourcenschonend direkt im Hauptstrom erfolgt. Ein weiterer Vorteil der Erfassung des Feststoffgehalts mittels des Trübungssensors 2 liegt in der verbesserten Genauigkeit gegenüber manuellen Verfahren unter Verwendung von Messsieben 7.Determination of the solids content is automatic without the intervention of operators, so there is no need for continuous monitoring or manual performance of the solid content determination process. Furthermore, it is not necessary to divert a partial flow to determine the solids content, since the turbidity measurement takes place in a resource-saving manner directly in the main flow. Another advantage of detecting the solids content by means of the turbidity sensor 2 lies in the improved accuracy over manual methods using measuring screens 7 ,

In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt in dem Messumformer 3 ein Vergleich des Messwerts oder einer daraus abgeleiteten Größe mit einem vorgebbaren Grenzwert. Der Grenzwert entspricht beispielsweise dem beim Brunnenbetrieb maximal zulässigen Feststoffgehalt. Durch die Vorgabe dieses Grenzwertes ist eine automatische Überwachung des Feststoffgehalts ermöglicht. Ein Überschreiten des Grenzwerts kann durch die Ausgabe eines Alarmsignals angezeigt werden um rechtzeitig Maßnahmen zur Verminderung des Feststoffgehalts ergreifen zu können.In an advantageous embodiment takes place in the transmitter 3 a comparison of the measured value or a quantity derived therefrom with a predefinable limit value. The limit value corresponds, for example, to the maximum permissible solids content during well operation. By setting this limit, an automatic monitoring of the solids content is possible. Exceeding the limit can be indicated by the output of an alarm signal to take timely measures to reduce the solids content can.

Auch im laufenden Förderbetrieb des Brunnens 1 ist die Vorgabe eines Grenzwertes vorteilhaft. Durch einen ständigen Vergleich des aktuell vorliegenden Feststoffgehalts mit dem Grenzwert ist es möglich, eine Zunahme des Feststoffgehalts auf einen kritischen Wert zu detektieren und somit rechtzeitig Maßnahmen zur Verminderung des Feststoffgehalts ergreifen zu können, bevor der Brunnen 1 die zulässigen Grenzen übersteigt.Also in the ongoing production operation of the well 1 is the specification of a limit advantageous. By a constant comparison of the currently existing solids content with the limit value, it is possible to detect an increase in the solids content to a critical value and thus be able to take timely measures to reduce the solids content before the well 1 exceeds the permissible limits.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist weiterhin eine Anzeigeeinheit vorhanden, welche den zeitlichen Verlauf der Trübung und/oder des Feststoffgehalts graphisch darstellt. Die Anzeigeeinheit kann Teil des Messumformers 3 oder als separates Gerät ausgeführt sein und weist neben einem Display zumindest eine Speicher- und/oder Recheneinheit auf. Eine Veränderung von Trübung oder Feststoffgehalt ist für das Bedienpersonal somit unmittelbar erkennbar. Vorzugsweise weist die Anzeigeeinheit ein Modem auf, sodass die von der Anzeigeeinheit bereitgestellten Informationen online abrufbar sind. Die Anzeigeeinheit kann weiterhin beispielsweise den mit dem ersten Durchflussmessgerät 41 bestimmten Volumendurchfluss oder die absolute oder relative transportierte Feststoffmenge in Abhängigkeit des Volumendurchflusses graphisch darstellen. Neben den Kenngrößen Feststoffgehalt und Durchfluss ist für den Brunnen auch eine neue Kenngröße Trübung bezogen auf Durchfluss angebbar, welche durch den Quotienten der Messwerte des Trübungssensors 2 und des ersten Durchflussmessgerätes 41, beispielsweise auch zeitintegriert, gebildet wird.In an advantageous embodiment, a display unit is also present, which graphically represents the time course of the turbidity and / or the solids content. The display unit can be part of the transmitter 3 or be designed as a separate device and has at least one memory and / or arithmetic unit in addition to a display. A change in turbidity or solids content is thus immediately recognizable to the operating personnel. The display unit preferably has a modem so that the information provided by the display unit can be called up online. The display unit may further include, for example, the one with the first flow meter 41 specific volume flow or the absolute or relative transported solids amount depending on the volume flow graphically. In addition to the parameters solids content and flow, a new parameter turbidity related to flow can be specified for the well, which is determined by the quotient of the measured values of the turbidity sensor 2 and the first flowmeter 41 , for example, also time-integrated, is formed.

In dem Messhaus 6 befindet sich weiterhin eine Vorrichtung zur konventionellen Bestimmung des Feststoffgehalts im Rohwasser. Die Vorrichtung weist mindestens ein Messsieb, bevorzugt zwei Messsiebe 7 auf. Diese Vorrichtung ist rein optionaler Bestandteil der Anlage. Der Feststoffgehalt ist bereits mit dem Trübungssensor 2 bestimmbar. Die Messsiebe 7 erlauben beispielsweise eine Filterung bestimmter Partikel entsprechend der gewählten Maschenweite zur optischen Kontrolle der ausgetragenen Feststoffe.In the Messhaus 6 Furthermore, there is a device for the conventional determination of the solids content in the raw water. The device has at least one measuring screen, preferably two measuring screens 7 on. This device is purely optional part of the system. The solids content is already with the turbidity sensor 2 determinable. The measuring sieves 7 For example, allow filtering of certain particles according to the selected mesh size for optical control of the discharged solids.

Das Rohwasser ist über den Hauptstrom oder über einen Teilstrom mit einem zweiten Durchflussmessgerät 42 den Messsieben 7 zuführbar. Die Siebe werden nach einem vorgegebenen Zyklus abwechselnd beschickt, so dass eine kontinuierliche Überwachung des Rohwassers gegeben ist. Nach jeder Beschickung wird das im jeweiligen Messsieb 7 verbliebene Siebgut vermessen, beispielsweise indem die Masse oder das Volumen des Siebguts bestimmt wird. Mittels der Durchflussmessgeräte 41 bzw. 42 ist der Volumenzufluss zu den Messsieben bestimmbar. Somit ist die Menge des Rohwassers bekannt, welche während der vorgegebenen Zeitdauer das jeweilige Messsieb 7 passiert. Somit ist aus der Masse des Siebguts der Feststoffanteil im geförderten Rohwasser bestimmbar.The raw water is via the main stream or via a partial flow with a second flow meter 42 the measuring sieves 7 fed. The sieves are alternately charged after a given cycle, so that a continuous Monitoring of raw water is given. After each load, this is done in the respective measuring sieve 7 Measure remaining screenings, for example by determining the mass or the volume of the screenings. By means of the flowmeters 41 respectively. 42 the volumetric inflow to the measuring sieves can be determined. Thus, the amount of raw water is known, which during the given period of time the respective measuring sieve 7 happens. Thus, from the mass of Siebguts the solids content in the pumped raw water can be determined.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Brunnen Fountain
22: Trübungssensor turbidity sensor
33: Messumformer transmitters
4141: Erstes Durchflussmessgerät (Hauptstrom) First flow meter (main flow)
4242: Zweites Durchflussmessgerät (Teilstrom) Second flowmeter (partial flow)
55: Rohrleitung pipeline
5151: Vertikaler Rohrleitungsabschnitt Vertical pipeline section
66: Messhaus MHouse
77: Messsiebe measuring screens

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 03/102512 Al [0023]
DE 102009046159 A1 [0023]

Claims

Method for determining and / or monitoring the solids content in raw water, characterized in that by means of a sensor introduced into the raw water ( 2 ) the turbidity of the raw water or the number of particles per volume of raw water is determined and that is determined on the basis of the turbidity or the number of particles, the solids content in the raw water.

Method according to claim 1, characterized in that the sensor ( 2 ) the turbidity with an optical method, in particular scattering, or determined by ultrasound.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 2 ) into a pipeline ( 5 ), preferably in a vertically arranged pipeline ( 51 ) is introduced.

Method according to the preceding claim, characterized in that the flow of raw water through the pipeline ( 5 ), preferably in a vertically arranged pipeline ( 51 ).

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the absolute amount of solids transported over a certain period of time with the raw water is determined.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the solids content in the raw water in all work processes in the context of well construction and maintenance, in which raw water from a well ( 1 ) is determined.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the solids content in the raw water during the operation of the well ( 1 ) is continuously monitored.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a temporal evolution of the solids content and / or the turbidity is represented graphically.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one measured value of the sensor ( 2 ) of an evaluation unit ( 3 ), and that the solids content of the evaluation unit ( 3 ) is determined on the basis of a stored model from the measured value.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized, that the determined solids content and / or the turbidity is compared with a predefinable limit value or a predefinable limit criterion, and that an alarm signal is generated when the limit value or the limit criterion is reached or exceeded.