DE114709C

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Publication number: DE114709C
Application number: DENDAT114709D
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 5 c.

Die bisher angewendete Technik der Grundwasserenteisenung beruht ausnahmslos darauf, dafs das aus dem Erdboden gehobene, also an die Erdoberfläche beförderte Grundwasser durch Lüftung und Filtration von seinem Eisengehalte befreit wird. Hierbei wird der sich« bildende Eisenschlamm im Filter angesammelt und aus diesem durch Reinigung des Filters wieder entfernt.

Durch das vorliegende Verfahren soll die Enteisenung des eisenhaltigen Grundwassers bereits im Untergrunde selbst vorgenommen werden, so dafs es bereits völlig eisenfrei zu Tage gefördert wird und Lüftung wie Filtration desselben in Fortfall kommen.

Wenn in der beiliegenden Zeichnung A einen beliebigen Rohrbrunnen, F sein Filter,. G den normalen Grundwasserstand und g den im Rohrbrunnen bei der Wasserentnahme abgesenkten ideellen Wasserspiegel darstellt, so ist h dje Filterdruckhöhe bezw. die Spannungsdifferenz zwischen Grundwasser und Brunnenwasser, unter deren Druck der Eintritt des Grundwassers in den Rohrbrunnen stattfindet. Wenn das Grundwasser eisenhaltig, also sauerstofffrei ist, so wird, da es bis zu seinem Austritt aus dem Pumpapparat mit der Atmosphäre nicht in Berührung kommt, das Eisen bis dahin in dem Wasser gelöst verbleiben und nach dem Auspumpen durch seine Oxydirung und seinen Niederschlag die bekannten Erscheinungen hervorrufen.

Wenn man, statt aus dem Rohrbrunnen eisenhaltiges Grundwasser zu entnehmen, in den Brunnen mit Sauerstoff gesättigtes Wasser hineinleitet, so wird unter der im Rohrbrunnen sich bildenden Ueberdruckhöhe h ^l dieses sauerstoffhaltige Wasser umgekehrt aus dem Filterrohr F in den Untergrund eindringen, indem es das eisenhaltige natürliche Grundwasser in einem bestimmten, seiner Menge entsprechenden Porenvolumen verdrängt, und zwar, gleichmäfsigen Widerstand des Bodens vorausgesetzt, nach allen Richtungen mit gleichem Mafse. Es entsteht mithin ein mit sauerstoffhartigem Wasser angefüllter Grundwasserkörper, der sich aus einem Cylinder von der Höhe des Filters und dem von der eingeleiteten Wassermenge und dem Porenvolumen abhängigen Radius r und zwei Halbkugeln mit demselben Radius r zusammensetzt. Die Gröfse dieses Raumes kann man berechnen, wenn man die in den Rohrbrunnen eingeleitete Wassermenge und das Porenvolumen der Grundwasserschicht kennt. Ebenso kann man, da die Aufnahmefähigkeit des Wassers für Sauerstoff bekannt ist, die Menge desselben und die Menge des Eisenoxyduls berechnen, welche durch den in den Untergrund eingeleiteten Sauerstoff in unlösliches Eisenoxyd umgewandelt werden kann. Dieser Sauerstoff wird sich durch Diffusion dem umliegenden Grundwasser mittheilen, er wird das dort vorhandene Eisen zum Niederschlag bringen und wenn man nunmehr wieder Grundwasser aus dem Rohrbrunnen entnimmt, so mufs man, da die durchlässigen Untergrundschichten als Filter wirken und den Eisenniederschlag zurückhalten, eine unter Umständen erheblich gröfsere Menge eisenfreies Grundwasser entnehmen können, als man sauerstoffhaltiges Wasser in denselben hineingeleitet hat. .

Das in den Brunnen eingeleitete Wasser soll mit Sauerstoff gesättigt sein, ι cbm dieses Wassers enthält daher:
6,57 1 oder

6,57 X 1,43 = 9?395i g

Sauerstoff.

Das Atomgewicht des Sauerstoffs ist i6, das des Eisens 56.

Mit ι mg Sauerstoff sind daher 9 mg Eisenoxydul FeO in Eisenoxyd Fe₂O₃ zu verwandeln.

iFe 0 + O = Fe₂ O₃
144 -J- 16 = 160.

Der mittlere Eisengehalt des Grundwassers in Norddeutschland beträgt etwa 2 mg Eisenoxydul im Liter = 2 g im Cubikmeter. Diese 2 g Eisenoxydul im Cubikmeter erfordern 0,222 g Sauerstoff zur Oxydirung und Niederschlagung.

Mit r cbm mit atmosphärischer Luft gesättigten Wassers kann man daher den Eisengehalt von — = 42,3 cbm

Grundwasser

dieses dadurch eisen frei

0,222

niederschlagen und
machen.

Wenn man daher neben dem Grundwasserbrunnen A einen Behälter B aufstellt, diesen mit ι cbm lufthaltigen Wassers füllt und dieses Wasser mittelst eines Rohres durch Oeffnen des Hahnes α in den Grundwasserbrunnen einfliefsen läfst, so kann man, nachdem die chemische Reaction des mit dem Wasser eingeführten Sauerstoffs auf das im Grundwasser gelöste Eisenoxydul vollzogen und dieses als unlösliches Eisenoxyd niedergeschlagen ist, aus dem Brunnen 42,3 cbm eisenfreies Grundwasser gewinnen.

In dem Berichte von A. T hi em an den hohen Rath der Stadt Leipzig über die hydrologische Untersuchung der Umgebung von Naundorf (München 1881, KgI. Hof- u. Universitäts-Buchdruckerei von Dr. C. Wolf & Sohn, Seite 40 u. 41) ist auf die Beobachtung hingewiesen, dafs man durch Einführung von Luft in den Untergrund an jeder beliebigen Stelle der eisenhaltigen Zone künstlich und mit Erfolg eine Eisenausscheidung veranlassen kann.

Dieses Verfahren könnte ein praktisch brauch- . bares Resultat jedoch nicht haben, weil die auch in den tiefsten Punkt des Brunnenrohres eingeführte Luft sofort wieder nach oben entweichen würde, ohne in einer für den praktischen Erfolg erforderlichen Menge im Grundwasser zu bleiben.

Die Erfindung, Luft, d. h. Sauerstoff dem Grundwasser in wirksamer Weise mitzutheilen, ist dagegen mit der Einführung von sauerstoffhaltigem Wasser in den Untergrund gemacht, weil der im Wasser gelöste Sauerstoff, selbst flüssig, sofort und nach allen Richtungen in das sauerstofffreie Wasser diffundirt und diese Vertheilung durch die ebenso schnell vor sich gehende Bindung desselben an das Eisen befördert wird.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zum Enteisenen von Grundwasser im Untergrund selbst, dadurch gekennzeichnet, dafs eisenfreies sauerstoffhaltiges Wasser in die einen Brunnen umgebende Bodenschicht geleitet und dadurch der Eisengehalt des Grundwassers im Boden selbst niedergeschlagen wird, so dafs, da der Boden als Filter das niedergeschlagene Eisen zurückhält, eisenfreies Wasser aus dem Brunnen gefördert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.