DE19509253A1 - Verfahren und Vorrichtung zum oxidativen Entfernen oder Vermindern oxidierbarer Bestandteile des Grundwassers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum oxidativen Entfernen oder Vermindern von im Grundwasser eines einer Hauswasser-Versorgungsan­ lage zugeordneten Brunnens enthaltenen oxidierbaren Bestandteilen, insbesondere von Eisen oder Mangan, durch Einleiten von mit Sauer­ stoff angereichertem Wasser in das Saugrohr des Förderbrunnens; sie betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Förderbrunnen mit Saugrohr, einer eine Hauswasserversorgungs­ anlage mit Druckspeicher versorgenden Förderpumpe für Grundwasser.

Insbesondere zur Enteisenung oder zur Entmanganung von Grundwasser im Aquifer werden im Bereich des Förderbrunnen Schluckbrunnen nie­ dergebracht, in die mit Sauerstoff angereichertes Wasser eingegeben wird, so daß die gelösten Eisen- oder Mangan-Ionen durch Oxidation unterirdisch gefällt werden und die Konzentration von gelöstem Eisen bzw. Mangan in dem im Bereich dieser Schluckbrunnen vorhandenen Grundwasser verringert wird (DE-OS 19 45 605, DE-OS 27 14 261). Voraussetzung dafür ist das Niederbringen weiterer Brunnenbohrungen, was einen erhöhten Aufwand bedeutet. Diese Schluckbrunnen, von denen mindestens einer in Fließrichtung des Grundwassers dem Förderbrunnen vorgelagert vorzusehen ist, müssen mit einem Wasser versorgt werden, das mit Sauerstoff angereichert ist. Dies wird in speziellen Ein­ richtungen zum Anreichern des rückzuspeisenden Wassers mit Sauer­ stoff erreicht, was wiederum erhöhten Aufwand bedeutet, der insbe­ sondere bei Hauswasserversorgungen stark ins Gewicht fällt.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wurde bereits vorgeschlagen (DE-OS 35 43 697), das zu belüftende Wasser dem Druckkessel der Hauswasserversorgungsanlage zu entnehmen und damit einen drucklosen Behälter zu füllen; beim Füllen dieses drucklosen Behälters passiert das Wasser einmalig eine Luftinjektionspumpe. Nach Entgasung wird das Wasser über einen parallel zur Förderpumpe der Hauswasseranlage geschalteten Bypass in den Brunnen zurückgeleitet. Es müssen Rohran­ schlüsse an der Druckseite und der Saugseite der Hauswasser-Versor­ gungsanlage vorgenommen werden. Um dies durchzuführen, bedarf es er­ heblichen Aufwands: Das abgezweigte Wasser wird in dem Injektor mit Sauerstoff nur unzureichend angereichert, da die den Gasaustausch bestimmende Verweilzeit äußerst kurz ist; bei Einsatz der zur Durch­ führung des Verfahrens notwendigen Vorrichtung in Häusern, bei denen das Niveau des Grundwasserspiegels über den niedrigsten Wasserstand des auf dem Boden stehenden Behälters liegt, ist zur Entleerung eine zusätzliche Pumpe erforderlich.

Daraus leitet sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstel­ lung ab, ein gattungsgemäßes Verfahren so weiterzubilden, daß eine hinreichende Sauerstoff-Aufnahme möglichst bis an die Sättigungs­ grenze bei in Grenzen gehaltenen, technischen und wirtschaftlichen Aufwendungen für das in das Grundwasser zurückzuleitende Wasser er­ reicht wird; in Weiterführung der Aufgabenstellung soll zur Durch­ führung des Verfahrens eine gattungsgemäße Vorrichtung vorgeschlagen werden, die bei einfachstem Aufbau auch von Laien an eine Hauswas­ serversorgung angeschlossen werden kann, bei der ein Anschluß an Druckleitungen und -armaturen vermieden sind, und die sicher arbei­ tend und wirtschaftlich auch bei kleinen Hauswasser-Versorgungs­ anlagen einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Hauptanspruch mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen beschriebene Ausführungsform; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die Unteransprüche.

Das mit Sauerstoff anzureichernde Wasser, das Injektionswasser, wird dem Förderstrom auf der Saugseite der Förderpumpe entnommen und bis zur vorgebbaren Füllhöhe einem drucklosen Anreicherungsbehälter zu­ geführt. Der zur Anreicherung eingesetzte Sauerstoff wird als Luft- Sauerstoff oder als Rein-Sauerstoff unter Druck durch eine (aus der Bio-Fermenter-Technik bekannten) mikro-poröse Membran in das anzu­ reichernde Injektionswasser eingeleitet, wobei die Zeitdauer des Einleitens derart gewählt wird, daß die Anreicherung bis zu dem ge­ wünschten Sauerstoff-Partialdruck geführt werden kann, auch wenn dieser nahe an der Sättigungsgrenze liegt. Das so mit Sauerstoff an­ gereicherte Injektionswasser wird dann zurückgespeist, wenn die För­ derpumpe der Hauswasser-Versorgungsanlage nicht in Betrieb ist. Vor­ teilhaft wird das Injektionswasser unter der Kraft der eigenen Was­ sersäule in das Saugrohr des Förderbrunnens zurückgespeist; alterna­ tiv wird eine Hilfspumpe eingesetzt, die in Reihe mit der Entnahme­ pumpe geschaltet ist. Mit diesem Vorgehen wird erreicht, daß hinrei­ chend Zeit verfügbar ist, um das Injektionswasser mit Sauerstoff an­ zureichen, so daß der in den Aquifer einzutragende Sauerstoff mit (relativ) geringen Wassermengen injiziert werden kann.

Der letztendlich erreichte Gehalt des gelösten Sauerstoffs im Wasser ist durch die Dauer der Belüftungszeit bis an die Sättigungsgrenze steuerbar. Bei Anreicherung mit Luft-Sauerstoff wird die zur Anrei­ cherung eingesetzte Luft mittels einer Druckerhöhungspumpe, vorzugs­ weise einer Membranpumpe, der Membrananordnung zugeführt; dabei ent­ stehen im unteren Bereich eines mit dem zu behandelnden Wasser ge­ füllten drucklosen Behälters eine Vielzahl von kleinsten und kleinen Luftblasen, die nach oben steigen und durch ihre sehr große Gesamt­ oberfläche den Austausch zwischen Luft und Wasser begünstigen.

Dabei wird diese so angesaugte Luft vorteilhaft auf der Saugseite der Druckerhöhungspumpe derart hochgradig gereinigt, daß Entkeimung vorliegt, wobei diese Keimfilterung auch auf der Druckseite der Druckerhöhungspumpe durchgeführt werden kann. Alternativ wird diese Luft vor dem Einströmen in die Membran-Anordnung mittels Ozonisie­ rung entkeimt. Die Entkeimung ist notwendig, um ein Verkeimen des Injektionswasser-Behälters zu unterbinden, das sowohl zu Problemen mit dem Behälter und der für den Sauerstoff-Eintrag notwendigen Mem­ bran-Anordnung führen kann als auch zu einem unerwünschten Eintrag von Keimen in das Grundwasser. Aus diesem Grunde ist es weiter vor­ teilhaft, wenn auch die Atmungsluft der Vorratsbehälter derartig hochgradig gereinigt wird, daß Entkeimung vorliegt.

Für die Vorrichtung ist eine Steuerung vorgesehen, mit der das Inji­ zieren so überwacht wird, daß nach Erreichen eines vorgegebenen unteren Wasserstandes im Vorratsbehälter auf "Füllen" umgeschaltet wird und kurzzeitig gefüllt wird, zumindest bis der untere Füllstand soweit überschritten ist, daß der untere Grenzwertgeber das Signal "Unterer Grenzwert erreicht" aufhebt, und daß bei erneutem Abfall des Wasserspiegels und Ansprechen des unteren Grenzwertgebers das Auslaufventil mittels Impuls-Rückspülung gereinigt wird.

Der Vorratsbehälter ist als Anreicherungsbehälter ausgebildet, der über die Rückspeiseleitung mit Wasser mittels einer in der Rückspei­ seleitung vorgesehenen Hilfspumpe auffüllbar ist, wobei die Strö­ mungsrichtung mit einer Ventilanordnung vorgebbar ist, und wobei in dem Anreicherungsbehälter eine Membran-Anordnung so vorgesehen ist, daß in sie Luft oder Sauerstoff unter Druck eingeführt wird, der, durch die Membranwandung der vorzugsweise schlauchförmigen Membran­ anordnung tretend, von dem anzureichernden Wasser aufgenommen wird. Für das Anreichern des Injektionswasser mit Sauerstoff ist hinrei­ chend Zeit verfügbar, daher kann die Sauerstoff-Aufnahme bis nahe an die Sättigungsgrenze getrieben werden. Für die Injektion einer be­ stimmten Menge Sauerstoff wird entsprechend weniger Injektionswasser benötigt. Das Volumen der Anlage kann somit erheblich reduziert wer­ den, so daß auch eine Wandmontage des Behälters unterhalb der Kel­ lerdecke möglich ist. Dadurch entfällt bei hohem Grundwasserspiegel in den meisten Fällen die Montage einer zusätzlichen Pumpe. Weiter­ hin ergibt sich durch diese Anordnung, daß die Anlage nur noch mit einer einzigen Rohrverbindung direkt zum Brunnen ausgestattet werden muß, über den das mit Sauerstoff anzureichernde Injektionswasser entnommen und nach Anreicherung auch wieder zur Injektion in das Aquifer zurückgeleitet wird.

Durch diese Ausbildung kommt die Anlage mit einer einzigen Rohrver­ bindung direkt zum Brunnen aus und kann als Kompaktsystem auch vom Laien installiert werden, wobei eine Unterbrechung der Hauswasser­ versorgung vermieden wird. Die Möglichkeit einer hochgesetzten Montage erübrigt auch bei hohem Grundwasserspiegel in den meisten Fällen eine zusätzliche Pumpe. Um den freien Rückfluß des angerei­ cherten Injektionswassers sicher zu stellen, ist als Hilfspumpe eine selbstansaugende, einen freien Rückfluß erlaubende Kreiselpumpe vorgesehen.

Wesentlich für das Entnehmen des anzureichernden Injektionswassers und dessen Injizieren über eine Leitung ist eine steuerbare Ventil­ anordnung, die in jeder der beiden Strömungsrichtungen öffnet und in der jeweiligen Gegenrichtung sicher schließt. Als steuerbares Ven­ til, das in beiden Richtungen Wasser durchläßt und abdichtet, kann entweder ein Kugelventil mit Elektromotorantrieb oder ein Hei­ zungsventil mit elektrothermischen Antrieb verwendet werden. Diese beiden Ventilarten haben jedoch den Nachteil einer sehr langen Stellzeit, was das effektiv nutzbare Behältervolumen reduziert. Eine hinreichend schnelle Ventilanordnung, die dieses Verhalten aufweist, wird vorteilhaft gebildet von zwei antiseriell geschalteten, elek­ trisch ansteuerbaren Ventilen, wobei zumindest eines der Ventile ein elektro-magnetisch, indirekt gesteuertes Membranventil ist, wobei als Durchlaßrichtung des Ventils die Flußrichtung gilt, für die das Ventil im aktivierten Zustand geöffnet ist. Die so definierte Durch­ laßrichtung liegt bei dem Ventilpaar gerade entgegengesetzt. Bei nicht aktivierten Ventilen dichtet diese Anordnung gegen Unterdruck und Überdruck in beide Richtungen sicher ab. Soll durch die Ventil­ anordnung Wasser fließen, wird nur das Ventil aktiviert, bei dem das Wasser in Richtung normaler Durchflußrichtung strömt, wobei bei Kombination dieser Ventilanordnung mit einer Kreiselpumpe das sonst übliche Strömungsrichtungsventil auf der Saugseite entfällt. Die beiden Ventile können auf der Saugseite oder Druckseite der Pumpe installiert sein. Eines der Ventile wird zeitgleich mit der Kreisel­ pumpe angesteuert, wenn der Behälter gefüllt werden soll. Das andere öffnet beim Entleeren des Behälters, dabei fließt das Wasser rück­ wärts durch die Kreiselpumpe zum Brunnen zurück. Vorteilhaft ist der geringe Installationsaufwand, da Bypassleitungen entfallen. Bei die­ ser Ventilanordnung fällt die Wassersäule nach der Entnahme von an­ zureicherndem Wasser nicht ab. Durch das sichere Schließen des nicht aktivierten Ventils in Gegenströmungsrichtung können auch Betriebs­ zustände beherrscht werden, die - etwa wegen Anstieg des Grundwasser­ spiegels über die Oberkante der Vorratsbehälter - zu dessen Überlaufen führen würden. Alternativ zur Kombination zweier Elektro-Magnet­ ventile kann eines der Ventile, vorzugsweise das den Zufluß sperren­ de Ventil, als kostengünstiges Heizkörperventil mit elektrothermi­ schem Antrieb ausgebildet sein.

Im Vorratsbehälter sind zumindest ein, vorzugsweise zwei oder drei Schwimmerschalter vorgesehen; dabei legt ein Schwimmerschalter die untere, der zweite die obere Füllstandsgrenze fest. Ein dritter Schwimmerschalter ist ein Sicherheitsschalter, der ein Überfüllen des Vorratsbehälters der Anlage verhindert.

Eine Schaltanordnung ist zum Betrieb der Vorrichtung vorgesehen, die mit mindestens einem Niveau-Schalter (Schwimmerschalter) im Vorrats­ behälter zusammenwirkt, wobei mindestens ein Wasserstandfühler vor­ gesehen ist, der bei Erreichen des oberen Grenzpegels die Hilfspumpe abschaltet und das die Wasserzufuhr sperrende Ventil der Ventilan­ ordnung schließt, die weiter eine Verriegelungsschaltung derart auf­ weist, daß das den Wasser-Ablauf freigebende Ventil der Ventilanord­ nung nur dann geöffnet werden kann, wenn das den Wasserzulauf sper­ rende Ventil geschlossen und die Förderpumpe der Hauswasserversor­ gung stillgesetzt ist.

Ein Sauerstoff-Sensor ist im Bereich des mit Sauerstoff anzurei­ chernden Wassers vorgesehen, der mit dem Kompressor der Versorgung der Membran-Anordnung mit Luft oder der mit dem Ventil der Sauer­ stoff-Versorgung der Membran-Anordnung derart zusammenwirkt, daß die Sauerstoff-Versorgung abgeschaltet wird, wenn die Sättigung (nahezu) erreicht ist. Alternativ kann eine Zeitschaltuhr vorgesehen sein, zur Steuerung eines Zeitprogrammes der Entnahme von mit Sauerstoff anzureichernden Wassers, der Anreicherung dieses Wassers mit Sauer­ stoff und der Rückspeisung dieses mit Sauerstoff angereicherten Was­ sers, wobei die Steuerung auch andere Parameter der Vorrichtung mit überwacht, etwa die Dichtheit des Ablauf-Ventils durch Überprüfung des Haltens des Wasserspiegels im Vorratsbehälter. Über den den Füllstand, vorzugsweise den unteren Füllstand überwachende Schwim­ merschalter wird bei Absinken des Wasserstandes ohne Wasserentnahme zur Injektion eine Impulsrückspülung ausgelöst, mit der zu Undicht­ heiten führende Verunreinigungen aus dem den Rückfluß sperrenden Ventile der Ventilanordnung ausgeschwemmt werden.

Für den Ablauf der Vorgänge ist vorteilhaft in der Steuerung ein den Steuerungsablauf und die Schaltzustände kontrollierender Mikropro­ zessor mit einem Permanentspeicher vorgesehen, in dem der Programmab­ lauf und die Parameter-Vorgaben abgelegt sind. Zumindest die im Speicher abgelegten Parameter-Vorgaben sind dabei durch Eingabe änderbar; als Eingabe-Einheit dient dabei vorzugsweise ein Tasten­ feld. Den Zeitablauf steuert vorteilhaft ein Echtzeit-IC als Zeit­ schaltuhr. Eine als Display ausgebildete Ausgabe ermöglicht im Be­ trieb die Kontrolle des Arbeitszustands bzw. während der Eingabe von Vorgaben deren Größe.

Das Wesen der Erfindung wird an Hand der in den Fig. 1 und 2 dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen

Fig. 1 die Vorrichtung in Verbindung mit einer Hauswasser- Versorgungsanlage, Schema;

Fig. 2 ein Wirkschaltbild der Vorrichtungssteuerung.

Bei einer gängigen Hauswasser-Versorgungsanlage wird Grundwasser aus einem Brunnen mit Brunnenrohr 1 und Ansaugfilter, über eine zwischen Brunnenrohr 1 und Förderpumpe 4 liegende Saugleitung 2 mit Absperr­ ventil 4 mit Rückflußverhinderer von der Förderpumpe 4 über einen Rückflußverhinderer 5 in den Druckkessel 6 mit Überdruckstutzen 8 der Hauswasser-Versorgungsanlage gefördert. Aus dem Druckbehälter 6 wird das Brauchwasser über die mit einem Absperrventil 7.1 versehene Entnahmeleitung 7 den Verbraucherstellen zugeführt.

Aus der Saugleitung 2 bzw. direkt aus dem Brunnenrohr 1 wird vom ge­ förderten Grundwasser ein Teilstrom abgezweigt, der über die Stich­ leitung 12 mit einem im Betriebsfall offenen Absperrventil 13 ent­ nommen und zu dem Sauganschluß einer selbstansaugenden Kreiselpumpe 14 geführt wird, die zur Entnahme von Grundwasser aus dem Brunnen eingeschaltet ist; gleichzeitig damit ist das Richtungsventil 16 ak­ tiviert, das während des Füllens in seiner normalen, vorgesehenen Durchflußrichtung von dem Grundwasser durchströmt ist. Das davor liegende Richtungsventil 15, dessen normale Durchflußrichtung der des nachgeschalteten Richtungsventils entgegengesetzt gerichtet ist, öffnet, ohne dabei selbst aktiviert zu sein, entgegen seiner norma­ len Durchflußrichtung bei dem anstehenden Überdruck von selbst.

Das Grundwasser gelangt in den Vorratsbehälter 10, wobei dieses Auf­ füllen zur Sauerstoffanreicherung durch eine in der Steuerung 20 enthaltenen Zeitschaltuhr 33 mehrmals täglich ausgelöst wird. Die Steuerung 20 überwacht über den Schwimmerschalter 28 den oberen Füllstand und schaltet, wenn dieser erreicht ist, Kreiselpumpe 14 und Richtungsventil 16, und damit das Füllen ab. Der Vorratbehälter 10 ist drucklos, er ist mit einem Behälterdeckel 11 abgedichtet verschlossen, wobei der Behälterdeckel 11 einen Atemluft-Stutzen 11.1 mit Filter aufweist, über den die beim Füllen des Vorratsbehäl­ ters 10 verdrängte und die während der Injektion nachströmende Atem­ luft des Vorratsbehälter 10 ab- bzw. zugeführt wird. Im unteren Be­ reich des Vorratbehälters 10 ist als Membran-Anordnung 17 ein Kunst­ stoff-Membranschlauch in (vorteilhaft auf ein Rohr) aufgewickelter Lage fixiert. Mit Hilfe der Luftpumpe 18, eine Schwinganker- oder motorbetriebene Membranpumpe, wird durch das Schmutz- und Keimfilter 18.1 Luft angesaugt und in die Membranordnung 17 gepreßt. Infolge seiner Mikroporen entsteht eine Vielzahl kleinster und kleiner Luft­ blasen, die - wegen ihrer Kleinheit mit relativ geringer Geschwin­ digkeit - nach oben steigen. Dabei wird Sauerstoff vom Grundwasser aufgenommen.

Nach einer von der Steuerung 20 bestimmten Belüftungszeit wird die Luftpumpe 18 abgeschaltet und die Injektion eingeleitet; dazu soll das so behandelte sauerstoffreiche Wasser in den Brunnen zurück­ fließen. Dazu aktiviert die Steuerung 20 nun das eine Richtungs­ ventil 15, wobei das andere Richtungsventil 16 nicht aktiviert ist. Während ersteres in seiner normalen Durchflußrichtung betrieben wird, öffnet letzteres gegen seine normale Durchflußrichtung infolge des anstehenden Druckes. Auch die Pumpe 14 läßt das Wasser entgegen ihrer normalen Förderrichtung durchlaufen, so daß das angereicherte Wasser zur Injektion in das Brunnenrohr 1 fließen kann.

Das Entleeren des Vorratsbehälters 10 ist beendet, wenn die Steue­ rung 20 über den Schwimmerschalter 27 den unteren Füllstand erkennt. Jetzt werden durch Ansteuerung von Kreiselpumpe 14 und Ventil 15 der untere Füllstand über eine in der Steuerung 20 einstellbaren kurzen Zeit gerade so erhöht, daß der untere Schwimmerschalter 27 wieder umschaltet. Die Steuerung 20 überwacht nun ständig das Abfallen der Wassersäule, was im Normalfall nicht vorkommt, mit dem man jedoch bei Verschmutzung eines Magnetventils z. B. durch ein Sandkorn rech­ nen muß. Dieser Störfall wird durch erneutes Ansprechen des unteren Schwimmerschalters 27, wenn der obere Schwimmerschalter 28 nicht wieder angesprochen hat, erkannt und das vorbeschriebene kurze Nach­ füllen wiederholt, mit dem der Wasserweg durch die Richtungsventile 15 und 16 gespült wird.

Eine Sicherheit gegen Überlaufen des drucklosen Behälters gewährlei­ stet der zusätzliche Sicherheits-Schwimmerschalter 29. Wenn der für den normalen Betriebsablauf vorgesehene obere Schwimmerschalter 28 versagt und der höher installierte Sicherheits-Schwimmerschalter 29 anspricht, wird die Stromversorgung der beiden für den Betrieb von Pumpe 14 und Richtungsventil 16 zuständigen Relais auf elektromecha­ nischem Wege sicher unterbrochen. Selbst bei klebenden Pumpenrelais ist eine weitere Wasserförderung wegen geschlossenem Ventil 16 un­ möglich.

Die Fig. 2 zeigt ein Wirkschaltbild der Anlagensteuerung 20 (wobei bei Bezugnahme auf apparative Teile auf die Bezugszeichen der Fig. 1 zurückgegriffen wird): Die Spannungsversorgung erfolgt über den Netzeingang 21 sowie einen (nicht näher dargestellten) Netzschalter. In dem Umrichter 22 wird die für die Steuerung notwendige Gleich­ spannung angepaßter Größe erzeugt, die als V+ herausgeleitet wird. Dem Ausgang ist ein Sicherheits-Schwimmerschalter 29 nachgeschaltet, der bei Ansprechen infolge Überfüllung des Vorratsbehälters 10 die gesamte Spannungsversorgung aller Schalt-Relais unterbricht. Das Schalt-Relais 23 versorgt den Antrieb der Kreiselpumpe 14, das Schalt-Relais 24 den Antrieb 16.1 für das Richtungsventil 16 "Fül­ len", das Schalt-Relais 25 den Antrieb des Antriebsmotors 18.1 für die Belüftungspumpe 18 und das Schalt-Relais 26 den Antrieb 15.1 für das Richtungsventil 15 "Injektion". Dabei werden diese Schalt-Relais nur dann aktiviert, wenn die entsprechenden Ansteuerungs-Treiber dies zulassen.

Das Zeitschaltwerk 33 bedient diese Ansteuerungs-Treiber, die nur dann freigegeben sind, wenn die am Zeitschaltwerk 33 eingestellte Zeit erreicht ist. Schaltet das Zeitschaltwerk 33 auf "Füllen", wird der Befehlsgeber "Füllen" 30 angesteuert, der das Kommando "Füllen" an ein UND-Glied weiter gibt, das sicherstellt, daß keine vom Stö­ rungsmerker 43 gemeldete Störung vorliegt. Wird dieses Kommando an den Ansteuerungs-Treiber 32 abgegeben, können die Schalt-Relais 23 und 24 für "Antrieb Kreiselpumpe" und "Antrieb Richtungsventil Fül­ len" aktiviert werden, die dann entsprechend umschalten. Dieser Schaltzustand leitet weiterhin eine Überwachung der Kreiselpumpe auf Trockenlauf ein. Nach Beginn des Füllens muß der untere Schwimmer­ schalter 27 spätestens nach einer durch eine Verzögerungsstufe 40 bestimmten Zeit umschalten auf "unterer Füllstandpegel überschrit­ ten". Erfolgt diese Umschaltung nicht, setzt das UND-Glied 41 über ODER-Glied 42 den Störungsmerker 43, ausgebildet als RS-Speicher­ flipflop. Der Störungsmerker wird weiterhin gesetzt, wenn die Re­ laisversorgungsspannung durch Sicherheitsschwimmerschalter 29 un­ terbrochen wird. Diesen Zustand erkennt ODER-Glied 42 über eine Ne­ gierung. Der Störungsmerker 43 läßt sich mit Hilfe der Verzögerungs­ stufe 44 durch Einschalten der Versorgungsspannung V+ löschen. Er unterbricht im aktivierten Zustand über Negierungen (dargestellt durch Punkte) an den Eingängen der Und-Glieder 31, 34, 38 die An­ steuersignale für die Treiberstufen 32, 35, 39 der Schaltrelais. Wenn der obere Füllstand erreicht ist, schaltet der obere Schwimmer­ schalter 28 um. Dadurch wird das weitere Füllen über UND-Glied 31 unterbrochen und über UND-Glied 34 und Ansteuerungstreiber 35 die Belüftungspumpe aktiviert.

Der Rest der Zeit, in der sich die Schaltuhr 33 in der eingeschalte­ ten Phase befindet, steht somit für die Anreicherung des Injektions­ wassers mit Sauerstoff zur Verfügung. Über die programmierbare Zeit­ dauer, nach deren Ablauf die Belüftung abgeschaltet wird, kann der Sauerstoffgehalt gesteuert werden, wobei es sich von selbst ver­ steht, daß anstelle des Zeitablaufs zum Abschalten auch das Aus­ gangssignal eines den Sauerstoffgehalt des Wassers prüfender Sensor ausgenutzt werden kann, das abgegeben wird, wenn der Sauerstoff­ gehalt des Wassers den vorgegebenen Wert erreicht hat.

Schließlich soll das mit Sauerstoff angereicherte Injektionswasser in den Brunnen zurückgespeist werden. Dazu muß der Ansteuerungs- Treiber 39 aktiviert werden und über ihn das Richtungsventil 15 "Injektion". Die Injektion beginnt, wenn die Zeitschaltuhr 33 nach Beendigung der programmierten Einschaltphase auf "Aus" umschaltet, und die Spannung V+ auf den Eingang des positivflankengetriggerten Monflop 36.1 gibt. Der Spannungsanstieg triggert diesen, so daß zu diesem Zeitpunkt ein kurzer Impuls erzeugt wird, der das für die "Injektion" zuständige RS-Speicherflipflop 37 setzt und über UND- Glied 38 den Ansteuerungstreiber 39 einschaltet, wenn keine Störung vorliegt. Das RS-Speicherflipflop bleibt solange eingeschaltet, bis der untere Schwimmerschalter 27 umschaltet. Das führt zu einem Abschalten des RS-Speicherflipflops 37 über den Rücksetzeingang. Als Folge davon gibt das UND-Glied 38 keine Signalspannung mehr ab und der Ansteuerungstreiber 39 für das Richtungsventil "Injektion" wird deaktiviert, so daß der untere Schwimmerschalter 27 abschaltet und das Rückströmen des Injektionswassers aus dem Vorratsbehälter 10 in den Brunnen 1 beendet. Die bei dem Abfall der Ausgangsspannung des UND-Gliedes 38 auftretende negative Flanke triggert ein negativ­ flankengetriggertes Monoflop 36.2, das einen Impuls an ODER-Glied 30 abgibt, dessen Zeitdauer einstellbar ist. Dadurch wird über UND- Glied 31 der Ansteuerungs-Treiber 32 aktiviert, der seinerseits die Antriebe von Kreiselpumpe 14 und Richtungsventil 16 ansteuert, wobei Wasser wieder in den Vorratsbehälter 10 gelangt; dieser Zustand wird nur über eine kurze Zeit gehalten, so daß nur eine geringe Wasser­ menge zurückgefördert wird. Fällt der so eingestellte Wasserstand ab und schaltet der untere Schwimmerschalter 27 erneut, ohne daß zwischenzeitlich der obere Schwimmerschalter 28 angesprochen hat, er­ kennt die Steuerung 20 dies als Undichtheit in den Richtungs-Ven­ tilen 15 oder 16 und versucht diese oftmals von einem Sandkorn her­ rührende Undichtheit durch Impulsrückspülung zu beheben. Gelingt dies nach einigen Rückspülungen nicht, geht die Steuerung 20 auf "Störung" und schaltet ab, wobei die Anzahl der Versuche vorgebbar ist. Weiter ist eine Sicherheits-Einrichtung vorgesehen, die die Gesamt-Anlage zumindest dann abschaltet, wenn der untere Wasserstand mehrfach unterschritten wird (Undichtheit das den Ablauf sperrenden Ventils 15 der Richtungs-Ventilanordnung), wenn Überfüllung eintritt oder wenn die Füllpumpe (14) überlastet wird (Übertemperatur des Antriebs­ motors).

Claims (19)

1. Verfahren zum oxidativen Entfernen oder Vermindern oxidier­ barer Bestandteile des Grundwassers, insbesondere von Ei­ sen oder Mangan, durch Einleiten von mit Sauerstoff ange­ reichertem Wasser in das Brunnenrohr des Förderbrunnens, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Sauerstoff anzurei­ chernde Wasser dem Förder-Brunnen entnommen und bis zur vorgebbaren Füllhöhe einem drucklosen Vorratsbehälter über­ führt wird, in dem der zur Anreicherung eingesetzte Sauer­ stoff als Luftsauerstoff oder als Rein-Sauerstoff unter Druck durch eine poröse Membran in das anzureichernde Was­ ser eingeführt wird, wobei das Einleiten bis zum Erreichen einer gewünschten Sättigung geführt wird, und danach das so mit Sauerstoff angereicherte Wasser in das Brunnenrohr oder das Brunnenrohr des Förderbrunnens zurückgespeist wird, wenn die Förderpumpe der Hauswasserversorgung nicht in Betrieb ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Sauerstoff angereicherte Wasser unter dem Druck der ei­ genen Wassersäule in das Brunnenrohr zurückgespeist wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Sauerstoff angereicherte Wasser unter dem durch eine Druckerhöhungspumpe erhöhten Druck in das Brunnenrohr zu­ rückgespeist wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei Luftsauerstoff zur Anreicherung eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Anreicherung eingesetzte Luft mittels einer Druckerhöhungspumpe, vorzugsweise einer Membranpumpe, der Membrananordnung zugeführt wird, wobei vorzugsweise die Luft vor dem Einführen in das anzureichernde Wasser derart hochgradig gereinigt wird, daß Entkeimung erreicht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft vor dem Einführen in das anzureichernde Wasser durch Ozonisierung entkeimt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Atmungsluft des Vorratsbehälters, insbesondere die während des Injizierens des mit Sauer­ stoff angereicherten Wassers einströmende, derartig hoch­ gradig gereinigt wird, daß Entkeimung vorliegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Steuerung (20) vorgesehen ist, mit der das Injizieren so überwacht wird, daß nach Erreichen eines vorgegebenen unteren Wasserstandes im Vorratsbe­ hälter (10) auf "Füllen" umgeschaltet wird und kurzzeitig gefüllt wird, zumindest bis der untere Füllstand soweit überschritten ist, daß der untere Niveauschalter (27) das Signal "Unterer Grenzwert erreicht" aufhebt, und daß bei erneutem Abfall des Wasserspiegels und Ansprechen des un­ teren Niveauschalters (27) die Ventile der Doppel-Ventil­ anordnung (15, 16) mittels Impuls-Rückspülung gereinigt werden.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer an einen Förderbrunnen über eine Förderleitung angeschlossenen Förderpumpe einer Haus­ wasserversorgung mit Druckbehälter, mit einem Vorratsbe­ hälter für mit Sauerstoff anzureichernden Wasser und mit einer in ein Brunnenrohr oder eine Förderleitung geführten Rückspeiseleitung, durch die zumindest mit Sauerstoff an­ gereichertes Wasser in den Förderbrunnen rückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter über die Rückspeiseleitung als Förderleitung (12) mit einer Füll­ pumpe (14) sowie einer Richtungs-Ventilanordnung (15, 16), mit der sowohl Zufluß als auch Rückfluß unterbrechbar sind, mit Brunnenrohr oder Förderleitung (1, 2) der Haus­ wasserversorgung verbunden ist und als aus dem Brunnen füllbarer Anreicherungsbehälter ausgebildet ist, in dem eine an eine Luftpumpe (18) für atmosphärische Luft, an eine Druckluft- oder an eine Druck-Sauerstoff-Versorgung angeschlossene Membrananordnung (17) zur Einleitung von Sauerstoff angeordnet ist, wobei eine Steuerung (20) vor­ gesehen ist, die Füllen, Sauerstoffanreichern und Entlee­ ren des Vorratsbehälters (10) steuert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorratsbehälter (10) eine Sauerstoffsonde angeordnet ist, die die erreichte Sauerstoff-Aufnahme mißt und der Steuerung (20) zuführt, die bei Erreichen eines vorgegebe­ nen Sauerstoff-Partialdruckes die Zufuhr von Sauerstoff unterbricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß als Richtungs-Ventilanordnung eine Doppel-Ventil­ anordnung vorgesehen ist, mit zwei antiseriell geschalte­ ten Ventilen (15, 16), wobei zumindest eines der Ventile (15; 16) als vorzugsweise elektromagnetisch gesteuertes Membranventil ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile (15; 16), vorzugsweise das den Zu-/Ab­ fluß sperrende Ventil (16) ein Heizkörperventil mit elek­ trothermischem Antrieb ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in die Fülleitung (12) angeordnete Füll­ pumpe (14) als vorzugsweise selbstansaugende, einen freien Rückfluß erlaubende Kreiselpumpe ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (10) zumindest ein, vorzugsweise zwei Niveauschalter (27; 28) aufweist, zur Festlegung der oberen und der unteren Füllgrenze, wobei die Niveauschalter vorzugsweise Schwimmerschalter sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorratsbehälter ein Sicherheits- Niveauschalter (29) vorgesehen ist, zum Abschalten der An­ lage bei Überfüllung.

15. Vorrichtung mit einer Versorgung der Sauerstoffanreiche­ rung mit Luft-Sauerstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftpumpe (18) eine Membranpumpe vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Luftansauger der Luftpumpe (18) ein Keimfilter (18.1) vorgeschaltet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Schaltung (20) vorgesehen ist, die mit mindestens einem Niveauschalter (27; 28) im Vorratsbe­ hälter (10) zusammenwirkt, wobei mindestens ein Niveau­ schalter (28) bei Erreichen des oberen Grenzpegels die Füllpumpe (14) abschaltet und das die Wasserzufuhr sper­ rende Ventil (16) der Richtungs-Ventilanordnung (15, 16) schließt, und die eine Verriegelungsschaltung enthält, die das den Wasserablauf freigebende Ventil (15) der Richtungs- Ventilanordnung (15, 16) öffnet, wenn das den Wasserzulauf sperrende Ventil (16) geschlossen und die Förderpumpe (4) der Hauswasserversorgung stillgesetzt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung als Zeitsteuerung ausgebildet ist, zur mit ei­ nem Zeitschaltwerk (33) Steuerung eines Zeitprogrammes für die Entnahme von mit Sauerstoff anzureichernden Wasser, der Anreicherung dieses Wassers mit Sauerstoff und der Rückspei­ sung dieses mit Sauerstoff angereicherten Wassers über die Fülleitung (12) in den Förderbrunnen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Steuerung ein Steuerungsablauf und ein die Schaltzustände kontrollierender Mikroprozessor mit Perma­ nentspeicher für Programm und für Anwendung sowie eine Echtzeit-IC als Zeitschaltuhr vorgesehen sind, wobei zumin­ dest der Anwendungsspeicher beschreibbar ist, und eine vor­ zugsweise mit Tasten versehene Eingabe und eine als Display ausgebildete Sichtausgabe aufweist.