DE2928998C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Entockerung von Filterrohren von Wasserbrunnen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Entockerung von Filterrohren von WasserbrunnenInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entockerung von Filterrohren von
Wasserbrunnen unter Verwendung von Anoden und Kathoden und einer diese beaufschlagenden Gleichstromquelle.
Bei Wasserbrunnenanlagen, die zur Gewinnung von Trink- und Brauchwasser dienen, wird in der Regel ein
Brunnenrohr in die Erde eingelassen, das mit Ausnehmungen zum Durchtritt des Wassers versehen ist.
beispielsweise mit Filterschlitzen, durch welche das Wasser in das Innere des Brunnenrohres gelangt und
von hier aus mittels einer Pumpe an die Oberfläche gefördert wird, oder aber, im Falle eines Schluckbrunnens,
in diesen von der Oberfläche aus eingespeist und iü unterhalb des Grundwasserspiegels der Umgebung
zugeführt wird. Zur Verhinderung von Verunreinigungen ist entweder die unmittelbare Umgebung des
Filterrohres mit einer Kiesschüttung versehen oder aber das Filtenohr selbst ist mit Filterstoffen umkleidet,
beispielsweise mit einem Kunststoffgranulat.
Beim Brunnenbetrieb kann es zur Bildung von Ablagerungen und Verstopfungen an den Ausnehmungen
z. B. den Filterschlitzen der Brunnenrohre kommen, die im Falle von unlöslichen Eisen- und Manganverbindüngen
als Verockerung bezeichnet werden. Durch das Zusetzen der Filterschlitze im Laufe der Zeit wird die
Förderleistung der Brunnen, unabhängig davon, ob es sich um Saug- oder Schluckbrunnen handelt, herabgesetzt,
bis im schlechtesten Falle der Brunnen unbrauch-2) bar wird. Die Bildung derartiger Verockerungen kann
auf chemischem Weg wie auch auf biologischem Weg infolge der Lebenstätigkeit von eisen- und manganspcichernden
Mikroorganismen entstehen.
Ajs der DD-PS 74 511 ist ein Verfahren bekannt, um
in ein Pumpengehäuse vor der Verockerung zu schützen.
was nach den dortigen Ausführungen dadurch erreicht werden soll, daß das Pumpengehäuse als Kathode
ausgebildet und in direkter räumlicher Niihe eine gesonderte Anode vorgesehen ist. Dieses Vn-gt-hui.
j--> führt bei einem Filterrohr nicht /ur ausreichenden
Verhinderung von Verockerungen, insbesondere deshalb, weil dort durch die unmittelbare Niihe /wischen
Kathode und Anode allenfalls ein Gleichgewichtszustand erreicht werden kann, nicht aber die Verhindern
rung der Verockerung.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art mit
relativ einfachen Mitteln das Auftreten von Verockerungen wirkungsvoll zu verhindern und ggf. bereits
•r> vorhandene Verockerungen zu beseitigen.
Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß unmittelbar an den gefährdeten Sielle-n am
Filterrohr eine oder mehrere angeordnete Anoden
vi wenigstens zeitweise mit dem Strom beaufschlag; werden und daß die Kathode im Abstand vom Filterrohr
im Erdreich angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise wird bei gezieltem Anlegen eines Stromes an Anoden in
■n unmittelbarer Nähe des Filterrohres einmal erreicht,
daß sich vorhandene Verockerungserscheinungcn auflösen und zum anderen, daß keine festen Verbindungen
mit Eisen- bzw. Manganionen sich bilden können. Der Strom wird dabei derart eingestellt, daß sich Sauerstoff
ho entwickelt und damit Wasserstoffionen entstehen.
Besonders zweckmäßig ist es, die Strombelastung intermittierend erfolgen zu lassen, wie dies die
Erfindung vorsieht, wobei in weiterer Ausgestaltung nach der Erfindung vorgesehen sein kann, daß die
b=> Zeitdauer der Strombelastung relativ zur belastungsfreien
Zeit klein gehalten wird. Diese erfindungsgemäßen Maßnahmen bedingen eine besonders wirtschaftliche
Betreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die
einzustellenden Zeiten können dabei je nach Belastungsgrad
des zu fördernden Wassers und Durchsatz der Pumpenanlage Stunden, Wochen oder sogar
Monate betragen.
Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Strombelastung nur beim Ruhen des Brunnenbetriebes
erfolgt, zum einen, um eine schnellere Beeinflussung des das Filterrohr umgebenden Wassers zu erreichen.
um somit eine schnellere Auflösung der Veroekc-ung zu
erzielen und zum anderen, um zusätzlich belastende Faktoren durch eine Wasserströmung durch Pumpen
bzw. Versickern zu verhindern.
Eine besonders zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung
des oben beschriebenen Verfahrens mil Anoden und Kathoden und einer diese beaufschlagenden
Gleichstromquelle sowie einem Filterrohr besteht nach der Erfindung darin, daß an der dem Erdreich
zugewandten Seite des Filterrohres die Anode bzw. die Anoden und im Abstand zum Filterroh; im Erdreich die
Kaihode vorgesehen sind.
In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Anode aus einem gegen anodische Belastung inerten
Material besteht, wie z. B. aus platziertem Titan, aus rutheniumoxid-besehichtetem Titan, Kohle od. dgl.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung liegt nach der Erfindung darin, daß das Filterrohr selbst aus
Titan besteht und die Umgebung der Durchbrechungen platiniert oder mit Rutheniumoxid beschichtet ist.
Eine weitere Möglichkeit der Anodengestaltung besteht nach der Erfindung darin, daß die Durchbrechungen
im Filterrohr mit Drahtanoden aus beschichtetem Titan versehen sind.
)e nach Ausführungsform des Brunnenrohres k;mn es
zweckmäßig sein, wenn das Filterrohr mit in Längsrichtung
verlaufenden Schlitzen und/oder /wischen sich Ausnehmungen bildenden Vorsprüngen ausgerüstet ist,
in die bzw. zwischen denen auf dem Umfang verteilt, die drahtförmig ausgebildeten Anoden eingelegt sind.
Eine weitere <\usführung der Erfindung besteht darin,
daß das Filterrohr mit einer die Außenoberfläche wendelförmig umlaufenden Anode versehen ist.
Eine abgewandelte erfindungsgemäße Ausführungsform ist die, daß Teile der Außenoberfläche des
Filterrohres mit flächenförmigen Anoden ausgerüstet sind.
Wird das Filterrohr aus einem Kunststoff hergestellt. so kann nach der Erfindung vorgesehen sein, in der
Nähe der äußeren Rohroberfläche blattförmige Anoden einzugießen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in
F i g. 1 eine Prinzipskizze eines Laboraul'baue.s und
F i g. 2 bis 7 Ausführungsbeispiele eintr Anodei,anordnung
an und in einem Filterrohr in perspektivischer Darstellung.
Zur Messung der elektrochemischen Verhältnisse sowie zum Nachweis der Effektivität des Verfahrens
wurden Untersuchungen mit der in Fi ρ 1 wiedergegebenen Anordnung durchgeführt.
An einem mit Schlitzen 1 versehenen Kunststoffrohr 2, das sich in einem Eisen(Ill)-ionenhaltigen Wasser 3
befand, wurden durch Zugabe von Lauge an den Schlitzen Verockerungserscheinungen erzeugt. Durch
die Zugabe der Lauge fiel in der Losung und an den Schlitzen ein brauner Niederschlag aus Eisenoxidhydrat
FeOOH aus. Das Kunststoffrohr 2 war mit einer drahtförmigen inerten Anode 4 in der Nähe der Schlitze
1 umgeben. Eine metallische Kathode 5 befand sich in
einiger Entfernung von dem Kunststoffrohr 2. Mit Hilfe eines Gleichstrom-Nezigerätes 6 wurde ein Strom in
der Größenordnung von 30 mA durch die Anode 4 geschickt. Nach einer Versuchdauer von ca. 10 Min.
hatte sich der Verockerungsniederschlag aufgelöst und die Schlitze des Kunststoffrohres 2 waren wieder frei.
Der pH-Wert in der Nähe der Anode 4 wurde gemessen, wodurch sich dessen Ablenkung nachweisen
ließ. Die Absenkung des pH-Wertes führt zur Auflösung der Eisenoxydhydrate.
In den F i g. 2 bis 7 sind verschiedene Ausführungsformen
des Filterrohres mit Anode dargestellt.
Das in den Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein mit Filterschlitzen 11 versehenes Filterrohr 10,
welches von vier Stabanoden 13 im Abstand davon umgeben ist. In der Gebrauchslage, d. h. im Erdreich,
befindet sich in der Regel zwischen den Stabanoden 13 und dem Filterrohr eine Kiesschüttung oder ein
Kunststoffgranulat od. dgl., das nicht dargestellt ist.
in Fig. 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel
der Anodenausbildung und -anordnung dargestellt. Das Filterrohr 10 is1 von F'lächenanoden 14 im Abstand
davon umgeben. Wiederum kann hier zwischen Filterrohr 10 und Flächenanoden 14 eine Kiesschüttung
od. dgl. vorgesehen sein, was nicht dargestellt ist. Die Flächenanoden 14 sind dabei so angeordnet, daß der
Wasserzutritt zum Filterrohr 10 nicht behindert ist. Sie können beispielsweise auch räumlich versetzt und
gegeneinander verschoben angeordnet sein.
Das in Fig.4 dargestellte Filterrohr 10 ist mit einer
Wendelanode 15 ausgerüstet, die das Rohr im Bereich der Filterschlitze 11 schraubenfömig umgibt. Die
Wendelanode 15 kann wiederum in einem bestimmten Abstand vom Filterrohr 10 angeordnet oder aber direkt
mit dessen Oberfläche verbunden sein.
In F i g. 5 ist ein gegenüber F i g. 2 angewandeltes
Ausführungsbeispiel dargestellt, welches Stabanoden 13' ebenfalls wiederum gleichmäßig am Umhing des
Filterrohrcs 10 aufweist, jedoch sind die Stabanoden 13'
in längsverlaufenden Ausnehmungen 16 am Filterrohr 10 angeordnet. Eine derartige Gestaltung ist dann
zweckmäßig, wenn die Filterrohre auf eine sehr große Tiefe abgesenkt werden müssen, da dann die .Stabanoden
13' aufgrund ihrer Unterbringung in den Ausnehmungen 16 beim Eintreiben des Filterrohres kein
zusätzliches Hindernis darstellen.
F i g. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Anodenanordnung. In diesem Falle sind Plattenanoden 17 direkt in
einem aus Kunststoll' bestehenden Filterrohr 10 bei dessen Herstellung eingebettet und werden durch
Einfräsen der Filterschliize 11 (linke Figurenhälfte) bzw.
Filterbohrungen 12 (rechte Figurenhälfte) freigelegt. Auch diese Anordnung ist für Filterrohre großer Länge
geeignet.
Eine weitere abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 7 dargestellt. Das hier gezeigte Filterrohr 10'
besteht selbst aus Titan, während die Filterschlitze 11
von einer Plalinbeschichtung 18 umgeben sind, d. h. das Filterrohr 10' kann selbst mit Strom beaufschlagt
werden.
Neben den dargestellten Gestaltungs- und Anordnungsbeispielen der Anoden sind weitere Möglichkeiten
gegeben. So kann beispielsweise die gesamte Rohroberfiäche
bei der Herstellung bereits mit einem leitenden Material, wie Titan z.B. durch Aufdampfen od. dgl.
versehen sein. Auch können, je nach geologischen oder sonstigen Verhältnissen, eine, zwei oder drei Anoden
oder auch mehr als vier vorgesehen sein.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Verfahren zur Entockerung von Filterrohren
von Wasserbrunnen unter Verwendung von Anoden und Kathoden und einer diese beaufschlagenden
Gleichstromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an den gefährdeten Stellen
am Filterrohr eine oder mehrere angeordnete Anoden wenigstens zeitweise mit dem Strom
beaufschlagt werden und daß die Kathode im Abstand vom Filterrohr im Erdreich angeordnet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombelastung intermittierend
erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der Strombelastung
relativ zur belastungsfreien Zeit klein geholten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombelastung
nur beim Ruhen des Brunnenbetriebes erfolgt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. mit Anoden und Kathoden und
einer diese beaufschlagenden Gleichstromquelle sowie einem Filterrohr, dadurch gekennzeichnet,
daß an der dem Erdreich zugewandten Seite des Filterrohres (10) die Anode bzw. die Anoden (13 bis
15, 17) und im Abstand zum Filterrohr im Erdreich die Kathode (5) vorgesehen sind.
b. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anode (13 bis 15, 17) aus einem gegen anodische Belastung inerten Material besteht,
z. B. aus platiniertem Titan, aus rutheniurnoxid-beschichtkern
Titan, Kohle od. dgl.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Filterrohr (10') selbst aus Titan besteht und die Umgebung der Filtcrschlit/e (11, 12)
platinicrt oder mit Rutheniumoxid beschichtet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche "5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filtcrsi'hliize (II,
12) im Filterrohr mit Drahtanoden aus beschichtetem
Titan versehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8.
dadurch gekennzeichnet, daß das Filterrohr (10) mit in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmungen (16)
und/oder zwischen sich Ausnehmungen bildenden Vorsprüngen ausgerüstet ist, in die bzw. zwischen
denen auf dem Umfang verteilt, die drahtförmig ausgebildeten Anoden (13') eingelegt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß das Filterrohr (10) mit
einer die Außenoberfläche wendelförmig umlaufenden Anode (15) versehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9.
dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Außenoberfläche des Filterrohres (10) mit flächenförmigen
Anoden ausgerüstet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ein aus Kunststoff bestehendes Filterrohr in der Nähe seiner äußeren Rohroberfläche
mit eingegossenen blattförmigen Anoden (17) versehen ist.
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Cited By (4)
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DE102022115687A1 (de) | 2022-06-23 | 2023-12-28 | UBV Umweltbüro GmbH Vogtland-Erkundung/Planung/Management | Vorrichtung zur Verhinderung von Verockerungserscheinungen auf fluidführenden Elementen an Horizontalfilterbrunnen |
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1979
- 1979-07-18 DE DE19792928998 patent/DE2928998C2/de not_active Expired
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Date | Code | Title | Description |
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