DE2928998C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Entockerung von Filterrohren von Wasserbrunnen - Google Patents

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)

i Patentansprüche:

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.