DK157694B - Fremgangsmaade til at ophente vand fra en grundvandsforekomst - Google Patents

Description

DK 157694 B

i

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til at ophente vand fra en grundvandsforekomst, ved hvilken fremgangsmåde i det mindste to adskilte løfterør placeres i jorden, med hvilke rør vand under hensyn til vandets kvalitet tages fra forskellige lag.

5 Ophentning af vand fra en dyb grundvandsforekomst, fx. fra en boret brønd, sker i almindelighed ved at anvende i brønden fast monterede, med pumper forsynede løfterør. Til forøgelse af brøndens kapacitet kan der i samme brønd være monteret flere løfterør og herved har det været almindeligt at placere et af rørene nær brøndens bund, hvorved man 10 sikrer vandtilgangen, selv når vandniveauet i brønden af en eller anden grund synker usædvanligt langt ned.

Et almindeligt problem ved ophentning og brug af grundvand udgør de i vandet opløste jern- og manganforbindelser. Såfremt disse forbindelser ikke fjernes fra vandet, udfælder de i vandledningsnettet og 15 resulterer med tiden i tilstopninger af rørene. En måde at undgå dette problem på er anført i finsk fremlæggelsesskrift nr. 43.852, ifølge hvilket brønden omgives med rør, gennem hvilke oxygenholdigt fødevand ledes ned i jorden. Hensigten med denne fremgangsmåde er at oxidere jern- og manganionerne til en uopløselig form, hvorved de forbliver på 20 udfældet form i jordområdet og der til brønden kun fås rent vand. I praksis har fremgangsmåden i mange tilfælde fungeret udmærket, dvs. at den ønskede langvarige rensningsvirkning er blevet opnået med meget små mængder fødevand, som er ført til jorden, men på den anden side findes der også mange anlæg, hvor det har været nødvendigt at lede fødevand til 25 jorden over en længere periode og i store mængder, inden vandets jern-og manganindhold i brønden er begyndt at synke. I sådanne tilfælde er denne fremgangsmådes udnyttelse ulønsom, såfremt man overhovedet opnår det ønskede resultat.

Især i kystområderne forekommer som forureninger i grundvandet 30 desuden calcium- og magnesiumsalte, der forårsager hårdhed. Der kendes ingen fremgangsmåde til på tilsvarende måde som ovenfor beskrevet at fjerne vandets hårdhed allerede i jorden.

I US patent nr. 3.901.811 er der beskrevet en fremgangsmåde til fjernelse af olieforurening i undergrunden. En sådan olieforurening 35 bliver gerne liggende som et olielag jovenpå grundvandsspejlet. For at fjerne olieforureningen bores en brønd ned i det underliggende grundvandslag, og vand pumpes ud af brønden med stor strømningshastighed. Det omgivne grundvandsspejl vil herved indtage en tilnærmet tragtform ind 2

DK 157694B

mod brønden, og olieforureningen vil løbe ind i området over denne tragt til brønden, hvor den kan fjernes med en selvstændig pumpe anbragt i en vis afstand fra tragtens bund. I dette tilfælde forsøges det med andre ord, at få brønden til åt tiltrække forureningen fra et større omkring-5 liggende område, hvilket ikke ville være særligt hensigtsmæssigt set ud fra formålet med den foreliggende opfindelse.

Det har nu vist sig, at der i grundvandet ofte forekommer en kraftig lagdannelse både af jernet og manganet og de hårdheds-fremkaldende salte. Dette indebærer, at de nævnte forureningers koncentration i en 10 vis dybde af jordens grundvand er høj, mens grundvandet oven for eller under denne dybde er væsentligt renere til og med praktisk taget fuldstændigt rent. Det sædvanlige er, at forureningerne er koncentrerede til de øverste grundvandslag nærmest jordoverfladen. Opdagelsen forklarer problemerne ved at anvende fremgangsmåden ifølge finsk fremlæggel ses-15 skrift nr. 43.852 med, at det oxygenholdige fødevand simpelthen er blevet ført for dybt ned i jorden. Desuden giver opdagelsen en forklaring på det ofte konstaterede forhold, at vandets jernindhold i brønden gradvis øges ved anvendelse. Det sker nemlig det, at der, når rent jernfrit vand ophentes fra stor dybde i brønden, i stedet fra det øverste grund-20 vandslag til strømmer vand, som indeholder rigeligt med jern, hvilket, når ophentningen foregår langsomt, spreder sig stadig dybere ned i brønden og efterhånden når den dybde, hvor løfterørets ende er beliggende.

Den foreliggende opfindelse har til hensigt at tilvejebringe en fremgangsmåde baseret på ovennævnte iagttagelse, med hvilken der fås 25 rent vand til konsumption fra en grundvandsforekomst, således at vandets kvalitet holdes uforandret selv ved langvarig pumpning. Det ejendommelige for opfindelsen er, at løfterørene placeres iht. de i grundvandets forskellige lag rådende forskellige koncentrationer af jern- og manganforbindelser, hårdhedsforårsagende salte eller andre skadelige stoffer, 30 således at der fra rørene opnås vand af forskellig kvalitet, at vandet ophentes med begge løfterør samtidigt og at kun det bedre vand ledes til normalt forbrug.

Ved en fremgangsmåde ifølge opfindelsen kan vandmængderne, som tages fra forskellige dybder, reguleres således, at der knap nok sker

C

35 blanding af vandet fra forskellige lag. Reguleringen kan basere sig pa mætning af koncentrationen af skadelige forureninger i vandet udtaget fra brønden, idet bevarelse af uforandrede koncentrationer er et tegn på, at forholdet mellem de forskellige vandmængder ophentet gennem de 3

DK 157694B

forskellige rør er det rette.

Opfindelsens fordel i sammenligning med den i fx. finsk fremlæggelsesskrift nr. 43.852 omhandlede fremgangsmåde er, at der ikke behøves særskilte føderør, som placeres rundt om brønden. Til anvendelse af 5 fremgangsmåden er det tilstrækkeligt med en sædvanlig grundvandsbrønd, som er forsynet med to eller flere løfterør, der når forskellig dybde.

Det fra brønden opnåede vand af dårligere kvalitet kan føres bort eller anvendes til sådanne formål, hvor forureningerne ikke er skadelige.

Væsentligt er blot det, at dette vand ikke blandes med vandet af bedre 10 kvalitet, som fås fra brønden, hvilket ofte som sådant kan ledes til vandledningsnettet.

Opfindelsen beskrives i det følgende nærmere ved hjælp af et eksempel under henvisning til vedføjede tegning, hvor figur 1 forestiller en boret brønd, hvor vandet som forbruges, 15 udtages fra brøndens bund, figur 2 forestiller en boret, hvor vandet som forbruges, tages fra brøndens øvre del, og figur 3 forestiller en boret brønd, hvor vandet som forbruges, tages ud fra brøndens bund og dens øvre del.

20 I figur 1 er vist en boret brønd 1, som strækker sig dybt ned i et grundvandsførende jordlag og som har to adskilte vandiøfterør 2 og 3.

Begge løfterør er forsynede med en dykpumpe 4 i rørets ende. I figuren er desuden jordoverfladen mærket med henvisningstal 5, grundvandslagets overflade med henvisningstal 6 og brøndens sigtedels øvre kant med hen-25 visningstallet 7.

I grundvandet forekommer alment som forureninger jern- og manganforbindelser samt salte, der gør vandet hårdt, hvilke desuden er koncentrerede til kun visse lag i det grundvandførende jordområde. I det tilfælde, som er vist i figur 1, er det forurenede vand koncentreret nær 30 grundvandslagets overflade 6, hvilket er det i praksis oftest forekommende tilfælde. Med løfterøret 2, hvis ende er nær brøndens sigtedels øvre kant 7, får man således urent vand, mens man med løfterøret 3, hvis ende er nær brøndens bund, får rent vand. Løfterørene 2 og 3 anvendes således, at der fra brønden tages vand samtidigt med begge rørene, men 35 kun det med røret 3 ophentede rene vand ledes til vandledningsnettet.

Det med røret 2 ophentede urene vand går enten til spilde eller anvendes til et sådant formål, hvor vandets urenhed ikke forårsager ulemper, fx. ved vanding af vækster. Betydningen af at optage forurenet vand ligger 4

DK 157694B

i, at man med dettes hjælp i væsentlig grad formindsker den af vandets optagning forårsagede blanding af vandet i dybden, hvilket ellers ville have ført til stigende koncentrationer af forureninger ved enden af det rør, som suger vand til konsumering. Ved den samtidige anvendelse af 5 løfterørene 2 og 3 forudsættes ikke nødvendigvis, at rørene altid skal fungere i samme "takt", men væsentligt er det, at man inden for en relativt kort tidsperiode tager vand med begge rørene, således at vandet i brønden ikke nævneværdigt bliver blandet i dybden.

I det i figur 2 viste tilfælde er koncentrationer af forureninger 10 i vandet størst ved brøndens bund og derfor er rørets 2 ende, som løfter vand af dårligere rørkvalitet, ført til brøndens bund og rørets 3 ende, som tager vand til konsumering, er anbragt i brøndens øvre del. I figur 3 er der igen vist et tilfælde, hvor forureningernes koncentration er størst i brøndens midterdel. Enden af det rør 2, som tager forurenet 15 vand, er i overensstemmelse hermed placeret omtrentlig ved midten af brønden og til at udtage vand til konsumption anvendes to forskellige rør 3, hvoraf enden af det ene er beliggende ved brøndens bund og af det andet i brøndens øvre del.

En ifølge opfindelsen udformet fremgangsmåde er blevet afprøvet i 20 en brønd, hvorfra vand var blevet hentet op med 1200 1/minut under anvendelse af et enkelt løfterør, hvis ende var beliggende ved den sigte-forsynede brønddels midterparti. Det ophentede vands jernindhold var da 1,0 til 1,5 mg/1 og manganindeholdet 0,20 til 0,25 mg/1. Da det konstateredes, at jern- og manganindholdene var størst ved brøndens øvre del 25 nær vandoverfladen, monteredes to særskilte løfterør i brønden, hvoraf det enes ende var beliggende i brøndens øvre del og det andets ende ved brøndens bund. Disse rør anvendtes herefter samtidigt, således at der med et førstnævnte rør blev udtaget vand fra brøndens øvre del med 300 1/minut og med det sidstnævnte fra brøndens bund 1200 1/minut. I det 30 førstnævnte rørs vand måltes et jernindhold på 2,4 mg/1 og et manganindhold på 0,6 mg/1, mens der i det sidstnævnte rørs vand fandtes jern 0,02 mg/1 og mangan 0,03 mg/1. Jern- og manganindholdene kunne derfor reduceres til en brøkdel af de tidligere værdier i det fra brønden udtagne vand uagtet at brøndens kapacitet blev bibeholdt.

35 En anden prøve udførtes i en brønd, hvorfra vand var blevet hentet op med 600 1/minut og hvor vandets jernindhold havde været 2,1 mg/1. I dette tilfælde konstateredes jernindholdet at være størst ved" brøndens bund og i brønden monteredes derfor to løfterør, hvoraf det enes ende 5

DK 157694B

placeredes ved brøndens bund og det andets ende nær brøndens overflade.

Med det førstnævnte rør blev derefter ophentet vand fra brøndens bund med 200 1/minut og med det sidstnævnte fra brøndens overflade med 600 1/minut. I vandet, som blev udtaget fra det førstnævnte rør, måltes et 5 jernindhold på 6,8 mg/1 og i vandet fra det sidstnævnte 0,01 mg/1.

For en fagmand på området vil det være klart, at opfindelsens forskellige udførelsesformer ikke skal være begrænsede til de i det foregående anførte eksempler, men kan variere inden for rammerne af de efterfølgende patentkrav. Således behøver vandiøfterørene 2 og 3 ikke 10 nødvendigvis at være placerede i samme brønd, men de kan være placerede i forskellige brønde, som ligger nær hinanden. Desuden kan brøndenes og løfterørenes antal i afhængighed af situationen være større end 2. Fra én brønd kan rent vand udtages og fra de andre forurenet eller omvendt.

Grænsefladen mellem rent og urent vand er ikke altid vandret i 15 grundvandsforekomsten, men kan være endog meget skråt.

Når man i sådanne tilfælde udformer to brønde nær hinanden, kan det gå sådan, at rent og forurenet vand udtages fra samme højde, men med henblik på grundvandets kvalitet fra forskellige lag.

20

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til ophentning af vand fra en grundvandsforekomst, ved hvilken fremgangsmåde i det mindste to adskilte løfterør (2, 3. placeres i jorden, med hvilke rør vand under hensyn til vandets kva- 5 litet tages fra forskellige lag, KENDETEGNET ved, at løfterørene (2, 3) placeres iht. de i grundvandets forskellige lag forekommende forskellige koncentrationer af jern- og manganforureninger, hårdheds-forårsagende salte eller andre skadelige stoffer, således at der fra rørene opnås vand af forskellig kvalitet, at vandet ophentes med begge løfterør sam-10 tidigt og at kun det bedre vand ledes til normalt forbrug.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at i det mindste det til forbrug førte vands koncentration af skadelige stoffer overvåges med kontinuerlige eller regelmæssigt tilbagevendende målinger.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, KENDETEGNET ved, at de med 15 løfterørene (2, 3) ophentede vandmængder reguleres således, at blandingen af lag, som indeholder vand af forskellig kvalitet, er mindst mulig. 20 25 30