EP0548768A1

EP0548768A1 - Verfahren und Einrichtung zur Beeinflussung von im Erdreich befindlicher Flüssigkeit

Info

Publication number: EP0548768A1
Application number: EP92121370A
Authority: EP
Inventors: Bruno Bernhardt
Original assignee: IEG Industrie Engineering GmbH
Current assignee: IEG Industrie Engineering GmbH
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1993-06-30
Also published as: US5348420A; DE4204991A1

Abstract

Bei dem Verfahren zur Beeinflussung von im Erdreich befindlicher Flüssigkeit wird einem mittels einer in einem Schacht angeordneten Pumpe erzwungenen Flüssigkeitskreislauf zur Ansammlung und Aufhöhung der Flüssigkeit oder unter Vermeidung einer Absenkung des Flüssigkeitsspiegels ein Teilstrom zu einer außerhalb des Erdreiches befindlichen Behandlungs- oder Verwertungsvorrichtung entzogen und durch einen rückgeleiteten oder zusätzlichen Flüssiganteil ersetzt, der in den Flüssigkeitskreislauf eingebracht oder nachgezogen wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung von im Erdreich befindlicher Flüssigkeit durch Bildung eines Flüssigkeitskreislaufes in dem Erdreich mittels einer in einem in das Erdreich bis in den interessierenden Flüssigkeitsbereich eingebrachten Schacht angeordneten Pumpe, sowie eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Bei Anordnungen zum Reinigen von verunreinigtem Grundwasser ist bereits bekannt, mittels einer in einem Schacht angeordneten Pumpe einen Flüssigkeitskreislauf durch das Erdreich zu erzwingen und die Flüssigkeit zum Ausbringen von Verunreinigungen über in dem Schacht oder an durchlässigen Schachtwandungsbereichen angeordnete Filter zu leiten. Mit diesem Verfahren und einer zugehörigen Einrichtung läßt sich zwar ein Großteil von Verunreinigungen ausfiltern, doch muß dabei ein Filterwechsel innerhalb des Schachtes in Kauf genommen werden. Außerdem sind die Behandlungsverfahren auf das Ausfiltern von Verunreinigungen begrenzt.
Das bekannte Abpumpen von Flüssigkeit aus einem Schacht zu einer außerhalb des Schachtes befindlichen Reinigungsvorrichtung oder einer anderen Behandlungsvorrichtung hat den als gravierend erkannten Nachteil, daß hierbei eine Absenkung des Flüssigkeitsspiegels im Schachtbereich auftritt, durch welche die Vegetation und Gebäudefundamente im Absenkungsbereich gefährdet werden. Man hat daher allgemein davon Abstand genommen, in bebauten und/oder mit Pflanzen kultivierten Gegenden Flüssigkeit einfach aus dem Boden abzupumpen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine zugehörige Einrichtung so auszubilden, daß eine vielseitige Behandlung von im Erdreich befindlicher Flüssigkeit möglich ist, die auch eine stärkere Ansammlung von Flüssigkeit unter Anhebung des Flüssigkeitsspiegels erlaubt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen gelöst.
Berechnungen und Versuche an Reinigungsanordnungen haben gezeigt, daß mit dem Verfahren einer Teilstromentnahme jegliche Flüssigkeitsabsenkung im Schachtbereich vermieden werden kann, und der Flüssigkeitsteilstrom jeder gewünschten Behandlung unterzogen werden kann. Dabei kann mit der Pumpe im Schacht bis auf die von den Flüssigkeitsströmungverhältnissen im umgebenden Erdreich abhängige, maximale Förderleistung und auch hohe Förderdrücke gefahren werden, um einen maximal möglichen Flüssigkeitskreislauf im Erdreich zu erzielen. Dabei wird die nicht entnommene Flüssigkeit im oberen Schachtbereich wieder in das Erdreich ausgeleitet, wo ein sehr breiter horizontaler Ausfließbereich erzielt werden kann, der sich dadurch begünstigen läßt, daß mindestens annähernd in Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Erdreich eine flüssigkeitsdichte horizontale Wandung angeordnet wird. Ein optimaler Kreislauf läßt sich noch dadurch begünstigen, daß eine Teilstromrückführung unter Druck zurück in das Erdreich und an einer hierfür passenden Stelle im Kreislaufbereich erfolgt. Eine Ausströmpegelhöhe kann dabei in Abhängigkeit von der Erdreichbeschaffenheit oder aber im Hinblick auf eine gewollte Ausschwemmwirkung in bestimmten Erdschichten gewählt werden. Es hat sich aber gezeigt, daß auf eine Rückleitung des entnommenen Teilstromes auch verzichtet werden kann, ohne daß dadurch in der unmittelbaren Umgebung des Schachtbereiches eine Absenkung des Flüssigkeitsspiegels befürchtet werden muß, weil in den erzwungenen Flüssigkeitskreislauf ausreichend Grundwasser nachgezogen wird.
Das Grundwasser kann auch im oberen Schachtbereich angesaugt und im unteren Schachtbereich wieder ins Erdreich zurückgeleitet werden. Durch den dabei entstehenden Flüssigkeitskreislauf erhöht sich der Grundwasserspiegel in der Umgebung des Schachtes, und es läßt sich eine größere Ansammlung von Flüssigkeit erreichen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht auf die Reinigung von Grundwasser von Verunreinigungen beschränkt. Deshalb muß hier bei der Einstellung einer Flüssigkeitskreislaufstärke nicht in allen Fällen auf die Beibehaltung einer laminaren Flüssigkeitsströmung im Erdreich geachtet werden. Das Verfahren läßt sich vielmehr auch beispielsweise für eine chemische oder biologische Behandlung des Erdreiches oder die Verwendung des Erdreiches als Speicherraum für überschüssiges Regenwasser oder beispielsweise heiße Flüssigkeiten, wie heißes Kühlwasser, das im Kreislauf, auch mit wechselndem Volumen, gehalten wird und nach Bedarf für Heizzwecke im Teilstrom entnommen wird, anwenden. In diesem Falle wird auch das Erdreich und nicht nur die in ihm befindliche oder eingebrachte Flüssigkeit beeinflußt, beispielsweise mit Speicherwirkung aufgewärmt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung erleichtert auch das häufig probelematische Reinigen der Filter von Ablagerungen, welche die Betriebsdauer der Reinigungseinrichtung entscheidend beeinflussen. Durch den erzwungenen Kreislauf findet ohnehin eine stärkere Durchspülung der Filter und des Filterkieses- statt. Durch eine kurzfristige Erhöhung der Pumpenleistung und/oder eine Umkehr der Förderrichtung lassen sich Ablagerungen auch im ein Brunnenrohr umgebenden Filterkies lockern.
Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung weist zwischen in Schachtlängsrichtung mit Abstand voneinander befindlichen durchlässigen Wandungsabschnitten mindestens eine Querwandung mit einer öffnung für einen Durchgangskanal auf, wobei in einen der beiden durch diese Querwandung geschaffenen Schachtbereiche eine zu einer Behandlungsvorrichtung führende Teilstrom-Förderleitung mündet. Zur Rückleitung des Flüssigkeitsteilstromes kann erfindungsgemäß mindestens ein nur bereichsweise durchlässiges Rücklaufrohr oder mindestens ein solchermaßen beschaffener Rücklaufschacht vorgesehen sein. Über das Rücklaufrohr oder einen Rücklaufschacht können auch im Erdreich im Umlauf zu haltende Flüssigkeiten eingebracht werden.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß ein Flüssigkeitsumlauf im Erdreich durch auftretende Gasphasen behindert wird. Zur Beseitigung einer solchen Behinderung können vorteilhafterweise die Schachtbereiche durch ein Rohr mit undurchlässigen und durchlässigen Wandungsabschnitten und Querwandungen begrenzt sein, und der Raum zwischen dem Rohr und der eigentlichen Schachtwandung teilweise mit undurchlässigen Sperrschichten und teilweise mit einer durchlässigen Kiesfüllung ausgefüllt sein, wobei mindestens die Kiesfüllung vor dem für einen Flüssigkeitsaustritt vorgesehenen durchlässigen Rohrwandungsabschnitt nach außen durch eine obere Sperrschicht hindurch entlüftet ist. Die Entfernung unerwünschter Gasphasen aus dem Flüssigkeitskreislaufweg kann dadurch begünstigt werden, daß die durchlässige Kiesfüllung unter Unterdruck gesetzt ist. Durch diesen Unterdruck wird zusätzlich das Abströmen der Flüssigkeit aus dem Schacht begünstigt. Es versteht sich, daß hierbei auf eine Druckdifferenz bei Einrichtungen geachtet wird, bei welchen eine Flüssigkeitsreinigung nach dem Unterdruckverdampfungsverfahren betrieben wird, bei welchem der Schachtbereich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels unter Unterdruck gesetzt und zum Austreiben leicht flüchtiger Verunreinigungen aus der Flüssigkeit mit einem an sich bekannten Düsenkörper zur Verteilung eines zugeleiteten Gases in der durchlaufenden Flüssigkeit versehen ist.
Je nach Anwendungszweck der Einrichtung können Zudosierleitungen für Behandlungsstoffe bis in einen der im Flüssigkeitskreislauf liegenden Schachtbereiche oder in die Kiesfüllung geführt sein.
Es hat sich gezeigt, daß in dem Flüssigkeitskeislaufsystem auch Bereiche mit größerer Flußdichte auftreten oder sich bilden lassen. Dieser Umstand kann vorteilhafterweise dadurch begünstigt oder erzwungen werden, daß die mit der Öffnung für den Durchgangskanal versehene Querwandung höhenverstellbar ausgebildet und mit einem vor einen durchlässigen Schachtwandungsabschnitt legbaren Blendenmantel versehen ist, wodurch sich der Schachteinlaßquerschnitt für die Flüssigkeit verändern und dadurch auch die Fließgeschwindigkeiten beeinflussen läßt. Durch die Anordnung des Flüssigkeitseinlaßbereiches in einer bestimmten Bodenschicht kann so eine besonders starke Durchspülung dieser Bodenschicht erreicht werden, wobei diese Durchspülung noch dadurch erhöht werden kann, daß eine Teilstrom-Rückflußleitung oder -rückflußleitungen in der gleichen Bodenschicht enden und der Rückfluß unter Überdruck erfolgt.
Die zur Erzeugung eines Flüssigkeitskreislaufes notwendige Aufteilung des Schachtes in einen oberen und einen unteren Bereich kann auch durch Erzeugen einer turbulenten Wasserströmung und/oder eines Wasser-Gas-Gemisches zwischen den beiden Bereichen, die dadurch wasserundurchlässig voneinander getrennt sind, erfolgen. Eine solche turbulente Wasserströmung läßt sich beispielsweise mittels einer Förderschraube oder eines Wirbelstromverdichters erreichen.
Weitere Merkmale für vorteilhafte Weiterbildungen einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind aus der beiliegenden Zeichnung ersichtlich, die Ausführungsbeispiele zeigen, die nachfolgend erläutert werden.
Im einzelnen zeigen:

Fig. 1: das Strömungsdiagramm des mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung bewirkten Flüssigkeitskreislaufes;
Fig. 2: ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Beeinflussung der im Erdreich befindlichen Flüssigkeit;
Fig. 3: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einrichtung;
Fig. 4: ein drittes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung;
Fig. 5: ein viertes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung.

Fig. 1 zeigt ein Brunnenrohr 10, das in einem im Erdreich 11 eingebrachten Schacht angeordnet ist und einen oberen durchlässigen Wandungsabschnitt 10.1 und mit Abstand davon einen unteren durchlässigen Wandungsabschnitt 10.2 aufweist. Zwischen den beiden durchlässigen Wandungsabschnitten 10.1, 10.2 ist in dem Brunnenrohr eine Querwandung 12 dicht eingesetzt, die eine Durchgangsöffnung für einen rohrförmigen Durchgangskanal 13 aufweist. In dem Durchgangskanal 13 ist eine vorzugsweise elektrisch betriebene Pumpe 14 angeordnet. Der Durchgangskanal 13 weist auf der Höhe des oberen durchlässigen Wandungsabschnittes 10.1 seitliche Ausströmöffnungen 13.1 und an seinem unteren Ende eine Einströmöffnung 13.2 auf. Nach oben ist der Durchgangskanal 13 zu einer Teilstrom-Förderleitung 15 verlängert, die nach außen zu einer nicht dargestellten Behandlungseinrichtung führt.
Im Ruhezustand der Einrichtung nimmt das Grundwasser im Erdreich 11 einen unterhalb der Bodenoberfläche 17 befindlichen Pegel 16 ein. Beim Betrieb der Pumpe 14 wird in dem Bereich 18 des Brunnenrohres 10 befindliches Grundwasser in den Durchgangskanal 13 abgesaugt und zum größten Teil über die Ausströmöffnungen 13.1 in den oberen Bereich 19 des Brunnenrohres gefördert. Ein kleiner Teil der geförderten Flüssigkeit kann nach Bedarf über die Teilstrom-Förderleitung 15 abgeführt werden. Die in den Bereich 19 des Brunnenrohres 10 hochgeförderte Flüssigkeit strömt durch den durchlässigen Wandungsabschnitt 10.1 nach außen ins Erdreich, wo sich eine Grundwasserströmung zwischen dem oberen und dem unteren durchlässigen Wandungsabschnitt 10.2 ergibt, dessen Strömungsbild in Fig. 1 mit Potentiallinien 20 dargestellt ist. Im Gegensatz zu einem Brunnenrohr, aus welchem Grundwasser nur abgesaugt wird, stellt sich hier keine befürchtete Grundwasserabsenkung, sondern vielmehr eine Grundwasseranhebung ein. Der Wasserkreislauf durch das Erdreich 11 von dem oberen durchlässigen Wandungsabschnitt 10.1 zum unteren durchlässigen Wandungsabschnitt 10.2 des Brunnenrohres 10 erstreckt sich über einen unerwartet großen Umfangsbereich des Schachtes, und im Bereich des unteren durchlässigen Wandungsabschnittes 10.2 ergibt sich ein sehr lebhaftes Stromungsprofil, wobei in diese starke Strömung weiteres Grundwasser, das bisher noch nicht im Kreislauf geführt ist, mit eingezogen wird. Die Einrichtungen zum Beeinflussung von im Erdreich befindlicher Flüssigkeit unter Bildung eines Flüssigkeitskreislaufes lassen sich auf verschiedene Weise den örtlichen Begebenheiten und speziellen Einsatzzwecken anpassen.
Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, bei welcher das Brunnenrohr 10 mit seinen beiden durchlässigen Wandungabschnitten 10.1 und 10.2 innerhalb eines Schachtes 21 mit merklich größerem Durchmesser angeordnet ist. Der Zwischenraum zwischen der Wandung des Schachtes 21 und dem Brunnenrohr 10 ist um die undurchlässigen Wandungsabschnitte herum mit einer durch eine Kreuzschraffur angedeuteten Dichtungsmasse 22, um die durchlässigen Wandungsabschnitte 10.1 und 10.2 herum jedoch mit einer durchlässigen Kiesschüttung 23 ausgefüllt. Da im Erdreich befindliche Luft- oder andere freie Gaseinschlüsse den durch die Pumpe 14 im Durchgangskanal 13 bewegten Flüssigkeitskreislauf erschweren, ist eine Entlüftung des Erdreiches im Bereich der Kiesfüllungen 23 vorgesehen. Hierzu ist auf der rechten Seite des Brunnenrohres 10 ein Entlüftungsrohr 24 eingezeichnet, das parallel zum Brunnenrohr 10 über dessen ganze Länge geführt ist und auf der Höhe der Kiesfüllungen 23 eine im einzelnen nicht dargestellte Siebwandung aufweist. Die Entlüftung kann auch zwangsweise erfolgen, wie auf der linken Seite in Fig. 2 dargestellt ist. Dort ist ein Entlüftungsrohr 25 bis zu der oberen Kiesfüllung 23 vor dem Wandungsabschnitt 10.1 geführt, in welcher mittels eines Ventilators 26 Unterdruck erzeugt und erfaßte Gase nach außen über eine Ventilstelle 27 des Absaugrohres abgezogen werden können. Mit strichpunktierten Linien ist eine in den Schachtbereich 19 führende Rückleitung 28 eingezeichnet, über welche sich mittels des Ventilators 26 eine durch den Bereich 19 des Brunnenrohres 10 und den flüssigkeitsfreien Teil des durchlässigen Wandungsabschnittes 10.1 hindurch ein Gasumlaufstrom bilden läßt, der in diesem Falle nicht zur Bodenentlüftung, sondern zur Verhinderung einer Verockerung des flüssigkeisfreien Teiles des flüssigkeitsdurchlässigen Wandungsbereiches 10.1 dient. Hierbei kann beispielsweise Stickstoff als gasförmiges Medium eingesetzt werden.
Als Ausströmöffnungen 13.1 des Durchlaufkanales 13, der hier über eine einstellbare Drosselstelle 29 zu der Teilstrom-Förderleitung 15 verlängert ist, dienen eine größere Anzahl von in dem rohrförmigen Durchgangskanal ausgebildeten Löchern.
Die Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 durch eine zweite Querwandung 30 im Inneren des Brunnenrohres 10 und einen Verzicht auf eine Dichtungsmasse 22 im mittleren Brunnenrohrbereich zur Erleichterung einer Filterkiesdurchspülung zu Reinigungszwecken. Durch diese Querwandung 30, durch welche der rohrförmige Durchgangskanal 15 ebenfalls hindurchgeführt ist, wird der von dem durchlässigen oberen Wandungsabschnitt 10.1 nach außen begrenzte Bereich 19 des Brunnenrohres 10 nach oben gegenüber einem flüssigkeitsfreien oberen Rohrbereich 31 abgeschlossen. Rings um den Brunnenschacht ist auf der Höhe des normalen Grundwasserspiegels 16 im Erdreich 11 eine flüssigkeitsdichte horizontale Wandung 32 eingebracht. Sie verhindert ein Hochsteigen der in eine Kreislaufbewegung gezwungenen Flüssigkeit über den normalen Flüssigkeitspegel 16 hinaus und bewirkt ein horizontales Abströmen der Flüssigkeit an ihr entlang über einen größeren Bereich, als er in Fig. 1 aus dem Strömungsdiagramm ersichtlich ist. Bei dieser Ausführungsform der Einrichtung kann eine sehr starke Pumpe 14 eingesetzt werden, die einen sehr starken Flüssigkeitsüberdruck im Bereich 19 des Brunnenrohres 10 aufbauen kann. Die eingezeichneten dicken Pfeile zeigen den Spülwasserweg in der Filterkiesschicht beim Hochdruck-Reinigungsverfahren. Das untere Ende des Brunnenrohres 10 ist zu einer Absetzwanne 33 ausgebildet.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Einrichtung zur Bildung eines Flüssigkeitskreislaufes im Erdreich 11 und zur Entnahme eines Flüssigkeits-Teilstromes mit einer Einrichtung zur Unterdruckverdampfung leicht löslicher Verunreinigungen aus dem Grundwasser kombiniert ist. Außerdem ist diese Einrichtung zum Einsatz in Gebieten mit gespanntem Grundwasser oder zum Arbeiten mit Unterdruckdifferenzen zwischen dem Brunnenschacht und außerhalb des eingebrachten Brunnenrohres befindlichen Entgasungsbereichen geeignet. Ein in den gebildeten Schacht 21 eingebrachtes Brunnenrohr 40 ist unterhalb des normalen vorhandenen Flüssigkeitsspiegels mit einem oberen durchlässigen Wandungsbereich 40.1 und einem unteren durchlässigen Wandungsbereich 40.2 versehen. Ein Flüssigkeitskreislauf wird wieder mittels einer Pumpe 44 bewirkt, die in einem eine Querwandung 42 durchstoßenden rohrförmigen Durchgangskanal 43 angeordnet ist. Der Durchgangskanal 43 mit seiner unteren Eintrittsöffnung 43.2 endet mit einer oberen Austrittsöffnung 43.1 im Brunnenrohrbereich 49. Aus diesem Brunnenrohrbereich 49 führt eine gesonderte Teilstrom-Förderleitung 45, in welcher eine Förderpumpe 46 angeordnet ist, nach außen.
In dem Brunnenrohrbereich 49 ist für ein Unterdruck-Verdampfungsverfahren ein Düsenkörper 50 unterhalb des sich im Schacht bildenden Flüssigkeitsspiegels 47 in einer aus dem deutschen Gebrauchsmuster 88 08 089 bekannten und dort beschriebenen Wirkungsweise angeordnet. Eine Gaszufuhr zum Düsenkörper 50 erfolgt von einem Anschluß 51 über einen Druckaufnahmeraum 52 und über eine Gasleitung 53. Die Gasabfuhr aus dem Brunnenschacht erfolgt über einen Ansaugkanal 54 eines Ventilators 55 und über ein Druckbegrenzungsventil 56.
Zur Erzielung einer möglichst weiten horizontalen Abströmung der Flüssigkeit aus dem Wandungsabschnitt 40.1 des Brunnenrohres 40 ist im Erdreich 11 wie bei der Einrichtung nach Fig. 3 eine flüssigkeitsundurchlässige Wandung 32 verlegt. Der entommene Flüssigkeitstreilstrom wird über die Teilstrom-Förderleitung 45 in eine mit strichpunktierten Linien angedeutete Behandlungseinrichtung 57 geleitet und gelangt von dort in eine Rücklaufleitung 58, die zu einer Pumpe 59 führt, mit welcher die Teilstromflüssigkeit in eine in das Erdreich eingebrachte Preßsonde 60 geleitet, also unter Druck wieder in den Kreislaufbereich der Flüssigkeit im Erdreich 11 zurückgeleitet wird. Die Rückleitung erfolgt hier etwa auf der Höhe des unteren durchlässigen Wandungsabschnittes 40.2 des Brunnenrohres, auf welcher Höhe gemäß dem Strömungsdiagramm nach Fig. 1 eine besonders starke horizontale Rückströmung zum Brunnenrohr vorhanden ist. Eine unterhalb davon befindliche wasserundurchlässige Erdschicht kann die Ausrichtung des Rückströmhorizontes begünstigen. Durch diese starke und durch die Preßlanze 60 noch erhöhte Strömungsbewegung lassen sich in diesem Erdreichbereich auch zähe Verschmutzungen, wie Schweröle freiwirbeln und zum Brunnenrohr 40 hin ausflößen, wo sie sich in einem am Boden des Brunnenrohres 40 ausgebildeten Absetztopf 61 sammeln können. Von dort können sie über eine Absaugleitung 62 mit Hilfe einer Pumpe 63 abgezogen werden.
Im Bereich des unteren Wandungsbereiches 40.2 läßt sich das Strömungsprofil des erzeugten Flüssigkeitskreislaufes durch eine Veränderung des Einlaßquerschnittes dieses Wandungsabschnittes beeinflussen, beispielsweise verdichten. Hierzu ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Querwandung 42 in nicht dargestellter Weise in ihrer Höhenlage verstellbar angeordnet und mit einem Blendenmantel 64 versehen, der abhängig von der Höhenlage der Querwandung 42 einen mehr oder weniger großen Bereich des durchlässigen Wandungsabschnittes 40.2 abdecken kann.
Mit der Einrichtung nach Fig. 4 kann über Preßsonden 60 auch zusätzliche Flüssigkeit aus einer Zuführleitung 65 in das Erdreich in den dort erzeugten Flüssigkeitskreislauf eingebracht werden. Hierbei kann es sich um eine Behandlungsflüssigkeit oder aber um eine Speicherflüssigkeit handeln, je nachdem, zu welchem Zweck mit der Einrichtung das Verfahren zur Bildung eines Flüssigkeitskreislaufes und einer Teilstromentnahme daraus durchgeführt werden soll.
Fig. 5 zeigt ein Brunnenrohr 10 mit wasserdurchlässiger Wandung, das wie in den Figuren 1 - 4 in zwei Bereiche 18 und 19 aufgeteilt ist. Im Gegensatz zu den Einrichtungen der Figuren 1 - 4 ist hier jedoch keine Querwandung zur Abtrennung der Bereiche vorgesehen, sondern ein Bereich 71 turbulenter Wasserströmung 70, die von einem Wirbelstromverdichter 72, der gleichzeitig für die Förderung von Wasser aus dem unteren Schachtbereich 18 durch den Durchgangskanal 13 verantwortlich ist, erzeugt wird. Anstelle des Wirbelstromverdichters 72 kann auch eine einfache Förderschraube eingesetzt oder über ein Rohr Luft in den Bereich 71 eingeblasen werden, um eine wasserdichte Trennung der beiden Bereiche 18, 19 zu erreichen. Durch ein relativ großes Pumpengehäuse kann eine so starke Verschmälerung des Durchlaßquerschnittes des Brunnenrohres 10 erreicht werden, daß dort bei einer entsprechenden Fördermenge der Pumpe ein Wasserrückstau auftritt, der wie eine Trennwandung wirkt.

Claims

Verfahren zur Beeinflussung von im Erdreich befindlicher Flüssigkeit durch Bildung eines Flüssigkeitskreislaufes in dem Erdreich (11) mittels einer in einem in das Erdreich bis in den interessierenden Flüssigkeitsbereich eingebrachten Schacht (10, 40) angeordneten Pumpe (14, 44), dadurch gekennzeichnet, daß durch eine entsprechende Förderleistung der Pumpe in der Schachtumgebung ein über dem normalen Flüssigkeitsspiegel befindlicher Flüssigkeitsberg geschaffen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des umlaufenden Flüssigkeitsstromes aus dem Schacht (10, 40) zu einer Behandlungs- oder Verwertungsvorrichtung (57) gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilstromrückführung in mindestens einer vom Schacht (10, 40) entfernten, aber im Flüssigkeitskreislaufbereich liegenden Stelle auf einer bestimmten Pegelhöhe des Flüssigkeitsstandes im Erdreich erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilstromrückführung unter Druck erfolgt.
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 4, bei welcher der in das Erdreich (11) eingebrachte Schacht (10, 40) eine Schachtwandung aufweist, die in Schachtlängsrichtung mit Abstand voneinander durchlässige Wandungsabschnitte (10.1, 10.2; 40.1, 40.2) aufweist, zwischen denen im Schacht eine Querwandung (12, 42) mit einer Öffnung für einen Durchgangskanal (13, 43) angeordnet ist und der Durchgangskanal mit einer Pumpe (14, 44) zur Erzeugung eines Flüssigkeitskreislaufes in dem umliegenden Erdreich und über den Schacht zwischen den durchlässigen Schachtwandungsabschnitten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einen der beiden durch eine Querwandung (13, 43) geschaffenen Schachtbereiche (18, 19; 49) eine zu einer Behandlungsvorrichtung (57) führende Teilstrom-Förderleitung (15, 45) mündet.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer Rückleitung des Flüssigkeitsteilstromes mindestens ein nur bereichsweise durchlässiges Rücklaufrohr (60) oder mindestens ein solchermaßen beschaffener Rücklaufschacht vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstrom-Förderleitung (15) eine Verlängerung des die Pumpe (14) aufweisenden Durchgangskanales (13) bildet und über ein Ventil (29) mit dem Durchgangskanal verbunden ist, der auf der Druckseite der Pumpe über Öffnungen (13.1) in einen der Schachtbereiche (19) mit durchlässiger Wandung (10.1) mündet.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtbereich (19), in welchen der Durchgangskanal (13) mündet, in Schachtlängsrichtung beidseitig durch eine Querwandung (12, 30) begrenzt ist. (Fig. 3)
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Öffnung für den Durchgangskanal versehene Querwandung (42) höhenverstellbar ausgebildet und mit einem vor einen durchlässigen Schachtwandungsabschnitt (40.2) legbaren Blendenmantel (64) versehen ist. (Fig. 4)
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß von der Schachtwandung mindestens annähernd in Höhe des Flüssigkeitsspiegels (16) im Erdreich (11) eine flüssigkeitsdichte horizontale Wandung (32) im Erdreich verlegt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schachtbereiche durch ein Rohr (10) mit undurchlässigen und durchlässigen Wandungsabschnitten und Querwandungen begrenzt sind, und daß der Raum zwischen dem Rohr (10) und der eigentlichen Schachtwandung (21) teilweise mit undurchlässigen Sperrschichten (22) und teilweise mit einer durchlässigen Kiesfüllung (23) ausgefüllt ist, wobei mindestens die Kiesfüllung vor dem für einen Flüssigkeitsaustritt vorgesehenen durchlässigen Rohrwandungsabschnitt (10.1) nach außen durch eine obere Sperrschicht (22) hindurch entlüftet ist. (Fig. 2)
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässige Kiesfüllung (23) zur Zwangsentgasung unter Unterdruck gesetzt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Schachtende ein Absetztopf (61) für schwere Flüssigkeitsanteile ausgebildet ist, der mit einer Absaugleitung (62) verbunden ist. (Fig. 4)
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtbereich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (47) unter Unterdruck gesetzt und zum Austreiben leichtflüchtiger Verunreinigungen aus der Flüssigkeit mit einem an sich bekannten Düsenkörper (50) zur Verteilung eines zugeleiteten Gases in der durchlaufenden Flüssigkeit versehen ist. (Fig. 4)
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß Zudosierleitungen bis in einen der im Flüssigkeitskreislauf liegenden Schachtbereiche oder in die Kiesfüllung geführt sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor den durchlässigen Schachtwandungsbereichen (10.1, 10.2; 40.1, 40.2) in bekannter Weise Filterwandungen angeordnet sind.
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 4, mit einem in das Erdreich eingebrachten und in zwei Bereiche (18, 19) geteilten Schacht, mit einem die beiden Schachtbereiche (18, 19) verbindenden Durchgangskanal (13), der mit einer Pumpe (14) zur Erzeugung eines Flüssigkeitskreislaufs in dem umliegenden Erdreich und über den Schacht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schachtbereiche (18, 19) durch Erzeugen einer turbulenten Wasserströmung (70) und/oder eines Wasser-Gas-Gemisches zwischen den beiden Bereichen (18, 19) wasserundurchlässig voneinander getrennt sind.
Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der turbulenten Wasserströmung eine Förderschraube oder ein Wirbelstromverdichter (72) zwischen den beiden Schachtbereichen (18, 19) angeordnet ist.