EP2778297A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wasserfördersystemen, insbesondere Brunnensystemen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wasserfördersystemen, insbesondere Brunnensystemen Download PDF

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EP2778297A1
EP2778297A1 EP13159506.8A EP13159506A EP2778297A1 EP 2778297 A1 EP2778297 A1 EP 2778297A1 EP 13159506 A EP13159506 A EP 13159506A EP 2778297 A1 EP2778297 A1 EP 2778297A1
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well
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/06—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
    • E03B3/08—Obtaining and confining water by means of wells
    • E03B3/15—Keeping wells in good condition, e.g. by cleaning, repairing, regenerating; Maintaining or enlarging the capacity of wells or water-bearing layers

Definitions

  • the present invention relates to a method for slowing down the formation of blockages in water delivery systems, in particular well systems, as well as a device which is used in particular for carrying out the method.
  • Water delivery systems and in particular well systems, have a water delivery line, often at very great depths, and a pump that pumps the water and delivers the water out of the well via the water delivery line.
  • a major problem that occurs in almost all well systems are obstructions due to high levels of iron and manganese in the flowing water. This leads to the growth of the openings of the filter sections, the pump and / or the water delivery line and to a corresponding pump power reduction. Obstructions occur as firmly adhering encrustations, which are generally difficult to dissolve or remove.
  • the DE 1 031 227 relates to a method for restoring obstructed tube wells by means of vibration-generated pressure waves, ie not the prevention or slowing of the ochering, but their subsequent removal.
  • DE 29 28 998 C2 relates to a method and a device for the discharge of filter tubes from water wells by means of direct current application.
  • DE 33 33 842 A1 a de-icing and demineralization system for well systems is proposed, in which compressed air is used to loosen the stains.
  • the DE 40 10 943 A1 describes a method for preventing oozing phenomena, deposit formation and encrustation, which is to take place by application of an anodic current from a DC voltage source. Again, only the redox conditions are slightly changed, a significant restriction of the metabolism of iron bacteria can not be achieved.
  • the DE 43 20 414 A1 proposes a device for avoiding blockages in pump systems, in which a magnetizing lance equipped with permanent magnets is connected upstream of the suction region of a pump and combined with it to form a plant-technical unit.
  • German utility model DE 295 18 229 U1 deals with an arrangement for the regeneration of dirty drinking water wells, so the subsequent elimination of blockages and not to prevent them.
  • the EP 0 778 393 A2 describes a method and apparatus for maintaining the performance of new wells and for cleaning and regenerating existing wells using ultrasound. Again, this is a subsequent removal of blockages by vibration excitation, this technique does not lead to sustainable desired results.
  • the present invention is therefore based on the object of proposing a method and a device for slowing down the formation of blockages in water delivery systems, in particular well systems, whereby the performance of the water supply systems can be significantly increased and the measures to be taken can be implemented in a relatively simple manner.
  • frequencies between 100 kHz and 25 MHz are generated by means of a frequency generator, and these frequencies are transmitted to at least one alternating-current probe, whereby by means of the at least one alternating-current probe the congestion areas in the well system, in particular in the main inlet areas to the well and / or in the area of the pump and / or the Water supply line of the water conveyor system, are acted upon by the frequencies generated by the frequency generator.
  • the at least one AC probe is arranged in the well filter or on or in the pump of the water delivery system and generates AC fields in the region of the water inlet of the well or the pump.
  • the passage through the applied frequencies cyclically, whereby a negative influence on the different bacteria is made possible.
  • the loading cycle is between a few milliseconds and several minutes. Since different types of bacteria are often involved in the amelioration processes, thereby the time of action and frequency for each individual species can be optimized.
  • the device for slowing down the formation of blockages in water delivery systems in particular well systems, which have a well filter, a water delivery line and a water pump, and which is particularly suitable for carrying out the aforementioned method, a frequency generator, the frequencies between 100 kHz and 25 MHz generated, and these frequencies at least one AC probe supplies, wherein the at least one AC probe is disposed on the well filter or on or in the pump of the water conveyor system and generates AC fields in the region of the water inlet of the well filter or the pump.
  • the at least one alternating current probe is formed from a substantially circular or partially circular circumferential probe.
  • it advantageously extends within the well filter or around the openings of the pump in order to influence the largest possible peripheral portion of the water supply to the well or to the pump.
  • the at least one alternating-current probe is formed from a plurality of partial probes. This allows a relatively economical construction of the at least one AC probe and their action on specific areas.
  • At least one further AC probe is arranged on or in the riser of the water conveyor system. This can be the formation of blockages in the riser are also slowed down and the risers can be cleaned much faster and better after expansion due to reduced encrustations.
  • alternating current probes may be used, which are arranged at the points liable to be blocked, in particular in the well filter and in the pump and riser region.
  • the frequency generator is connected via a first electrical connection line with the at least one alternating current probe and via a second electrical connection line with the current-conducting tube tour of the well construction or the pump.
  • a ground can be made via a Erdspr machine. This advantageously creates a secure connection between the frequency generator and the alternating-current probe, wherein further influences from the outside can be substantially avoided. This is particularly advantageous for deep wells or deep wells, whereby their monitoring can be reduced to a minimum.
  • the connection of the connecting lines is preferably completely waterproof.
  • the AC probe may effectively serve as an antenna in the aqueous medium which receives and forwards the frequencies generated by the frequency generator.
  • the duration of a cycle is advantageously between a few milliseconds and several minutes. As often different types of bacteria in the Verock mecanicsreaen In this way, exposure time and frequency can be optimized for each individual species.
  • Fig. 1 the device according to the invention for slowing down the formation of blockages in water systems is illustrated by the example of a well system with reference numeral 1.
  • the device 1 is arranged in a well or well construction 2, which has a borehole wall 4.
  • a barrier tube 5 is inserted, which surrounds a arranged in the upper region of the well structure full pipe 7.
  • the locking tube 5 extends along the borehole wall 4th
  • a filter tube 9 is arranged, can penetrate through the water in the interior of the tube. This filter tube opens up one or more aquifers of the aquifer.
  • the hydraulically active inlet areas of these groundwater horizons are activated and the groundwater flows from the aquifer to the well.
  • filter gravel 11 Between the borehole wall 4 and the tubes 7 and 9 is in the usual way filter gravel 11.
  • the filter tube 9 and the filter ring located in the outer annulus 11th prevent sand and other particles in the aquifer from being carried.
  • an underwater pump 13 is arranged centrally about an axis 14, to which a riser 3 connects as a water delivery line, from which according to arrow 19, a water discharge takes place with appropriate underwater pump operation.
  • the promotion of the water is carried out in the usual way via pump pressure levels 17 in the underwater pump 13, which are able, the water ausr ggflls. to promote considerable depth to the surface.
  • the device according to the invention has a frequency generator 23 which generates frequencies between 100 kHz and 25 MHz and supplies these frequencies to at least one alternating-current probe 31.
  • the frequency generator 23 is advantageously arranged outside of the well shaft 2 and above the terrain upper edge 21. Of course, there is also the possibility of placing it sunk in the ground next to the well extension 2.
  • the AC probe 31 is divided and has two partial AC current probes, which may be formed, for example semicircular (not shown). How out Fig. 2 It can be seen more clearly that the partial alternating current probes 31 are located in the vicinity of the pump inlet 15 of the underwater pump 13, which has an inlet sieve 33, through which the water inflow according to arrow 35 takes place.
  • multible probes for example, can be installed at the main inlet horizons of the well filter, eg suspended or with non-conductive supports (a kind of centering).
  • a first connecting line 27 is provided, and from the connecting line 27, a second connecting line 29 to the connection or pump housing or well extension, if current-conducting, is provided.
  • the frequency generator is in turn fed via a supply line 25 with corresponding energy, for example, normal alternating current of 230 V / 50 Hz.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wasserfördersystemen (2), insbesondere Brunnensystemen, welche eine Wasserförderleitung (3) und eine das Wasser fördernde Pumpe (13) aufweisen, bei dem mit einem Frequenzgenerator (23) Frequenzen zwischen 100 kHz und 25 MHz erzeugt werden und diese Frequenzen zumindest einer Wechselstromsonde (31) übermittelt werden, wobei mittels der zumindest einen Wechselstromsonde (31) die Verockerungsbereiche insbesondere im Bereich der Filterstrecken, der Pumpe und/oder der Wasserförderleitung des Wasserfördersystems mit den durch den Frequenzgenerator erzeugten Frequenzen beaufschlagt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wasserfördersystemen, insbesondere Brunnensystemen sowie eine Vorrichtung, die insbesondere zur Ausführung des Verfahrens dient.
  • Wasserfördersysteme, und insbesondere Brunnensysteme, weisen eine oft in sehr große Tiefen reichende Wasserförderleitung und eine das Wasser fördernde Pumpe auf, die das Wasser über die Wasserförderleitung aus dem Brunnen fördert. Ein großes Problem, das fast bei allen Brunnensystemen auftritt, sind Verockerungen, aufgrund eines hohen Eisen- und Mangangehaltes im strömenden Wasser. Dies führt zum Zuwachsen der Öffnungen der Filterstrecken, der Pumpe und/oder der Wasserförderleitung und zu einer entsprechenden Pumpenleistungsreduzierung. Verockerungen treten als fest anhaftende Verkrustungen auf, die in der Regel nur schwer löslich bzw. entfernbar sind.
  • Dies hat zur Folge, dass Wasserförderleistungen rapide abnehmen können und aufwändige Instandhaltungsmaßnahmen notwendig sind, um die Förderung der gewünschten Wassermenge sicherzustellen. Die Aufwändigkeit ist bedingt durch die Notwendigkeit der Reinigung von Brunnenfiltern sowie den Ausbau und Instandsetzung, gegebenenfalls sogar Ersatz von Pumpen und sehr langen Wasserförderleitungen.
  • Die Ursachen für derartige Verockerungen sind weniger physikalischer/chemischer Natur, die Initialverockerungen darstellen, sondern überwiegend biologischer Natur. die auf die Initialverockerungen aufbauen. Wie aus Gerhard Krems, "Studie über die Brunnenalterung im Auftrag des Bundesministeriums des Inneren, Unterabteilung Wasserwirtschaft" vom Dezember 1972 hervorgeht und wie durch Untersuchungen des Anmelders bestätigt, ist der Grund für die Verockerungen hervorgerufen durch Eisen- und Manganspeichernde Bakterien, hauptsächlich durch die Eisenbakterien Gallionella und Leptothrix. Das im Wasser gelöste vorhandene zweiwertige Eisen und/oder zweiwertige Mangan wird von diesen Bakterien aufgenommen und in Form von unlöslichen Eisen- und Manganverbindungen wieder ausgeschieden (a. a. O., S. 41-42).
  • Im Stand der Technik sind eine Mehrzahl von Maßnahmen sowohl zur Verhinderung von Verockerungen als auch vermehrt zur Bereinigung von Verockerungen bekannt geworden, welche jedoch nicht zu langfristig zufriedenstellenden Ergebnissen geführt haben. So gibt die vorstehende Studie (a. a. O., S. 51-52 Nr. 7) an, dass die Verockerung durch Verwendung von keimabtötenden Mitteln stark gebremst bzw. verhindert werden konnte. Bei diesen keimabtötenden Mitteln handelt es sich im Wesentlichen um Chlor, das dem im Brunnenrohr stehenden Wasser zugesetzt wird. Wie bekannt, ist jedoch das Vorhandensein von Chlor im Trinkwasser für dessen geschmackliche Verzehrqualität äußerst nachteilig. Zudem sind eine gezielte Dosierung und der dortige Verbleib von Chlor oder anderen chemischen Mitteln an den erwünschten Stellen in Brunnensystemen durch vertikale und horizontale Strömungsbewegungen des Grundwassers nicht möglich. Darüber hinaus greift Chlor ab bestimmten Konzentrationen metallische Bauteile von Brunnensystemen an.
  • Als eine Möglichkeit der Verhinderung biologischer Verockerung von Brunnen wird gemäß EP 0 754 837 A2 eine Bestrahlung vorgeschlagen, die aus einer radioaktiven Strahlung besteht. Über die Akzeptanz radioaktive Strahlung in der Bevölkerung braucht hier nicht weiter diskutiert zu werden.
  • Die DE 1 031 227 betrifft ein Verfahren zur Wiederherstellung verockerter Rohrbrunnen mittels schwingungserzeugter Druckwellen, also nicht die Verhinderung bzw. Verlangsamung der Verockerung, sondern deren nachträgliche Entfernung.
  • Auch die DE 29 28 998 C2 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entockerung von Filterrohren von Wasserbrunnen mittels Gleichstrombeaufschlagung. Wie Versuche mit geophysikalischen Messungen des Anmelders zeigten, werden hierbei lediglich die Redoxbedingungen geringfügig verändert. Eine wesentliche Einschränkung des Stoffwechsels der Eisenbakterien kann hierdurch nicht erreicht werden. Gemäß DE 33 33 842 A1 wird eine Enteisungs- und Entmanganungsanlage für Brunnensysteme vorgeschlagen, bei der mittels Druckluft die Verockerungen wieder gelöst werden sollen.
  • Die DE 40 10 943 A1 beschreibt ein Verfahren zur Verhinderung von Verockerungserscheinungen, Belagbildung und Verkrustung, was durch Aufbringung eines anodischen Stromes aus einer Gleichspannungsquelle erfolgen soll. Auch hier werden lediglich die Redoxbedingungen geringfügig verändert, Eine wesentliche Einschränkung des Stoffwechsels der Eisenbakterien kann hierdurch nicht erreicht werden.
  • Die DE 43 20 414 A1 schlägt eine Vorrichtung zur Vermeidung von Verockerungen in Pumpenanlagen vor, bei der eine mit Permanentmagneten bestückte Magnetisierungslanze dem Ansaugbereich einer Pumpe vorgeschaltet und mit diesem zu einer anlagetechnischen Einheit zusammengefasst ist.
  • Auch das deutsche Gebrauchsmuster DE 295 18 229 U1 befasst sich mit einer Anordnung zur Regenerierung verockerter Trinkwasserbrunnen, also zur nachträglichen Behebung von Verockerungen und nicht zu deren Verhinderung.
  • Die EP 0 778 393 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhaltung der Leistungsfähigkeit neuer Brunnen sowie zur Reinigung und Regenerierung bestehender Brunnen mittel Ultraschall. Auch hierbei handelt es sich um eine nachträgliche Entfernung von Verockerungen durch Schwingungsanregung, wobei diese Technik nicht zu nachhaltig gewünschten Resultaten führt.
  • Lediglich den polarisierten elektrochemischen Verockerungsprozessen entgegenwirkende Maßnahmen zeigt die DE 103 06 119 A1 mittels Anschluss einer Titankatode, welche ersichtlich die biologischen Verockerungen nicht verhindern kann.
  • Die o. g. Verfahren beschäftigen sich somit im Wesentlichen mit der nachträglichen Entfernung von eingetretenen Verockerungen. Ein funktionierendes vorbeugendes Verfahren, welches das zu fördernde Wasser nicht nachteilig beeinflusst, existiert derzeit nicht. Insbesondere existiert zur Zeit kein Verfahren, welches die nach der chemischen Initialverockerung ansetzende biologische Verockerung verhindert oder verlangsamt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wasserfördersystemen, insbesondere Brunnensystemen vorzuschlagen, wodurch die Leistungsfähigkeit der Wasserfördersysteme erheblich gesteigert werden kann und die zu ergreifenden Maßnahmen auf relativ einfache Weise realisiert werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4 gelöst.
  • Erfindungsgemäß werden mit einem Frequenzgenerator Frequenzen zwischen 100 kHz und 25 MHz erzeugt, und diese Frequenzen zumindest einer Wechselstromsonde übermittelt, wobei mittels der zumindest einen Wechselstromsonde die Verockerungsbereiche im Brunnensystem, insbesondere in den Hauptzulaufbereichen zum Brunnen und/oder im Bereich der Pumpe und/oder der Wasserförderleitung des Wasserfördersystems, mit den durch den Frequenzgenerator erzeugten Frequenzen beaufschlagt werden.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die zumindest eine Wechselstromsonde im Brunnenfilter bzw. an oder in der Pumpe des Wasserfördersystems angeordnet und erzeugt Wechselstromfelder im Bereich des Wasserzulaufs des Brunnens bzw. der Pumpe.
  • Durch Langzeitexperimente hat sich gezeigt, dass die bei dem untersuchten Brunnen vorgenommenen Maßnahmen zu einer erheblichen Verlangsamung der Verockerungen geführt haben. Mit großem Vorteil konnte dabei der Effekt erzielt werden, dass sich die abgelagerten Verockerungen einfach mechanisch lösen ließen, da die Erzeugung einer biologisch bedingten Verkrustung, wie bei herkömmlichen unbehandelten Brunnensystemen, nicht stattgefunden hat. Dies führt zu einer erheblichen Aufwandsverringerung bei der Instandhaltung der Brunnensysteme, weil einerseits die Instandhaltungsintervalle erheblich vergrößert werden können und andererseits nahezu keine biologisch bedingte Verkrustungen der Verockerungen mehr entstehen, was deren leichtes Ablösen ermöglicht.
  • Vorteilhafterweise erfolgt das Durchfahren der beaufschlagten Frequenzen zyklisch, wodurch eine negative Beeinflussung der unterschiedlichen Bakterien ermöglicht wird.
  • Der Beaufschlagungszyklus beträgt dabei zwischen wenigen Millisekunden und mehreren Minuten. Da häufig verschiedene Bakterienarten an den Verockerungsprozessen beteiligt sind, können dadurch Einwirkzeit und Frequenz für jede einzelne Art optimiert angepasst werden.
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wasserfördersystemen, insbesondere Brunnensystemen, welche einen Brunnenfilter, eine Wasserförderleitung und eine das Wasser fördernde Pumpe aufweisen, und welche insbesondere zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens geeignet ist, einen Frequenzgenerator, der Frequenzen zwischen 100 kHz und 25 MHz erzeugt, auf und diese Frequenzen zumindest einer Wechselstromsonde zuführt, wobei die zumindest eine Wechselstromsonde am Brunnenfilter bzw. an oder in der Pumpe des Wasserfördersystems angeordnet ist und im Bereich des Wasserzulaufs des Brunnenfilters oder der Pumpe Wechselstromfelder erzeugt.
  • Mit dieser Vorrichtung werden die oben genannten Vorteile verwirklicht.
  • Vorteilhafterweise ist die zumindest eine Wechselstromsonde aus einer im Wesentlichen kreisförmig oder teilkreisförmig umlaufenden Sonde gebildet. Dabei erstreckt sie sich vorteilhafterweise innerhalb des Brunnenfilters oder um die Öffnungen der Pumpe herum, um einen möglichst großen Umfangsabschnitt der Wasserzuläufe zum Brunnen oder zur Pumpe zu beeinflussen.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, dass die zumindest eine Wechselstromsonde aus mehreren Teilsonden gebildet ist. Dies ermöglicht eine relativ sparsame Aufbauweise der zumindest einen Wechselstromsonde und deren Einwirkung auf gezielte Bereiche.
  • Vorteilhafterweise ist zumindest eine weitere Wechselstromsonde an oder in der Steigleitung des Wasserfördersystems angeordnet. Damit kann die Bildung von Verockerungen in der Steigleitung ebenfalls verlangsamt werden und können die Steigleitungen nach Ausbau aufgrund verringerter Verkrustungen erheblich schneller und besser gereinigt werden.
  • Gegebenenfalls können weitere Wechselstromsonden zum Einsatz kommen, die an den verockerungsgefährdeten Stellen angeordnet werden, insbesondere im Brunnenfilter sowie im Pumpen- und Steigleitungsbereich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Frequenzgenerator über eine erste elektrische Verbindungsleitung mit der zumindest einen Wechselstromsonde und über eine zweite elektrische Verbindungsleitung mit der stromleitenden Rohrtour des Brunnenausbaus oder der Pumpe verbunden. Alternativ kann eine Erdung über einen Erdsprieß erfolgen. Damit wird vorteilhafterweise eine sichere Verbindung zwischen Frequenzgenerator und Wechselstromsonde geschaffen, wobei weitere Einflüsse von außen im Wesentlichen vermieden werden können. Dies ist besonders bei tiefen Brunnen bzw. Tiefbrunnen von Vorteil, wodurch deren Überwachung auf ein Minimales reduziert werden kann. Der Anschluss der Verbindungsleitungen erfolgt vorzugsweise absolut wasserdicht.
  • Alternativ kann die Wechselstromsonde quasi als eine Antenne im wässrigen Medium dienen, die die vom Frequenzgenerator erzeugten Frequenzen empfängt und weiterleitet.
  • Bei Verwendung von elektrischen Verbindungsleitungen hat sich vorteilhafterweise ergeben, dass eine besonders sichere Übertragung der Frequenzen bzw. eine sichere Verbindung des Frequenzgenerators mit der Wechselstromsonde durch Koaxialkabel, insbesondere wasserbeständige (seewasserbeständige) Koaxialkabel, erzielt wird. Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Erzeugung der Frequenzen, die der zumindest einen Wechselstromsonde übermittelt werden, zyklisch erfolgt, d. h., dass zyklisch die unterschiedlichen erzeugten Frequenzen über die Wechselstromsonde auf die entsprechenden Bereiche aufgebracht werden.
  • Dabei beträgt die Dauer eines Zyklus' vorteilhafterweise zwischen wenigen Millisekunden und mehreren Minuten. Da häufig verschiedene Bakterienarten an den Verockerungsprozessen beteiligt sind, können dadurch Einwirkzeit und Frequenz für jede einzelne Art optimiert angepasst werden.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung gemäß Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Dabei ist zu beachten, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
  • In der beigefügten Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Prinzipansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in einem Brunnensystem; und
    Fig. 2
    in vergrößerter Darstellung den Bereich der Unterwasserpumpe der Vorrichtung von Fig. 1.
  • In den Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
  • In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wassersystemen am Beispiel eines Brunnensystems mit Bezugsziffer 1 dargestellt. Die Vorrichtung 1 ist in einem Brunnen oder Brunnenausbau 2 angeordnet, der eine Bohrlochwand 4 aufweist. Von der Oberseite des Brunnenausbaus 2 ist ein Sperrrohr 5 eingeführt, das ein im oberen Bereich des Brunnenausbaus angeordnetes Vollrohr 7 umgibt. Das Sperrrohr 5 erstreckt sich entlang der Bohrlochwand 4.
  • In dem Brunnen ist unterhalb des Vollrohres 7 ein Filterrohr 9 angeordnet, durch das Wasser in das Innere des Rohres eindringen kann. Dieses Filterrohr erschließt einen oder mehrere Grundwasserleitende Horizonte des Grundwasserleiters. Bei Betrieb der Pumpe im Brunnensystem werden die hydraulisch aktiven Zulaufbereiche dieser Grundwasserhorizonte aktiviert und das Grundwasser fließt aus dem Grundwasserleiter dem Brunnen zu.
  • Zwischen Bohrlochwand 4 und den Rohren 7 und 9 befindet sich in üblicher Weise Filterkies 11. Das Filterrohr 9 sowie der im äußeren Ringraum befindliche Filterkies 11 verhindern dabei, dass Sand und andere im Grundwasserleiter befindliche Partikel mitgefördert werden.
  • Innerhalb der Rohre 7 und 9 ist mittig um eine Achse 14 eine Unterwasserpumpe 13 angeordnet, an die sich nach oben eine Steigleitung 3 als Wasserförderleitung anschließt, aus der gemäß Pfeil 19 eine Wasserableitung bei entsprechendem Unterwasserpumpenbetrieb erfolgt. Die Förderung des Wassers erfolgt in üblicher Weise über Pumpendruckstufen 17 in der Unterwasserpumpe 13, die in der Lage sind, das Wasser ausr ggflls. erhebliche Tiefe an die Oberfläche zu fördern.
  • Zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Frequenzgenerator 23 auf, der Frequenzen zwischen 100 kHz und 25 MHz erzeugt und diese Frequenzen zumindest einer Wechselstromsonde 31 zuführt. Der Frequenzgenerator 23 ist vorteilhafterweise außerhalb des Brunnenschachts 2 und oberhalb der Geländeoberkante 21 angeordnet. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit ihn versenkt in der Erde neben dem Brunnenausbau 2 anzuordnen.
  • Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die Wechselstromsonde 31 geteilt und weist zwei Teilwechselstromsonden auf, die beispielsweise halbkreisförmig (nicht dargestellt) ausgebildet sein können. Wie aus Fig. 2 deutlicher ersichtlich ist, befinden sich die Teilwechselstromsonden 31 in der Nähe des Pumpenzulaufs 15 der Unterwasserpumpe 13, der ein Einlaufsieb 33 aufweist, durch das der Wasserzufluss gemäß Pfeil 35 stattfindet. Alternativ können auch multible Sonden z.B. an den Hauptzulaufhorizonten des Brunnenfilters z.B. hängend oder mit nicht stromleitenden Halterungen fest (eine Art Zentrierung) installiert werden.
  • Aus den Figuren 1 und 2 ist ersichtlich, dass zwischen Frequenzgenerator 23 und Wechselstromsonde 31 eine erste Verbindungsleitung 27 vorgesehen ist, und aus der Verbindungsleitung 27 eine zweite Verbindungsleitung 29 zur Verbindung oder Pumpengehäuse bzw. Brunnenausbau, sofern stromleitend, vorgesehen ist. Der Frequenzgenerator wird seinerseits über eine Versorgungsleitung 25 mit entsprechender Energie, beispielsweise normalem Wechselstrom von 230 V/50 Hz, gespeist.
  • Mit dem vorliegenden Verfahren und der vorliegenden Vorrichtung wird somit eine Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wasserfördersystemen, insbesondere vertikalen oder horizontalen Brunnensystemen erreicht, wodurch aufwändige Instandhaltungen deutlich reduziert werden können, wobei nicht nur eine Verlangsamung der Verockerungen erzielt wird, sondern auch das Ablösen der entstandenen Verockerungen an den einzelnen Komponenten wie Brunnenfilter, Pumpe und Steigrohre, erheblich einfacher erfolgen kann, da deutlich weniger Verkrustungen entstehen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 - Vorrichtung zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen
    • 2 - Brunnenausbau
    • 3 - Wasserförderleitung
    • 4 - Bohrlochwand
    • 5 - Sperrrohr
    • 6 - Brunnenausbau
    • 7 - Vollrohr
    • 9 - Filterrohr
    • 11 - Filterkies
    • 13 - Unterwasserpumpe
    • 14 - Achse
    • 15 - Pumpenzulauf
    • 17 - Pumpendruckstufen
    • 19 - Pfeil der Wasserableitung
    • 21 - Geländeoberkante
    • 23 - Frequenzgenerator
    • 25 - Versorgungsleitung
    • 27 - erste Verbindungsleitung
    • 29 - zweite Verbindungsleitung
    • 31 - Wechselstromsonde
    • 33 - Einlaufsieb
    • 35 - Pfeile Wasserzufluss

Claims (12)

  1. Verfahren zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wasserfördersystemen (2), insbesondere Brunnensystemen, welche eine Wasserförderleitung (3) und eine das Wasser fördernde Pumpe (13) aufweisen, bei dem mit einem Frequenzgenerator (23) Frequenzen zwischen 100 kHz und 25 MHz erzeugt werden und diese Frequenzen zumindest einer Wechselstromsonde (31) übermittelt werden,
    wobei mittels der zumindest einen Wechselstromsonde (31) die Verockerungsbereiche insbesondere im Bereich der Filterstrecken, der Pumpe und/oder der Wasserförderleitung des Wasserfördersystems mit den durch den Frequenzgenerator erzeugten Frequenzen beaufschlagt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchfahren der beaufschlagten Frequenzen zyklisch, insbesondere linear oder logarhythmisch, erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beaufschlagungszyklus zwischen wenigen Millisekunden und mehreren Minuten beträgt.
  4. Vorrichtung (1) zur Verlangsamung der Bildung von Verockerungen in Wasserfördersystemen (2), insbesondere Brunnensystemen, welche eine Filterstrecke, eine Wasserförderleitung (3) und eine das Wasser fördernde Pumpe (13) aufweisen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit
    einem Frequenzgenerator (23), der Frequenzen zwischen 100 kHz und 25 MHz erzeugt und diese Frequenzen zumindest einer Wechselstromsonde (31) zuführt,
    wobei die zumindest eine Wechselstromsonde (31) im Filterbereich des Brunnens an oder an/in der Pumpe (13) des Wasserfördersystems angeordnet ist und im Bereich des Wasserzulaufs zum Brunnen oder des Wasserzulaufs (15) der Pumpe (13) Wechselstromfelder erzeugt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Wechselstromsonde (31) aus einer im Wesentlichen kreisförmig oder teilkreisförmig umlaufenden Sonde gebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Wechselstromsonde (31) aus mehreren Teilsonden gebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Wechselstromsonde im Bereich der Filterstrecke des Brunnens und an oder in der Steigleitung des Wasserfördersystems angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzgenerator (23) über eine erste elektrische Verbindungsleitung (27) mit der zumindest einen Wechselstromsonde (31) und über eine zweite elektrische Verbindungsleitung (29) mit der stromleitenden Rohrtour des Brunnenausbaus (2) oder der Pumpe (13) verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzgenerator (23) die Frequenzen über ein Koaxialkabel der zumindest einen Wechselstromsonde (31) übermittelt, so dass diese die Funktion einer Antenne zur Erzeugung von Wechselstromfeldern an den gewünschten Stellen der Beeinflussungen übernimmt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (27, 29) aus einem wasserbeständigem Koaxialkabel gebildet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Frequenzen die der zumindest einen Wechselstromsonde übermittelt werden, zyklisch, insbesondere linear oder logarhythmisch, erfolgt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer eines Zyklus zwischen wenigen Millisekunden und mehreren Minuten beträgt.
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