HU183996B - Method for obtaining water from groundwater reservoirs - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás víz kinyerésére talajvíztárolóból, amelynek során talajban kialakított tárolóba legalább két különálló nyomócsövet helyezünk el, amellyel a víz minősége tekintetében különböző rétegekből vizet emelünk ki.

Víz kinyerésére talajvíztárolóból például egy mély kútból rendszerint szivattyúval ellátott helyhez rögzítetten szerelt nyomócsöveket használnak. A kút hozamának növelése céljából egy kútba több, különálló nyomócsövet szerelhetnek, ez esetben az a szokás, hogy a nyomócsövek egyikét a kút aljának közvetlen közelében helyezik el, miáltal bizonyos vízhozam biztosítható azokban az esetekben is, amikor a vízszint valamilyen okból lecsökken a kútban.

A talajvíz kinyerését és felhasználását egyaránt megnehezítő problémát a talajvízben oldatként jelenlevő vas és mangán alkotóelemek jelentik. Ha ezeket az alkotóelemeket nem távolítjuk el a vízből, akkor azok lecsapódnak a víz alatti rendszerben, és egy idő múltán a vezeték eltömődését eredményezik. A fenti probléma megkerülésére a 43 852 számú finn szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelyben a kút csövekkel van körülvéve, amelyeken keresztül oxigéndús tápvizet vezetnek a talajba. A megoldás a vas és mangán ionok oldhatatlan formába történő oxidálására törekszik, miáltal az említett anyagok kicsapódva a talajban maradnak, és a kútból csak tiszta víz távozik. Ez az eljárás gyakorlati megvalósítása során sok esetben kiválóan bevált, azaz a célul kitűzött hosszúidejű tisztítóhatás egészen kismennyiségű tápvíz talajba vezetésével elérhető volt, másrészt viszont nagymennyiségű szerelési munkát igényelt, valamint a tápvizet hosszú időn át és nagymennyiségben kellett a talajba vezetni, mielőtt a kút vizében a vas és mangán alkotóelemek csökkenése megkedődött. Ilyen esetekben a fenti eljárás alkalmazása gazdaságtalannak bizonyult, ha segítségével a kívánt eredményt egyáltalán elérték.

A parti területeken különösen a talajvizek ezenkívül tartalmaznak szennyeződéseket a víz keménységét fokozó kalcium- és mangéziumsókat. A víz keménységének már a talajban történő csökkentésére nem ismeretes a fent vázoltakhoz megközelítően hasonlítható módszer.

Rájöttünk arra, hogy erős átrétegeződések vagy rétegképződések gyakran okozzák vas és mangán alkotóelemek és a víz keménységét fokozó sók előfordulását a talajvizekben. Ennek következtében a nevezett szenynyezőanyagok mennyisége a talajvízben bizonyos talajmélységben igen magas, míg afölött vagy azalatt a talajvíz lényegesen tisztább, és valóban látszólag egész tiszta lehet. Gyakran előfordul, hogy ezek a szennyezések a talajvíz legfelső rétegében koncentrálódnak. Ez a fenti szabadalmi leírás által ismertetett eljárás megvalósítása során felmerülő probléma azzal magyarázható, hogy az oxigénszállító tápvizet túl mélyre vezetik a talajba. Ezenkívül a megfigyelések magyarázatot adnak arra az időnként észlelt jelenségre is, hogy a kút vastartalma fokozatosan növekszik a használat során. Ez úgy történhet, hogy miután a tiszta vasmentes vizet a mélyebb rétegekből kinyerték, a vastartalomban gazdag víz a talajvíz legfelső rétegéről a tiszta víz helyére folyik, és folyamatos vízkinyerés esetén az a szennyezett víz mind mélyebbre húzódik a kútban és egy bizonyos idő után eléri a kútban elhelyezett nyomócső végét.

A találmány célja a fenti megfigyelések alapján olyan egyszerű eljárás kidolgozása volt, amelynek segítségével talajvíztárolóból fogyasztásra szánt tiszta vizet nyerünk ki oly módon, hogy a víz minősége tartós vízkinyerés esetén sem változik meg. A találmány azzal jellemezhető, hogy a nyomócsövek a különböző víztartalmak szerint vannak elhelyezve, célszerűen a talajvíz vas vagy mangán alkotóelemeket, vízkeménységet fokozó sókat, vagy más káros anyagokat tartalmazó rétegei szerint oly módon, hogy a csövekből különböző minőségű vizet nyerünk ki, és csak a jobb minőségű vizet kötjük a jó vízhálózatra.

A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a különböző mélységből kinyert vízmennyiség szabályozását olymódon, hogy a különböző minőségű vízrétegek a lehető legkisebb mértékben keveredjenek össze. Ez a szabályozás a kútból kinyert vízben található különböző káros szennyezőanyagok mennyiségének mérésén alapul, ahol a változatlan szennyezőanyagtartalom jelzi, hogy a különböző nyomócsöveken át kinyert vízmennyiségek aránya helyes.

A találmány szerinti eljárás előnye a korábbi műszaki szintet képviselő és a 43 852 számú finn szabadalmi leírásban ismertetett eljárással szemben, hogy a kút körül nem szükséges tápvizet szállító csöveket elhelyezni a földben. Az eljárás megvalósításához elegendő, ha a hagyományos talajvíz kútban két különböző és eltérő hosszúságú nyomócsövet helyezünk el. A kútból kinyert gyengébb minőségű vizet tárolhatjuk vagy felhasználhatjuk, ha a vízben levő szennyezés mértéke nem éri el a káros szintet. Lényeges, hogy ezt a vizet ne keverjük a kútból kinyert jobb minőségű vízzel, hiszen az utóbbi minden további nélkül beköthető az ivóvízhálózatba.

A találmányt részletesebben lehetséges kiviteli példa alapján ismertetjük a rajz segítségével. A rajzon az

1. ábrán fúrt kút látható, amelyből a fogyasztásra szánt vizet a kút aljáról nyerjük ki, a

2. ábrán látható kútból a fogyasztásra szánt vizet a kút felső részéből nyerjük ki, és a

3. ábrán fúrt kút látható, amelyből a fogyasztásra szánt vizet a kút aljáról és felső részéből egyidejűleg nyerjük ki.

Az 1. ábrán láthatóan talajvizet tartalmazó rétegben nagy mélységbe lefúrt 1 kútba két különálló 2, 3 víznyomócsövet helyezünk el. Mindkét 2, 3 nyomócső a kútban elhelyezett végén 4 búvárszivattyúval van ellátva. Ezenkívül az ábrán bejelöltünk 5 talajszintet, 6 talajvízszintet, valamint a kút szűrt tartományának 7 felső szélét.

Vas és mangán alkotóelemek, és vízkeménységet fokozó sók gyakran jelentkeznek szennyezésként a talajvízben, ezen felül gyakran koncentráltan jelentkeznek a vizet tartalmazó talaj egy bizonyos rétegében. Az 1. ábrán látható esetben a szennyezett víz a 6 talajvízszinthez legközelebb eső rétegben gyűlt össze, ez az eset fordul elő legtöbbször a gyakorlatban is. Ez esetben a szennyezett vizet a 2 nyomócsövön át nyerjük ki, amelynek vége a kút szűrt tartományának 7 felső széle alatt van elhelyezve, míg a 3 nyomócsövön át, amelynek vége a kút fenekén van elhelyezve, tiszta vizet nyerünk ki. A 2, 3 nyomócsöveket úgy használjuk, hogy a vizet mindkét csővel egyidejűleg nyerjük ki a kútból, és csak a 3 nyomócsővel kinyert tiszta vizet vezetjük az ivóvízhálózatba.

A 2 csővel kiemelt szennyezett vizet vagy tároljuk, vagy olyan helyen használjuk fel, ahol a vízben levő szennyezőanyagok nem ártalmasak az egészségre, például

183 996 mezőgazdasági öntözésre. A szennyezett víz kiemelésének az a jelentősége, hogy ezáltal lényegesen csökkenthetjük a különbözőfajta vizek keveredését, amelyek különböző mélységekben helyezkednek el a kútban, és amelyek végülis a kiemelt ivóvízben található szennyező- 5 anyagok koncentrációjának növekedését eredményezik.

A 2 és 3 csövek egyidejű használata szükségszerűen nem jelenti, hogy a csövek „egyszerre” dolgoznak, csupán lényegében egy adott, viszonylag rövid idő alatt mindkét csővel szivattyúzunk vizet, és a kút különböző mélysé- 10 geiben elhelyezkedő különböző minőségű vizek nem tudnak jelentős mértékben keveredni.

A 2. ábrán látható esetben a vízben található szenynyező anyagok nagy része a kút fenekén helyezkedik el, és ezért a kút aljára lejuttatott 2 cső gyengébb minőségű 15 vizet emel ki a kútból, mint a 3 cső, amelyet a vízszinthez közelebb helyeztünk el és amely ivóvizet emel ki a kútból.

A találmány szerinti eljárást olyan kútban próbáltuk ki, amelyből 1200 liter vizet emeltünk ki percenként 20 egy kiemelőcső segítségével, amelyet úgy helyeztünk el, hogy vége a kút szűrt vizet tartalmazó rétegének közepéig ért le. A kiemelt víz vastartalma 1—1,5 mg/liter és mangántartalma 0,20-0,25 mg/liter volt. Miután úgy találtuk, hogy a vas és mangán alkotóelemek a kútban 25 levő víz felső részében helyezkednek el, két külön kiemelőcsövet juttattunk le a kútba, ezek közül az egyik kiemelőcső vége a kút belső részében helyezkedett el, míg a másik a kút aljáig ért. Ezt a két csövet azt követően egyidejűleg működtettük úgy, hogy az elsőként 30 emh'tett kiemelőcső a kút belső részéből 300 liter vizet emelt ki percenként, míg az utóbb említett cső a kút aljáról 1200 liter vizet emelt ki percenként. Az elsőnek említett cső által kiemelt vízben a mérések 2,4 mg/liter vastartalmat és 0,6 mg/liter mangántartalmat mutattak 35 ki, míg az utóbbi kiemelőcső által szolgáltatott víz vastartalma 0,02 mg/liter, mangántartalma pedig 0,03 mg/ liter volt. Látható, hogy a kútból kiemelt víz vas- és mangántartalma az előbb felsorolt értékekre csökkenthető, annak ellenére, hogy a kút kapacitását nem csökkentet- 40 tűk le.

A találmány szerinti eljárás másik foganatosítása során a kútból 600 liter vizet emeltek ki percenként, amelynek vastartalma 2,1 mg/liter volt. Ebben az esetben a kút alján elhelyezkedő víz vastartalma volt a legnagyobb, így két kiemelőcsövet juttattunk le, az egyik kiemelőcső végét a kút alján helyeztük el, és a másikat a vízszint alatt helyeztük el. Az elsőnek említett cső segítségével 200 liter vizet emeltünk ki percenként a kút aljáról, míg a második megnevezett csővel 600 litert emeltünk ki percenként közvetlenül a vízszint alól. Az elsőként említett cső által kiemelt vastartalma 6,8 mg/liter, a másodikként emb'tetté 0,01 mg/liter volt.

Természetes és szakember számára nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti eljárás nem korlátozódik a leírásban ismertetett foganatosítási módokra, hanem az igénypontok által meghatározott oltalmi körön belül bármilyen megoldásra érvényes.

így például a 2 és 3 kiemelőcsöveket szorosan egymás mellett fekvő különböző kutakban helyezhetjük el. Ezenkívül a kutak és a vízkiemelő csövek száma a körülményektől függően több lehet kettőnél. Lehetséges megoldás, hogy az egyik kútból csak tiszta vizet, míg a másik kútból szennyezett vizet emelünk ki, illetve fordítva.

A tiszta és a szennyezett vízrétegek közötti határfelület nem helyezkedik feltétlenül vízszintesen el a talajvíztárolóban: lépcsősen rézsútos is lehet. Ha ilyen helyzetben két kutat fúrunk egymás mellé, az elhelyezkedés azt eredményezi, hogy a tiszta vizet és a szennyezett vizet azonos magasságból, de különböző talajvízminőségű rétegekből emeljük ki.

Claims (3)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás talajvíz kiemelésére, amelynek során a talajba legalább két különálló emelőcsövet juttatunk le, azzal jellemezve, hogy az emelőcsöveket (2, 3) különböző mélységbe és különböző víztartalmú talajrétegekbe juttatjuk le, az emelőcsövekből egyidőben eltérő minőségű vizet nyerünk ki, majd ivóvízhálózatba vezetünk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a kiemelt víz káros anyag tartalmát folyamatos vagy szakaszosan ismételt mérésekkel ellenőrizzük.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a kiemelt víz mennyiségét külön-külön szabályozzuk.