NL8202753A - Werkwijze voor het onttrekken van water uit een bron met grondwater. - Google Patents

Description

-1- 22612/Vk/fflb *v *

Korte aanduiding: Werkwijze voor het onttrekken van water uit een bron met grondwater.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het 5 onttrekken van water uit een bron met grondwater waarbij ten minste twee afzonderlijke stijgbuizen in de grond worden geplaatst, waardoor water .wordt onttrokken uit verschillende lagen, afhankelijk van de kwaliteit van het water. Het onttrekken van water uit een diep gelegen bron met grondwater, bijvoorbeeld een boorput, wordt gewoonlijk uitgevoerd onder 10 toepassing van vast aangebrachte stijgbuizen voorzien van pompen. Met het oog op het verhogen van de capaoiteit van het boorgat zijn verschillende stijgbuizen aangebracht in een bron en daarbij is het ge-bruikelijk om een van de leidingen dicht te plaatsen bij de bodem van de bron, waarbij het mogelijk is om de toevoer van water te verzekeren 15 zelfs bij omstandigheden waarbij om de een of andere reden het water-niveau in de bron zeer sterk daalt.

Een probleem dat samenhangt met het onttrekken en het ge-bruik van grondwater is samenhangende met de ijzer- en mangaanver-bindingen die opgelost aanwezig zijn in het water. Indien deze ver-20 bindingen niet worden verwijderd uit het water zullen ze neerslaan in het watertoevoersysteera en dit leidt na bepaalde tijd tot verstoppingen in het leidingensysteem. Een oplossing om dit probleem te voorkomen is beschreven in het Finse octrooischrift ^3852, waarin de mogelijkheid is aangegeven om de bron te omzomen met leidingen waardoor zuurstof houdend 25 water wordt toegevoerd aan de grond. Met de oplossing wordt beoogd om de ijzer- en mangaanionen te oxideren tot een niet oplosbare vorm, zodat ze als neerslag achterblijven in de aarde en alleen zuiver water binnendringt in de bron. In de praktijk heeft deze werkwijze in veel gevallen voortreffelijk gewerkt, hetgeen betekent dat over een langere 30 tijd het gewenste zuiveringseffekt is verkregen, met een minimale hoe-veelheid water die werd toegevoerd aan de grond,doch anderzijds zijn er veel installaties waarbij het noodzakelijk is geweest om water aan de grond toe te voeren over een lange tijdsduur en in grote hoeveelheden voordat het gehalte aan ijzer en mangaan van het water in de bron begon 35 te dalen. Daarbij werd de werkwijze zoals boven beschreven minder nuttig, indien al het gewenste resultaat kon worden bereikt.

In het bijzonder in kuststreken bevat het grondwater als onzuiverheid vooral hardheid bevorderende calcium- en magnesiumzouten.

8202753 -2- 22612/Vk/mb

Daarbij is geen werkwijze bekend ora'de hardheid van het water reeds op te heffen in de grond door het toepassen van een werkwijze die vergelijk-baar is met de bovenvermelde werkwijze.

Het is gebleken dat een sterke gelaagdheid vaak aanwezig 5 is bij grondwater dat zowel ijzer als mangaan bevat en met hardheid veroorzakende zouten. Dit houdt in dat het gehalte aan onzuiverheden hoog is in het grondwater bij een bepaalde diepte in de grond, terwijl het grondwater boven of beneden deze laag een aanzienlijk hogere zuiver-heid heeft en inderdaad tamelijk zuiver zal zijn. Het is gebruikelijk 10 dat deze onzuiverheden zijn geconcentreerd in de bovenste laag van het grondwater, namelijk het dichtst bij het grondniveau. Deze bewerking ondervangt de problemen die zich voordoen bij toepassingen van de werkwijze zoals beschreven in het Finse octrooi 43852, waarbij het duidelijk zal zijn dat de zuurstof houdende watertoevoer eenvoudig te ver naar 15 beneden wordt gevoerd in de grond. Verder geeft de waarneming een uitleg voor het verschijnsel dat vaak wordt opgemerkt dat het ijzergehalte in de bron geleidelijk aan toeneemt tijdens het gebruik van de bron. Wat hierbij gebeurt is dat wanneer vanuit grote diepte in de bron zuiver, ijzervrij water wordt onttrokken het water met een hoger ijzergehalte 20 van de bovenste laag van het grondwater wegstroomt om het onttrokken water te vervangen en bij het voortduren van de wateronttrekking verspreidt dit water zich geleidelijk tot een steeds grotere diepte in de bron en binnen afzienbare tijd zal het de diepte bereiken waar het uiteinde van de stijgleiding is geplaatst.

25 De doelstelling volgens de uitvinding is om een eenvoudige werkwijze te verkrijgen, gebaseerd op de bovenvermelde waarnemingen en waardoor uit het grondwater zuiver water wordt verkregen dat geschikt is voor consumptie, op een zodanige wijze dat de waterkwaliteit onveranderd blijft zelfs gedurende een langdurige pompbewerking. De werkwijze volgens 30 de uitvinding wordt hierdoor gekenmerkt, dat de stijgbuizen (2,3) worden geplaatst volgens de verschillende gehaltes die overheersen in de ver-sehillende lagen aan ijzer-of mangaanverbindingen, hardheid veroorzakende zouten of andere schadelijke stoffen die met het water worden meegevoerd, zodat uit de leidingen watersoorten van verschillende kwaliteit worden 35 verkregen en dat het water gelijktijdig wordt onttrokken met beide stijgbuizen en dat alleen het water met de beste kwaliteit voor norraale consumptie wordt verder gevoerd.

Het is mogelijk volgens de werkwijze van de uitvinding 8202753 η" -3- 22612/Vk/rab om de waterhoeveelheden te regelen die onttrokken worden vanaf de verschillende diepten op een zodanige wijze dat nauwelijks enige menging plaatsheeft tussen de verschillende bronnen in het water. Een dergelijke controle kan zijn gebaseerd op het meten van het gehalte van 5 schadelijke verontreinigingen in het water dat wordt onttrokken uit de bron en ongewijzigde hoeveelheden zijn dan indieatie ten aanzien van de invloed op de hoeveelheid van het water dat wordt onttrokken door de verschillende leidingen, juist is.

Het is een voordeel volgens de uitvinding, bijvoorbeeld 10 ten opzichte van de werkwijze die is beschreven in het-/Finse octrooi-schrift if3852 dat geen specifieke toevoerleidingen zijn geplaatst rond de bron omdat deze leidingen niet nodig zijn. Voor het in de praktijk uitvoeren van de werkwijze is het voldoende om een conventionele bron met grondwater te hebben die is voorzien van twee of meerdere stijg-15 leidingen die zich uitstrekken tot verschillende diepten. Het water van een slechtere kwaliteit dat is verkregen uit de bron kan worden afge-voerd of worden gebruikt voor een doeleinde waarbij de aanwezigheid van onzuiverheden in het water geen nadelige werking heeft. Het is slechts van belang dat dit water niet wordt gemengd met het water van een hogere 20 kwaliteit, zoals verkregen uit de bron en dat later weer kan worden ge-leid naar het watertoevoersysteem.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden, waarbij is verwezen naar de bijgevoegde tekening waarin: 25 fig. 1 een aangeboorde bron voorstelt waarbij het water dat kan worden gebruikt voor consumptie wordt onttrokken aan de onderkant van de bron, fig. 2 een aangeboorde bron weergeeft waarbij water, ge-schikt voor consumptie, wordt onttrokken aan de bovenkant van de bron en 30 fig. 3 een aangeboorde bron weergeeft waarbij water, ge- schikt voor consumptie, wordt onttrokken vanaf de onderkant van de bron en vanaf het bovendeel hiervan.

In fig. 1 is een aangeboorde bron 1 weergegeven die zich uitstrekt tot een grote diepte in de grondlaag, welke bron water bevat 35 en voorzien is van twee afzonderlijke waterstijgleidingen 2 en 3. Elke stijgleiding is voorzien van een onderdompelpomp 4, aangebracht op het uiteinde van de leiding. Bovendien is in de figuur het grondoppervlak 5 aangegeven, het oppervlakteniveau 6 waar het grondwater in de grond staat en het bovenste deel van het zeefgedeelte 7 van de bron.

8202753 r s: -4- 22612/Vk/mb IJzer- en mangaanverbindingen en hardheidsbevorderende zouten zijn gewoonlijk aanwezig als onzuiverheden in grondwater en bovendien zijn ze vaak geconcentreerd in een bepaalde laag van de grond die grondwater bevat. Bij het voorbeeld zoals weergegeven in fig. 1 5 is onzuiver water geconcentreerd nabij het oppervlak 6 van het grondwater en deze toestand korat vaak voor in de praktijk. Via stijgbuis 2, die het uiteinde heeft nabij het- bovenvlak 7 van het zeefgedeelte van de bron wordt onzuiver water verkregen, terwijl via stijgbuis 3, waarvan het uiteinde is. geplaatst nabij de bodera van de bron zuiver water wordt 10 verkregen. De stijgbuizen 2 en 3 worden zodanig gebruikt dat water wordt onttrokken aan de bron en wel gelijktijdig door beide leidingen, waar-bij alleen zuiver water wordt verkregen via leiding 3 en dit wordt toe-gevoerd aan het wateropvangsysteem.

Het onzuivere water dat is verkregen via leiding 2 wordt 15 afgevoerd of gebruikt voor doeleinden waarbij geen nadelen ontstaan door de onzuiverheid van het water, bijvoorbeeld voor irrigatiedoeleinden.

Het belang van het orahoog brengen van onzuiver water is gelegen in het feit dat met behulp hiervan het mogelijk is om de menging aanzienlijk te verminderen die wordt veroorzaakt door de onttrekking van water, 20 van het water in de diepterichting van de bron, waarbij anders een verhoogde concentratie aan onzuiverheden zou optreden bij het uiteinde van de leiding waarmee water wordt onttrokken dat wordt gebruikt voor consumptiedoeleinden. Het gelijktijdig gebruik van beide stijgleidingen 2 en 3 hoeft niet noodzakelijk in te houden dat de leidingen gelijk-25 tijdig moeten werken, omdat het in hoofdzaak van belang is dat binnen een bepaalde, relatief korte tijdsduur water wordt onttrokken met beide leidingen, zodat het water niet kan worden gemengd in een aan-zienlijke mate in de diepterichting van de bron.

In fig. 2 is een voorbeeld weergegeven waarbij de hoeveel-30 heid onzuiverheden, aanwezig in het water, maximaal is op de bodem van de bron en daarom is het uiteinde van leiding 2 dat water naar boven brengt van een slechtere kwaliteit doorgetrokken tot de bodem van de bron en het uiteinde van leiding 3> waardoor water naar boven wordt ge-bracht dat geschikt is voor consumptie, is geplaatst in het bovenste 35 deel van de bron.

De werkwijze volgens de uitvinding is uitgevoerd in een bron waaruit water werd onttrokken in een hoeveelheid van 1200 liter per minuut onder toepassing van een enkele stijgleiding, waarvan het uit- 8202753 ft <τ* .·* -5- 22612/Vk/mb einde was aangebracht halverwege het punt waar het zeefgedeelte van de bron zich bevond. Het water dat werd onttrokken had een ijzergehalte van 1,0-1,5 mg/1 en hetmangaangehalte bedroeg 0,20-0,25 mg/1. Nadat gevonden was dat de hoeveelheid ijzer en mangaan het hoogst waren in 5 het bovenste deel van de bron, nabij het wateroppervlak, werden twee afzonderlijke stijgleidingen aangebracht in de bron, waarvan de ene het uiteinde had in het bovenste deel van de bron en de andere had het uiteinde nabij de bodem. Deze twee leidingen werden vervolgens gelijk-tijdig gebruikt waarbij door de eerstgenoemde buis water werd onttrokken 10 vanaf het bovengedeelte van de bron in een hoeveelheid van 300 1/minuut en via de laatstgenoemde buis werd vanaf de onderkant van de bron 1200 1/minuut afgevoerd. In het water uit de eerstgenoemde leiding bleek ijzer aanwezig te zijn in een hoeveelheid van 2,4 mg/1 en het mangaangehalte bedroeg 0,6 rag/1, terwijl het water uit de laatstge-15 noemde leiding ijzer en mangaan bevatte in een hoeveelheid.van respec-tievelijk 0,02 en 0,03 mg/1. Hieruit zal het duidelijk zijn dat de hoeveelheden ijzer en mangaan van het water, verkregen uit de bron kon worden gebracht op een fractie van de eerst verwachte hoeveelheden, ondanks het feit dat de capaciteit van de bron onveranderd bleef.

20 Het tweede experiment had plaats in een bron waaruit water werd onttrokkenin een hoeveelheid van 600 1/minuut en waarbij het ijzergehalte van het water 2,1. mg/1 was. Daarbij bleek het ijzergehalte het hoogst te zijn nabij de bodem van de bron en daarom werden twee stijgbuizen aangebracht waarvan het uiteinde van de ene buis was 25 geplaatst nabij de bodem van de bron en het uiteinde van de andere leiding dicht bij het oppervlak van de bron. Via de eerstgenoemde leiding werd water afgevoerd in e en hoeveelheid van 200 1/minuut vanaf de onderkant van de bron en via de laatste buis werd 600 1/minuut afgevoerd vanaf het oppervlak van de bron. Het ijzergehalte werd gemeten 30 en bleek 6,8 mg/1 te zijn in het water dat werd verkregen via de eerste leiding en 0,01 mg/1 in het water uit de laatste leiding.

Het zal voor een deskundige op dit gebied duidelijk zijn dat verschillende uitvoeringsvormen volgens de uitvinding mogelijk zijn en kunnen worden afgeleid uit de voorbeelden die hierboven zijn vermeld 35 en begrepen kunnen worden binnen het kader van de uitvinding, Zo is het bijvoorbeeld niet noodzakelijk dat water dat via de stijgleidingen 2 en 3 wordt verkregen zich moet bevinden in dezelfde bron. Deze leidingen kunnen ook zijn geplaatst in verschillende bronnen, die dicht bij elkaar liggen. Bovendien kan het aantal bronnen en stijgbuizen voor water raeer 8202753 -6- 22612/Vk/rab dan twee bedragen, afhankelijk van de verdere omstandigheden. Het is mogelijk om zuiver water naar boven te voeren uit een bron en onzuiver water uit andere bronnen of omgekeerd.

Het grensvlak tussen zuiver water en onzuiver water is 5 niet altijd horizontaal in een opslagplaats voor grondwater. Deze grens-laag kan tamelijk steil hellend zijn. Wanneer in een dergelijke situatie twee bronnen worden gecontrueerd naast elkaar kan het resultaat zijn dat zuiver water en onzuiver water zullen worden onttrokken vanaf ongeveer gelijke hoogte, doch uit verschillende lagen wat betreft de kwaliteit 10 van het grondwater.

Saraengevat kan dan ook worden gesteld dat de uitvinding betrekking heeft op een werkwijze voor het onttrekken van water uit een waterbron in de grond op een zodanige wijze dat het verkregen water de minst mogelijke hoeveelheid ijzer- of mangaanverbindingen van hardheid 15 bevorderende zouten of andere schadelijke onzuiverheden die zich bevinden in grondwater. De werkwijze is bedoeld om te worden toegepast in die gevallen die gewoonlijk in de praktijk kunnen worden uitgevoerd waarbij er een laagvorming is waarbij onzuiverheden optreden in grondwater en waarbij ten minste twee afzonderlijke stijgbuizen worden aangebracht in 20 de grond in verschillende lagen volgens een wijze waarbij het gehalte aan onzuiverheden varieert in de verschillende lagen. Uit de stijgbuizen wordt dan water verkregen van verschillende kwaliteit en de uitvinding omvat de bewerking waarbij water gelijktijdig wordt afgevoerd uit beide stijgbuizen, doch alleen het water uit die stijgbuis wordt verder gevoerd 25 voor consumptie, dat van betere kwaliteit is. Het belang van het omhoog brengen van water met een sleohtere kwaliteit is hierin gelegen dat er een verminderde mate van menging optreedt van de watersoorten tussen de verschillende lagen, waarbij de kwaliteit van het water dat wordt verder gevoerd voor consumptie konstant goed is.

8202753

Claims (3)

1. Werkwijze voor het onttrekken van water uit een bron met grondwater, waarbij ten minste twee afzonderlijke stijgbuizen 5 in de grond worden geplaatst waardoor water wordt onttrokken uit ver-sehillende lagen, afhankelijk van de kwaliteit van het water, met het kenmerk, dat de stijgbuizen (2,3) worden geplaatst volgens de verschil-lende gehalten die overheersen in de verschillende lagen aan ijzen- of mangaanverbindingen, hardheid veroorzakende zouten of andere schadelijke 10 stoffen die met het water worden meegevoerd, zodat uit de leidingen watersoorten van verschillende kwaliteit worden verkregen en dat het water gelijktijdig wordt onttrokken met beide stijgbuizen en dat alleen het water met de beste kwaliteit voor normale consumptie wordt verder-gevoerd.

2. Werkwijze volgens conolusie 1, met het kenmerk, dat ten minste in het water dat naar consumptiedoeleinden wordt geleid het gehalte aan schadelijke stoffen wordt afgelezen door continu uitgevoerde of regelmatig uitgevoerde metingen.

3. Werkwijze volgens condusie 1 of 2, met het kenmerk, 20 dat de kwaliteit van het water dat wordt afgevoerd uit de stijgleidingen (2,3) zodanig wordt geregeld, dat menging van water tussen de lagen met verschillende soorten water wordt geminimaliseerd. Eindhoven, juli 1982 8202753