PL137807B1 - Method og intaking water from ground water reservoirs - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób czerpania wady ze zbiorników wody gruntowej.Wybieranie wody z glebokich zbiorników wody gruntowej, przykladowo z wywierconych studzie¬ nek dokonuje sie zwykle stosujac zamocowane na stale wydobywcze rury wyposazone w pompy. W celu zwiekszenia wydajnosci studzienki w jednej studzience moze byc zainstalowanych kilka rur wy¬ dobywczych, przy czym przyjete jest usytuowanie jednej rury tuz obok dna studzienki, przez co moz¬ liwe jest zapewnienie zasilania woda, nawet gdy poziom wody z jakiejkolwiek przyczyny bardzo sie obnizy.Problemem wspólnym dla wybierania i stoso¬ wania wody gruntowej jest kwesrtia zwiazków ze¬ laza i manganu wystepujacy w postaci roztworu w wodzie. W przypadku, gdy zwiazki te nie sa usuniete z wody beda one osadzac sie w ukladzie zasilania woda i po pewnym czasie zatykac rury.Znane jest z finskiego opisu zgloszeniowego nr 43 852 rozwiazanie umozliwiajace unikniecie opi¬ sanego problemu przez otoczenie studzienki rura¬ mi, przez które wprowadzana jest do gruntu woda nasycona tlenem. W rozwiazaniu tym skierowano uwage na utlenianie jonów zelaza i manganu do postaci nierozpuszczalnej, przy czym pozostaja one w postaci wytraconego osadu w gruncie, a do studzienki wplywa jedynie czysta woda. Zgodnie z obecna praktyka sposób ten pracuje znakomicie w wielu przypadkach, to znaczy osiaga sie oczy- szczanie przez zadany dlugi okres przy minimalnej ilosci wody wprowadzonej do gruntu, przy czym z drugiej istrony jest wiele instalacji, gdzie ko¬ nieczne jest wprowadzanie wody do gruntu przez wydluzony okres czasu i w duzej ilosci zanim za¬ wartosc zelaza i manganu w studzience zacznie sie obnizac. W takich przypadkach stosowanie opisa¬ nego sposobu staje sie nierentowne.W przypadku rejonów przybrzeznych wody grun¬ towe zawieraja ponadto jako zanieczyszczenia so¬ le wapnia i magnezu, powodujace twardosc wody.W chwili obecnej nie jest znany zaden sposób usuwania twardosci wody w gruncie zblizony do opisanego powyzej. Stwierdzono obecnie, ze w wodzie gruntowej czesto wystepuje silne uwarst¬ wienie zawartosci zarówno zelaza i manganu, jak równiez soli powodujacych twardosc wody. Nasu¬ wa to wniosek, ze zawartosc wymienionych za¬ nieczyszczen w wodzie gruntowej jest wysoka na okreslonej glebokosci gruntu, podczas gdy woda gruntowa powyzej i ponizej tej warstwy ma wy¬ soka czystosc i moze faktycznie byc zupelnie czy¬ sta. Zwykle zanieczyszczenia te sa skoncentrowa¬ ne w najwyzszej warstwie wody gruntowej naj¬ blizszej powierzchni gruntu. Wyjasnia to problem zastosowania sposobu opisanego w finskim opisie wylozeniowym nr 43 8513, gdyz jasne jest, ze na¬ sycona tlenem woda jest podawana zbyt gleboko do gruntu. Ponadto obserwacje dostarczyly przy¬ kladowo czesto notowane zjawisko, polegajace 137 807137 807 3 4 na stopniowym zweszeniu sie zawartosci zelaza W studzience podczas jej uzyitkowainia. Spowodo¬ wane jest to tym, ze gdy wybierana jest ze stu¬ dzienki czysta* poprawiona zelaza woda z duzych glebokosci, na jej miejsce naplywa woda z gór¬ nych warstw zawierajaca duze ilosci zelaza i pod¬ czas ciaglego wybierania wody, woda ta zastepuje czysta wode z glebokich warstw az do momentu, gdy osiagnie glejbokosc,, na której usytuowany jest koniec rury wydobywczej.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ bierania wody, w którym zapobiega sie zastepo¬ waniu czystej wody przez wode zawierajaca zela¬ zo nawet w przypadku dlugotrwalego pompowa¬ nia.Cel wynalazku osiagnieto przez opracowanie spo¬ sobu czerpania wody ze zbiorników wody grun¬ towej, zawierajacych warstwy majace rózna za¬ wartosc zwiazków zelaza albo manganu albo soli powodujacych twardosc wody, wplywajacych na jakosc wody, przy czym czerpanie prowadzi sie co najmniej dwoma oddzielnymi rurami wydoby¬ wczymi za pomoca pomp zamontowanych na kon¬ cach (rur, polegajacego na tym, ze umieszcza sie wydobywcze rury w gruncie w róznych warstwach zbiorników wody gruntowej, czerpie sie wode rów¬ noczesnie ze wszystkich nur wydobywczych uzysku¬ jac wode o róznej jakosci, odprowadza sie wode o lepszej jakosci do normalnej konsumpcji i odpro¬ wadza sie wode o gorszej jakosci do innych ce¬ lów albo usuwa sie. iPrzy czym co najmniej w wodzie odprowadzanej do konsumpcji zawartosc szkodliwych substancji jest kontrolowana w sposób ciagly albo za pomo¬ ca regularnie powtarzanych pomiarów.Zastosowanie sposobu wedlug wynalazku elimi¬ nuje koniecznosc stosowania rur podajacych na¬ sycona tlenem wode usytuowanych wokól studzien¬ ki. Dla zastosowania sposobu w praktyce wystar¬ czy zaopatrzenie konwencjonalnych studzienek wo¬ dy gruntowej w dwie albo kilka wydobywczych rur usytuowanych na róznych glebokosciach. Wo¬ da majaca nizsza jakosc moze byc odrzucana w przypadku, gdy zawartosc zanieczyszczen w wodzie jest szkodliwa. Istotne jest tylko to aby woda ta nie byla mieszana z woda o wysokiej jakosci, otrzymywanej ze studzienki, która podawana jest do ukladu zasilania woda, iPrzedmiot wynalazku opisano w odniesieniu do przykladów wykonan, przedstawionych na rysun¬ ku, na którym fig. ii przedstawia studzienke, w której woda do konsumpcji wybierana jest z dna studzienki, w przekroju podluznym, fig. 2 — stu¬ dzienke, w której woda do konsumpcji wybierana jest z górnej czesci studzienki, w przekroju po¬ dluznym, fig. 3 — studzienke, w której woda do konsumipcji wybierana jest z dna i z górnej cze¬ sci studzienki, w przekroju podluznym.Wywiercona studzienka 1 rozciaga sie na duza glejbokosc w warstwie gruntu, zawierajacej wody gruntowe i zaopatrzona jest w dwie oddzielne wydobywcze rury 2, 3 (fig. 1). Kazda rura 2, 3 jest zaopatrzona w glebinowa pompe 4 zamocowana na koncu rury 2, 3. Ponadto na rysunku oznaczono powierzchnie 5 gruntu, powierzchnie 6 warstwy wodonosnej gruntu oraz górny poziom 7 czesci filtracyjnej studzienki.Zwiazki zelaza i manganu oraz sole powodujace twardosc wody wystepuja wspólnie jako zanie¬ czyszczenie w wodzie gruntowej, przy czym naj¬ czesciej sa 'skoncentrowane tylko w okreslonej warstwie wodonosnej warstwy gruntu. W przy¬ padku uwidocznionym na fig. 1 zanieczyszczona woda jest skoncentrowana blisko powierzchni 6 warstwy wodonosnej i jest to przypadek wyste¬ pujacy najczesciej w praktyce. Za pomoca wydo¬ bywczej rury 2, której koniec jest usytuowany blisko górnego poziomu czesci filtracyjnej stu¬ dzienki, wydobywana jest zanieczyszczona woda, podczas gdy za pomoca rury 3, której koniec usytuowany jest blisko dna studzienki wybiera sie czysta wode. Woda wybierana jest ze studzienki, jednoczesnie za .pomoca obu. rur 2, 3, przy czym jedynie czysta woda otrzymana z rury 3 podawa¬ na jest do ukladu zasilania.Zanieczyszczona woda z rury 2 jest albo usu¬ wana albo tez uzywana tam gdzie nieszkodliwe sa zanieczyszczenia, przykladowo do nawadniania plantacji. Znaczacym dla wybierania zanieczyszczo¬ nej wody jest fakt, ze dzieki temu mozliwe jest znaczne zredukowanie mieszania wody, spowodo¬ wanego wybieraniem wody, w kierunku w dól stu¬ dzienki, w przeciwnym bowiem razie nastepowac bedzie zwiejkszenie sie zawartosci zanieczyszczen przy koncu rury 3, przez która wybierana jest woda do konsumpcji. Jednoczesne uzycie obu rur 2, 3 nie powoduje* ze rury musza pracowac „w takt" — po prostu istotne jest aby podczas rela¬ tywnie krótkiego okresu czasu woda byla wybiera¬ na z obu rur tak, aby nie nastepowalo mieszanie sie wody na znacznej wysokosci na glebokosci stu¬ dzienki.W przypadku przedstawionym na fig. 2 zanie¬ czyszczenia niesione przez wode maja swoja mak¬ symalna wartosc na dnie studzienki, stad koniec rury 2 do wybierania wody o gorszej jakosci zo¬ stal umieszczony blisko dna studzienki, zas koniec rury 3 do wybierania wody do konsumpcji zostal umieszczony w górnej czesci studzienki.Sposób wedlug wynalazku zostal wypróbowany w studzience, z której wybierano wode w ilosci 1200 dmtymin, stosujac pojedyncza rure, której koniec byl usytuowany w polowie wysokosci cze¬ sci filtrujacej studzienki. Wybierana woda zawie¬ rala zelazo w ilosci 10'—1,5 mg/dms i mangan w ilosci 0,20^-0,28 mg/dm*. Po zauwazeniu, ze za¬ wartosc zelaza i manganu byla wyzsza w górnej czesci studzienki usytuowanej blisko powierzchni wody, umieszczono w studzience dwie oddzielne rury, jedna majaca swój koniec usytuowany w górnej czesci studzienki, a druga majaca swój ko¬ niec usytuowany przy dnie studzienki Rury te byly pózniej uzyte jednoczesnie, przy czym woda byla wybierana za pomoca pierwszej rury usytuo¬ wanej w górnej czesci studzienki, w ilosci 300 dmty Anin, a za pomoca drugiej rury w ilosci 1200 dmty /min. W wodzie wybieranej za pomoca pierwszej rury pomiary ujawnily zawartosc zelaza w ilo¬ sci 2^4 mg/dm* i manganu w ilosci Qfi mg/dm8, podczas gdy woda z drugiej rury zawierala zelazo S0 40 43 51 55 50137 807 6 w ilosci 2,0(2 mg/dm8 i manganu w ilosci 0,03 mg/ /dni8. Zrozumiale jest, ze zawartosc zelaza i man¬ ganu w wodzie wybieranej ze studzienki moze byc obnizona do ulamka wczesniej podanej wartosci pomimo, ze pojemnosc studzienki nie ulegla zmia¬ nie.'Inny eksperyment mial miejsce w odniesieniu do studzienki, z której wybierano wode w ilosci 600 dnWmin, przy ozym zawartosc zelaza wyno¬ sila 2,1 mg/dm8. W tym przypadku stwierdzono zwiekszona zawartosc zelaza w górnej czesci stu¬ dzienki, po czym zainstalowano dwie rury, jedna majaca koniec usytuowany blisko dna studzienki i druga majaca koniec usytuowany blisko górnej powierzchni studzienki. Wode wybierano za po¬ moca pierwszej rury usytuowanej blisko dna stu¬ dzienki w ilosci 2(00 dmtymlin, a z drugiej rury usytuowanej blisko górnej powierzchni studzienki w ilosci 600 dm8/imim. Zmierzona zawartosc zela¬ za w wodzie wybieranej przez pierwsza rure wy¬ nosila 6,8 mg/dm8, zas w wodzie wybieranej przez druga rure 0i,01! mg/dm8.Oczywistym jest dla znawcy, ze mozna opraco¬ wac szereg róznych rozwiazan innych od opisa¬ nych powyzej, które jednak zgodne beda z za¬ kresem zadanej ochrony. Przykladowo wydobyw¬ cze rury 2, 3 nie musza byc usytuowane obie w tej samej studzience, moga byc usytuowane w od¬ dzielnych studzienkach, usytuowanych blisko sie¬ bie. Ponadto liczba studzienek oraz wydobywczych rur moze byc wiejksza niz dwie, co zalezy od wa¬ runków. Mozliwe jest wybieranie czystej wody z jednej studzienki, a zanieczyszczonej wody z in¬ nych studzienek albo vice versa.Graniczna powierzchnia w zbiornikach wody gruntowej pomiedzy czysta i zanieczyszczona woda nie zawsze jest pozioma, moze równiez stopniowo pochylac sie. W takim przypadku, gdy dwie stu- B daienki sa usytuowane obok siebie moze byc taki przypadek, ze czysta i zanieczyszczona woda jest wybierana na tej samej glebokosci ale z róznych warstw, w odniesieniu do jakosci wody grunto¬ wej.Zastrzezenia patentowe |L. Sposób czerpania wody ze zbiorników wody gruntowej, zawierajacych warstwy majace rózna zawartosc zwiazków zelaza ailbo manganu albo so¬ li powodujacych twardosc wody, wplywajacych na jakosc wody, przy czym czerpanie prowadzi sie co najmniej dwoma oddzielnymi rurami wydobyw¬ czymi za pomoca pomp zamontowanych na kon¬ cach rur, znamienny tym, ze umieszcza sie wy¬ dobywcze rury w gruncie w róznych warstwach zbiorników wody gruntowej, czerpie sie wode rów¬ noczesnie ,ze wszysftkich rur wydobywczych uzysku¬ jac wode o róznej jakosci, odprowadza sie wode o lepszej jakosci do normalnej konsumpcji i od¬ prowadza sie wode o gorszej jakosci do innych celów albo usuwa sie. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej w wodzie odprowadzanej do kon¬ sumpcji zawartosc szkodliwych substancji jest kontrolowana w sposób ciagly albo za pomoca re¬ gularnie powtarzanych pomiarów. u 25137 807 !;."'.r.'<:j '• r - ¦L"_; r^ i li.'- 7"T ]£• " ' ^1 =.=J Figi FTrH l^-^-4 Z_-r_z] -,• .-..^.DN-3, zam. 359/86 Cena 100 zl PL PL PL

Claims (2)

1.Zastrzezenia patentowe1. |L. Sposób czerpania wody ze zbiorników wody gruntowej, zawierajacych warstwy majace rózna zawartosc zwiazków zelaza ailbo manganu albo so¬ li powodujacych twardosc wody, wplywajacych na jakosc wody, przy czym czerpanie prowadzi sie co najmniej dwoma oddzielnymi rurami wydobyw¬ czymi za pomoca pomp zamontowanych na kon¬ cach rur, znamienny tym, ze umieszcza sie wy¬ dobywcze rury w gruncie w róznych warstwach zbiorników wody gruntowej, czerpie sie wode rów¬ noczesnie ,ze wszysftkich rur wydobywczych uzysku¬ jac wode o róznej jakosci, odprowadza sie wode o lepszej jakosci do normalnej konsumpcji i od¬ prowadza sie wode o gorszej jakosci do innych celów albo usuwa sie.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej w wodzie odprowadzanej do kon¬ sumpcji zawartosc szkodliwych substancji jest kontrolowana w sposób ciagly albo za pomoca re¬ gularnie powtarzanych pomiarów. u 20 25137 807 !;."'.r.'<:j '• r - ¦L"_; r^ i li.'- 7"T ]£• " ' ^1 =.=J Figi FTrH l^-^-4 Z_-r_z] -,• .-..^. DN-3, zam. 359/86 Cena 100 zl PL PL PL