DE3940107A1 - Vorrichtung und verfahren zum reinigen der filterkiesschuettung in wasserbrunnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen der Filterkiesschüttung in Bohrbrunnen.

Es ist bekannt, daß bei Entnahmebrunnen und Meßbrunnen für Grundwasser- und Uferfiltrat bei zunehmender Betriebs­ zeit Verstopfungserscheinungen in der Filterkiesschüttung in Form von Versandungen, Verockerungen, Versinterungen und deren Mischformen auftreten, welche zur Verringerung der Ent­ nahmemengen des Brunnens führen.

Man versucht durch Anwendung von Regenerierverfahren, die Ver­ unreinigungen in der Filterkiesschüttung zu beseitigen. Eines der Verfahren ist das Einfüllen einer Reinigungschemikalie in den Brunnen hinein. Da man in den gesamten Grundwasser­ leiter injizieren muß, wird eine hohe Reinigungschemikalien­ menge auf einer großen Injektionsfläche verbraucht, wobei eine intensive örtlich beschränkte Regenerationsarbeit in einzel­ nen Abschnitten nicht möglich ist.

Außerdem treten durch unvollkommene Durchmischung Konzentrations­ schwankungen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtung und Ver­ fahren für eine Reinigung einer verstopften Filterkiesschüt­ tung vorzuschlagen die die abschnittsweise intensive Regenerie­ rung unter Anwendung von Zirkularströmungen gestattet. Hier­ durch wird ermöglicht, daß eine bestimmte Menge von Reinigungs­ chemikalien in einem begrenzten Brunnenabschnitt in eine zir­ kulierende Reinigungsbewegung gebracht wird und dabei eine sehr gute Ausnutzung erfährt.

Gleichzeitig soll die einzusetzende Vorrichtung geeignet sein, im Bedarfsfall - ohne zusätzliche Demontagen und Montagen im Brunnen - die Notwasserversorgung sicherzustellen.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung vorrichtungs­ mäßig durch mindestens zwei im Brunnenfilter übereinander angeordnete, miteinander verbundene und durch ein Zwischen­ stück mit Armatur von einander absperrbare Pumpen, die je­ weils in einem aus mindestens einem geschlossenen Verlängerungs­ stück und mindestens einem gelochten Saugstück bestehenden Ge­ häuse untergebracht sind, wobei die Saugstücke in ihrer Ober- und Unterkante gegenüber dem Brunnenfilter durch Dichtungen abgedichtet und an gesonderte Injektionsleitungen angeschlos­ sen sind, und das obere Verlängerungsstück durch eine daran be­ festigte und hydraulisch und/oder pneumatisch an den Brunnen­ filter angepreßte Langmanschette umschlossen ist, die das obere geschlossene Verlängerungsstück zum Brunnenfilter auf der In­ nenseite des Brunnenfilters abdichtet.

Zweckmäßig sind die beiden Gehäuse durch Zwischenflansche mit dem Zwischenstück und der Armatur verbunden.

Die Vorrichtung kann ferner über ein Anschlußstück mit einer Schlauchtrommel mit Antrieb verbunden sein.

Die untere Pumpe ist zweckmäßig mittels einer Umgehungsleitung mit der oberen Pumpe und mit der Steigleitung verbunden.

Beide Pumpen können mit einer stufenlos regelbaren Drehzahl­ regelung versehen sein.

Verfahrensmäßig kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß bei Betrieb der unteren Pumpe und stillstehender oberer Pumpe eine Zeitlang Druckluft, agressives oder inertes Gas zusammen mit Wasser in einen Abschnitt der Filterkiesschüttung injiziert wird und sich hieran nach Beendigung der Injektion eine Spülungs- und Entsandungsphase unter Hinzuschaltung der oberen Pumpe an­ schließt, worauf die Einrichtung mittels daran angeschlagenem auf einer antreibbaren Schlauchtrommel aufgewickeltem Zugschlauch oder mittels eines getrennten Hebezeugs im Brunnen vertikal verschoben wird und die Vorgänge des Injizierens und Spülens in einem benachbarten Abschnitt der Filterkiesschüttung durch­ geführt werden.

In Abwandlung und Ergänzung des Verfahrens kann anstelle der injizierten Gase oder auch zusätzlich hierzu alternierend eine Reinigungschemikalie injiziert werden.

Die während des Spülvorganges in einem über Tage aufgestellten Behälter aufgefangenen Chemikalien können in diesem Behälter abgetrennt und durch Hinzufügung zusätzlicher Chemikalien auch neutralisiert werden, wobei das von den Chemikalien befreite Wasser aus dem Behältnis abgeleitet wird.

Bei einem abgewandelten Verfahren kann man sowohl die Injek­ tionsleitung als auch die Steigleitung gleichzeitig zur Injek­ tion in den Grundwasserleiter verwenden.

Über die Injektionsleitung können aber auch bei stillstehenden beiden Pumpen Druckluft oder Gase in die Filterkiesschüttung auf der Außenseite der an den Brunnenfilter angepreßten Lang­ manschette injiziert werden.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung der grundsätzliche Vorrichtungsaufbau und der Verfahrensablauf näher erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Filterspüleinrichtung im Brunnen in einem Ausschnitt,

Fig. 2 einen schematisch gehaltenen Längsschnitt durch die gesamte Einrichtung einschließlich der übertage angeordneten Teile und

Fig. 3 einen schematischen Strömungsverlauf.

Der in Fig. 1 gegebenen Darstellung ist zu entnehmen, daß ein oberes Verlängerungsstück 1 durch einen oberen Anschluß­ flansch 2 nach oben abgeschlossen ist, wogegen unterseitig ein oberes Saugstück 3 angeschlossen ist.

Ein dem oberen Saugstück 3 entsprechendes unteres Saugstück 4 ist in der gleichen Weise mit einem unteren Verlängerungs­ stück 26 verbunden, das nach unten hin durch einen unteren Abschlußflansch 6 abgeschlossen ist.

In jedem dieser beiden durch Saugstücke und Verlängerungsstücke gebildeten Gehäuse ist eine Pumpe 9 bzw. 10 untergebracht.

Zwischenflansche 5 und Dichtungen 20 schaffen mehrere Abdich­ tungshorizonte übereinander. An einer Dichtungsplatte 27 ist eine Langmanschette 28 befestigt, welche hydraulisch oder pneu­ matisch an den Brunnenfilter 21 angepreßt wird und diesen ab­ dichtet.

Die beiden erwähnten Gehäuse, welche die Pumpen 9 und 10 in sich einschließen, sind durch eine absperrbare Armatur 11 mit Zwischenstück 12 miteinander verbunden.

Ferner sind die genannten Gehäuse durch die Injektionsleitungen 13 und 25 miteinander verbunden.

Der obere Anschlußflansch 2 ist mit einem Anschlußstück 7 sowie einem Anschlußstutzen 8 für die Injektionsleitung 13 ausgestattet.

Das Kabel 14 für die Pumpe 9 wird durch die Kabeldurchführung 16 geführt, wogegen das Kabel 15 für die Pumpe 10 durch die Kabeldurchführungen 17 und 18 zur Pumpe 10 geführt wird.

Ein am Meßkabel 19 hängender Meßaufnehmer 24 gibt Aufschlüsse über Qualitätsveränderungen der zwischen der Bohrlochwand 23 und dem Brunnenfilter 21 befindlichen Filterkiesschüttung 22 und des Wassers.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern aus der Fig. 1 versehen.

Die Darstellung zeigt aber noch zusätzlich die Umgehungslei­ tung 29 für die untere Pumpe 10.

Die Steuerleitung für die Absperrarmatur 11 ist mit der Bezugs­ ziffer 30 versehen, wogegen die Druckgaseinspeisung durch die Bezugsziffer 31 angegeben ist. An dem Chemikalienvorratsbehälter 32 ist die Rückführleitung 33 und die Umwälzleitung 34 ange­ schlossen.

Die Steigleitung 35 ist auf eine Schlauchtrommel 36 aufwickel­ bar, die mit einem nicht dargestellten Antrieb ausgerüstet ist.

Die Abwasserleitung 37 führt zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Neutralisationsbehälter und die Abwasserablei­ tung 38 in einen Vorfluter.

Die Chemikaliendosierpumpe wird durch die Bezugsziffer 41 be­ zeichnet.

Die Schmutzwasserpumpe 39 ist mit der Schmutzwasserableitung 40 verbunden.

Die Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt den Förderweg 51, d. h. die dosierte Zugabe von Luft, die wahlweise ersetzbar ist durch eine Zugabe von Gasen oder Regenerierchemikalien. Der Förderweg 52 zeigt die Absaugung mit der Pumpe 10 aus dem Abschnitt B das Injizieren in den Abschnitt C und die zirkuläre Rückströ­ mung von Abschnitt C in Abschnitt B.

Über den Förderweg 55 kann zur Erzielung einer Gegenström­ spülung ebenfalls Druckluft oder gasförmige sowie chemische Regenierungsmittel zugeführt werden.

Die Anwendung der beschriebenen Vorrichtungen und des Ver­ fahrens gestatten sowohl die Durchführung einer Zwei-Phasen- Spülung (Wasser-Gas-Spülung) als auch eine sehr intensive ört­ lich begrenzte Regenerierung von Abschnitten eines Wasserbrun­ nens unter kontrollierter und intensiver, mehrfacher Ausnutzung zirkulierender Chemikalienströme. Dieses örtlich eng begrenzte zur Anwendung gelangende Regenerierverfahren kann dann nach Ver­ bringung der Vorrichtung in einen benachbarten Abschnitt dort erneut zur Anwendung gelangen, so daß auf diese Weise der ge­ samte Wasserbrunnen in einem selbsttätig ablaufenden, feinfühlig steuerbaren Arbeitsverfahren regeneriert wird.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Reinigen der Filterkiesschüttung in Wasserbrunnen, gekennzeichnet durch

• - mindestens zwei im Brunnenfilter (21) übereinander angeordnete, miteinander verbundene und durch ein Zwischenstück (12) mit Armatur (11) von einander ab­ sperrbare Pumpen (9, 10),
• - die jeweils in einem aus mindestens einem geschlos­ senen Verlängerungsstück (1, 2; 26, 6) und mindestens einem gelochten Saugstück (3, 4) bestehenden Gehäuse untergebracht sind,
• - wobei die Saugstücke (3, 4) an ihrer Ober- und Unter­ kante gegenüber dem Brunnenfilter (21) durch Dichtungen (20, 20,...) abgedichtet und
• - an gesonderte Injektionsleitungen (13, 25) angeschlossen sind und
• - das obere Verlängerungsstück (1, 2) durch eine daran be­ festigte und hydraulisch und/oder pneumatisch an den Brunnenfilter (21) angepreßte Langmanschette (28) umschlossen ist,
• - die das obere geschlossene Verlängerungsstück (1) zum Brunnenfilter (21) auf der Innenseite des Brunnenfilters abdichtet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse durch Zwischenflansche (5, 5) mit dem Zwischenstück (12) und der Armatur (11) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung über ein Anschlußstück (7) mit einer Schlauchtrommel mit Antrieb (36) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Pumpe (10) mittels einer Umgehungsleitung (29) mit der oberen Pumpe (9) und der Steigleitung (35) ver­ bunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Pumpen (9, 10) mit einer stufenlos regelbaren Dreh­ zahlregelung versehen sind.

6. Verfahren zum Reinigen der Filterkiesschüttung in Bohr­ brunnen unter Verwendung der Vorrichtungen nach den An­ sprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß

• - bei Betrieb der unteren Pumpe und stillstehender oberer Pumpe eine Zeitlang Druckluft, agressives oder inertes Gas zusammen mit Wasser in einen Abschnitt der Filter­ kiesschüttung injiziert wird, und
• - sich hieran nach Beendigung der Injektion eine Spülungs- und Entsandungsphase unter Hinzuschaltung der oberen Pumpe anschließt,
• - worauf die Einrichtung mittels daran angeschlagenem, auf einer antreibbaren Schlauchtrommel aufgewickeltem Zugschlauch oder mittels eines getrennten Hebezeugs im Brunnen vertikal verschoben wird und die Vorgänge des Injizierens und Spülens in einem benachbarten Abschnitt der Filterkiesschüttung durchgeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

• - Reinigungschemikalien injiziert und mittels der unteren Pumpe bei stillstehender oberer Pumpe eine Zeitlang
• -gegebenenfalls ohne Wasserzusatz- in einem Abschnitt der Filterkiesschüttung im Kreislauf geführt werden,
• - wonach die Spülungs- und Ortsveränderungsvorgänge ein­ setzen.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Injizieren von Gasen und Reinigungschemikalien alter­ nierend in gleichen oder benachbarten Abschnitten der Filterkiesschüttung vorgenommen wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Injizierens und der Spülungen die Pumpen mit veränderten Drehzahlen betrieben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die injizierten Chemikalien während des Spülvorgangs in über Tage aufgestellten Behältern unter Abtrennung und Ableitung des Wassers zurückgehalten oder
• - unter Neutralisierung mittels zusätzlicher Chemikalien zusammen mit dem Wasser aus dem Behälter abgeleitet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß alternierend bei abgeschalteten beiden Pumpen sowohl über die Steigleitung als auch die Injek­ tionsleitung zeitgleich oder zeitgleich versetzt die Zugabe der gasförmigen oder flüssigen Regeneriermittel erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei stillstehenden beiden Pumpen über die Injektions­ leitung Druckluft oder Gase in die Filterkiesschüttung auf der Außenseite der an den Brunnenfilter angepreßten Langmanschette injiziert wird.