DE3940107C2 - Vorrichtung zum Reinigen der Filterkiesschüttung in Wasserbrunnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Filterkiesschüttung in Wasserbrunnen, bestehend aus zwei im Brunnenfilter über­ einander angeordneten Pumpen, die jeweils in einem aus mindestens einem geschlossenen Verlängerungsstück und mindestens einem gelochten Saug­ stück bestehenden Gehäuse untergebracht sind, wobei die obere Pumpe an eine Steigleitung angeschlossen ist und die Gehäuse miteinander durch ein Zwischenstück mit einer an die untere Pumpe angeschlossenen Armatur verbunden und an ihrer Ober- und Unterkante gegenüber dem Brunnenfilter durch Dichtungen abgedichtet sind.

Es ist bekannt, daß bei Entnahmebrunnen und Meßbrunnen für Grundwas­ ser- und Uferfiltrat bei zunehmender Betriebszeit Verstopfungserscheinun­ gen in der Filterkiesschüttung in Form von Versandungen, Verockerungen, Versinterungen und deren Mischformen auftreten, welche zur Verringerung der Entnahmemengen des Brunnens führen.

Man versucht durch Anwendung von Regenerierverfahren die Verunreini­ gungen in der Filterkiesschüttung zu beseitigen. Eines der Verfahren ist das Einfüllen einer Reinigungschemikalie in den Brunnen hinein. Da man in den gesamten Grundwasserleiter injizieren muß, wird eine hohe Reini­ gungschemikalienmenge auf einer großen Injektionsfläche verbraucht, wobei eine intensive örtlich beschränkte Regenerationsarbeit in einzelnen Abschnitten nicht möglich ist.

Aus der DE 81 20 151 U1 ist ein Reinigungsverfahren für Brunnen bekannt, bei dem unter Verwendung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art in einem ersten Arbeitsschritt in den Brunnen eingefüllte Säure durch die Schlitze des Brunnenfilters in Richtung des Erdreichs ver­ preßt und nach einer Verweilzeit in einem zweiten Arbeitsschritt ein Spül­ strom zum Abschwemmen der gelösten Ablagerungen erzeugt und ein Teil des die Ablagerungen enthaltenen Spülstroms abgepumpt wird. Bei der Vorrichtung, die hierbei verwendet wird, sind die beiden miteinander ver­ bundenen Gehäuse nur an ihren entgegengesetzten Enden und am Zwi­ schenstück mit einer gegenüber dem Brunnenfilter abgedichteten Trenn­ wand versehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Reinigung einer verstopften Filterkiesschüttung zu schaffen, die eine abschnittsweise sehr intensive Regenerierung unter Anwendung von Zirkularströmungen gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst, daß die Saugstücke an ihrer Ober- und Unterkante gegenüber dem Brunnenfilter durch Dichtungen abgedichtet und an gesonderte Injektionsleitungen angeschlossen sind, daß das obere geschlossene Verbindungsstück durch eine daran befestigte und hydraulisch und/oder pneumatisch an den Brunnenfilter anpreßbare Langmanschette umschlossen ist, die im oberen geschlossenen Verlängerungsstück den Brunnenfilter auf der Innenseite abdichtet, daß die Pumpen durch das Zwischenstück mit der Armatur von­ einander absperrbar sind und die untere Pumpe mittels einer absperrbaren Umgehungsleitung mit der Steigleitung verbunden ist, daß über die Steigleitung Druckluft oder gasförmige sowie chemische Regenerierungsmittel zuführbar sind und daß ein Meßaufnehmer vorgese­ hen ist zur Beobachtung von Qualitätsänderungen des Wassers.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß eine besonders wirksame und intensive Reinigung nicht nur des Brunnenfilters, sondern vor allem auch der Kiesschüttung des Brunnens erreicht wird. Durch die sich über den der Länge des oberen Verlängerungsstückes entsprechenden Längenabschnitt des Brunnenfilters erstreckende und diesen dicht verschließende Langmanschette ist die Regenerier- und Spül­ strömung gezwungen, in diesem Bereich die Kiesschüttung zu passieren und dort vorhandene Ablagerungen zu lösen und mitzureißen. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung hat weiterhin den Vorteil, daß durch Schließen der Armatur im Zwischenstück und Öffnen der Umgehungsleitung die För­ derleistung beider Pumpen addiert werden kann. Hierdurch läßt sich im Spülbetrieb eine hohe Spülgeschwindigkeit mit entsprechend hohem Aus­ trag an Verunreinigungen und hoher Reinigungswirkung erzielen und eine wirksame Entsandung der Kiesschicht durchführen. Weiterhin ermöglicht diese Betriebsweise trotz der im Vergleich zur installierten Brunnenpumpe kleineren Pumpen der Vorrichtung eine ausreichende Notwas­ serversorgung. Zur Steigerung der Regenerierleistung trägt weiterhin die Begrenzung der Strömungswege auf die die gelochten Saugstücke umge­ benden Abschnitte innerhalb des Brunnenfilters bei. Eine Schwächung der Strömungsenergie durch Verteilung der Strömung im Brunnenfilter wird da­ durch vermieden. Die erfindungsgemäße Verwendung der Steigleitung ins­ besondere für die Einleitung von Druckluft, trägt weiterhin erheblich zur Vereinfachung der Vorrichtung bei, da die zusätzlichen Injektionsleitungen für die Einleitung von Chemikalien einen vergleichsweise geringen Quer­ schnitt haben können. Der erfindungsgemäße Meßaufneh­ mer hat schließlich den Vorteil, daß geeignete Qualitätsparameter vor Ort gemessen und zur Steuerung des Verfahrens verwendet werden können.

Erfindungsgemäß können beide Pumpen mit einer stufenlos regelbaren Drehzahlregelung versehen sein.

Die während des Spülvorganges in einem übertage 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.

Die Injek­ tionsleitungen und die Steigleitung können gleichzeitig zur Injek­ tion in den Grundwasserleiter verwendet werden.

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 angegebenen 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 (3)

1. Vorrichtung zum Reinigen der Filterkiesschüttung in Wasserbrunnen, bestehend aus

• 1. zwei im Brunnenfilter (21) übereinander angeordneten Pumpen (9, 10),
• 2. die jeweils in einem aus mindestens einem geschlossenen Verlän­ gerungsstück (1, 2; 26, 6) und mindestens einem gelochten Saugstück (3, 4) bestehenden Gehäuse untergebracht sind,
• 3. wobei die obere Pumpe (9) an eine Steigleitung angeschlossen ist und die Gehäuse miteinander durch ein Zwischenstück (12) mit einer an die untere Pumpe (10) angeschlossene Armatur (11) ver­ bunden und gegenüber dem Brunnenfilter (21) durch Dichtungen (20) abgedichtet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Saugstücke (3, 4) an ihrer Ober- und Unterkante gegenüber dem Brunnenfilter durch Dichtungen (20) abgedichtet und an gesonderte Injektionsleitungen (13, 25) angeschlossen sind,
• 2. das obere geschlossene Verlängerungsstück (1, 2) durch eine daran befestigte und hydraulisch und/oder pneumatisch an den Brunnenfilter (21) anpreßbare Langmanschette (28) umschlossen ist, die das obere geschlossene Verlängerungsstück (1) zum Brunnenfilter (21) auf der Innenseite des Brunnenfilters (21) abdichtet,
• 3. die Pumpen (9, 10) durch das Zwischenstück (12) mit der Arma­ tur (11) voneinander absperrbar sind,
• 4. die untere Pumpe (10) mittels einer absperrbaren Umge­ hungsleitung (29) mit der Steigleitung (35) verbunden ist,
• 5. über die Steigleitung (35) Druckluft oder gasförmige sowie chemi­ sche Regenerierungsmittel zuführbar sind und
• 6. ein Meßaufnehmer (24) vorgesehen ist zur Beobachtung von Qualitätsveränderungen des Wassers.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigleitung (35) auf eine Schlauchtrommel (36) mit Antrieb auf­ wickelbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Pumpen (9, 10) mit einer stufenlos regelbaren Drehzahlregelung versehen sind.