DE10224677B4 - Method for combined mechanical / chemical well regeneration - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur kombinierten mechanisch/chemischen Brunnenregenerierung, bei
dem durch Prozesssteuerung in das Brunnenwasser in einem Arbeitsabschnitt
im Brunnenfilterrohr ein Regenerat eingebracht und aus dem Brunnenfilterrohr
in angrenzende Kiesschichten zirkulierend gedrückt und das mit abgelösten Ablagerungen
von der Brunnenfilterrohrwand und den Kiesschichten und eventuell
angrenzenden Gebirge- oder Bodenschichten kontaminierte Brunnenwasser
periodisch jeweils nach einem Reinigungszyklus abgepumpt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass
die Prozesssteuerung in Abhängigkeit
von einer zyklischen oder azyklischen Messung der festgestellten
Anteile an festen, ungelösten
und gelösten
Stoffe in dem kontaminierten Brunnenwasser erfolgt, wobei
die
festen Stoffe mittels eines Absetzbehälters aus einer definierten
Probemenge ermittelt und als erste Parameter für die Prozesssteuerung herangezogen
werden und die über
der Absetzschicht vorhandene mit ungelösten und gelösten Stoffen
kontaminierte Flüssigkeit
der Probe mit einer geeigneten Lauge gemischt wird, die eine Ausfällung der gelösten Bestandteile
bewirkt, wodurch eine homogene trübe Flüssigkeit gegeben ist, deren
Trübungsgrad
als zweiter Parameter für
die Prozesssteuerung ausgewertet...Method for the combined mechanical / chemical well regeneration, introduced by the process control in the well water in a working section in the well filter tube recycled and circulating from the well filter into adjacent gravel layers with detached deposits from the Wellfilterrohrwand and the gravel layers and possibly adjacent mountain or soil layers contaminated well water is pumped periodically after each cleaning cycle, characterized
in that the process control is carried out as a function of a cyclic or acyclic measurement of the determined fractions of solid, undissolved and dissolved substances in the contaminated well water, wherein
the solid substances are determined by means of a settling tank from a defined sample quantity and are used as first parameters for the process control and the liquid of the sample present in excess of the settling layer mixed with undissolved and dissolved substances is mixed with a suitable liquor which causes a precipitation of the dissolved constituents; whereby a homogeneous turbid liquid is given, whose turbidity level is evaluated as second parameter for the process control ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kombinierten mechanisch/chemischen Brunnenregenerierung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The The invention relates to a method for combined mechanical / chemical Well regeneration with the specified in the preamble of claim 1 Features.
Ein
Verfahren der gattungsgemäßen Art
unter Verwendung eines Brunnenreinigungsgerätes mit einer in einem Brunnenschacht
aus Filterwänden
bewegbaren Etagenanordnung ist aus der
Beim Reinigungsprozess wird in den Arbeitsabschnitt eine Säure oder ein Säuregemisch als Regenerat mit einem be stimmten ph-Wert in einer solchen Menge gepumpt, dass das Gemisch aus Brunnenwasser und Regenerat einen annähernd bestimmten gewünschten ph-Wert annimmt. Zur Prozesssteuerung werden in dem Saugabschnitt oder in einer weiteren Kammer der ph-Wert oder andere elektrische und chemische Größen des Brunnenwassergemisches permanent gemessen. Die Zuführung und Dosierung des Regenerats werden in Abhängigkeit von den Messwerten gesteuert und die Zufuhr in Abhängigkeit vom Unterschreiten eines vorgegebenen Soll-Wertes des Filterdurchlasswiderstandes unterbrochen.At the Cleaning process becomes an acid in the working section or an acid mix as a regenerate with a certain ph value in such an amount pumped that mixture of well water and regenerate one nearly certain desired ph value. For process control, in the suction section or in another chamber the ph value or other electrical and chemical quantities of Well water mixture permanently measured. The feeder and Dosing of the regenerate will depend on the measured values controlled and the supply depending from falling below a predetermined target value of the filter passage resistance interrupted.
Aus der DE-Z „bbr", 11/97, 48. Jahrgang, Seiten 18–25, gehen technische Lösungsmöglichkeiten bei der Durchführung und Auswertung von Pumpversuchen unter Einsatz von elektronisch gesteuerten und Computer überwachten Messerfassungsanlagen hervor. Im Detail werden einzelne Messgeräte vorgestellt, Messverfahren beschrieben und Einbauhinweise gegeben. Unter anderem werden auch die üblichen Messverfahren beschrieben, wie Fördermengenmessung, Wasserstandsmessung, Messung der chemisch-physikalischen Parameter, Leitfähigkeitsmessung ph- und Temperaturmessung, Trübungsmessung, Messung des Sauerstoffgehaltes, Messungen des Redoxpotentials und des Sandgehaltes. Ferner ist angegeben, dass beim Pumpversuch bestimmte Prozessabläufe beeinflusst und überwacht werden müssen. Eine Prozesssteuerung eines Verfahrens zur kombinierten mechanischchemischen Brunnenregenerierung in Abhängigkeit von einzelnen oder kombinierten Messergebnissen ist in dieser Schrift nicht angesprochen und auch nicht angeregt.Out DE-Z "bbr", 11/97, 48th year, Pages 18-25, go technical solutions during execution and evaluation of pumping experiments using electronic controlled and computer monitored Messerfassungsanlagen out. In detail, individual measuring devices are presented, Measuring method described and installation instructions given. Amongst other things are also the usual Measuring method described as flow rate measurement, Water level measurement, measurement of chemical-physical parameters, conductivity measurement ph and temperature measurement, turbidity measurement, Measurement of the oxygen content, measurements of the redox potential and the sand content. Furthermore, it is stated that in the pumping certain processes influenced and monitored Need to become. A process control of a method for combined mechanical-chemical Well regeneration depending on of individual or combined measurement results is in this document not addressed and not stimulated.
Aus
der
Weiterhin
ist aus der
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren anzugeben, das eine optimale Prozesssteuerung und die Verwendung kostengünstigerer Messverfahren ermöglicht.outgoing From the known prior art, the invention has the object to provide an improved method that is optimal Process control and the use of cheaper measuring methods allows.
Die Aufgabe löst die Erfindung durch das in den Ansprüchen 1 und 8 angegebene Verfahren.The Task solves the invention by the method specified in claims 1 and 8.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen im einzelnen angegeben.advantageous Further developments of the invention are in the dependent claims individual indicated.
Durch die Prozesssteuerung in Abhängigkeit von einer zyklisch oder azyklisch gemessenen Trübung des kontaminierten Brunnenwassers, bei der sowohl, die Anteile der festen als auch der ungelösten und der gelösten Stoffe festgestellt werden, werden alle Formen leistungsmindernder Ablagerungen des Brunnens, also auch die Festbestandteile, die angelösten und gelösten Bestandteile, bei der Analyse erfasst. Die notwendigen Feststoff- und Trübungsmessungen sind einfach auf jeder Baustelle und von normal geschultem Regenerierungspersonal durchzuführen. Es sind keine speziellen Laborkenntnisse und Ausrüstungen notwendig. Während eine Messung der Trübung des kontaminierten Brunnenwassers pro Messung nur ca. 2,- EUR kostet, betragen die Kosten beispielsweise bei der Eisen-Ionenkonzentrationsmessung ca. das Zehnfache. Es ist ersichtlich, dass hier ein wesentlicher wirtschaftlicher Vorteil gegeben ist, zudem aber auch ein zeitlicher Vorteil. Als weiterer Prozesssteuerparameter kann auch der Filterwiderstand zusätzlich mit berücksichtigt und insbesondere die mechanische Reinigungszeit davon abhängig gesteuert werden. Ein geringer Filterwiderstand, der durch die Stromaufnahme der Kieswäscher-Pumpe oder durch Druckmessung im Arbeitsabschnitt leicht ermittelt werden kann, mittels derer das Regenerat zusammen mit Brunnenwasser durch die Filterschlitze in der Wandung des Filterrohres in die dahinter befindlichen Kiesschichten gedrückt wird, gestattet eine unmittelbare Aussage über die Verockerungen in den Filterschlitzen und in den Kiesschichten. Bei entsprechender Fortschrittskontrolle des Reinigungserfolges nimmt dieser Filterwiderstand merklich ab. Stimmen darüber hinaus auch die Trübungsmesswerte und der ph-Wert, so kann der Reinigungsvorgang abgeschlossen und das kontaminierte Brunnenwasser abgepumpt werden. Die Maßnahmen der Reinigung dienen dazu, sowohl die Filterschlitze in der Rohrwandung als auch die Ablagerungen in den Kiesschichten abzusprengen und aufzulösen, um den ungehinderten Zufluss des Brunnenwassers aus dem Umgebungsgebirge in dem Brunnen zu ermöglichen, um so die ursprüngliche Ergiebigkeit des Brunnens wieder herzustellen. Die mechanische Reinigungswirkung wird dabei abhängig von der Pumpenleistung und von der Art des Spülverfahrens vom Pumpensystem erbracht. Dies kann beispielsweise eine rotierende Hochdruckdüsenanordnung, ein Druckwellenreinigungssystem oder aber auch eine Unterwasserpumpe sein, die aus dem Arbeitsabschnitt das Wasser in die Kiesschichten verdrängt und durch Wechselsteuerung den Rückfluss wieder ermöglicht. Die Probenentnahme während des Reinigungsprozesses innerhalb eines Reinigungszyklus erfolgt dabei durch ein gesondertes Abpumpen der Proben entweder aus dem Arbeitsabschnitt oder aus benachbarten Abschnitten.By the process control in dependence from a cyclically or acyclically measured turbidity of the contaminated well water, in both, the shares of the fixed as well as the unresolved and the solved one Substances are detected, all forms become performance-reducing Deposits of the well, including the solid components, the loosened and dissolved Components captured in the analysis. The necessary solids and turbidity measurements are easy on every construction site and by normally trained regeneration personnel perform. There are no special laboratory skills and equipment necessary. While a measurement of turbidity of the contaminated well water costs only approx. 2, - EUR per measurement the cost, for example, in the iron ion concentration measurement about ten times. It can be seen that here is an essential economic advantage is given, but also a temporal Advantage. As a further process control parameter and the filter resistance additionally taken into account and in particular the mechanical cleaning time thereof dependent controlled become. A low filter resistance, due to the current consumption the gravel scrubber pump or easily determined by pressure measurement in the working section can, by means of which the Regenerat together with well water through the filter slots in the wall of the filter tube in the behind pressed gravel layers pressed will allow a direct statement about the ossifications in the Filter slots and in the gravel layers. With appropriate progress control of cleaning success, this filter resistance decreases noticeably. Voices about it In addition, the turbidity measured values and the ph value, the cleaning process can be completed and the contaminated well water is pumped out. The measures the cleaning serve to both the filter slots in the pipe wall as well as the deposits in the gravel layers and to dissolve the unimpeded inflow of well water from the surrounding mountains to allow in the fountain so the original one To restore fertility of the well. The mechanical cleaning effect becomes dependent on it from the pump performance and the type of rinsing process provided by the pump system. This may for example be a rotating high-pressure nozzle arrangement, a pressure wave cleaning system or an underwater pump be from the working section the water in the gravel layers repressed and by switching backflow again possible. The sampling during the cleaning process takes place within a cleaning cycle thereby by a separate pumping out of the samples either from the Working section or from adjacent sections.
Die Messung des Feststoffgehaltes erfolgt beispielsweise mittels eines Spitzglases (Imhoff-Trichter), in welchem sich die Feststoffe absetzen. Die überstehende Menge der Flüssigkeit der Probe wird sodann mit einer geeigneten Lauge, z. B. NaOH oder einer anderen geeigneten Lauge, gemischt, die den ph-Wert auf ca. ph 10 anhebt und eine Ausfällung der gelösten Bestandteile in kolloidialer Suspension bewirkt. Durch geeignetes Mischen entsteht eine homogene, getrübte Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit lässt sich durch einen Trübungsmesser erfassen und bewerten. Trübungsmesser sind als solche bekannt, sie arbeiten nach einem rein optischen Messverfahren, wobei ungefiltertes Licht in der Regel verwendet wird.The Measurement of the solids content takes place for example by means of a Spitzglases (Imhoff funnel), in which the solids settle. The supernumerary Amount of liquid the sample is then washed with a suitable alkali, e.g. B. NaOH or another suitable liquor mixed, the ph value to about pH 10 lifts and one precipitate the solved one Ingredients in colloidal suspension causes. By suitable Mixing produces a homogeneous, turbid liquid. This liquid let yourself through a haze meter record and evaluate. turbidimeter are known as such, they work according to a purely optical Measuring method, where unfiltered light is usually used becomes.
Durch dieses Verfahren werden sowohl die Feststoffgehalte als auch die Anteile ungelöster und gelöster Bestandteile der leistungsmindernden Ablagerungen erfasst, wobei sämtliche ausgefällten Bestandteile als Hydroxyde mit berücksichtigt werden. In Abhängigkeit davon erfolgt die Prozesssteuerung. Beispielsweise werden die Bestandteile Fe(OH)x, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Mn(OH)2 etc. mit berücksichtigt. Die Trübungsmessung erfolgt durch Trübungsmesser bekannter Art, die relativ kostengünstig erworben werden können. Der Material- und Zeitaufwand je Messung sind äußerst niedrig im Vergleich zu Ionenmessungen.By This method will both the solids contents and the Shares unresolved and dissolved Components of performance-reducing deposits are recorded, where all precipitated Components are considered as hydroxyde with. Dependent on this is the process control. For example, the ingredients become Fe (OH) x, Ca (OH) 2, Mg (OH) 2, Mn (OH) 2 etc. taken into account. The turbidity measurement done by opacimeter known type that can be purchased relatively inexpensively. Of the Material and time per measurement are extremely low in comparison to ion measurements.
Die
praktischen Versuche mit der neuen Prozesssteuerung haben darüber hinaus
ergeben, dass der Reinigungsvorgang entscheidend verkürzt werden
kann und Regeneriermittel sparsamer eingebracht werden können, wodurch
auch das Brunnenausbaumaterial geschont wird und niedrigere Kosten
erzielt werden können.
Dieses Verfahren lässt
sich darüber
hinaus auch mit den bekannten Brunnenreinigungsverfahren gemäß
Für die Prozesssteuerung werden die festgestellten und gespeicherten Werte einer Messreihe der festen, der ungelösten und der gelösten Stoffanteile bewertet, was zweckmäßigerweise durch einen Computer nach einem Programm erfolgt, der auf die oder den Speicher Zugriff hat, in dem die Messwerte der Messreihen abgespeichert sind. Der Com puter steuert ferner nach einem vorgegebenen Programm den Reinigungsprozess. Der Einsatz des Verfahrens ist besonders effizient in Vebindung mit einem Reinigungsgerät, wie es im Anspruch 6 angegeben ist, einsetzbar.For process control become the detected and stored values of a measurement series the solid, the unresolved and the solved one Substances assessed, which expediently by a computer after a program that has access to the memory or memory, in which the measured values of the measurement series are stored. The computer also controls the cleaning process according to a predetermined program. The use of the method is particularly efficient in connection with a cleaning device, as indicated in claim 6, can be used.
Durch die gesonderte Feststellung der festen Stoffanteile und der ungelösten und gelösten Stoffanteile können die Parameter auch unterschiedlicher Bewertung unterzogen werden. Als weiterer Prozesssteuerparameter kann der Filterwiderstand im Arbeitsabschnitt ermittelt werden. Dieser kann entweder für die Endabpumpung oder für das Zwischenabpumpen des kontaminierten Brunnenwassers mit Regenerat und abgelösten Ablagerungen herangezogen werden. Selbstverständlich können auch weitere physikalische oder chemische Parameter für die Prozesssteuerung mit herangezogen werden, wie die ph-Wert-Messung des mit Regenerat versehenen Brunnenwassers im Arbeitsabschnitt.By the separate determination of the solid matter and the undissolved and dissolved Substances can the parameters are also subjected to different evaluation. As a further process control parameter, the filter resistance in Working section to be determined. This can either be for the final pumping or for the Zwischenabpumpen the contaminated well water with Regenerat and detached Deposits are used. Of course, other physical or chemical parameters for the process control can be used, such as the pH value measurement of regenerated well water in the working section.
Die Probenentnahme erfolgt zyklisch oder azyklisch durch eine Probenpumpung, wobei es zweckmäßig ist, eine gesonderte Messpumpenstrecke vorzusehen, so dass über ein Rohr oder einen Schlauch geringen Durchmessers bestimmte Mengen aus dem Arbeitsabschnitt oder dem Saugabschnitt im Reinigungsabschnittsbereich entnommen werden können. Die Probenentnahmen können auch bei einem Zwischenabpumpen erfolgen, indem die Proben der abgepumpten Flüssigkeit entnommen werden.The Sampling takes place cyclically or acyclically by sample pumping, where appropriate, to provide a separate measuring pump section, so that over a Pipe or hose of small diameter certain quantities from the working section or the suction section in the cleaning section area can be removed. The sampling can also be carried out at a Zwischenabpumpen by the samples of the pumped liquid be removed.
Ein Verfahren unter Verwendung einer bewegbaren Etagenanordnung in einem Brunnenschachtrohr ist im Anspruch 8 angegeben. Die Erweiterung dieses Verfahrens durch Parameter der festgestellten Filterwiderstandswerte ist im Anspruch 9 angegeben.One Method using a movable floor arrangement in one Well shaft tube is specified in claim 8. The extension this method by parameters of the determined filter resistance values is specified in claim 9.
Die Prozesssteuerung veranschaulicht das nachfolgende Flussdiagramm: The process control illustrates the following flowchart:
Claims (9)
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