DE20306503U1

DE20306503U1 - Anordnung für die Behandlung von sauren Bergbauwässern

Info

Publication number: DE20306503U1
Application number: DE20306503U
Authority: DE
Original assignee: ETA AG; Ebauchesfabrik ETA AG
Current assignee: Eta AG Engineering De; Lmbv Lausitzer- und Mitteldeutsche Bergbau-Ver De
Priority date: 2003-04-26
Filing date: 2003-04-26
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2013-04-27

Description

Anordnung für die Behandlung von sauren Bergbauwässern

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von sauren Bergbauwässern, die mittels Konditionierungsanlagen neutralisiert werden. Insbesondere dient die Erfindung der Verbesserung der Wasserqualität bei der Überleitung von sauren Wässern von einem Tagebausee mit saurem Wasserköper in einen anderen Tagebausee sowie von Tagebauseen, die auf Grund der bestehenden Randbedingungen wie durch Zufluss von saurem Grundwasser u.a. zur Wiederversauerung neigen.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, saure fließende Wässer punktuell in sogenannte Grubenwasserreinigungsanlagen am Einlauf von saurem Wasser in Seen durch Kalkung oder Einleiten von Kalkmilch zu neutralisieren. Dabei erfolgt die Einleitung üblicherweise mit Hilfe einer quer im Gerinne liegender Leitung, die mehrere Austrittsöffnungen aufweisen kann. In der Regel werden durch den Einbau von zusätzlichen Schikanen nach der Einleitung des Neutralisationsmittels, Turbulenzen im Wasserstrom erzeugt, die eine innige Durchmischung und vollständige Reaktion des Neutralisationsmittels mit dem sauren Wasser bewirken sollen. Nachteilig ist jedoch, dass mit dem Ausfall von Fällungsprodukten auch Neutralisationsmittel ausfallen und den Wirkungsgrad des Verfahrens reduzieren. Darüber hinaus kann mit der bekannten Technik einer Wiederversauerung infolge von Säureeinträgen an anderen Stellen in den Seekörper, wie durch das Eindringen von saurem Grundwasser nur mit großem Aufwand und geringem Erfolg entgegengewirkt werden. Damit wird ein überproportionaler Verbrauch an Neutralisationsmittel erforderlich, der zu weiteren Ablagerungen führt, die dann periodisch mit hohem Aufwand beseitigt werden müssen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung zu finden, die eine wirtschaftliche, effektive und einfach anwendbare Neutralisation von sauren Bergbauwässern, die mit Konditionierungsanlagen behandelt werden, ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Geräteanordnung zusammengestellt wird, die aus einer Konditionierungsanlage, kombiniert mit einer mobilen schwimmenden Verteileinrichtung besteht.

Für die unter Schutz zu stellende Anordnung werden folgende Geräte und Vorrichtungen eingesetzt und sinnvoll gemäß Schutzanspruch angeordnet:

- Konditionierungsanlage für Lagerung, Mischung und Dosierung von Neutralisationsmitteln,

- pH-Wertmessungen mit Auswertesystem,

- Rohrleitung oder Schlauch von Konditionierungsanlage zu einem Injektor oder Mischer oder Pumpe oder direkt zur schwimmenden Verteileinrichtung,

- Pumpe/Pumpenponton (Ansaugen Wasser aus dem See, Transport Suspension Seewasser-Neutralisationsmittel),

- Rohrleitung; Länge 30 - 2000 m),

- Verteileinrichtungen an der Rohrleitung ( Düsen, Starkregner, Öffnungen),

- Auftriebskörper für die schwimmende Verlagerung der Rohrleitung auf dem See,

- Wasserfahrzeug (Motorboot) zum Schwenken der Rohrleitung,

- Anker, Bojen usw.,

Die Suspendierung des Neutralisationsmittels in fester Form oder in bereits suspendierter Form wie von Kalkmilch erfolgt mit Einsatz von Seewasser mit einer Menge von 30

bis 1000 m³/h. Mittels im Wasserkörper auf einem Ponton installierter Tauchpumpe wird die Zuführung des Wassers zum Injektor/Mischer über eine Rohrleitung realisiert.

Der Pumpenponton wird über eine entsprechende Verankerung in Ufernähe bei ausreichender Wassertiefe fest platziert. Die Tauchpumpe für die Beschickung der Verteilleitung ist mit einer Leistung von 30 -1000 m³/h ausgelegt.

Mit der vorgeschlagenen Geräteanordnung kann bei Flutung eines Tagebausees mit saurem Wasser auch bei Aussetzung der Flutung mittels der Verteilleitung die Neutralisation des Tagebausees fortgesetzt oder der Säurezustrom mit saurem Grundwasser kompensiert werden.

Der Wirkungsgrad der Anordnung ist gegenüber einer punktueilen Zugabe um 20 - 30 % verbessert. Vorteilhaft ist zusätzlich, dass erforderliche Fällungsreaktionen, wie von Eisenhydroxyd gezielt in einen größeren Bereich verlegt werden können und somit erforderliche Schlammberäumungen weitgehend entfallen können.

Mit einer punktueilen Zugabe des Neutralisationsmittels besteht die Gefahr, dass große Seebereiche im sauren Bereich verbleiben. Dies wird mit der vorgeschlagenen Anordnung weitgehend vermieden.

Mit Hilfe der vorgeschlagenen Anordnung wird die Nutzung von lebensfeindlichen sauren Gruben- und Bergbauwässern, wie beispielsweise in sauren Tagebaurestseen zur Erholung, Bewirtschaftung und als Zwischenspeicher auf verbesserte Weise ermöglicht.

Das Prinzip der Erfindung soll im folgenden an einem Beispiel und an Hand der Abbildung näher erläutert werden.

Aus einem Tagebausee 1 mit einem Wasserstand von 110 mNN, der über hohe saure Grundwasserzuflüsse verfügt, soll Wasser mit folgender Qualität:

pH-Wert: 3,5

Eisen gelöst: 20 mg/l

Sulfatgehalt: 1000 mg/l

Kb-6,5Wert: 3,0 mmol/l

in einen 800 m entfernten Tagebausee 2 mit einem Wasserstand von 105 mNN eingeleitet werden. Dieser Tagebausee 2 ist gefüllt mit einem Volumen von 20 Mio. m³ Wasser mit folgender Qualität:

pH-Wert: 4,5

Eisen gelöst: 15 mg/l

Sulfatgehalt: 800 mg/l

Kb-6,5Wert: 1,0 mmol/l

Der Tagebausee 2 wird nach Erreichen eines pH-Wertes von 6,5 über seinen Auslauf 15 an die Vorflut 16 angeschlossen.

Die Zuleitung 3 mit einer Gesamtlänge von 900 m, durch die der Wassertransport erfolgt, weist eine Nennweite von 1200 mm auf. An den Enden sind Absperrorgane 4 angeordnet um die Leitung zu füllen, zu regeln oder außer Betrieb zu nehmen. Durch diese strömt im Normalbetrieb eine Wassermenge von 3000 m³/h. Aus dem Umfeld werden ca. 800 m³/h saures Grundwasser 5 mit folgenden Qualitäten in den Tagebausee 2 eingetragen.

pH-Wert:	5,9
Eisen gelöst:	45 mg/l
Sulfatgehalt:	600 mg/l
Kb-6,5 Wert:	4,0 mmol/l

Aus einer Konditionierungsanlage 6 mit werden zur Neutralisation in Abhängigkeit von einer pH-Wert -Messung 8 punktuell Kalkmilch mit einer Konzentration von 10 % zudosiert. Über eine Ultraschallmessung 4 erfolgt die Ermittlung der aktuellen Wassermenge, welche über die Heberleitung 3 von Tagebausee 1 in den Tagebausee 2 strömt. Mittels einer pH-Wertmessung 9 wird die Entwicklung des pH-Wertes online gemessen.

Auf Grund der bekannten Wasserqualität im Tagebausee 1 wird eine Voreinstellung der Kalkmilchdosierung 8 zur Einstellung eines pH-Wertes von 6,5 für die Wassermenge der Zuleitung 3 vorgenommen. Um eine verbesserte Behandlung des Tagebausees 2 zu gewährleisten, wird zusätzlich oder ausschließlich die Kalkmilch über die Verbindungsleitung 9 in die Verteilleitung eingebracht. Die Kalkmilch wird mit einer Wassermenge von 500 m³ von einer Tauchpumpe 11 auf einem Ponton 12 verdünnt und über die 1000 m lange Verteilleitung mit 7 Verteildüsen 12 im Seebereich verteilt. Die Verteilleitung 10 ist schwenkbar und kann somit weite Seebereiche beeinflussen. Mittels einer pH-Wertmessung 13, ausgeführt als automatische Messung im Seekörper mit Datenfunkübertragung. und einer. pH_#-Wertmessung am Seeauslauf wird der Konditionierungs-

erfolg überwacht. Bei einem Abfall eines der gemessenen pH-Werte auf < 6,3 wird unabhängig von Messung 8 die Kalkmilchdosierung um 10 % erhöht. Bei einem Anstieg eines der gemessenen pH-Werte auf > 6,7 wird unabhängig von Messung 8 die KaIkmilchdoi erung um 10 % verringert. Eine pH-Wertüberprüfung erfolgt rechnergestützt alle 8 h.

Mit der vorgeschlagenen Anordnung wird eine weitgehende Ausnutzung des insgesamt eingetragenen Neutralisationspotentials bewirkt. Der sich bildende Eisenhydroxydschlamm kann im gesamten Seebereich ausfallen, ohne dass eine gesonderte Schlammberäumungstechnologie, wie für die alleinige punktuelle Aufgabe der Kalkmilch notwendig wird. Der Tagebausee 2 kann bei Außerbetriebnahme der Zuleitung 3 mit Neutralisationsmittel konditioniert werden. Eine Neutralisation des einströmenden sauren Grundwassers ist effektiver und mit geringerem Aufwand möglich.

Mit der vorgeschlagenen Geräteanordnung kann mit geringen Investitions- und Betriebskosten bei der Flutung von Tagebaurestlöchern und Nutzung dieser als Wasserspeicher eine deutliche Verbesserung der Wasserqualität, erreicht werden.

Verzeichnis der verwendeten Bezugszeichen

1 Tagebausee 1

2 Tagebausee 2

3 Zulaufleitung

4 Absperrarmaturen

5 Grundwasserzufluss

6 Konditionierungsanlage

7 Dosierleitung

8 pH-Wertmessung

9 Verbindungsleitung zur Verteilleitung

10 Verteilleitung

11 Tauchpumpe

12 Verteilsystem

13 pH-Wertmessung im Seekörper

14 pH-Wertmessung im Seeauslauf

15 Seeauslauf

16 Vorflut

Claims

Anordnung für die Behandlung von sauren Bergbauwässern, die mittels Konditionierungsanlagen neutralisiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Anordnung aus einer Konditionierungsanlage für Lagerung, Mischung und Dosierung von festen und/oder flüssigen Neutralisationsmitteln besteht,

- mindestens eine mit der Konditionierungsanlage über Rohrleitungen verbundenen Pumpe angeordnet ist, die auf dem Bergbaugewässer schwimmbar oder als Tauchpumpe installiert ist und eine Leistung von 30-1000 m³ aufweist,

- an die Pumpe/die Pumpen weiter ein Verteilsystem angeschlossen ist, das eine Länge bis 2000 m aufweist und an welchem Verteileinrichtungen installiert sind, die aus Düsen, Starkregnern oder auch einfachen Bohrungen oder Öffnungen in den Verteilrohren bestehen,

- weiter die erforderlichen pH-Wertmesseinrichtungen und Steuerungseinrichtung angeordnet sind.