DE20306503U1 - Assembly to neutralize acid water, from an open cast mining lake, has a dosing station to apply liquid/solid neutralizing agents, with a pump and distribution system to treat all water zones before release - Google Patents
Assembly to neutralize acid water, from an open cast mining lake, has a dosing station to apply liquid/solid neutralizing agents, with a pump and distribution system to treat all water zones before releaseInfo
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Abstract
Description
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.The invention relates to the treatment of acidic mining waters which are neutralized by means of conditioning systems. In particular, the invention serves to improve the water quality when transferring acidic waters from an open-cast mining lake with acidic water bodies to another open-cast mining lake, as well as open-cast mining lakes which tend to re-acidify due to the existing boundary conditions such as the inflow of acidic groundwater, among other things.
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.It is known from the state of the art to neutralize acidic flowing water selectively in so-called mine water purification plants at the inlet of acidic water into lakes by liming or introducing lime milk. The introduction is usually carried out using a pipe that runs across the channel and can have several outlet openings. As a rule, the installation of additional baffles after the introduction of the neutralizing agent creates turbulence in the water flow, which is intended to ensure intimate mixing and complete reaction of the neutralizing agent with the acidic water. The disadvantage, however, is that when precipitation products fail, neutralizing agents also fail, reducing the efficiency of the process. In addition, the known technology can only counteract re-acidification as a result of acid inputs at other points in the lake body, such as the penetration of acidic groundwater, with great effort and little success. This requires a disproportionate consumption of neutralizing agent, which leads to further deposits that then have to be periodically removed at great expense.
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.The object of the invention is to find a solution that enables an economical, effective and easy-to-use neutralization of acidic mining waters treated with conditioning plants.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Geräteanordnung zusammengestellt wird, die aus einer Konditionierungsanlage, kombiniert mit einer mobilen schwimmenden Verteileinrichtung besteht.According to the invention, the object of the invention is achieved by assembling a device arrangement which consists of a conditioning system combined with a mobile floating distribution device.
Für die unter Schutz zu stellende Anordnung werden folgende Geräte und Vorrichtungen eingesetzt und sinnvoll gemäß Schutzanspruch angeordnet:For the arrangement to be protected, the following devices and equipment are used and arranged in a reasonable manner in accordance with the protection requirement:
- Konditionierungsanlage für Lagerung, Mischung und Dosierung von Neutralisationsmitteln, - Conditioning system for storage, mixing and dosing of neutralizing agents,
- pH-Wertmessungen mit Auswertesystem,- pH value measurements with evaluation system,
- Rohrleitung oder Schlauch von Konditionierungsanlage zu einem Injektor oder Mischer oder Pumpe oder direkt zur schwimmenden Verteileinrichtung,- Pipeline or hose from conditioning system to an injector or mixer or pump or directly to the floating distribution device,
- Pumpe/Pumpenponton (Ansaugen Wasser aus dem See, Transport Suspension Seewasser-Neutralisationsmittel),- Pump/pump pontoon (suction of water from the lake, transport of suspension of seawater neutralizer),
- Rohrleitung; Länge 30 - 2000 m),- pipeline; length 30 - 2000 m),
- Verteileinrichtungen an der Rohrleitung ( Düsen, Starkregner, Öffnungen),- Distribution devices on the pipeline (nozzles, heavy sprinklers, openings),
- Auftriebskörper für die schwimmende Verlagerung der Rohrleitung auf dem See,- buoyancy bodies for floating relocation of the pipeline on the lake,
- Wasserfahrzeug (Motorboot) zum Schwenken der Rohrleitung,- Watercraft (motorboat) for swinging the pipeline,
- Anker, Bojen usw.,- anchors, buoys, etc.,
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 The suspension of the neutralizing agent in solid form or in already suspended form such as lime milk is carried out using sea water in a quantity of 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.up to 1000 m 3 /h. The water is supplied to the injector/mixer via a pipeline using a submersible pump installed on a pontoon in the water body.
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.The pump pontoon is anchored close to the bank where the water depth is sufficient. The submersible pump for feeding the distribution line is designed with a capacity of 30 - 1000 m 3 /h.
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.With the proposed equipment arrangement, when a mining lake is flooded with acidic water, the neutralization of the mining lake can be continued or the acid inflow can be compensated with acidic groundwater even if the flooding is suspended via the distribution line.
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.The efficiency of the arrangement is 20 - 30% better than with a point-by-point addition. Another advantage is that the required precipitation reactions, such as iron hydroxide, can be moved to a larger area, thus largely eliminating the need for sludge removal.
Mit einer punktueilen Zugabe des Neutralisationsmittels besteht die Gefahr, dass große Seebereiche im sauren Bereich verbleiben. Dies wird mit der vorgeschlagenen Anordnung weitgehend vermieden.With a selective addition of the neutralizing agent, there is a risk that large areas of the lake will remain in the acidic range. This is largely avoided with the proposed arrangement.
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.The proposed arrangement will enable the use of hostile acidic pit and mining water, such as in acidic open-cast mining lakes, for recreation, management and as intermediate storage in an improved manner.
Das Prinzip der Erfindung soll im folgenden an einem Beispiel und an Hand der Abbildung näher erläutert werden.The principle of the invention will be explained in more detail below using an example and the figure.
Aus einem Tagebausee 1 mit einem Wasserstand von 110 mNN, der über hohe saure Grundwasserzuflüsse verfügt, soll Wasser mit folgender Qualität:From an open-cast mining lake 1 with a water level of 110 m above sea level, which has high acidic groundwater inflows, water with the following quality is to be obtained:
pH-Wert: 3,5pH value: 3.5
Eisen gelöst: 20 mg/lIron dissolved: 20 mg/l
Sulfatgehalt: 1000 mg/lSulphate content: 1000 mg/l
Kb-6,5Wert: 3,0 mmol/lKb-6.5 value: 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:into an open-cast mining lake 2, 800 m away, with a water level of 105 m above sea level. This open-cast mining lake 2 is filled with a volume of 20 million m 3 of water with the following quality:
pH-Wert: 4,5pH value: 4.5
Eisen gelöst: 15 mg/lIron dissolved: 15 mg/l
Sulfatgehalt: 800 mg/lSulphate content: 800 mg/l
Kb-6,5Wert: 1,0 mmol/lKb-6.5 value: 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.Once a pH value of 6.5 has been reached, the open-cast mining lake 2 will be connected to the receiving water body 16 via its outlet 15.
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.The supply line 3, which is used to transport the water, has a total length of 900 m and a nominal diameter of 1200 mm. Shut-off devices 4 are arranged at the ends to fill, regulate or shut down the line. In normal operation, a water volume of 3000 m 3 /h flows through this. Approximately 800 m 3 /h of acidic groundwater 5 with the following qualities are fed into the open-cast mine lake 2 from the surrounding area.
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.From a conditioning system 6, lime milk with a concentration of 10% is dosed in at certain points for neutralization depending on a pH value measurement 8. An ultrasound measurement 4 is used to determine the current amount of water flowing from the open-cast mine lake 1 into the open-cast mine lake 2 via the siphon line 3. The development of the pH value is measured online using a pH value measurement 9.
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-Due to the known water quality in the open-cast mining lake 1, the lime milk dosing 8 is preset to set a pH value of 6.5 for the water volume of the supply line 3. In order to ensure improved treatment of the open-cast mining lake 2, the lime milk is additionally or exclusively introduced into the distribution line via the connecting line 9. The lime milk is diluted with a water volume of 500 m 3 by a submersible pump 11 on a pontoon 12 and distributed in the lake area via the 1000 m long distribution line with 7 distribution nozzles 12. The distribution line 10 can be swiveled and can therefore influence large areas of the lake. The conditioning is carried out by means of a pH value measurement 13, carried out as an automatic measurement in the lake body with radio data transmission. and a pH # value measurement at the lake outlet.
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.success is monitored. If one of the measured pH values drops to < 6.3, the lime milk dosage is increased by 10%, regardless of measurement 8. If one of the measured pH values rises to > 6.7, the lime milk dosage is reduced by 10%, regardless of measurement 8. A computer-aided pH value check is carried out every 8 hours.
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.The proposed arrangement allows for extensive use of the total neutralization potential. The iron hydroxide sludge that forms can be deposited in the entire lake area without the need for a special sludge removal technology, such as for the sole selective application of lime milk. The open-cast mining lake 2 can be conditioned with neutralizing agent when the feed line 3 is taken out of service. Neutralization of the inflowing acidic groundwater is more effective and possible with less effort.
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.With the proposed equipment arrangement, a significant improvement in water quality can be achieved with low investment and operating costs when flooding opencast mining pits and using them as water reservoirs.
1 Tagebausee 11 opencast mining lake 1
2 Tagebausee 22 Opencast mining lake 2
3 Zulaufleitung3 Inlet line
4 Absperrarmaturen4 shut-off valves
5 Grundwasserzufluss5 Groundwater inflow
6 Konditionierungsanlage6 Conditioning system
7 Dosierleitung7 Dosing line
8 pH-Wertmessung8 pH measurement
9 Verbindungsleitung zur Verteilleitung9 Connection line to distribution line
10 Verteilleitung10 Distribution line
11 Tauchpumpe11 Submersible pump
12 Verteilsystem12 Distribution system
13 pH-Wertmessung im Seekörper13 pH measurement in the lake body
14 pH-Wertmessung im Seeauslauf14 pH value measurement in the lake outlet
15 Seeauslauf15 Lake outlet
16 Vorflut16 Floodplain
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Legal Events
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| R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20030821 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20061009 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20090626 |
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| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: LMBV LAUSITZER- UND MITTELDEUTSCHE BERGBAU-VER, DE Free format text: FORMER OWNER: ETA AG, 03042 COTTBUS, DE Effective date: 20100119 Owner name: ETA AG ENGINEERING, DE Free format text: FORMER OWNER: ETA AG, 03042 COTTBUS, DE Effective date: 20100119 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20111112 |
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| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |