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Dokumentenidentifikation DE3543697A1 19.06.1986
Titel Verfahren und Anlage zur Entfernung oxidierbarer, gelöster Metalle aus dem Grundwasser, insbesondere für die Hauswasserversorgung
Anmelder Winkelnkemper, Heinrich, Dipl.-Ing. (FH), 4724 Wadersloh, DE
Erfinder Winkelnkemper, Heinrich, Dipl.-Ing. (FH), 4724 Wadersloh, DE
Vertreter Schulze Horn, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 4600 Dortmund
DE-Anmeldedatum 11.12.1985
DE-Aktenzeichen 3543697
Offenlegungstag 19.06.1986
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.06.1986
IPC-Hauptklasse C02F 1/74
IPC-Nebenklasse C02F 1/58   

Beschreibung[de]

Beschreibunfr Die Erfindung betrifft ein Verfahren, insbesondere für die Hauswasserversorgung aus dem G rundwasser, zur Entfernung gelöster oxidierbarer Metalle durch Einleitung mit Sauerstoff angereicherten Wassers in das Grundwasser und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit mindestens einem Brunnenfilter und einer Pumpe.

Spuren von Metallen, z. B. Eisen und angan sind in fast allen natürlichen Wässern anzutreffen. Die Konzentration der gelösten Metalle hängt im wesentlichen von Gehalt des Wassers an Sauerstoff ab. In sauerstoffarnen, sogenannten reduzierten Gewstssern, tritt daher in der nebel ein erhöhter Gehalt an Eisen und Mangan im Wasser auf. Dies ist unerwünscht, da damit hauptsächlich folgende Nachteile verbunden sind: - unangenehmer Geschmack, - Trübung und Absetzung brauner bis dunkler locken bei der Einwirkung von Sauerstoff aus der Luft, - Ansatzbildung in Rohrleitungen, die bis zur Verstopfung führen können.

Es sind Verfahren zur Verminderung des Eisen- und Jangangehaltes im Wasser bekannt, die darauf beruhen, daß durch Oxidation die gelösten Metalle in unlösliche Verbindungen über führt werden, die ausfallen und anschließend abgefiltert werden können.

Da die zum Ausfällen von Eisen und Mangan erforderliche Sauerstoffmenge sehr gering ist, reicht das Einleiten einer bestimmten Menge mit Sauerstoff angereicherten Wassers in die zur Wassergewinnung herangezogenen Bodenschichten aus, um nach der Verteilung des Sauerstoffs in diesen Bodenschichten größere Mengen Wasser mit stark vermindertem Eisen- und 4angangehalten gewinnen zu können. Dabei wirken die Bodenschichten selbst als Filteranlage. Messungen haben außerdem ergeben, daß sich vorteilhaft auch andere unerwünschte Inhaltsstoffe des Grundwassers wie z. 33. Ammonium und Nitrate auf die beschriebene Art vermindert werden.

Aus der DE-PS 114 709 ist ein Verfahren der genannten Art bekannt, bei dem eisenfreies, sauerstoffhaltiges Wasser in einen Brunnen geleitet und dadurch der Eisengehalt des Grundwassers im Boden nieuergeschlagen wird, so daß der Boden als Filter das niedergeschlagene Eisen zurückhält und eisenfreies wasser gefördert werden kann. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß während des Einleitens eine weitere Grundwasserförderung nicht möglich ist und dadurch die Wasserversorgung wterbrochen wird.

Weiter ist aus DE-OS 1 945 605 ein Verfahren und eine Anlage zur Reinigung von Wasser aus einern Grundwasserbrunnen bekannt, bei dem ran in die das Grundwasser führende Bodenschicht um den Brunnen herum Wasser einleitet, das Sauerstoff oder eine Sauerstoff abgebende Substanz enthält. Für Hauswasserversorgungsanlagen weist dieses Verfahren den großen Nachteil sehr hoher Investitionskosten auf, da zuri Einleiten des Wassers zusätzliche Brunnen in der Nähe des Förderbrunnens in die grundwasserfilhrende Bodenschicht eingebracht werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage zur Versorgung mit .metallarJ!zen Wasser anzugeben, wobei das Verfahren nachträglich mit der Betriebsweise bekannter Hauswasseranlagen sein soll, ohne die Nachteile bekannter Verfahren und Anlagen aufzuweisen. Der Betrieb der Anlage soll unkompliziert durch technische Laien möglich sein.

Die Vorrichtung soll darüberhinaus zur Nachrüstung bestehender Anlagen durch Laien geeignet sein. Sie soll außerdem wartungsarm über lange Zeiträume wirtschaftlich zu betreiben sein.

Auch soll sie schnell und ohne längeren Stillstand der Hauswasseranlage von technischen Laien montierbar sein.

Die Verfahrensaufgabe wird dadurch gelöst, daß die Einleitung und Entnahme des Wassers aus dem Grundwasser zeitlich getrennt erfolgt, wobei beim Einleiten des wassers in den Brunnen eine Ttischung mit einer Sauerstoff abgebenden Substanz, z. B. Luft, im Überschuß erfolgt und anschließend die überschüssige Substanz aus dem wasser entfernt wird. Der in den bekannten Hauswas se rgewinnungs anlagen vorhandene unter Druck gespeicherte llasservorrat wird vorteilhaft zur Einleitung benutzt. Da das Wasser unter Druck steht, brauchen keine zusätzlichen Druckerhöhungsmittel zur Einspeisung in das Grundwasser vorgesehen werden. Auf örtliche IJiveauunterschiede braucht keine Xiicksicht genommen werden. Die Hauswasserversorgung wird auch beim Einleiten von Wasser in den Brunnen aufrecht erhalten. Es ist unerheblich, inwieweit der Wasservorrat bereits mit Sauerstoff gesättigt ist. Zusätzliche Belüftungseinrichtungen, die den Wasservorrat belüften, sind nicht notwendig, da erst mit dem Einleiten des Wassers In den Brunnen erfindungsgemß eine Mischung mit Luft vorgesehen ist. Diese Mischung geschieht im Überschuß, so daß vorteilhaft auf eine genaue Dosierung verzichtet werden kann. Dadurch, daß direkt anschließend nach der Sauerstoffanreicherung die überschüssige Luft aus dem System entfernt wird, wird vorteilhaft der Aufbau eines zu hohen Gegendrucks im Bohrbrunnen vermieden. Die Einleitung des mit Sauerstoff angereicherten Wassers erfolgt auch ohne zusitzliche Puppen überraschend schnell.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mischung selbstätig durch Saugwirkung, insbesondere nach dem Injectorprinzip, des fließenden Wassers erfolgt. Durch diese maßnahme wird das Verfahren weiter vorteilhaft vereinfacht, da eine Druckerhöhung der Luft nicht notwendig ist. Das bei der Einleitung fließende Wasser saugt die Luft selbstätig aus der Atmosphäre an. Der dabei erfolgende impulsaustausch zwischen angesaugter Luft und eingeleitetem Wasser ergibt eine besonders intensive Durchmischung und Anreicherung des wassers it Sauerstoff.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dabei ein Filtern der zucemischten Luft erfolgt. Unerwünschte Mikroorganismen oder sonstige Schmutzpartikel werden vorteilhaft durch Filterung daran gehindert, mit dem Wasser in den Brunnen eingeleitet zu werden und dadurch die umliegenden Bodenschichten auf Dauer ungünstig zu verändern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einleitung nach ein Druckprogramm gesteuert, insbesondere durch den Behälterdruck gesteuert, erfolgt.

Dadurch wird verhindert> daß sich der Druckbehälter auf einen für die 17asserversorgung, nicht mehr ausreichenden Druck entlad. Der im Druckbehälter sichergestellte, Restdruck erhält unabhängig von der Einleitung die Maus-Wasserversorgung aufrecht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einleitung in einem Zyl,lus abluft, der aus Auffüllen des Druckbehälters, Abschalten von Förderpumpen, Cffnen eines ersten und zweiten Ventils, Teilentleeren des Druck behälters, Schließen des zweiten und ersten Ventils, insbesondere verzögertem Schließen des ersten Ventils und Auffüllen, insbesondere verzögertem Auffüllen, des Druckbehälters besteht. lit Vorteil läßt sich ein derartig festbelegter Zyklus durch eine Steuerung automatisieren. Das zunächst erfolgende Auffüllen des Druckbehälters nutzt das vorhandene Volumen des Druckbehälters zur Speicherung voll aus. Sobald die Speichergrenze erreicht ist, werden die Pumpen abgeschaltet. Die zur Pumpe parallel zeschalteten Ventile öffnen. Das Wasser verlaßt den Druckbehälter und reichert sich im Überschuß an, bis der Druckbehälter soweit entleert ist, daß nur noch die zur Aufrechterhaltung der 17asserversorgung notwendige Ttindestmenge im Behälter verblieben ist. Zu diesem Zeitpunkt schließen die Ventile selbsttägig. Das dem Brunnen am. nächsten liegende Ventil schließt verzögert, so daß aus der Brunnenleitung die vom eingeleiteten Wasser mitgerissene überschüssige Luft vorteilhaft durch eine entsprechend vorgesehene F.ntlfiftungsvorrichtung entweichen kann. ist auch dieses Ventil geschlossen, so füllt sich nach einer eingestellten Verweildauer oder bei Erreichen eines eingestellten Minimaldrucks der Druckbehälter durch Einschalten der Pumpen weider auf.

Das Auffüllen erfolgt verzögert, um das eingeleitete Wasser für eine ausreichende Zeit in der den Brunnen umgebenden Bodenschicht zu belassen, damit sich dort die unlöslichen Metailverbindungen durch Oxidation bilden und niederschlagen können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein selbsttätiges Einstellen des Luftpolsters im Druckbehälter erfolgt. Das Verfahren gestaltet sich dadurch besonders betriebssicher und vorteilhaft unproblematisch, weil sich das im Druckbehälter erforderliche Luftpolster selbstatig einstellt. ach Jedem Einleitungszyklus saugt die Kolhenpumpe, bzw. fördert eine Unterazasserkreiselpumpe, einen Teil der überschüssigen Luft aus der Brunnenleitung in den Druckbehälter. Ein möglicherweise entstehender Überschuß an Luft wird bei jeden Einleitungszyklus ausgestoßen, sobald die im Druckbehälter minimale nestwasserilenge erreicht ist und, entsprechend der vorher beschriebenen Ausbildung des Verfahrens, die ilberschfissige Luft so lange entweicht, bis der Druck auf das Niveau abgesunken ist, bei dem die Ventile schließen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Steuerung des Verfahrens nach einem Zeitprogramm erfolgt. Eine Zeitsteuerung stellt eine überraschend kostengünstige Möglichkeit zur Steuerung des Verfahrens dar. Sie bietet auRoerdem den Vorteil einer leichten, auch von technischen Laien durchzuführenden, Überprüfbarkeit.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einleitung; in einen Zyklus abläuft, der aus öffnen eines ersten und Schließen eines zweiten Ventils und Auffüllen eines Zwischen-/Entlüftungsbehälters bis zur Erreichung eines einstellbaren Niveaus, dabei Öffnen eines Schwimmerventils, Schließen des ersten Ventils und Öffnen eines zweiten Ventils, Entleeren des Zwischen-/Entlüftungsbehälters und Schließen des Schwirimerventils besteht. Der erfindungsgemäße ja Zyklus für das Einleiten von mit Sauerstoff angereichertem Wasser bietet den Vorteil der leichten Autorlatisierbarkes t durch eine Zeitsteuerung. dabei wird für die Entlüftung ein druckloser Zwischenbehalter eingesetzt, in dem sich die überschüssige e Luft von den mit Sauerstoff angereicherten Wasser trennt. Das Wasser wird dabei über ein Schwimmerventil in den Bohrbrunnen zurückgeleitet. Die Trennung der überschüssiTen Luft von dem einzuleitenden Wasser erfolgt in dem Zwischen-/Entlüftungsbehälter besonders gründlich, so daß sich ein vorteilhaft geringer Gegendruck beim Einleiten einstellt. Außerdem liegt ein weiterer Vorteil darin, daß unabhängig von der Größe des in der Hauswasserversorgung vorhandenen Druckbehälters eine größere Menge Wasser in den Bohrbrunnen zurückgeleitet werden kann. Bei dieser Lösung ist die Steuerung und die iontage wesentlich vereinfacht, da auf weitere Druckschalter vorteilhaft verzichtet werden kann. Auch bedarf die Elektrik der nornalen Hauswasserversorgung überraschenderweise keiner nderung. Es ist lediglich die Steuerung der Ventile über eine Zeitschaltuhr erforderlich.

Die zusätzliche Ausrüstung des Zwis chen-/Entlüftungsbehälters mit einem Niveauwächte r ist möglich. Er erlaubt eine zusätzliche Sicherung der Umgebung gegen Wasserschäden bei evtl. überlauf von Wasser aus dem Zwischenbehälter. im Normalfall genügt Jedoch die Zeitsteuerung, wobei dann die Entlüftungsleitung des Zwischenbeälters so installiert wird, daß in Falle eines Wasseraustritts kein Schaden entstehen kann.

In weiterer Aus"estaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einleitung, insbesondere mehrmals täglich, wiederholt erfolgt. Selbst unterschiedlichste Gewässergüten können durch diese Maßnahme von gelösten metallen vorteilhaft befreit werden. Die Häufigkeit mit der die Einleitung wiederholt wird, richtet sich nach der Ursprungsgüte des Grundwassers und der erwarteten Verbrauchsmenge. Es ist auch angebracht, bei erstmaliger Anwendung des Verfahrens die Einleitung häufiger zu wiederholen. Im späteren Verlauf kann die Einleitung iinn.-er seltener erfolgen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einleitung nachts zwischen 100 Uhr und 500 Uhr erfolgt.

Die nächtliche Einleitung ermöglicht es, vorteilhaft lange Verweilzeiten des eingeleiteten Wassers in der den Prunnen umgebenden Bodenschicht zu erreichen. Dies verringert auch die Wassermenge, die zu einer wirkungsvollen Minderung der gelösten etallbestandteile im Grundwasser eingeleitet werden muß. In der Regel reicht deshalb die vorhandene Speicherkapazität der Tiauswasserversorgungsanlagen aus.

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Anlage mit mindestens einem Brunnenfilter und einer Pumpe geeignet, wobei die Anlage eine zur Pumpe parallele Rücklaufleitung aufweist mit Ventilen, insbesondere zwei fernbetätigten Ventilen, und mit einer Belüftungseinrichtung, insbesondere einer Injector-Pumpe. Bereits mit diesen vorteilhaft wenigen und deshalb mit günstigem Investitionsaufwand zu verwirklichenden Anlagenteilen ist es möglich, Grundwasser zu gewinnen, das von gelösten Metallen weitgehend befreit ist. Durch die relativ geringe Anzahl notwendiger Funktionselerilente und deren Unanfälligkeit, ist ein langJähriger, sicherer und wartungsarmer Betrieb möglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die fernbetätigten Ventile als Magnetventile und/oder Zonenventile ausgebildet sind. Derartige Ventile sind besonders kostengünstig auf dem !arkt erhältlich und weisen eine ausreichende Eetriebssicherhelt auf. Sie lassen sich aucla in vorhandene Steuerungskreise vorteilhaft einfach einfügen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Belftungseinrichtuneine eine Ansaugöffnung aufweist, auf der ein Luftfilter angeordnet ist. Die Luft wird, bevor sie der-l einzuleitenden lTasser beigemischt wird, so aufbereitet, daß unerwünschte :-Iikroorganisuen oder Schmutz daran gehindert werden, in den Brunnen eingeleitet zu werden. Der Brunnen Gehalt auch bei Jahrzehntelang.e'1 Betrieb die \;asserqualität bei. Die Gebrauchsdauer des Brunnens erhöht sich vorteilhaft.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie eine Steuerung, insbesondere eine lLombinierte Zeit-Druck-Steuerung, mit Rirkleitungen zu den Ventilen und zu einen Pumpenmotor aufweist. Die Steuerung ermöglicht es, ohne Beeinträchtigung der Brauchwasserversorgung und auch ohne aufwendige Anderungsmaßnahmen, wie z. R. Erhöhung der Speicherkapazität vorhandener Druckbehälter, alle Anlagenteile automatisch zu steuern. Menschlicher Eingriff von außen ist in der Regel nicht notwendig. Die Anlage läßt sich somit vorteilhaft bequeril selbsttätig fahren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in Fließrichtung des Wassers der Reihenfolge nach ein erstes fernbetätigtes Ventil, eine Belüftungseinrichtung und ein weiteres zweites fernbetätigtes Ventil in der Rücklaufleitung angeordnet sind, die vorzugsweise als @ontageeinheit ausgebildet sind. Die Ventile erlauben es, im Normalfall die Rücklaufleitung abzusperren oder wahlweise freizugeben. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Teile als liontageeinheit ausgebildet sind. Dies erlaubt einen kostengünstigen Versand und ein einfaches Nachrüsten bestehender Anlagen, wobei die IIontage so einfach ist, daß sie sogar von Laien ausführbar ist.

In s-zeiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie einen ersten Druckschalter mit einer Wirkverbindung zur Steuerung aufweist. Sinkt der Druck im Druckbehälter unter ein bestimmtes dinimum, so wird automatisch die Pumre eingeschaltet, die den Druckbehälter wieder ausreichend mit wasser befüllt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie einen Druckbehälter mit einer Füll- und einer Entnahmeöffnung aufweist, bei dem die Füllöffnung höher als die Entnahmeöffnung angeordnet ist. Uberrãschenderweise stellt sich das Luftpolster durch diese Anordnung der Leitungen selbsttatig ein. Eine Kontrolle des Luftspolsters ist nicht erforderlich.

In weiterer Ausgestaltung, der Erfindung ist vorgesehen, daß sie weitere, in Reihe zum ersten Druckbehälter geschaltete, Druckbehälter aufweist. Die Kapazität der Anlage kann so auch spter noch beliebig an einen geänderten Wasserbedarf angepaßt werden. Sie ist mit Standardteilen ausbaufähig, so daß der Anpassungsaufwand vorteilhaft niedrig bleibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist xrorgesehen, daß die weiteren Druckbehälter eine Verbindungsleitung von der Entnahmeöffnung des vorherigen Behälters zur Füllöffnung des nächsten Behälters aufweisen, wobei in mindestens einer Verbindungsleitung ein Stromrichtungsventil angeordnet ist.

Eine Ilehrzahl von Druckbehaltern läßt sich durch diese Jiaßnahme vorteilhaft in Funktionsgruppen trennen. Der Wasservorrat, der durch das Stroririchtungsventil abgetrennten Gruppe von Behälters, bleibt unbeeinflußt durch die Wassereinleitung. Er steht ausschließlich der Wasserversorgung zur Verfügung.

In weiterer kusgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie einen zweiten Druckschalter mit einer Wirkverbindung zur Steuerung aufweist. Der zweite Druckschalter bewirkt das Auffüllen des Druckbehälters bis der Maximaldruck erreicht ist bzw. unterbricht das Einleiten von lasse, sobald der Druck unter den für die Hauswasserversorgung notwendigen £indestdruck fällt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der untere Druckschaltpunkt des ersten Druckschalters niedriger ist als der Druckschaltpunkt des zweiten Druck schalters. Die normale Wasserversorgung bleibt dadurch wie gewohnt aufrechterhalten.

In weiterer kusgestantlln der Erfindung ist vorgesehen, daß sie eine Zeitsteuerung mit Wirkleitungen zu einem ersten und einem zweiten Ventil und vorzugsweise zu einem Niveawqächter eines Zwischen-/Entlftungsbehälters aufweist. Die Zeitsteuerung stellt eine besonders kostengünstige und betriebssichere Steuereinheit zur Nachrüstung bestehender Hauswasseranlagen dar. Bei der Montage braucht in die bestehende Steuerung der Pauswasseranlage nicht eingegriffen werden. Auch während der montage bleibt die Hauswasserversorgung vorteilhaft einsatzfähig. Die Zeitsteuerung öffnet und schließt alle zur Einleitung des Wassers notwendigen Ventile selbsttätig, so daß die Anlage ohne manuelle Eingriffe zu betreiben ist.

Durch das zusätzlich mögliche Einschleifen eines Niveauwächters bei Vorhandensein eines Zwischen-/Entlüftungsbehälters, wird auch Betriebsstörungen vorteilhaft vorgebeugt, so daß ein Austreten von Wasser durch verfüllen des Zwischen-/Entlüfungsbehälter vorteilhaft vermieden wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in Fließrichtung des eingeleiteten Wassers der Reihenfolge nach ein erstes fernbetätigtes Ventil, eine Belüftungseinrichtung, ein Zwischen-/Entlüfungsbehälter, inshesondere mit einem Schwinnerventil, und vorzugsweise ein zweites fernbetätigtes Ventil in der Rücklaufleitung angeordnet sind, die vorzugsweise als Montageeinheit ausgebildet sind.

Die erfindungsgemäße Anlage läßt sich vorteilhaft @infach in bestehende Hauswasseranlagen einfügen. Durch die überraschend geringe Anzahl Teile stellt sie eine kostengünstige Lösung zur Wasseraufbereitung dar. Der Monteaufwand ist auf das notwendigste beschränkt und die Elektrik der normalen Hauswasserversorgung bedarf keiner änderung. Außerdem kann unabhangig von der Größe des in der vorhandenen Hauswasserversorung vorgesehen, Druck behälters eine größere I.enge Wasser aus de:n Zwischen-/Entlü.ftungsbehälter in den Bohrbrunnen zurückgeleitet werden.

Die hauswasserversorgung bleibt dadurch selbst zu Zeiten der Wassereinleitung betriebsbereit.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, de sie zur Nachrüstung bestehender Hauswassergewinnungsanlagen verwendet ir. Besonders vorteilhaft lassen sich bereits bestehende Hauswasserversorgungen durch die Anlage nachrüsten. as @iederbringen zusä.tzlicher für die Einleitung bestimmter Brunnen ist nicht notwendig. Der Betreiber der Hauswasseranlage kann mit geringem Invelstitionsaufwand ein qualitativ wesentlich verbessertes Wasser fördern. Auch die Gebrauchsdauer der im Haus verlegten Versorgungsleitungen wird vorteilhaft erhöht, da sich.

unlösliche Metallverbindungen nicht mehr innerhalb des Leitungssystems absetzen bzw. unter gewissen Voraussetzungen metallene Versorgungsleitungen nicht .ehr angegriffen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daf zur Mischung des einzuleitenden Wassers rlit Luft eine Wasserstrahlpumpe verwendet wird. Derartige Pumpen, die nach dem Injecktor-Prinzip arbeiten, weisen einen vorteilhaft geringen Verschleiß auf. Sie besitzen keine beweg- hohen Teile und bedürfen auch keiner Wartung. Ihr Förderprinzip bewirkt eine besonders intensive ilisohung zwischen dem treibenden und dem angesaugten medium. Diese Vorteile wirken sich in der Anlage zum Nutzen des Betreibers aus, so daß die Anlage auch über Jahrzehnte wartungsfrei betrieben werden kann.

Die Erfindung wird in Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anlage mit ihren Funktionseinheiten, Fig. 2 die schematische Darstellung einer zeitgesteuerten Anlage mit Zwischen-/Entlüftungsbehälter und Fig. 3 das Schaltbild der Zeitsteuerung.

In Fig. 1 bedeutet 1 das Bohrbrunnenfilter eines nicht dargestellten Bohrbrunnens aus dein die VJasserpumpe 2, vom Motor 25angetrieben, Grundwasser durch das Stromrichtungsventil 3 und die Füllöffnung 15 in den Druckbehälter 4 fördert. Fine zur Wasserpumpe 2 und zum Stromrichtungsventil 3 parallel verlegte Rücklaufleitung 12, durch Doppeistrich gekennzeichnet, weist in ihrem Verlauf zwei Handventile 10, ein ersten Magnetventil 5, eine Injector-Pumpe 6 und ein zweites Uiagnetventil 13 auf.

Auf dem Ansaugstutzen der InJector-Pumpe 6 ist ein Luftfilter 7 angeordnet. Die Anlage weist eine Steuerung 9 auf, wobei der auf dein Druckbehälter 4 angeordnete Druckschalter P1 und der Druckschalter P2 Wirkverbindungen zur Steuerung 9 aufweisen. Die Steuerung 9 wiederum hat Steuerleitungen, die sie mit den beiden Magnetventilen 5 und 13 sowie mit dem Motor M, verbinden. Die Wirkverbindungen sind in der Figur durch unterbrochene Striche dargestellt. Zur Entlüftung ist Leitung 8 rnit Entlüftungsventil 17 vorgesehen.

Die strichpunktierte Linie deutet die Erweiterung durch einen Druckbehälter 11 an. Der Druckschalter 21 wird, wie hier vorgeschlagen, auf dem Nachrüstbehälter 11 montiert.

In der Verbindungsleitung zwischen der Entnahmeöffnung 26 des ersten Druokbehälters 4 zur Füllöffnung 16 des nachgerüsteten Druckbehälters 11 ist ein weiteres Strorarichtungsventil 14 vorgesehen. Der erste Druckbehälter 4 wird durch eine Füllöffnung 15 befüllt, die oberhalb der Entnahmeöffnung 26 des ersten Druckbehälters angeordnet ist. Das Brauchwasser für die Hauswasserversorgung wird der Leitung 27 entnommen.

Die Anlage funktioniert wie folgt: Zu vorprogrammierten Zeiten, möglichst zu Tageszeiten mit geringem Wasserverbrauch> normale rwerise aber nachts zwischen 100 Uhr und 500 Uhr, wird die Pumpe 2 von der Steuerung 9 eingeschaltet, um den Druckbehälter 4 auf den maximal zulässigen Druck aufzuladen und so einen möglichst großen Wasservorrat im Druckbehälter zu schaffen. Danach schaltet die Steuerung 9 zunächst die Pumpe ab und öffnet dann die beiden Ventile 5 und 13, so daß die Rücklaufleitung freigegeben wird. Ein Teil des bevorrateten Wassers strömt durch die Leitung in den Bohrbrunnen zurück und reichert sich dabei im Injektor G durch Zumischen von Luft .mit Sauerstoff an. Bei Erreichen eines bestimmten Drucks schließen die Ventile 5 und 13. Das Ventil 13 wird dabei verzögert geschlossen, so daß für eine gewisse Zeit auch die mit den Wasser in den Bohrbrunnen eingeleitete überschüssige Luft aus der Brunnenleitung entweichen kann.

Während des Einleitens wird bereits direkt hinter der InJectorpumpe die überschüssige Luft über Leits 8 und Entlüftungsventil 17 ins Freie geleitet.

Die erforderliche Verweilzeit zur Verteilung des Sauerstoffs in dem, den Bohrbrunnen umgebenden, Bodenbereich, wird entweder dadurch begrenzt, daß der zur vlasserversorgung vorgebene I.inixnaldruck erreicht wird und dadurch die Pumpe von der Steuerung 9 eingeschaltet wird, oder daß nach einer fest vorgebenen Zeit die Wasserpumpe zum Auffüllen des asservorrates von der Steuerung 9 eingeschaltet wird.

Der beschriebene Vorgang kann mehrmals nacheinander oder auch zu verschiedenen Zeiten je nach Bedarf wiederholt werden. Dabei fördert die Pumpe 2 zunächst aus der Brunnenleitung Luft, die das Luftpolster des Vorratsbehälters Lt auffüllt. Beim Einleiten des Wassers in den Bohrbrunnen wird überschüssige Luft aus dem Luftpolster des Vorratsbehalters 4 wieder in den Eohrbrunnen zilrückgefördert, sobald der Wasserstand in Vorratsbehälter die Höhe der Füllöffnung 15 erreicht.

Sofern der Wasserverbrauch zu groß ist und/oder ein erhöhter Wasserbedarf zum Einleiten erforderlich ist, kann durch zusätzliche Drucltbehalter die Kapazität der Anlage entsprechend erhöht werden.

Je nach Ausführung der Wasserversorgungsanlage mit Kolbenpumpe oder Unterwasser-Kreiselpumpe sind verschiedene Schaltungen für das Rücklaufwasser möglich, die jedoch das generelle Prinzip nicht ändern.

In Fig. 2, die die bevorzugte Ausführung als zeitgesteuerte Anlage mit einem Zwisohen-/Entlüftungsbehälter 20 schematisch darstellt, sind gleiche Teile wie in Fig. 1 bezeichnet. In der Rücklaufleitung 12 sind in Fließrichtung 24 des Wassers gesehen der Reihenfolge nach ein Sohmutzfänger 18, ein erstes Ventil 5, ein Injector 6 sowie ein Zwischen-/Entlüftungsbehälter 20 und ein zweites Ventil 13 angeordnet. Der Zwischen-/Entlüftungsbehälter 20 weist eine Entlüftungsleitung 8 auf und ist darüber hinaus mit einem Schwimmerventil 21 auseerSistet, das die Brunnenleitunr bei Unterdruck sicher abdichtet. Die Wassersäule in der Ansaugleitung der Pumpe bleibt auch nach der, Einleiten somit vorteilhaft erhalten. Die t'aUnetventile 5 und 13 weisen gestrichelt dargestellte Steuerleitungen zur Zeitsteuerung 19 auf. Der netzanschluß der Zeitsteuerung ist mit S bezeichnet. Die Anlage, deren Liefergrenze 22 strichpunktiert dargestellt ist, wird als vomontierte Einheit ausgeliefert.

ur Trennung der überschüssigen Luft vorn angereicherten Wasser dient der drucklose Zwischenbehälter 20. Aus ihm wird das nasser über das Schwimmerventil 21 in den Bohrbrunnen 7 zurückgeleitet. Ds zweite Ventil 13, das als Rückhalteventil vorgesehen ist, ir nur dann geschlossen, wenn das erste Ventil 5 geöffnet ist. Dadurch wird der Zwlschen-/Entlüftungsbehälter 20 über das Ventil 5 zunächst gefüllt, bevor der Rücklauf durch die Steuerung 19, die Ventil 5 schließt und Ventil 13 öffnet, freigegeben wird.

Die zusitzliche Ausrüstung des Zwischen-/Entlüftungsbehälters roit einem Niveauwächter, der beim, Erreichen eines oberen Füllstandes das Magnetventil 5 schließt, sichert die Anlage gegen Wasserschäden. Im Normalfall genügt jedoch die Steuerung über eine Zeitschaltuhr, wobei dann die Entlüftungsleitung aus dem Zwischenbehälter so installiert wird, daß im Falle eines Wasseraustritts kein Schaden entstehen kann.

Fig. 3 zeigt das Schaltschema der Zeitsteuerung. Die ;nit 23 bezeichnete Zeitschaltubr weist einen Schließkontakt S1 und einen öffner S2 auf. Die Einspeisung S ist auf die Kontakte A und B gelegt, wobei der Kontakt 33 direkt mit den den Kontakten F und J verbunden ist. Der Kontakt A ist über die Überstromsicherung Fl mit den Schaltkontakten Sl und S2 verbunden. Das als Rückhalteventil dienende Ventil 13 ist auf die Kontakte E und F gelegt, während das Ventil 5 auf die Kontakte I und J gelegt ist. Beide Ventile sind stromlos geschlassen. Die Kontakte D, H, L und P sind nicht benutzt. D. e Kontakte 0, K, G und C liegen auf Masse.

ei Umlegen der Schaltkontakte 51 und 52 durch die Zeitschaltuhr 23 wird das erste Ventil 5 erregt, so daß die Rücklaufleitung geöffnet wird, während das Rückhalteventil 13 gleic@zeitig schliett. An die Kontakte Ui und tJ, die normalerweise überbrückt sind, kann fallweise ein Niveauwächter angeschlossen werden. Sobald das obere Niveau erreicht ist, öffnet der Niveauwächter die Überbrückung zwischen den Klemmen M und N, so daß das erste Ventil 5 selbsttätig, schließt und ein Überfüllen des Zwischen-/Entlüftungsbehälters verhindert wird.

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Anspruch[de]

Verfahren und Anlage zur Entfernung oxidierbarer, gelöster metalle aus den Grundwasser, insbesondere für die Hauswasserversorgung Patentansprüche 1. Verfahren, insbesondere für die Hauswasserversorgung aus dem Grundwasser, zur Entfernung gelöster oxidierbarer Metalle durch Einleitung mit Sauerstoff angereicherten Wassers in das Grundwasser, d a -d u r c h g e k e n n z e t c h n e t, daß die Einleitung und Entnahme des Wassers aus dem Grundwasser zeitlich getrennt erfolgt, wobei beim Einleiten des Wassers in den Brunnen eine Mischung mit einer Sauerstoff abgebenden Substanz, z. B. Luft, im Überschuß erfolgt und anschließend die Uberschüssige Substanz aus dem Wasser entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Mischung selbstntig durch Saugwirkung, insbesondere nach dem Injectorprinzip, des fließenden wassers erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein Filtern der zugemischten Luft erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einleitung nach einem Druckprorarnm gesteuert, insbesondere durch den Behälterdruck gesteuert, erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einleitung in einem Zyklus abläuft, der aus Auffüllen des Druckbehälters, Abschalten von PUrder)umpen, Öffnen eines ersten und zweiten Ventils, Teilentleeren des Druckbehälters, Schließen des zweiten und ersten Ventils, insbesondere verzögerte Schließen des ersten Ventils und Auffüllen, insbesondere verzögertern Auffüllen, des Druckbehälters besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein selbsttätiges Einstellen des Luftpolsters im Druckbehälter erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Steuerung des Verfahrens nach einem Zeitprogramm erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einleitung in einem Zyklus abläuft, der aus öffnen eines ersten und Schließen eines zweiten Ventils und Auffüllen eines Zwischen-/Entlüfungsbehälters bis zur Erreichung eines einstellbaren Niveaus, dabei Öffnen eines Schwirunerventils, Schließen des ersten Ventils und Öffnen eines zweiten Ventils, Entleeren des Zwischen-/Entlüftungsbehälters und Schließen des Schwirnrnerventils besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß. die Einleitung, insbesondere Lehrnals täglich, wiederholt erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die lzinleitung nachts zwischen 100 Uhr und 500 Uhr erfolgt.

11. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, mit mindestens einem Brunnenfilter und einer Pumpe, insbesondere zur Hauswasserversorgung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie eine zur Pumpe (2) parallele Rücklaufleitung (12) aufweist rnit Ventilen (5, 13), insbesondere zwei fernbetätigten Ventilen, und einer Belüftungseinrichtung (6), insbesondere einer Injector-Pumpe.

12. Anlage nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die fernbetätigten Ventile (5, 13) als tagnetvelltile und/oder Zonenventile ausgebildet sind.

13. Anlage nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Belüftungseinrichtung (6) eine Ansaugöffnung aufweist, auf der ein Luftfilter (7) angeordnet ist.

14. Anlage nach Anspruch 11, 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie eine Steuerung (9), insbesondere eine kombinierte Zeit-r)ruck-Steuerung, mit Wirkleitungen zu den Ventilen (5, 13) und zu einem Pumpemmotor (25) aufweist.

15. Anlage nach Anspruch 11, 12, 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d3 in Fließrichtung (24) des einleitenden Wassers der Reihenfolge nach ein erstes fernbetatigtes Ventil (5), eine Belüftungselnrichtun (6) und ein weiteres zweites fernbetätigtes Ventil (13) in der Bücllaufleitung (12) angeordnet sind, die vorzugsweise als Montageeinheit ausgebildet sind.

16. Anlage nach Anspruch 11, 12, 13, 14 oder 15, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie einen ersten Druckschalter (P1) mit einer Wirkverbindung zur Steuerung (9) aufweist.

17. Anlage nach Anspruch 11, 12, 13, 14, 15 oder 16, d a -d u r c h g e k e n n æ e i c h n e t, daß sie einen Druckbehälter (4) mit einer Ikjll- und einer Entnahmeöffnung aufweist, bei dem die Füllöffung (15) höher als die Entnahmeöffnung (26) angeordnet ist.

18. Anlage nach Anspruch 11, 12, 13, 14, 15, 16 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daR sie weitere, vorzugsweise in Reihe zum ersten Druckbehblter (4) geschaltete Druckhehalter (11) aufweist.

19. Anlage nach Anspruch 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 oder 18, d a d u r c h Æ e k e n n z e i c h n e t, daß die weiteren Druckbehälter (11) eine Verbindungsleitung (16) von der Entnahmeöffnung (26) des vorherigen Behälters zur Füllöffnung (16) des nächsten Behälters aufweisen, wobei in mindestens einer Verbindungsleitung ein Stromrichtungsventil (14) angeordnet ist.

20. Anlage nach Anspruch 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 oder 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie einen zweiten Druckschalter (P2) mit einer Wirkverbindung zur Steuerung (9) aufweist.

21. Anlage nach einern oder mehreren der Ansprüche 11 bis 20, d a d u r c h g e 1: e n n z e i c h n e t, daß der untere Druckschaltpunkt des ersten Druckschalters (P1) niedriger ist als der Druckschaltpunkt des zweiten Druckschalters (P2).

22. Anlage nach Anspruch 11, 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie eine Zeitsteuerung (19) mit Wirkleitungen zu einem ersten (5) und einem zweiten (13) Ventil sowie vorzugsweise zu einem Niveauwächter eines %fischen-/Entluftungsbehalters (20) aufweist.

23. Anlage nach Anspruch 11, 12, 13 oder 22, d a du r c h g e @ e n n z e i c h n e t, daß in Fließrichtung des ein;;eleiteten wassers der Reihenfolge nach ein erstes fernbetätigtes Ventil (5), eine Belüftungseinrichtung (6), ein Zwischen-/Entlüftungsbehälter (20), insbesondere mit einem Schwimmerventil (21), und vorzugsweise ein zweites fernbetätigtes Ventil (13) in der Rücklaufleitung (12) angeordnet sind, die vorzugsweise als Ilontageelnheit (22) ausgebildet sind.

24. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie zur Nachrüstung bestehender Hauswassergewinnungsanlagen verwendet wird.

25. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Mischung des einzuleitenden Wassers mit Luft eine Wasserstrahlpurpe verwendet wird.

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