DE19600655A1 - Determining leaks in sloping and intermediate layer ponds or water works lagoons - Google Patents
Determining leaks in sloping and intermediate layer ponds or water works lagoonsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung von Leckage bei Abfallend- und/oder Zwischenlagerbecken, die mit einer wasserundurchlässigen Abdichtschicht gegenüber dem Erdreich abge dichtet sind.The invention relates to a method and a device for detection of leakage in waste and / or interim storage pools, which with a waterproof sealing layer against the soil are sealed.
Derartige Lager, beispielsweise Mülldeponien, Abwasserklärbecken oder Klärschlammzwischenlagerbecken, werden üblicherweise mit wasserun durchlässigen Schichten, beispielsweise Tonschichten und/oder Kunst stoffolien gegenüber ihrem Untergrund abgedichtet. Diese Abdichtung soll verhindern, daß durchsickerndes Regenwasser, aber auch zu klärendes Abwasser oder im Klärschlamm noch enthaltenes, kontaminiertes Wasser in das Grundwasser eindringt. Für den Fall eines undichten Abwasser beckens ist mit einem Schadstoffaustrag in den Untergrund und letztlich mit einer Kontamination des Grundwassers zu rechnen. Diese wird bisher durch die Beprobung von Beobachtungsbrunnen erkannt, was in Abhän gigkeit vom Abstand der Pegel zum Becken, den Beprobungsintervallen sowie den örtlichen Abstandsgeschwindigkeiten evtl. erst Jahre nach Be ginn der Leckage der Fall sein kann.Such stores, such as landfills, sewage treatment tanks or Intermediate sewage sludge storage tanks are usually filled with water permeable layers, for example clay layers and / or art fabric films sealed against their subsurface. This seal is meant to prevent rainwater from seeping through, but also to be clarified Waste water or contaminated water still contained in sewage sludge penetrates into the groundwater. In the event of leaky waste water basin is with a pollutant discharge in the underground and ultimately contamination of the groundwater is to be expected. So far this is recognized by sampling observation wells, what depends the distance between the levels and the basin, the sampling intervals and the local distance speeds may not be until years after loading at the beginning of the leakage.
Es ist bekannt, daß ein Abwasseraustrag ab dem Zeitpunkt des Austritts die elektrische Widerstandsverteilung in der unmittelbaren Nähe der Aus trittsstelle beeinflußt. Der Einflußbereich vergrößert sich dabei mit anhal tendem Austrag. Die Messung des spezifischen, d. h. materialabhängigen Widerstandes zur Erkundung des Untergrundes ist eine traditionelle und bewährte Methode der angewandten Geophysik. Die beiden heute ge bräuchlichsten Verfahren zur geoelektrischen Tiefensondierung wurden Anfang des 20. Jahrhunderts von dem Franzosen C. Schlumberger und dem Amerikaner F. Wenner entwickelt. Die dafür notwendigen mathema tischen Grundlagen der Potentialtheorie gehen auf Mathematiker wie Laplace, Gauß und andere zurück. Grundprinzip ist die geoelektrische Untersuchung und Erfassung der elektrischen Widerstandsverhältnisse im Untergrund. Dies kann im Fall von geoelektrischen Tiefensondierun gen die Erkundung vertikaler Schichtabfolgen oder im Fall von geoelektri schen Kartierungen die lateralen Widerstandsänderungen sein.It is known that wastewater discharge occurs from the time of discharge the electrical resistance distribution in the immediate vicinity of the off impact point influenced. The area of influence increases with anhal discharge. The measurement of the specific, i.e. H. material dependent Resistance to explore the underground is a traditional and proven method of applied geophysics. The two ge today most common methods for geoelectric depth probing At the beginning of the 20th century by the Frenchman C. Schlumberger and developed by the American F. Wenner. The necessary mathema The basics of potential theory go to mathematicians like Laplace, Gauss and others back. The basic principle is geoelectric Examination and recording of the electrical resistance conditions in the underground. This can be done in the case of geoelectric depth probes against the exploration of vertical layer sequences or in the case of geoelectri the lateral changes in resistance.
So besitzen z. B. glaziale Geschiebemergel deutlich geringere spezifische Schichtwiderstände (10-100 Ωm) als Sande. Eine Durchfeuchtung mit Frischwasser oder auch belastetem Abwasser stellt sich jedoch zumeist auch hier flächig bzw. räumlich als Anomalie gegenüber den umgebenden normalen Verhältnissen dar. Bei tonigem Boden dagegen handelt es sich um eine andere Leitfähigkeitsform, denn hier findet der Stromfluß nicht durch die Porenflüssigkeit, sondern durch die plättrige Anordnung und dichte Lagerung der Tonminerale statt. Bei reinem Ton ist allerdings auch kaum mit einer Schadstoffausbreitung über den Wasserpfad zu rechnen. Grundsätzlich aber gilt, je wasserdurchlässiger das Material ist, desto kla rer sind die Unterschiede zwischen trockenem und feuchtem Untergrund bzw. zwischen Frischwasser und höher mineralisiertem Wasser im Boden. Die Veränderung des Widerstandes wäre schnell zu erkennen, wenn sich die Meßsonden in der Nähe des Austritts befinden würden. Bei größerer Entfernung ist die Beeinflussung des Gesamtwiderstandes durch einen kleinen kontaminierten Teilbereich zu gering, um meßbare Größen anzu nehmen.So have z. B. glacial boulder marl significantly lower specific Sheet resistances (10-100 Ωm) as sands. Moisturizing with Fresh water or contaminated wastewater, however, mostly arises here, too, as an anomaly to the surrounding area normal conditions. In contrast, clayey soil is a different form of conductivity, because the current does not flow here through the pore fluid, but through the flaky arrangement and dense storage of the clay minerals instead. With pure sound, however, is also hardly any pollution can be expected to spread through the water path. In principle, however, the more water permeable the material is, the kla The differences between dry and damp surfaces are more important or between fresh water and more mineralized water in the soil. The change in resistance would be quickly recognized if there were the probes would be near the exit. Larger Distance is the influence of the total resistance by one small contaminated section too small to start with measurable sizes to take.
In der Elektrotechnik sind die Verhältnisse sehr einfach, da der Kabel querschnitt und die Kabellänge genau definiert sind. Der spezifische Wi derstand eines Kabels wird gemessen, indem man an den beiden Enden des Kabels einen Teststrom I einspeist und die Spannung U abgreift, um aus dem Quotient U/I den Widerstand R zu bestimmen. Dieses wird in jedem handelsüblichen Multimeter standardmäßig geräteintern vorge nommen, so daß man den Widerstand direkt ablesen kann. Zur Bestim mung des spezifischen Widerstandes braucht man nur noch die Kabel länge und den Kabelquerschnitt abzumessen und kann über P = RA/L den spezifischen Widerstand berechnen.In electrical engineering, the situation is very simple because of the cable cross-section and the cable length are precisely defined. The specific Wi the level of a cable is measured by looking at both ends of the cable feeds a test current I and taps the voltage U to to determine the resistance R from the quotient U / I. This is in Every commercially available multimeter is pre-configured as standard taken so that you can read the resistance directly. For determination ting the specific resistance, you only need the cables length and the cable cross-section and can be measured via P = RA / L calculate the specific resistance.
In der Geoelektrik ist das Untersuchungsobjekt kein Leiter eines bestimm ten Querschnitts und einer bestimmten Länge, sondern der gesamte Un tergrund. Es liegen daher völlig andere Voraussetzungen in der Zusam mensetzung des Gesamtwiderstandes vor. Würde man, wie in der Elek tronik, den Widerstand über zwei Elektroden mit einem normalen Hand meßgerät messen, so würde man im wesentlichen nur den Übergangswi derstand von der Elektrode in den Boden messen, da dieser Übergangs widerstand sehr viel größer ist als der Widerstand des Bodens selbst. In der Geoelektrik wird daher üblicherweise mit sogenannten 4-Punkt-Elektrodenanordnungen gearbeitet, bei denen der Strom über zwei Strom elektroden in den Boden eingespeist und die anfallende Spannung über zwei Potentialsonden abgegriffen wird. Eine Vertauschung von Stromelek troden und Potentialsonden ist dabei möglich, und bei lateralen Kartie rungen wird von dieser Vertauschung oft Gebrauch gemacht.In geoelectrics, the object under investigation is not a leader of a particular one th cross-section and a certain length, but the entire Un background. There are therefore completely different conditions in the together determination of the total resistance. Would you, as in the Elek tronik, the resistance across two electrodes with a normal hand measuring device, you would essentially only the transition wi measure the level from the electrode to the ground as this transition resistance is very much greater than the resistance of the soil itself The geoelectrics are therefore usually with so-called 4-point electrode arrangements worked where the current over two current electrodes fed into the ground and the resulting voltage over two potential probes is tapped. An exchange of Stromelek Trodes and potential probes are possible, and in the case of lateral carties This exchange is often used.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eventuelle Undichtigkeiten von Klärschlammbecken oder Deponien erkannt und einer Kontaminierung des Grundwassers vorgebeugt werden kann.The object of the present invention is to create a method with the possible leaks from sewage sludge basins or landfills can be recognized and contamination of the groundwater prevented can.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß im Bereich der Beckensohle in ei nem vorbestimmten Abstand bandförmige, von Beckenrand zu Becken rand verlaufende Meßsonden unter der Abdichtschicht verlegt werden, die Meßsonden über Meßsondenanschlüsse auf einer Seite mit einer Strom quelle und auf der anderen Seite mit einer Widerstandsmessung verbun den werden und die Meßsondenanschlüsse mit einer Meß- und Schalt zentrale verbunden werden.The task is solved in that in the area of the pelvic floor in egg Ned predetermined band-shaped distance, from pool edge to pool edge measuring probes are laid under the sealing layer, the Measuring probes via measuring probe connections on one side with a current source and connected on the other side with a resistance measurement the and the probe connections with a measuring and switching central are connected.
Durch diese Maßnahmen wird unter dem zu überwachenden Gelände ein dichtes Netz von Meßpunkten geschaffen, mit dem die Änderung des elektrischen Widerstandes des darunter liegenden Erdreiches sofort bei ihrem Auftreten erkannt werden kann. Treten Veränderungen der elektri schen Widerstände auf, so ist dies als ein Zeichen für das Vorhandensein einer Leckage dedektiert. Die Leckagestelle kann relativ genau lokalisiert und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Beispielsweise kann die be troffene Stelle abgeteilt, geräumt und wieder abgedichtet werden.Through these measures, one is under the area to be monitored dense network of measuring points created with which the change of electrical resistance of the underlying soil immediately their occurrence can be recognized. Occurrence of changes in the electri resistance, this is a sign of existence a leak is detected. The leak point can be located relatively precisely and countermeasures are initiated. For example, the be affected area, cleared and sealed again.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Leckagen von Klärschlammbecken lokalisiert werden können.Another object of the present invention is an apparatus with which leakages from sewage sludge basins are localized can.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß in einem vorbestimmten Abstand Meßelektroden in Bereich der Beckensohle verlegt und die Meßelektro den über Anschlüsse wechselweise mit Stromquellen und Widerstands aufzeichnungsgeräten verbunden sind.This object is achieved in that at a predetermined distance Measuring electrodes laid in the area of the pelvic floor and the measuring electro alternately with connections with current sources and resistors recording devices are connected.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrie ben. Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; es zeigt: Further advantageous measures are described in the subclaims ben. The invention is illustrated in the accompanying drawing and will described in more detail below; it shows:
Fig. 1 die schematische Darstellung einer geoelektrischen 4-Punkt-Meßanordnung; Figure 1 is a schematic representation of a geoelectric 4-point measuring arrangement.
Fig. 2 die schematische Darstellung der Ablaufschritte einer geoelektrischen Kartierung mit einer 4-Punkt-Meßanordnung nach der Fig. 1; FIG. 2 shows the schematic representation of the sequence steps of a geoelectric mapping with a 4-point measuring arrangement according to FIG. 1;
Fig. 3 die perspektivische Darstellung eines leeren Schlamm zwischenlagerbeckens mit von Beckenrand zu Becken rand verlaufenden, bandförmigen Meßsonden; Fig. 3 is a perspective view of an empty mud between the storage pool with the pool edge of pelvis to the edge extending, strip-shaped measuring probes;
Fig. 4 die Draufsicht auf ein Schlammzwischenlagerbecken nach der Fig. 3; Fig. 4 is a top view of an intermediate sludge storage pool according to Fig. 3;
Fig. 5 die schematische Darstellung einer Anschlußstelle, in der erfindungsgemäß über ein Bi-Metall eine Band elektrode aus Edelstahl mit einer Meßleitung aus Kup fer verbunden ist; Fig. 5 is a schematic representation of a connection point in which, according to the invention, a band electrode made of stainless steel is connected to a measuring line made of copper via a bimetal;
Fig. 6 die perspektivische Darstellung eines Klärschlammzwi schenlagerbeckens nach der Fig. 3, mit zusätzlicher, in das Abwasser reichender Beckenelektrode; Fig. 6 is a perspective view of a Klärschlammzwi rule storage pool according to Figure 3, with additional, in the waste water reaching pool electrode.
Fig. 7 die schematische Darstellung der Anordnung stabförmi ger, um ein Klärschlammzwischenlagerbecken oder ei ne Deponie, mit bis in das Grundwasser getriebenen Stangenelektroden; Fig. 7 is a schematic representation of the arrangement of rod-shaped ger, around a sewage sludge storage basin or egg dump, with rod electrodes driven into the groundwater;
Fig. 8 die Seitenansicht nach der Anordnung nach Fig. 7; Fig. 8 is a side view according to the arrangement of FIG. 7;
Fig. 9 die Detaildarstellung einer stabförmigen Stangenelek trode nach den Fig. 7 und 8. Fig. 9 shows the detailed representation of a rod-shaped Stangenelek trode of FIGS. 7 and 8.
Die in der Fig. 1 dargestellte sogenannten 4-Punkt-Meßanordnung 10 besteht im wesentlichen zwei Stromelektroden 11A und 11B, über die Strom 15 in das Erdreich 17 eingespeist wird. Die anfallende Spannung 16 wird dann über zwei Potentialelektroden 12M und 12N abgegriffen. Die Stromelektroden 11 bestehen dabei aus Metall, während die Potentiale lektroden 12 nicht polarisierbare Sonden sind. Zwischen den Stromelek troden 11A und 11B verlaufen Stromlinien 13, die sich mit zwischen den Potentialelektroden 12M und 12N und der Erdoberfläche 18 verlaufenden Äquipotentiallinien 14 schneiden. Allen in der angewandten Geophysik gebräuchlichen Verfahren liegt dieses Prinzip der 4-Punkte-Meßanordnung 10 zugrunde. Eine Vertauschung von Stromelektroden 11 und Potentialelektroden 12 ist dabei möglich.The so-called 4-point measuring arrangement 10 shown in FIG. 1 consists essentially of two current electrodes 11 A and 11 B, via which current 15 is fed into the ground 17 . The resulting voltage 16 is then tapped via two potential electrodes 12 M and 12 N. The current electrodes 11 are made of metal, while the potential electrodes 12 are non-polarizable probes. Between the current electrodes 11 A and 11 B, current lines 13 run which intersect with equipotential lines 14 running between the potential electrodes 12 M and 12 N and the earth's surface 18 . This principle of the 4-point measuring arrangement 10 is the basis of all methods used in applied geophysics. It is possible to interchange current electrodes 11 and potential electrodes 12 .
Wie die Fig. 2 zeigt, erfolgt in einem ersten Meßschritt 19 zunächst eine Einspeisung von Strom 15 in Meßpunkten 20 über die als Metallspieße ausgebildeten Stromelektroden 11. Nach erfolgter Messung wird die Stromelektrode 11A nach vorn vor die Stromelektrode 11B gesetzt. Für den nun folgenden zweiten Meßschritt 19a wird Elektrode 12M auf den nächsten Meßpunkt 20+1 gesetzt und wird zu Elektrode 11A. Ebenso werden die Elektrode 12N zu Elektrode 11B, Elektrode 11B zu Elektrode 12N und Elektrode 11A zu Elektrode 11B. ieses Umsetzen wiederholt sich n-mal bis zum Meßschritt 19n im Meßpunkt 20+n.As shown in FIG. 2, in a first measuring step 19 , current 15 is first fed into measuring points 20 via the current electrodes 11 designed as metal spikes. After the measurement, the current electrode 11 A is placed forward in front of the current electrode 11 B. For the second measuring step 19 a that follows, electrode 12 M is set to the next measuring point 20 +1 and becomes electrode 11 A. Likewise, electrode 12 N becomes electrode 11 B, electrode 11 B becomes electrode 12 N, and electrode 11 A Electrode 11 B. This conversion is repeated n times up to measuring step 19 n at measuring point 20 + n.
Eine Kläranlage besteht aus einer ganzen Galerie mit einer Vielzahl von Klärbecken 21, und es wird angestrebt, ein undichtes Becken gezielt beräumen und sanieren zukönnen, während der übrige Klärbetrieb weiter laufen kann. Dazu sind kleinräumige geoelektrische Veränderungen meßbar zu machen. Dies erfolgt erfindungsgemäß mit Meßsonden, die in unmittelbare Nähe der zu untersuchenden Fläche eingebracht werden. A wastewater treatment plant consists of an entire gallery with a large number of wastewater treatment tanks 21 , and the aim is to be able to clear and refurbish a leaking tank in a targeted manner, while the rest of the wastewater treatment plant can continue to run. To do this, small-scale geoelectric changes must be made measurable. This is done according to the invention with measuring probes which are introduced in the immediate vicinity of the surface to be examined.
Für ein Klärschlammzwischenlagerbecken 21, wie es in der Fig. 3 dar gestellt ist, bedeutet dies die Implantierung der Strom I führenden und Spannung U messenden Bandelektroden 24, die direkt unter die Becken sohle 23 von Beckenrand 22 zu Beckenrand 22 verlaufen. Durch diese erfindungsgemäße, engräumige rasterförmige Elektrodenanordnung kön nen in-situ Messungen in 4-Punkt-Meßanordnung 10 vorgenommen wer den. Die Bandelektroden 24 können wahlweise und in beliebiger Form als Stromelektroden oder Potentialelektroden einsetzt werden. Dies setzt ei ne isolierte Kabelführung mit offenem Kontakt bis zum jeweiligen Segment für jede einzelne Elektrode voraus.For an intermediate sewage sludge storage pool 21 , as shown in FIG. 3, this means the implantation of the current I leading and voltage U measuring band electrodes 24 , which run directly under the pool sole 23 from pool edge 22 to pool edge 22 . By this inventive, spacious grid-shaped electrode arrangement, in-situ measurements can be carried out in a 4-point measuring arrangement 10 . The band electrodes 24 can be used optionally and in any form as current electrodes or potential electrodes. This requires an insulated cable routing with open contact up to the respective segment for each individual electrode.
Da für die Installation an Abwasser- bzw. Klärschlammzwischenlagerbec ken eine Funktionsdauer von mindestens dreißig Jahren angestrebt wird, ist dieser Ablauf aufgrund auftretender Korrosionserscheinungen wenig geeignet, zumal für jede einzelne Elektrode ein eigenes Kabel verlegt werden müßte. Aus diesem Grund wird eine erfindungsgemäße 4-Linien-Meßanordnung vorgenommen, wie sie in der Fig. 4 dargestellt ist.Since a functional life of at least thirty years is desired for the installation on waste water or sewage sludge interim storage basins, this sequence is not very suitable due to the appearance of corrosion, especially since a separate cable would have to be laid for each individual electrode. For this reason, a 4-line measuring arrangement according to the invention is carried out, as shown in FIG. 4.
Die Punktelektroden werden durch linienförmige Bandelektroden 24 er setzt, die in einem vorbestimmten Abstand 28 verteilt über die gesamte Breite des Beckens 21 verlaufen. Um die Meßanordnung der oben be schriebenen lateralen sog. Wenner-Kartierung zu erreichen, werden nicht isolierte Nirosta-Stahlbänder verwendet, die die geforderte Korrosions beständigkeit aufweisen. Diese linienförmige Bandelektroden 24 bestehen aus Nirosta-Edelstahl und werden jeweils auf halber Breite unmittelbar unter dem Becken 21 bzw. dessen Abdichtfolie 32 in der Beckensohle 23 verlegt.The point electrodes are set by linear band electrodes 24 , which are distributed at a predetermined distance 28 over the entire width of the basin 21 . In order to achieve the measurement arrangement of the lateral so-called Wenner mapping described above, non-insulated stainless steel strips are used which have the required corrosion resistance. These linear band electrodes 24 are made of stainless steel and are each installed halfway across the basin 21 or its sealing film 32 in the basin bottom 23 .
Um oberflächennahe Einflüsse, z. B. durch Witterung, zu minimieren, wer den die Elektroden 24 bis in eine Tiefe von ca. 1,5 m isoliert. Der Abstand 28 der einzelnen Bandelektroden 24 sollte höchstens 2 m betragen, um eine genügend dichte Meßwerterfassung zu gewährleisten.In order to have near-surface influences, e.g. B. by weather to minimize who insulates the electrodes 24 to a depth of about 1.5 m. The distance 28 between the individual band electrodes 24 should be at most 2 m in order to ensure a sufficiently dense measurement value acquisition.
Die freien Enden der Bandelektroden 24 haben auf beiden Seiten einen kurzen Überstand, mit dem sie aus dem Erdreich 17 herausragen und mit denen sie in Anschlüssen 26 mit einer Meßleitung 27 verbunden werden können. Die Meßleitungen 27 führen zu einer Schaltzentrale 31, von der aus der genaue Meßverlauf gesteuert wird. Dies kann in manueller Form durch Stromeingabe und Spannungsablesung an den jeweiligen An schlüssen 26 erfolgen. Sinnvoll kann auch eine vollautomatische Steue rung mit Speicherung der Daten auf einem geeigneten, nicht dargestell ten, Speichermedium sein. Dadurch kann ein kontinuierlicher Meßvor gang mit täglicher oder sogar stündlicher Meßwerterfassung realisiert werden. Die Auswertung der Daten könnte z. B. monatlich erfolgen und über Jahre hinaus beobachtet werden.The free ends of the band electrodes 24 have a short overhang on both sides, with which they protrude from the ground 17 and with which they can be connected to a measuring line 27 in connections 26 . The measuring lines 27 lead to a control center 31 , from which the precise measurement process is controlled. This can be done in manual form by current input and voltage reading at the respective connections 26 . Fully automatic control with storage of the data on a suitable storage medium (not shown) can also be useful. As a result, a continuous measurement process with daily or even hourly measured value acquisition can be realized. The evaluation of the data could e.g. B. monthly and observed over years.
Wie die Fig. 5 zeigt, kann ein derartiger Anschluß 26 in einem unter der Erdoberfläche 18 verlegten Gehäuse 41 sein. In dem Gehäuse 41 werden die einlaufende, aus Edelstahl bestehende Bandelektrode 24 über ein Bi-Metall 25 an die auslaufende, aus Kupfer bestehende Meßleitung 27 an geschlossen. Das Bi-Metall 25 ist dabei einerseits über Verbindungsmittel 43 mit der Bandelektrode 24 und andererseits mit der Meßleitung 27 ver bunden. Durch die erfindungsgemäße Zwischenschaltung des Bi-Metalls 25 wird ein Eigenpotential wirksam vermieden.As FIG. 5 shows, such a connection 26 can be in a housing 41 laid under the surface 18 of the earth. In the housing 41 , the incoming stainless steel band electrode 24 is closed via a bimetal 25 to the outgoing copper measuring line 27 . The bi-metal 25 is on the one hand via connecting means 43 with the band electrode 24 and on the other hand with the measuring line 27 connected ver. An intrinsic potential is effectively avoided by the interposition of the bimetal 25 according to the invention.
Zusätzlich zu den beiden jeweiligen Bandelektroden 24 im Bereich der Beckensohle 23 ist, wie die Fig. 6 zeigt, als dritte Elektrode eine Bec kenelektrode 29 in das Becken 21 geführt. Diese Beckenelektrode 29 steht im direkten Kontakt zum Abwasser 30. Durch die Zusatzmessungen in Form einer Stromeinspeisung durch diese Beckenelektrode 29 und je weils eine auf der Beckensohle 23 verlaufenden Bandelektrode 24 kann ein Abwasseraustritt aufgrund des dadurch deutlich veränderten Strom flusses erkannt werden.In addition to the two respective band electrodes 24 in the region of the pelvic sole 23 , as shown in FIG. 6, a Bec electrode electrode 29 is guided into the basin 21 as the third electrode. This pool electrode 29 is in direct contact with the waste water 30 . Through the additional measurements in the form of a current feed through this pool electrode 29 and in each case a band electrode 24 running on the pool bottom 23 , a wastewater outlet can be recognized due to the current flow which is thereby significantly changed.
Durch die kontinuierliche Überwachung des spezifischen elektrischen Wi derstandes am Beckenrand 22 bzw. an der Beckensohle 23 kann ein Austritt von Abwasser in Form einer Widerstandsanomalie beobachtet werden, denn die räumliche Ausdehnung und elektrische Leitfähigkeit nimmt dadurch zu. Durch die zu erwartende Zunahme der Anomalie kön nen witterungs- oder jahreszeitlich bedingte Schwankungen ausgeschlos sen werden, denn die relevante Meßgröße ist die relative Änderung der elektrischen Leitfähigkeit.Continuous monitoring of the specific electrical resistance at the pool edge 22 or at the pool bottom 23 allows an outflow of waste water to be observed in the form of a resistance anomaly, because the spatial expansion and electrical conductivity increase as a result. Due to the expected increase in the anomaly, weather or seasonal fluctuations can be excluded, because the relevant measured variable is the relative change in the electrical conductivity.
In den Fig. 7 und 8 ist eine Überwachung des Grundwassers 34 im Bereich um ein Klärschlammzwischenlagerbecken 21 oder eine Deponie mit Hilfe von Stangenelektroden 33 dargestellt. Das zu überwachende Klärbecken 21 ist mit einer über seine Beckensohle 23 von Beckenrand 22 zu Beckenrand 22 verlegten, wasserundurchlässigen Abdichtfolie 32 abgedichtet. Um das Becken 21 sind Stangenelektroden 33 bis in das Grundwasser 34 getrieben.In Figs. 7 and 8, a groundwater monitoring is illustrated in the region 34 to a sludge intermediate storage tank 21 or a landfill by means of rod electrodes 33. The clarification tank 21 to be monitored is sealed with a water-impermeable sealing film 32 , which is laid over its pool floor 23 from the pool edge 22 to the pool edge 22 . Rod electrodes 33 are driven around the basin 21 into the groundwater 34 .
Wie die Fig. 9 im Detail zeigt, besteht eine Stangenelektrode 33 aus einer korrosionsbeständigen Metallstange 35, vorzugsweise aus einem Edelstahl, um die ein Isolationsrohr 36 angeordnet ist. Das Isolationsrohr 36 besteht aus einem Kunststoff und kann mit einem Freiraum 37 gegen über der Metallstange 35 frei liegen. Die Metallstange 35 weist unten eine Rammspitze 40 auf, die mit einem nicht isolierten Bereich 39 gegenüber der Unterkante des Isolationsrohres 36 freiliegt. Das Isolationsrohr 36 ist gegenüber der Metallstange 35 wasserdicht abgedichtet.As FIG. 9 shows in detail, a rod electrode 33 consists of a corrosion-resistant metal rod 35 , preferably of a stainless steel, around which an insulation tube 36 is arranged. The insulation tube 36 is made of a plastic and can be exposed with a space 37 opposite the metal rod 35 . The metal rod 35 has a ram tip 40 at the bottom, which is exposed with a non-insulated area 39 opposite the lower edge of the insulation tube 36 . The insulation tube 36 is sealed watertight against the metal rod 35 .
Das aus dem Erdreich 17 heraus ragende obere freie Ende der Metall stange 35 ist mit einer Schraubkappe 38 abgedichtet, die ebenfalls aus Kunststoff besteht. Im Bereich der Schraubkappe 38 ist die Metallstange 35 über einen Anschluß 26 mit einem erfindungsgemäßen Bi-Metall 25 mit der aus Kupfer bestehenden Meßleitung 27 verbunden.The protruding from the ground 17 out the upper free end of the metal rod 35 is sealed with a screw cap 38 , which is also made of plastic. In the area of the screw cap 38 , the metal rod 35 is connected via a connection 26 with a bimetal 25 according to the invention to the measuring line 27 made of copper.
Die Meßleitungen 27 sind zu einer Meß- und Schaltzentrale 31 geführt, wo die gemessenen geoelektrischen Widerstände registriert und die oben beschriebenen Umschaltungen von Meßsonde (Metallstange 35 oder Bandelektroden 24) zu Meßsonde vorgenommen werden. Ist schadstoff belastetes Wasser in das Grundwasser 34 durchgesickert, so ändert sich dessen geoelektrischer Widerstand, und diese Widerstandsänderung wird registriert. Je nach Ableseintervallen kann so innerhalb kürzester Zeit ei ne qualitative Aussage über das Vorhandensein von Leckagen getroffen werden.The measuring lines 27 are led to a measuring and switching center 31 , where the measured geoelectric resistances are registered and the above-described switching from measuring probe (metal rod 35 or ribbon electrodes 24 ) to measuring probe is carried out. If contaminated water has seeped into the groundwater 34 , its geoelectric resistance changes, and this change in resistance is registered. Depending on the reading intervals, a qualitative statement about the presence of leaks can be made within a very short time.
BezugszeichenlisteReference list
10 4-Punkt-Meßanordnung
11 Stromelektrode
12 Potentialelektrode
13 Stromlinie
14 Äquipotentiallinie
15 Strom
16 Spannung
17 Erdreich
18 Erdoberfläche
19 Meßschritt
20 Meßpunkt
21 Becken
22 Beckenrand
23 Beckensohle
24 Bandelektrode
25 Bi-Metall
26 Anschluß
27 Meßleitung
28 Abstand
29 Beckenelektrode
30 Abwasser
31 Schaltzentrale
32 Abdichtfolie
33 Stangenelektrode
34 Grundwasser
35 Metallstange
36 Isolationsrohr
37 Freiraum
38 Schraubkappe
39 nicht isolierter Bereich
40 Rammspitze
41 Gehäuse
42 Gehäusedeckel
43 Verbindungsmittel 10 4-point measuring arrangement
11 current electrode
12 potential electrode
13 streamline
14 equipotential line
15 electricity
16 tension
17 soil
18 Earth's surface
19 measuring step
20 measuring point
21 pools
22 pool edge
23 pelvic sole
24 band electrode
25 bi-metal
26 connection
27 measuring line
28 distance
29 pelvic electrode
30 wastewater
31 control center
32 sealing film
33 rod electrode
34 groundwater
35 metal rod
36 insulation tube
37 Free space
38 screw cap
39 non-isolated area
40 ram tip
41 housing
42 housing cover
43 lanyards
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19747273A1 (en) * | 1997-10-25 | 1999-04-29 | Conducta Endress & Hauser | Monitoring seal of temperature sensor of conductivity meter for liquids |
| EP1099946A1 (en) * | 1998-09-10 | 2001-05-16 | ORPHEUS Geophysik Gesellschaft für Baugrund- und Umweltanalytik mbH | Leak sensing device for plastic liners and corresponding method of detecting leaks |
| DE19952911B4 (en) * | 1999-11-03 | 2005-03-03 | Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg | Method and device for in-situ monitoring of clay seals in landfills |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3383863A (en) * | 1966-08-03 | 1968-05-21 | Joe R. Berry | Pond, tank and pit liner and method of detecting leaks |
| DE6901426U (en) * | 1969-01-15 | 1969-05-14 | Georg Huettemann | SKILL GAME |
| EP0307615A2 (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-22 | Willibald Luber | Device for the non-destructive detection of damaged bridges, reservoir and flat-roof sealings |
| DE4010622A1 (en) * | 1990-04-02 | 1991-10-10 | Rudolf Rammner | Detecting and interpreting leaks using current emitting electrode - moved among flow pipe by measuring current flowing to static earth electrode |
| DE4315650A1 (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-17 | Bernhard Rammner | Method and devices for the detection and interpretation of leaks with suppression of lateral disturbing influences |
-
1996
- 1996-01-10 DE DE1996100655 patent/DE19600655C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3383863A (en) * | 1966-08-03 | 1968-05-21 | Joe R. Berry | Pond, tank and pit liner and method of detecting leaks |
| DE6901426U (en) * | 1969-01-15 | 1969-05-14 | Georg Huettemann | SKILL GAME |
| EP0307615A2 (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-22 | Willibald Luber | Device for the non-destructive detection of damaged bridges, reservoir and flat-roof sealings |
| DE4010622A1 (en) * | 1990-04-02 | 1991-10-10 | Rudolf Rammner | Detecting and interpreting leaks using current emitting electrode - moved among flow pipe by measuring current flowing to static earth electrode |
| DE4315650A1 (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-17 | Bernhard Rammner | Method and devices for the detection and interpretation of leaks with suppression of lateral disturbing influences |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JP 07113718 A Patents Abstr. of Japan * |
| JP 4-134237 (A) In: Patent Abstr. of Japan, P-1409, August 25, 1992, Vol. 16, No. 402 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19747273A1 (en) * | 1997-10-25 | 1999-04-29 | Conducta Endress & Hauser | Monitoring seal of temperature sensor of conductivity meter for liquids |
| DE19747273B4 (en) * | 1997-10-25 | 2007-08-02 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Sensor for measuring the electrical conductivity |
| EP1099946A1 (en) * | 1998-09-10 | 2001-05-16 | ORPHEUS Geophysik Gesellschaft für Baugrund- und Umweltanalytik mbH | Leak sensing device for plastic liners and corresponding method of detecting leaks |
| DE19952911B4 (en) * | 1999-11-03 | 2005-03-03 | Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg | Method and device for in-situ monitoring of clay seals in landfills |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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