DE4040820C2 - Einrichtung und Verfahren zum Reinigen von belastetem Grundwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von belastetem Grundwasser, unter Verwen­ dung von Luft oder anderen Gasen sowie eines bis in den Bereich des Grundwassers vorgetriebenen Brunnen­ schachtes, wobei je eine seitliche obere und untere Wasserdurchtrittsstelle vorgesehen ist.

Es ist bekannt, daß das Grundwasser im Erdreich im Bereich zwischen der Ackersohle, das ist die Erdober­ fläche, und der Wasserleitersohle, das ist eine für das Grundwasser im wesentlichen undurchlässige Schicht, mit Schadstoffen, z. B. Chlorkohlenwasserstoffen (CKW) belastet sein kann. Solche Belastungen befinden sich beispielsweise in Gegenden mit alten Deponien, Fabriken oder dgl. Bei einem solchen schadstoffbelasteten Grund­ wasser besteht die Gefahr, daß die Schadstoffe im Laufe der Jahre in das für die Trinkwassergewinnung so wichtige Tiefenwasser gelangen.

Verschiedene Vorschläge sind bereits zur Reinigung des schadstoffbelastenen Grundwasser gemacht worden. Beispielsweise wird die zu reinigende Flüssigkeit über Rieselkörper geleitet, die in einem Frischluft-Ge­ genstrom liegen, oder das Wasser wird über mehrere Kaskaden geleitet, in deren Bereich Druckluft in das Wasser eingepreßt wird.

Aus der DE 36 25 488 A1, der DE 38 05 200 C1 und der DE 38 11 962 C1 sind Anordnungen zum Austreiben leicht flüchtiger Verunreinigungen aus dem Grundwasser bekannt, die mit einem Brunnenschacht arbeiten, in dem sich ein Düsenkörper befindet. Unter dem Düsenkörper ist eine Luftkammer angeordnet, in die Frischluft einge­ leitet wird. Durch Öffnungen in dem Düsenkörper treten Luftbläschen aus, die aufsteigen und dabei Verunrei­ nigungen mitnehmen sollen.

Auch ist aus der DE 27 57 484 A1 eine Einrichtung zur Sanierung von Brunnen bekannt, bei der über eine Druckluftleitung Gas in eine Wasserförderleitung gepreßt und auf diese Weise Wasser durch ein entstehendes Vakuum an die Erdoberfläche gefördert wird. Eine kon­ tinuierliche Grundwasserreinigung ist nicht vorgesehen.

Diese bekannten Anordnungen haben in der Praxis zu nur unbefriedigenden Reinigungseffekten geführt; auch müssen im allgemeinen zusätzliche Pumpen im Brunnen­ schacht angeordnet werden, um zu einer genügenden Förderung zu kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Grund­ wasser-Reinigungseinrichtung vorzuschlagen, die zu einem besseren Reinigungseffekt für das im Bereich zwischen Ackersohle und Wasserleitersohle befindliche Grundwasser führt und so das Absinken der Schadstoffe in das Tiefenwasser verhindert oder vermindert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Wasserförder­ rohr und ein Mantelrohr an ihrem oberen Ende zu einer Baueinheit verbunden sind, daß das Wasserförderrohr über seine Länge je eine voneinander getrennte und beabstandete seitliche obere und untere Wasserdurch­ trittsstelle aufweist, daß das Mantelrohr eine in Längsrichtung der Rohre gegen die obere Wasserdurch­ trittsstelle versetzte Wasseraustrittsöffnung aufweist, daß in das Wasserförderrohr von außen ein Gasinjektions­ rohr solcher Länge eingeführt ist, daß die Gasaustritts­ öffnung des Gasinjektionsrohres unterhalb der oberen Wasserdurchtrittsstelle des Wasserförderrohres liegt, und daß an den Raum zwischen dem Wasserförderrohr und dem Mantelrohr ein Gasaustrittsrohr angeschlossen ist, durch das das im Raum enthaltene Gas einem Filter zuführbar ist.

Im Prinzip besteht die Erfindung darin, daß ein von einem Mantelrohr umgebenes Wasserförderrohr vorgesehen ist, daß in einem unteren Bereich zum Wassereintritt und in einem oberen Bereich zum Wasseraustritt per­ foriert ist. Das Mantelrohr ist an seiner Außenseite ebenfalls perforiert, um das aus dem Wasserförderrohr austretende, angehobene Wasser in das Erdreich zurückzu­ spülen. Im Wasserförderrohr ist ein Gasinjektionsrohr angeordnet, durch das ein Gas in das im Wasserförder­ rohr befindliche Wasser injiziert wird. Das spezifische Gewicht des entstehenden Wasser/Gas-Gemisches zwischen den perforierten Bereichen ist geringer als das des nicht beaufschlagten Wassers, so daß das Gemisch auf­ steigt, und zwar um so stürmischer, je tiefer die Einleitung in bezug auf die Wassersäule erfolgt. Dabei leitet ein Gasaustrittsrohr zwischen dem Wasserförder­ rohr und dem Mantelrohr die bei der turbulenten Mischung und Entmischung von Wasser und Gas vom Wasser getrennten flüchtigen Schadstoffe ab und führt sie einer Filterung zu. Die Rohre können jeweils aus einem Stück bestehen oder aus mehreren Einzelrohren und/oder Filterrohrteilen zusammengesetzt sein.

Als Gas kann im einfachsten Fall Luft eingesetzt werden. Versuche haben ergeben, daß mit Luft ein durchaus befriedigendes Ergebnis erzielbar ist. Es ist jedoch auch möglich, gezielt Gase oder Gasmischungen einzu­ setzen, die gerade besonders bevorzugt einen etwa gehäuft auftretenden flüchtigen Schadstoff, beispiels­ weise Chlorkohlenwasserstoffe, aufnehmen können und ableiten. Hierbei ist etwa an Gase zu denken, die chemisch reagieren, Brücken bilden oder anderweitig den Schadstoff angreifen.

Bei einem Verfahren zur Reinigung von belastetem Grund­ wasser wird bevorzugt eine solche Einrichtung verwendet. Diese Verwendung zeichnet sich dadurch aus, daß durch die untere Wasserdurchtrittsstelle eines Wasserförder­ rohres innerhalb des Brunnenschachtes Grundwasser in das Wasserförderrohr eintritt, daß mittels eines Gasinjektionsrohres Gas in das sich im Wasserförderrohr befindliche Grundwasser unterhalb einer oberen Wasser­ durchtrittsstelle des Wasserförderrohres injiziert wird, daß das turbulent aufsteigende Gas-Wasser-Gemisch durch die obere Wasserdurchtrittsstelle und gegen die Innenwandung eines das Wasserförderrohr umschlie­ ßenden Mantelrohres geführt wird, daß nach Entmischung von Gas und Wasser das Gas über ein Gasaustrittsrohr mittels einer Pumpe einem Filter zugeführt wird und das nunmehr gereinigte Wasser durch eine Semidichtung mit der das Mantelrohr nach unten abgedichtet ist, oder durch eine Perforation im Mantelrohr, welche sich unterhalb der oberen Wasserdurchtrittsstelle befindet, austritt.

Bei einem solchen Verfahren ist es besonders bevorzugt, wenn das im Wasserförderrohr turbulent aufsteigende Gas-Wasser-Gemisch vor dem Durchtritt durch die obere Wasserdurchtrittsstelle an einem sich in einem nach unten offenen geschlossenen Raum im oberen Bereich des Wasserförderrohrs befindlichen Gaspolster reflek­ tiert wird.

Dadurch wird die Turbulenz weiter gefördert.

Nicht nur bei derartigen Spezialgasen, sondern auch bei Luft ist es bevorzugt, wenn das dem Filter zu­ geführte Gas nach Passieren des Filters in einem ge­ schlossenen Kreislauf erneut dem Gasinjektionsrohr zugeführt wird.

Mit einem derartigen geschlossenen Kreislauf kann ausgeschlossen werden, daß durch den Filter dennoch hindurchgelangende Schadstoffe in die Umwelt gelangen.

Bevorzugt sind die einzelnen Rohre konzentrisch um­ einander angeordnet. Dies führt nicht nur zu einem symmetrischen Strömungsverhalten und zu einem ver­ besserten, intensiveren Kontakt-Gas-Wasser, sondern auch zu einem konstruktiv besonders zweckmäßigen Auf­ bau.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die sich dadurch auszeichnet, daß das Gasinjektionsrohr aus dem Führungsrohr und einem in diesem Führungs­ rohr verstellbar beweglichen Innenrohr besteht, wodurch die Gasaustrittsöffnung des Gasinjektionsrohres höhen­ verstellbar ist.

Das Gasinjektionsrohr wird damit teleskopähnlich. Die Gasaustrittsöffnung bzw. ihre Höhe innerhalb des Wasserförderrohrs wird verstellbar und variabel. Damit ist nicht nur eine Anpassung an den jeweiligen Einsatz­ ort der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich; zugleich kann während des Betriebes auf beispielsweise witte­ rungsbedingte Änderungen des Grundwasserspiegels rea­ giert werden.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die Verstellbarkeit des Innenrohres im Führungsrohr mittels einer Hebe-/Senk­ vorrichtung erfolgt.

Diese Hebe-/Senkvorrichtung kann mit einer Steuerungs­ einrichtung gekoppelt werden, die mit aus dem Erdreich oder aus dem Brunnenschacht entnommenen Werten und Meßdaten gespeist wird.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das Innenrohr des Gasinjektionsrohres mit Perforationen seiner Wandung versehen ist, so daß mehrere höhenverteilte Austrittsöffnungen entstehen.

Mit diesem Merkmal wird es möglich, gleichzeitig aus verschiedenen Öffnungen in verschiedenen, wenn auch benachbarten Höhenlagen das Gas, beispielsweise die Luft, in das umgebende, mit Schadstoffen belastete Grundwasser einströmen zu lassen und so zu einer be­ sonders intensiven Durchmischung zu kommen.

Konstruktiv besonders vorteilhaft ist es, wenn das Wasserförderrohr an seinem oberen Ende durch einen Flansch abgeschlossen ist, der mit dem oberen Ende des Mantelrohres abdichtend verbindbar ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Flansch zugleich Durch­ führung und Halterung für das Gasinjektionsrohr ist. Dadurch wird das Vorsehen verschiedener Elemente zur Abdichtung unnötig.

Dabei ist es insbesondere vorgesehen, daß das Wasser­ förderrohr in seinem oberen Teil einen nach unten offenen geschlossenen Raum bildet.

Die oberen und unteren Wasserdurchtrittsstellen sowie die Wasseraustrittsöffnungen im Mantelrohr können durch Perforationen in den jeweiligen Rohren vorge­ sehen werden.

Besonders bevorzugt ist es allerdings, wenn die obere Wasserdurchtrittsstelle von einem Schlitzbrückenfilter gebildet wird.

Derartige Schlitzbrückenfilter, beispielsweise rohr­ förmige Abschnitte mit Schlitzbrückenlochungen, sind besonders geeignet, ein Durchtreten von Wasser- oder auch Gestein von außen in das Rohr zu unterbinden und zusätzlich die Turbulenz in dem durchströmenden Medium zu verstärken.

Im folgenden wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsform und

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform.

In beiden Figuren ist jeweils auf der linken Seite der schematische Aufbau des Erdbereiches zwischen der Ackersohle 22 und der Wasserleitersohle 26 darge­ stellt. Oberhalb der Wasserleitersohle 26 befindet sich der Wasserleiter 25, in dem sich das schadstoff­ belastete Grundwasser aufhält. Die Oberkante des Wasser­ leiters 25 wird von dem Wasserspiegel 24, d. h. dem Grundwasserspiegel, gebildet. Zwischen dem Wasserspiegel 24 und der Ackersohle 22 befindet sich die ungesättigte Zone 23. Durch diese Zone 23 sinkt das Regenwasser oder dgl. bis zum Wasserleiter 25 herab. Die unge­ sättigte Zone 22 führt im Normalfall kein Grundwasser.

Das im Wasserleiter 25 befindliche Grundwasser kann mehr oder weniger mit Schadstoffen, beispielsweise Chlorkohlenwasserstoffen (CKW), belastet sein. Um diese Schadstoff aus dem Grundwasser zu entfernen, ist in das beschriebene Erdreich die erfindungsge­ mäße Konstruktion brunnenähnlich eingeführt.

Im folgenden wird zunächst der in beiden Ausführungs­ beispielen gemeinsame Teile beschrieben.

Ein Wasserförderrohr 1 reicht mit seinem unteren Ende 2 bis in die Wasserleitersohle 26 und bildet dort einen Sumpf 3, in dem sich eventuell Feststoffe ab­ setzen können. Oberhalb des Sumpfes 3 ist das Wasser­ förderrohr 1 perforiert und bildet durch diesen per­ forierten Bereich 4 eine Wasserdurchtrittsstelle 5, die den Rohreingang für das zu reinigende Wasser W darstellt. Der perforierte Bereich 4 kann auch von einem Drahtwickelfilter gebildet werden.

Das Wasserförderrohr 1 ist an seinem oberen Ende 6 luftdicht abgeschlossen, beispielsweise durch einen Flansch 7. Oberhalb des Wasserspiegels 24 ist das Wasserförderrohr 1 zur Bildung eines Rohrausganges für das angehobene Wasser W mit einer Wasserdurch­ trittsstelle 8, beispielsweise einem perforierten Bereich 9 oder einem Schlitzbrückenfilter versehen. Der Bereich 10 zwischen dem Bereich 9 und dem Flansch 7 ist im wesentlichen, d. h. bis auf die Verbindung zum perforierten Bereich 9, abgeschlossen. Durch den Flansch 7 ist in das Wasserförderrohr 1 ein Gasinjek­ tionsrohr 11 eingeführt.

Dieses Gasinjektionsrohr 11 unterscheidet sich in den beiden Ausführungsformen; es wird im folgenden zunächst das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weiter beschrieben. Das untere Ende 12 des Gasinjektionsrohres 11 ist bis unterhalb des Wasserspiegels 24 und des perforierten Bereiches 9 mit der Wasserdurchtrittsstelle 8 geführt.

Durch das dort am unteren Rohrende 12 austretende und sofort nach oben strebende injizierte Gas, bei­ spielsweise die Luft, wird ein Unterdruck erzeugt, der das Grundwasser durch den Rohreingang, die Wasser­ durchtrittsstelle 5, ansaugt. Das nach oben strebende Gas-Wasser-Gemisch tritt durch die Wasserdurchtritts­ stelle 8, beispielsweise den perforierten Bereich 9 oder das Schlitzbrückenfilter, im Wasserförderrohr 1 in einen Raum 13 aus, der das Wasserförderrohr 1 konzentrisch umgibt und zwischen der Außenseite des Wasserförderrohres 1 und der Innenwandung eines Mantel­ rohres 14 gebildet wird.

Das Mantelrohr 14 umschließt das Wasserförderrohr 1 konzentrisch und ist an seinem oberen Ende bis auf ein Gasaustrittsrohr 15 dicht abgeschlossen. Das Mantel­ rohr 14 ist an seinem unteren Rohr 16 gegenüber dem Wasserförderrohr 1 durch einen Dichtring 17 abgedichtet. Der Dichtring 17 kann eine Semi-Dichtung sein. Das Mantelrohr 14 ist mit einer seitlichen Wasseraustritts­ stelle 18, beispielsweise einem Drahtwickelfilter oder einer Perforation, versehen. Das angehobene Wasser sinkt nach dem Durchtritt durch die Wasserdurchtritts­ stelle 8 des Wasserförderrohres 1 zunächst in den vom Mantelrohr 14 umschlossenen Bereich, dem Raum 13, ab. Dann tritt es durch die Wasseraustrittsöffnung 18 und ggf. die Semi-Dichtung in das Erdreich aus.

Die Wasseraustrittsöffnung 18, also das Drahtwickel­ filter oder die Perforation, des Mantelrohres 14 ist soweit unterhalb der Wasserdurchtrittsstellen 8 des Wasserförderrohres 1 angeordnet, daß das turbulent aufsteigende Wasser W durch die Wasserdurchtrittsstelle 8 des Wasserförderrohres 1 schießt und danach auf die geschlossene Innenwandung des Mantelrohres 14 trifft.

Das Wasser W führt also einen Kreislauf durch. Es tritt vom Wasserleiter 25 durch die Wasserdurchtritts­ stelle 5, den Rohreingang, in das Wasserförderrohr 1 ein, steigt bis zur Wasserdurchtrittsstelle 8, dem Rohrausgang des Wasserförderrohres 1, auf, und gelangt von dort durch das Mantelrohr 14 wieder in den Wasser­ leiter 25 des Erdreiches zurück.

Je nach der Höhenlage des Ausganges 12 des Gasinjek­ tionsrohres im Wasserförderrohr 1 ist die Wassersäule verschieden hoch, die auf dem Wasser-Gas-Gemisch lastet und es schießt daher mit mehr oder weniger großer Geschwindigkeit nach oben. Dort trifft das Wasser W auf den nach oben geschlossenen Raum 10 und wird von dort reflektiert oder zurückgeworfen. Das im ge­ schlossenen Raum 10 befindliche Gaspolster wird durch das auf das Gaspolster aufprallende Wasser komprimiert. Weil das vom Gaspolster reflektierte Wasser auf das hochschießende Wasser trifft, ist die Kompression des Gaspolsters ungleichförmig. Es stellt sich ein pulsförmiges oder turbulentes Verhalten ein. Durch diese Turbulenz in Verbindung mit der Wasserdurch­ trittsstelle 8 des Wasserförderrohres 1 und dem Auf­ treffen des Wasser W auf die Innenwandung des Mantel­ rohres 14 wird das Wasser W relativ stark verwirbelt und dabei mit dem injizierten Gas vermischt.

Dadurch beinhaltet das durch das Gasaustrittsrohr 15 ständig abgesaugte Gas auch wesentliche Teile der im Wasser W enthaltenen Schadstoffe. Durch die bis ins Erdreich wirkende Vibration der Turbulenzen in den Rohr wird die Trennung der Schadstoffe selbst von kleinen Korngrößen des Erdreiches begünstigt.

Das durch das Gasaustrittsrohr 15 mittels einer Pumpe, eines Ventilators oder dgl. abgesaugte Gas bzw. die Luft wird über einen Filter 19 geleitet. Dieses Filter 19 enthält nach einiger Zeit der Filterung beträcht­ liche Mengen an Schadstoffen, die dann konzentriert entsorgt werden können.

Das gesamte Rohrsystem 1, 14, 11 kann unter der Erde verborgen sein und nur mit der für die Gaszufuhr er­ forderlichen, relativ geringen Energiemenge betrieben werden. Nach einiger Betriebszeit mit ständig ange­ saugtem schadstoffhaltigen Grundwasser und ständig in das Erdreich zurückgeleitetem gereinigten Wasser setzen sich im Filter 19 keine weiteren Schadstoffe mehr ab.

Dann kann die Einrichtung abgeschaltet oder ausge­ baut und an anderer Stelle wieder aufgebaut und dort betrieben werden. Es ist auch möglich, gleichzeitig oder alternierend eine größere Anzahl gleichartiger Einrichtungen über eine größere Fläche verteilt zu betreiben, um beispielsweise die aus einer Deponie an vielen Stellen austretenden Schadstoffe möglichst schnell vollkommen zu entsorgen oder auf ein nicht mehr gefährdendes Ausmaß herabzusetzen.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unter­ scheidet sich von dem vorbeschriebenen in dem Aufbau des Gasinjektionsrohres 11. Diese besitzt hier ein Führungsrohr 11a sowie ein in diesem axial verschiebbar gelagertes Innenrohr 11b. Dadurch wird es besonders leicht möglich, die Geschwindigkeit des aufsteigenden Wasser-Gas-Gemisches einzustellen oder zu verändern. Dadurch wird es möglich, die Menge des eintretenden Wassers auf ein Maß einzustellen, daß von der Ein­ richtung ohne Überfüllung und bei zweckmäßigstem Wir­ kungsgrad verarbeitet werden kann. Die Verschiebung kann mit einer Hebe-/Senkvorrichtung 21 versehen werden, die oberhalb der übrigen Einrichtung angeordnet und mit einem einfachen, konstruktiv wenig anfälligen Seilzug versehen ist, mittels dem das Innenrohr inner­ halb des Führungsrohr hinaufgezogen bzw. herabgelassen werden kann. Auch eine Steuerung kann vorgesehen werden (nicht dargestellt), mit der automatisch etwa in Ab­ hängigkeit vom Grundwasserspiegel, von äußeren Bedin­ gungen oder auch von Signalen aus dem Filter 19 oder Durchflußmessern an beliebiger Stelle eine Regelung der Höhe des unteren Endes 12 des Innenrohrs 11b des Gasinjektionsrohres 11 vorgenommen werden kann.

Die Zuführung des Gases in das System wird in der Ausführungsform nach Fig. 1 jeweils mit Frischluft vorgenommen, während die Pumpe 20 das durch den Filter 19 gelangende Gas wieder ins Freie führt.

In der demgegenüber bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 ist dagegen ein Kreislauf für das Gas vorge­ sehen; die Pumpe 20 bzw. ein nach Versuchen besonders bevorzugter, weil mit hohem Wirkungsgrad und effektiv arbeitender Seitenkanalverdichter fördert das durch den Filter 19 gelangende Gas wieder über eine Leitung zurück zum Gasinjektionsrohr 11. Es wird dadurch zu­ gleich von oben in das Gasinjektionsrohr 11 hinein­ gedrückt und über das Gasaustrittsrohr 15 herausgesaugt.

Für das Filter 19 gibt es eine Vielzahl von Möglich­ keiten, die u. a. auch auf den jeweils herauszufilternden Schadstoff abgestimmt werden können.

Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel der Erfindung hatte das Wasserförderrohr 1 eine Gesamt­ länge von 18 m, die zusammen mit dem Mantelrohr 14 nach den Regeln des Brunnenbaus am Ort des Einbaus eingebaut und montiert wurden. Das Mantelrohr 14 ent­ sprach mit einer Länge von 8 m etwa der Dicke der ungesättigten Zone. Die Wasseraustrittsöffnung 18 im Mantelrohr 14 begann etwa 1 m oberhalb des Wasser­ spiegels 24 und reichte soweit nach unten, daß Varia­ tionen im Wasserspiegel 24 und der Versickerung keinen nennenswerten Einfluß auf den Abfluß des Wassers hatten. Die Wasserdurchtrittsstelle 8 des Wasserförderrohres 1 beginnt oberhalb der Wasseraustrittsöffnung 18 des Mantelrohrs 14, schon um Auswaschungen zu verhindern.

Der Abstand dieser beiden Wasserdurchtrittsbereiche im Wasserförderrohr 1 einerseits und im Mantelrohr 14 andererseits ist abgesehen von dem zu vermeidenden Auswaschungseffekt relativ unkritisch, da das geförderte Wasser nur genügend Raum 13 zwischen den Rohren 11 und 14 für Aufnahme und Abfluß finden muß.

Kritisch ist dagegen der Abstand zwischen der Wasser­ durchtrittsstelle 8 und dem unteren Ende 12 bzw. den Austrittsöffnungen des Gasinjektionsrohres 11 bzw. dessen Innenrohres 11b. Bei einem zu kleinen Abstand ist die Turbulenz des aufsteigenden Wasser-Gas-Ge­ misches unbefriedigend und daher auch die Menge der abgetrennten Schadstoffe und bei einem zu großen Abstand wird zu viel Wasser gefördert. Bei 1,50 in Abstand beträgt die Druckdifferenz bereits 1500 mm Wassersäule. Auf der Einstellung und Einhaltung der richtigen Druck­ differenz beruht das zweckmäßigste Funktionieren des Systems.

Die Rohre können aus den üblichen für Pumpensysteme bekannten Materialien bestehen. Es haben sich aber auch Plastik-Materialien als günstig erwiesen. Das Wasserförderrohr 1 ist vorzugsweise im Mantelrohr 14 zentriert. Dies geschieht im oberen Bereich durch den Flansch 7 und im unteren Bereich durch die Dichtung 16 (bzw. die Semi-Dichtung) . Das Gasinjektionsrohr 11 ist im Flansch 7 zentriert befestigt. Das Filter, z. B. ein Aktivkohlefilter, kann mit der Pumpe 20 bzw. dem zum Fördern eingesetzten Aggregat eine Baueinheit bilden. Als Pumpe bzw. Aggregat hat sich für die Ex­ perimentierarbeit bereits ein einfacher Ventilator als funktionsfähig für die Lösung der Aufgabe erwiesen, wenn auch ein Seitenkanalverdichter effektiver ist. Da das System für einen ständigen Einsatz untertage vorgesehen ist, je nach Schadstoffbelastung also auch für Tage und Nächte, kann es zweckmäßig sein, die Baueinheit 19, 20 trotz ihrer relativ geringen Geräusch­ entwicklung in einem schallisolierenden Behälter unter­ zubringen, einer sogenannten Prozeßeinheit.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist vorstehend im Zu­ sammenhang mit dem Grundwasser im Boden beschrieben worden. In allen Anwendungszwecken wird eine Wasser­ zirkulation vom Tief- zum Hochbereich erzeugt, die eine Wasserumwälzung im gesamten Wasserstockwerk er­ möglicht. Die verschiedenen Öffnungen und Perforationen der Rohre sowohl zum Wassereintritt und Wasseraustritt halten auch Sand, Kies oder dgl. zurück. Günstige Verhältnisse für die Wasserumwälzung wie auch für die Trennung und Ableitung der Schadstoffe aus dem umgewälzten Wasser hatte ein System mit Durchmessern von 250 bis 300 mm für das Mantelrohr 14, 50 bis 100 mm für das Wasserförderrohr 1 und 50 mm für das Gasin­ jektionsrohr 11. Der Durchmesser des Gasinjektionsrohres 11 erlaubt auch, während des Betriebes Meßgeräte in das Wasserförderrohr 1 herabzulassen, um beispielsweise die Geschwindigkeit des emporschießenden Wassers zu messen und ggf. die Meßgröße zur automatischen Ein­ stellung über die Hebe-/Senkvorrichtung 21 des Gasin­ jektionsrohres 11 zu verwenden.

Die beschriebene Einrichtung kann als vorgefertigte Einheit geliefert werden, aber auch am Einsatzort aus vorgefertigten Bauteilen zusammengesetzt werden, um das beschriebene Verfahren zur Reinigung des Grund­ wasser durchzuführen.

Das gesamte Rohrsystem ist bis in den Grundwasser­ leiter absenkbar. Der Saug- und Schluckbrunnen wird auf diese Weise integriert.

Claims (21)

1. Einrichtung zur Reinigung von belastetem Grundwasser, unter Verwendung von Luft oder anderen Gasen sowie eines bis in den Bereich des Grundwassers vorge­ triebenen Brunnenschachts, wobei je eine seitliche obere und untere Wasserdurchtrittsstelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasserförderrohr (1) und ein Mantelrohr (14) an ihrem oberen Ende zu einer Baueinheit verbunden sind, daß das Wasser­ förderrohr (1) über seine Länge je eine voneinander getrennte und beabstandete seitliche obere und untere Wasserdurchtrittsstelle (5, 8) aufweist, daß das Mantelrohr (14) eine in Längsrichtung der Rohre (1, 14) gegen die obere Wasserdurchtrittsstelle (8) versetzte Wasseraustrittsöffnung (17,18) auf­ weist, daß in das Wasserförderrohr (1) von außen ein Gasinjektionsrohr (11) solcher Länge eingeführt ist, daß die Gasaustrittsöffnung des Gasinjekt­ ionsrohres (11) unterhalb der oberen Wasserdurch­ trittsstelle (8) des Wasserförderrohres (1) liegt, und daß an den Raum (13) zwischen dem Wasserför­ derrohr (1) und dem Mantelrohr (14) ein Gasaus­ trittsrohr (15) angeschlossen ist, durch das das im Raum (13) enthaltene Gas einem Filter (19) zuführ­ bar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (14) das Wasserförderrohr (1) und dieses wiederum das Gasinjektionsrohr (11) konzentrisch umgibt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gasinjektionsrohr (11) aus einem Führungsrohr (11a) und einem in diesem Führungs­ rohr (11a) verstellbar beweglichen Innenrohr (11b) besteht, wodurch die Gasaustrittsöffnung des Gas­ injektionsrohres höhenverstellbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (11b) des Gasinjektionsrohres (11) mit Perforationen seiner Wandung versehen ist, so daß mehrere höhenverteilte Austrittsöffnungen entstehen.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstellbarkeit des Innenrohrs (11b) im Führungsrohr (11a) mittels einer Hebe-/Senk­ vorrichtung (21) erfolgt.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserförderrohr (1) an seinem oberen Ende durch einen Flansch (7) abgeschlossen ist, der mit dem oberen Ende des Mantelrohres (14) abdichtend verbindbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (7) zugleich Durchführung und Hal­ terung für das Gasinjektionsrohr (11) ist.

8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserförderrohr (1) in seinem oberen Teil einen nach unten offenen geschlossenen Raum (10) bildet.

9. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdurchtritts­ stellen (5, 8) durch Perforationen in dem Wasserförderrohr (1) gebildet werden.

10. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasseraustritts­ öffnungen durch Perforationen (18) in dem Mantelrohr (14) gebildet werden.

11. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasseraustritts­ öffnungen durch Semidichtungen (17) gebildet werden.

12. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Wasserdurch­ trittsstelle (8) als Schlitzbrückenfilter ausgebildet ist.

13. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückführleitung für das dem Filter (19) zugeführte Gas nach Passieren des Filters zu dem Gasinjektionsrohr (11) vorgesehen ist.

14. Verwendung einer Einrichtung nach einem der vorste­ henden Ansprüche zur Reinigung von belastetem Grund­ wasser, dadurch gekennzeichnet, daß durch die untere Wasserdurchtrittsstelle (5) eines Wasserförderrohres (1) innerhalb des Brunnen­ schachtes Grundwasser in das Wasserförderrohr (1) eintritt, daß mittels eines Gasinjektionsrohres (11) Gas in das sich im Wasserförderrohr (1) befindli­ che Grundwasser unterhalb einer oberen Wasserdurch­ trittsstelle (8) des Wasserförderrohres (1) injiziert wird, daß das turbulent aufsteigende Gas-Wasser-Gemisch durch die obere Wasserdurchtrittsstelle (8) und gegen die Innenwandung eines das Wasserförderrohr (1) umschließenden Mantelrohres (14) geführt wird, daß nach Entmischung von Gas und Wasser das Gas über ein Gasaustrittsrohr (15) mittels einer Pumpe (20) einem Filter (19) zugeführt wird und das nun­ mehr gereinigte Wasser durch eine Semidichtung (17), mit der das Mantelrohr (14) nach unten abgedich­ tet ist, oder durch eine Perforation (18) im Mantel­ rohr, welche sich unterhalb der oberen Wasserdurch­ trittsstelle (8) befindet, austritt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das im Wasserförderrohr (1) turbulent aufstei­ gende Gas-Wassergemisch vor dem Durchtritt durch die obere Wasserdurchtrittsstelle (8) an einem sich in einem nach unten offenen geschlossenen Raum (10) im oberen Bereich des Wasserförderrohrs (1) befindlichen Gaspolster reflektiert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einleiten des Gases mittels des Gasinjek­ tionsrohres (11) in das sich im Wasserförderrohr (1) befindliche Grundwasser in veränderbarer Tiefe erfolgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des Gases in das sich im Wasser­ förderrohr (1) befindliche Grundwasser gleichzeitig in verschiedener Höhe erfolgt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas nach der Filterung im Filter (19) in einem geschlossenen Kreislauf erneut mittels des Gasinjektionsrohres (11) in das zu reinigende Wasser geführt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser durch die untere Wasserdurchtritts­ stelle (5) durch eine Perforation (4) oder durch einen Drahtwickelfilter geführt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser aus dem Wasserförderrohr (1) durch die obere Wasserdurchtrittsstelle (8) durch eine Perforation (9) oder einen Schlitzbrückenfilter geführt wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser aus dem Mantelrohr (14) durch eine Perforation (18) oder durch einen Drahtwickelfilter geführt wird.