NL1021004C2 - Inrichting en werkwijze voor het verwijderen van vluchtige verontreinigingen uit grondwater. - Google Patents

Description

Inrichting en werkwijze voor het verwijderen van vluchtige verontreinigingen uit grondwater.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verwijde-5 ren van vluchtige verontreinigingen uit grondwater aanwezig in een grondwaterzone in de bodem, welke grondwaterzone aan de bovenzijde begrensd wordt door het grondwa-temiveau, omvattende een buis aangebracht in de bodem, welke buis zich gedeeltelijk onder het grond-watemiveau bevindt en is voorzien van eerste filteropeningen onder het grondwa-10 temiveau voor aanvoer van het grondwater; een pomp voorzien van een inlaat en uitlaat voor het grondwater, geplaatst in de buis onder het grondwatemiveau; beluchtigingsmiddelen aangebracht boven de pomp voor het beluchten van het grondwater omvattende een venturi gekoppeld met de uitlaat van de pomp.

15 Het is uit de stand van de techniek bekend om zich in de bodem bevindend grondwater, te reinigen door het te beluchten, zodat de gasvormige verontreinigingen in ------- -het-grondwater kunnen difïunderen-in de lucht en met die lucht-kunnen wordenafge- voerd.

Volgens de bekende technieken wordt hiervoor het water uit de bodem gepompt, 20 om het vervolgens bovengronds té beluchten. Een dergelijke techniek is bijvoorbeeld bekend uit US 4.882.071 en US 5.615.974. Ook al zijn de resultaten van de beschreven methoden goed, er kleven ook een aantal nadelen aan.

Voor het oppompen van grondwater worden pompen gebruikt die zich bovengronds bevinden. Er zal dus een gebied moeten worden ingericht waarin een dergelijke 25 pomp wordt ondergebracht. Om veiligheidsredenen en voor de bescherming van de pomp, kan het nodig zijn het gebied waarin de pomp is opgesteld te omheinen. Een verder nadeel van dergelijke pompen is dat ze (veel) geluid produceren, wat tot overlast kan leiden. Een nadeel van de tot nu toe bekende methodes is voorts dat het oppompen van grondwater met bovengrondse pompen veel energie kost. Een ander voorstel is het 30 in het boorgat aanbrengen van een pomp. Beluchting van het grondwater om in een scheiding van gasvormige verontreinigen te voorzien, vindt plaats met perslucht. Deze 1021004- 2 perslucht is afkomstig vanaf het aardoppervlak en wordt onder hoge druk naar beneden getransporteerd.

In een gebruikelijke installatie wordt een aantal pompen gebruikt met een totale aansluitwaarde van ongeveer 10 kWh.

5 Uit EP 0 531 855 Al is een inrichting bekend voor het reinigen van grondwater.

In deze publicatie worden verscheidene systemen beschreven voor het mengen van lucht en water. Steeds wordt van het aardoppervlak afkomstige lucht onder druk in een boorput ingebracht. Met behulp van deze onder druk staande lucht kan in een eerste variant met behulp van een venturi water aangezogen worden. Daardoor ontstaat een 10 nevel met verhoudingsgewijze veel lucht en weinig water hetgeen van nadeel gebleken is voor het verkrijgen van de gewenste reinigende werking.

Volgens een andere variant wordt lucht onder druk toegevoerd evenals water. Onder druk gebracht water wordt behulp van een sproeimondstuk verneveld. De hierboven beschreven van het aardoppervlak afkomstige perslucht wordt voor het vemeve-15 len op gedoseerde wijze in het water geperst.

Voor het toevoeren van lucht is steeds een bovengrondse compressor noodzakelijk.

Het is derhalve het doel van de onderhavige Uitvinding te voorzien in een inrichting geschikt voor het oppompen en beluchten van grondwater, waarvoor geen bovengrond-20 se pompen nodig zijn. Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het beperken van het energieverbruik van een dergelijke inrichting.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven inrichting verwezenlijkt doordat de aanzuigleiding van de venturi verbonden is met een zich tot aan het bodemniveau uitstrekkende luchtaanvoerbuis voor het uit de omgeving aanzuigen van lucht.

25 Door gebruik van een venturi kan geheel afgezien worden van gecompliceerde installaties op maaiveldniveau, dat wil zeggen, niet langer zijn kwetsbare installaties bovengronds aanwezig terwijl tevens geluidsoverlast zoveel mogelijk beperkt wordt. Bovendien is verrassenderwijs gebleken dat in vergelijking met het hierboven genoemd aansluitvermogen van 10 kWh, met een aansluitvermogen van minder dan 2 kWh vol-30 staan kan worden en meer in het bijzonder een aansluitvermogen van ongeveer 1,5 kWh. Begrepen zal echter worden dat aanvankelijk van de toepassing het aansluitings-vermogen zal variëren nadat dit steeds een geheel aantal malen kleiner zal zijn dan het- i021004- 3 geen bekend is in de stand der techniek. Bovendien zijn door een dergelijke ondergronds aangebrachte constructie met gering aansluitvermogen, geen of minder vergunningen noodzakelijk. Het onderhoud wordt beperkt en een grotere invloedsfeer in de bodem wordt verkregen. Tot slot bestaat een grotere flexibiliteit met betrekking tot de 5 saneringsuitvoering.

Volgens de onderhavige uitvinding bestaat meer in het bijzonder een rechtstreekse verbinding tussen de venturi en de ruimte boven hét maaiveld.

De beluchtingsmiddelen bestaan uit een venturi gekoppeld met de uitlaat van de pomp. Voor de toevoer van lucht is de venturi gekoppeld aan een leiding welke zich 10 boven het maaiveld uitstrekt. In het algemeen wordt voor de beluchting "buitenlucht" toegepast. Door de opwaartse druk van de pomp zal de venturi automatisch lucht aanzuigen via deze leiding. Via de koppeling met de pomp stroomt het grondwater de venturi binnen waar menging met de lucht plaatsvindt. Ten gevolge hiervan vormt zich een bellenkolom in het stijgende grondwater.

15 Bij voorkeur is de buis voorzien van tweede filteropeningen gelegen boven de perste filteropeningen, bij voorkeur boven grondwatemiveau, voor afvoer van het beluchte grondwater. In het bijzonder bevinden zich tweede filteropeningen zich ook in de bodem. Het gereinigde grondwater kan hierdoor direct terugstromen in de bodem, zonder dat een bovengrondse behandeling noodzakelijk is.

20 De buis kan van ieder geschikt materiaal vervaardigd worden maar is bij vóor- 1 keur van kunststof zoals polyvinylchloride (Hoge Dichtheid PolyEthyleen (HDPE). De filteropeningen kunnen ronde gaten zijn, maar zijn bij voorkeur uitgevoerd als sleuven. Deze hebben dusdanige afmetingen dat het water in de buis kan stromen, maar dat het indringen van aarde en dergelijke wordt voorkomen. De afmetingen zijn bij voorkeur 25 gelijk aan de afmetingen grondwater onttrekkingsbuis.

Om het terugstromen van het beluchte grondwater te bevorderen is nabij de tweede filteropeningen aan de buitenzijde van de buis in de bodem voorzien in een infiltra-tiezone. De infiltratiezone kan een oppervlak van ca. 4 tot 9 m beslaan. In het algemeen zal deze tussen ca. 0 en 3 m, bij voorkeur tot 2 m onder het maaiveld worden 30 aangebracht. De infiltratiezone kan filterzand en/of filtergrind of een mengsel daarvan bevatten. Een andere mogelijkheid is de toepassing van drainageleidingen.

1 021 004- 4

Om te voorkomen dat het gereinigde grondwater nogmaals wordt omhoog gepompt, kan tussen de eerste en tweede filteropeningen aan de buitenzijde van de buis een voor grondwater moeilijk doordringbare laag aangebracht worden. Een dergelijke laag kan een hoogte hebben van ca. 0,5 tot 2 m, bij voorkeur zal deze ca. 1 m zijn. De 5 oppervlakte van een afdichtingslaag is in het algemeen O 200. Een geschikt materiaal voor dergelijke laag is bijvoorbeeld bentonietklei. De afdichtingslaag ligt bij voorkeur onder het grondwatemiveau.

Het is voordeliger wanneer binnen de buis een overloopbuis is aangebracht waarvan de inlaat zich boven de tweede filteropeningen bevindt en de uitlaat zich ter hoogte 10 van de pomp bevindt. Door middel van deze overloop zal grondwater dat niet voldoend snel via de infiltratiezone kan uitstromen worden teruggevoerd onder in de buis om vervolgens nogmaals belucht te worden. Dit heeft als bijkomend voordeel dat er een zekere circulatie van het grondwater ontstaat waardoor de beluchtingsbehandeling intensiever is.

15 De onderhavige uitvinding betreft eveneens een werkwijze waarbij boven be schreven inrichting wordt toegepast, dat wil zeggen een werkwijze voor het verwijderen van vluchtige verontreinigen uit grondwater, waarbij het grondwater wordt opgepompt uit een grondwaterzone in de bodem waarin het zich bevindt en gelijktijdig wordt belucht.

20 Volgens een aspect van de werkwijze wordt lucht aangezogen door venturiwer- king gegenereerd door een met een pomp opwaarts gerichte grondwaterstroom.

De hoeveelheid lucht die wordt toegevoerd aan het grondwater zal in het algemeen tussen 30 en 300 m3/hr liggen. Natuurlijk is de hoeveelheid lucht en eveneens het debiet van de pomp sterk afhankelijk van de omstandigheden, zoals de diepte van het 25 grondwater, maar ook de mate van verontreiniging. In het algemeen zal het debiet van de pomp 1 tot 10 m3/hr bedragen.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de inrichting uit meerdere buizen. De eerste, buitenste buis heeft de filteropeningen. Daar binnen is een tweede buis geplaatst waardoorheen het water omhoog wordt gepompt. Ter hoogte van de 30 tweede filteropeningen zijn openingen in deze tweede buis aangebracht. Voor het voorzien van pomp en venturi van respectievelijk stroom en lucht kunnen afzonderlijke, geïsoleerde leidingen in de tweede binnenhuis zijn aangebracht.

1021004- 5

De inrichting en de werkwijze volgens de uitvinding kunnen worden toegepast bij in situ sanering van grond en grondwater verontreinigd met vluchtige componenten en bij de in situ sanering van grond en grondwater verontreinigd met biologisch afbreekbare componenten, waarbij biologische omzetting van de verontreiniging via aërobe 5 afbraakprocessen kan verlopen.

Voorbeelden zijn met olie en vluchtige aromaten, gechloreerde koolwaterstoffen verontreinigde bodems. Dergelijke situaties kunnen ontstaan bij benzinestations, chemische wasrijen en metaal industrieën. Dit zijn vanzelfsprekend slechts voorbeelden.

Hierbij kan de techniek worden toegepast als: 10 - onderdeel van een in situ saneringsconcept; beheersmaatregel, dat wil zeggen voorkomen van verdere verspreiding van verontreiniging; en schermvoorziening, dat wil zeggen stroomafwaarts van verontreinigingskem geplaatst scherm.

15 In het nu volgende zal de uitvinding bij wijze van voorbeeld in meer details wor den beschreven, onder verwijzing naar de tekening, waarin een mogelijke uitvoerings- ---- -vorm van-de uitvinding, die-wordt toegepast voor het strippen van-grondwater, is gege- _ ven.

In de figuur wordt een put 1 in de bodem 17 getoond met daarin een buis 2. De 20 put 1 strekt zich uit tot onder het grondwatemiveau W. Deze put kan op enigerlei in de stand der techniek bekende wijze vervaardigd worden zoals door avegaarboring of pulsboring. Doordat de buis 2 voorzien is van fïlteropeningen 3, loopt het grondwater in de put 1.

Nabij de bodem 4 is in de buis 2 een pomp 5 geplaatst, die met zijn uitlaat gekop-25 peld is aan een venturibuis 6. Pomp en venturi vormen bij voorkeur een enkele eenheid die op eenvoudige wijze in de put in te brengen is. Door de stroming van het grondwater, door de venturi 6 wordt lucht aangezogen via een luchtinlaat 7, verbonden met een luchtleiding 8 die zich uitstrekt tot in een luchtinlaatgebied 9. Uit de inlaat van de venturibuis 6 komt derhalve een mengsel van grondwater en lucht. In speciale gevallen kan 30 het wenselijk zijn een ander gas of toevoegingen te gebruiken. In dat geval kan de luchtleiding eenvoudig met een bron voor het gewenste gas of toevoeging worden verbonden.

1 021 004- 6

Door de dimensionering van de pomp 5, de venturi 6, de luchtleiding 8 en de buis 2 geschikt te kiezen, kan de hoogte waarover de bellenkolom zich uitstrekt worden ingesteld. Een vernauwing van de buis 2 leidt er bijvoorbeeld toe dat de kolom hoger komt. Een vermindering van de lucht in de bellenkolom, bijvoorbeeld bewerkstelligd 5 door de luchtleiding deels te smoren of de verwijdering van de venturi 6 te verkleinen, zorgt voor een minder hoge kolom. Een geschikte pomp die voor de uitvinding kan worden toegepast is bij voorbeeld een deepwellpomp.

In de getoonde uitvoeringsvorm is er voor gekozen de kolom zich te laten uitstrekken tot op de hoogte h van de tweede filteropeningen 10 in de buis 2. Om er voor 10 te zorgen dat de kolom niet boven een bepaalde hoogte komt, is het denkbaar een voeler (niet getoond) in de buis 2 te hangen die de stroomtoevoer via de kabel 11 naar de pomp 5 regelt.

Aansluitend aan de filteropeningen 10 is voorzien in een filtratiegebied 12. Dit is hier bijvoorbeeld een grind- of zandlichaam. Dit lichaam kan zich rondom de put uit-15 strekken, maar door de keuze van het aanzicht is dit hier niet zichtbaar.

Het opgepompte water stroomt dus door de uitlaatopeningen 10 naar het infiltra-tielichaam 12. Vanuit dit lichaam zal het water de grond indringen. Om tegen te gaan dat het water meteen via de filteropeningen 3 in de put 1 stroomt, is er voorzien in een lichaam 13 dat de stroming deels tegen gaat. Een dergelijke afdichting, evenals het in-20 filtratielichaam, kunnen met volgens de stand van de techniek bekende technieken 1 worden aangebracht.

De put kan aan de bovenzijde zijn afgedicht met een deksel 14. De inlaat van de luchtleiding is in een behuizing 15 geplaatst. Een dergelijke kleine behuizing dient niet te worden verward met de behuizing die volgens de stand van de techniek werd ge-25 bruikt om pompen in te plaatsen. Ook kunnen in de behuizing 15 zekeringen 16 zijn geplaatst voor de pomp.

1021004-

Claims (11)

1. Inrichting voor het verwijderen van vluchtige verontreinigingen uit grondwater aanwezig in een grondwaterzone in de bodem, welke grondwaterzone aan de bovenzij- 5 de begrensd wordt door het grondwatemiveau, omvattende een buis aangebracht in de bodem, welke buis zich gedeeltelijk onder het grondwatemiveau bevindt en is voorzien van eerste filteropeningen onder het grondwatemiveau voor aanvoer van het grondwater; een pomp voorzien van een inlaat en uitlaat voor het grondwater, geplaatst in de 10 buis onder het grondwatemiveau; beluchtigingsmiddelen aangebracht boven de pomp voor het beluchten van het grondwater omvattende een venturi gekoppeld met de uitlaat van de pomp, met het kenmerk, dat de aanzuigleiding van de venturi verbonden is met een zich tot aan het bodemniveau uitstrekkende luchtaanvoerbuis voor het uit de omgeving aanzuigen van 15 lucht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de buis is voorzien van tweède filteropeningen, bij voorkeur gelegen boven grondwatemiveau, voor afvoer van het geluchte grondwater. 20

3. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij nabij de tweede filteropeningen aan de buitenzijde van de buis in de bodem voorzien is in een infiltra-tiezone.

4. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de infiltratiezone zand of grind omvat.

5. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de infiltratiezone een drainageleiding om vat.

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij tussen de eerste en tweede filteropeningen aan de buitenzijde van de buis een voor grondwater moeilijk 1021004- » doordringbare laag is aangebracht, welke bij voorkeur aan de bovenzijde grenst aan het grondwatemiveau.

7. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij in de buis een over-5 loopbuis is aangebracht waarvan de inlaat zich boven de tweede filteropeningen bevindt en de uitlaat zich ter hoogte van de pomp bevindt.

8. Werkwijze voor het verwijderen van vluchtige verontreinigingen uit grondwater, waarbij het grondwater wordt opgepompt uit een grondwaterzoné in de bodem waarin 10 het zich bevindt en gelijktijdig bij het verwijderen uit de bodem wordt belucht door het toevoeren van lucht, vanaf het aardoppervlak, met het kenmerk, dat die lucht naar de plaats van inbreng in het grondwater gezogen wordt.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij het beluchte grondwater uitstroomt in 15 een boven de grondwaterzone gelegen infiltratiezone.

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, waarbij die lucht aangezogen wordt door venturiwerking gegenereerd door een met een pomp opwaarts gerichte grondwater-stroom. 20

11. Werkwijze volgens een van de conclusies 8-10, waarbij een hoeveelheid lucht van 30 tot 300 aan het grondwater wordt toegevoerd. 1 021004-