„Ultraschall – ein umweltfreundliches Verfahren zur...

Ergebnisse der Regenerierungen an fünf ausgewählten Brunnen des

Wasserwerkes Wiesbaden – Schierstein

im Rahmen des Projektes

„Ultraschall – ein umweltfreundliches Verfahren zur Brunnenregenerierung“,

gefördert vom Innovations- und Klimaschutzfonds

der ESWE Versorgungs AG

Oktober 2004

Projekt-Nr. 05/03

Laufzeit: November 2003 bis Oktober 2004

ESWE-Institut für Wasserforschung und Wassertechnologie GmbH

An-Institut der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Kurfürstenstraße 6, 65203 Wiesbaden

Inhalt 1 Einleitung und Ziele..............................................................................................1

2 Grundlagen...........................................................................................................2

2.1 Brunnenalterung........................................................................................... 2

2.2 Brunnenregenerierung ................................................................................. 4

2.3 Ultraschall zur Brunnenregenerierung.......................................................... 5

3 Methodik...............................................................................................................7

3.1 Die Brunnenauswahl .................................................................................... 7

3.2 Die Laborversuche ....................................................................................... 9

3.3 Im Gelände................................................................................................. 12

3.4 Probennahme und Probenaufbereitung ..................................................... 18

3.5 Chemische Analysen.................................................................................. 18

3.5.1 Die Mischproben..................................................................................... 18

3.5.2 Die Feststoffproben ................................................................................ 19

3.6 Vergleich .................................................................................................... 20

4 Diskussion der Ergebnisse .................................................................................22

4.1 Generelle Feststellungen ........................................................................... 22

4.2 Einzelauswertung der fünf Brunnen ........................................................... 24

4.2.1 Brunnen 20a ........................................................................................... 24

4.2.2 Brunnen 29a ........................................................................................... 26

4.2.3 Brunnen 31a ........................................................................................... 29

4.2.4 Brunnen 51a ........................................................................................... 32

4.2.5 Brunnen 54a ........................................................................................... 34

5 Zusammenfassung und Ausblick........................................................................36

6 Danksagung .......................................................................................................38

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1 Einleitung und Ziele

Im Wasserwerk Schierstein werden derzeit insgesamt 42 Entnahmebrunnen betrieben. Sie alle unterliegen natürlichen Alterungsprozessen, die zu einem Nach-lassen der Ergiebigkeit führen. Um die Brunnenleistung wiederherzustellen, müssen die Brunnen regeneriert werden. Bisher geschieht dies im Wasserwerk Schierstein mittels eines chemischen Verfahrens, bei dem ein salzsäurehaltiges Regeneriermittel mit einem Kieswäscher in den Ringraum eingebracht wird und dort eisen- und manganhaltige Ablagerungen lösen soll. Nachteile dieses Verfahrens sind zum einen die langen Ausfallzeiten des zu behandelnden Brunnens und andererseits die Tatsache, dass dabei umwelt- und gesundheitsgefährliche Chemikalien gehandhabt und in das Grundwasser eingebracht werden. Seit Mitte der 90er Jahre wird als besonders umweltfreundliche und das Brunnenbauwerk schonende Behandlung das Ultraschallverfahren eingesetzt. Am ESWE-Institut erfolgen seit 1997 begleitende wissenschaftliche Untersuchungen, die die Wirksamkeit des Verfahrens belegen und zum Verständnis der verantwortlichen Mechanismen bei der Brunnenreinigung beitragen. Die Regenerierung von Brunnen mit Ultraschall ist umweltfreundlich, kostengünstig und nachhaltig.

Im Rahmen des Projektes sollten ausgewählte Brunnen des Wasserwerkes Schierstein mit der Ultraschallmethode regeneriert werden. Die Ergebnisse wurden anschließend hinsichtlich eines Vergleiches mit der bisher üblichen chemischen Regenerierung aufgearbeitet.

Basierend auf den erarbeiteten Resultaten der vorangegangenen Projekte standen für die Auswahl der zu regenerierenden Brunnen vor allem die Art, Zusammensetzung und das Alter der Verockerungserscheinungen im Mittelpunkt. Dem gemäß wurden alle Regeneriermaßnahmen von umfangreichen Untersuchungen begleitet.

Der anschließende Vergleich mit den Ergebnissen früher durchgeführter chemischer Regenerierungen lieferte die notwendige Datenbasis, um Aussagen zu den Wirk-mechanismen des Ultraschall-Verfahrens ableiten zu können. Daraus wiederum sollen für zukünftige Regeneriermaßnahmen Prognosen und Empfehlungen zum Einsatz geeigneter, aber vor allem auch ökonomischer und umweltfreundlicher Verfahren abgeleitet werden.

Ziel des Projektes war die detaillierte Bewertung der Ultraschallmethode unter dem Aspekt einer erfolgreichen Anwendung an den Schiersteiner Brunnen. Während die Regenerierung von Brunnen unter den Bedingungen des freien Marktes nur mit Blick auf die bestmögliche Leistungssteigerung, aber auch die kürzest mögliche Ausfallzeit durchgeführt wird, boten das Projekt und die Schiersteiner Brunnen die nötige Basis einer wissenschaftlichen Betrachtung des komplexen und immer noch sehr umstrittenen Themas. Die Ergebnisse sollen somit einen wichtigen Beitrag zu möglichen Handlungsempfehlungen liefern.

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2 Grundlagen

2.1 Brunnenalterung

Jeder Brunnen stellt einen Eingriff in das natürliche System Boden-Grundwasser dar. Im Laufe seines Betriebes führen komplexe Prozesse zwischen den Bestandteilen des Wassers und des Bodens zur sogenannten Brunnenalterung. Darunter versteht man das Nachlassen der Brunnenleistung durch die Ablagerung von Reaktions-produkten im Brunnenbauwerk und im angrenzenden Gestein.

Als Brunnen wird das gesamte Bauwerk betrachtet, bestehend aus Brunnenbohrung, Verrohrung und umgebender Kiesschüttung (Abb. 1):

Abb. 1: Querschnitt – Schematische Darstellung eines Brunnenbauwerkes [Houben+Treskatis, 2003]

Der Rückgang der Leistung äußert sich in einer immer weiter steigenden Absenkung des Wasserspiegels bei gleichbleibender Entnahmerate oder einer Abnahme der Entnahmemenge bei gleichem Wasserstand im Brunnen. Weitere Indizien für die Brunnenalterung sind eine Zunahme der Trübstoffförderung oder eine erhöhte Stromaufnahme der Pumpe.

Die wesentlichen Alterungsprozesse sind:

- das Versanden oder Verschlammen aufgrund von Sandführung des Wassers aus dem Grundwasserleiter

- die Bildung von Inkrustationen, hauptsächlich aus wasserunlöslichen Eisen- und/ oder Manganoxiden (auch als Verockerung bezeichnet)

- die Ablagerung von Kalkverbindungen (auch als Versinterung bezeichnet)

- das Verschleimen durch die Massenentwicklung chemotropher, schleimbildender Bakterien

- die Zerstörung der Filterrohre und/ oder Rohrverbindungen durch Korrosionsvorgänge u.a.

In Deutschland liegt im überwiegenden Teil der betroffenen Brunnen eine Kombination aus Verockerung und Verschleimen vor.

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Hierbei sind Bakterien beteiligt, welche ihre Energie daraus gewinnen, dass sie das im Wasser gelöste Eisen und Mangan in die unlöslichen Oxide überführen.

Im Porenraum bilden sich dabei i.A. eher lockere Verbindungen, auf den Brunnen-rohren selbst sowie auf Steigleitungen und an der Unterwasserpumpe können die Beläge teilweise ausgehärtet sein.

Foto 1: Unterwasserpumpe aus Brunnen 20 a des Wasserwerkes Wiesbaden-Schierstein mit gelbbrauner Verockerung (eisenhaltig) [Wiacek, 2004]

Das rechtzeitige Erkennen und richtige Bewerten der Brunnenalterung ist Voraus-setzung für den störungsfreien Betrieb. Dazu müssen die Brunnen seitens der Betreiber fortlaufend beobachtet sowie regelmäßig genauer überprüft werden. Vorgaben hierzu macht der DVGW im 2004 neu aufgelegten Merkblatt W 125. Weitere Darstellungen des Umfangs der Überwachung des Brunnenbetriebes geben auch Houben&Treskatis (2003) u.a.

Zu den wichtigsten Betriebsdatenerfassungen gehören die Erstellung von Leistungs-charakteristiken durch Kurzpumpversuche, die regelmäßige Messung des Wasser-standes im Brunnen- und im Peilrohr, Wasser- und Belagsuntersuchungen sowie, bei Bedarf, ergänzende optische oder geophysikalische Untersuchungen.

Aus der sorgfältigen Dokumentation und Auswertung und der Gegenüberstellung der ermittelten Werte mit Altdaten kann ein Nachlassen der Förderleistung frühzeitig erkannt und die Regenerierung rechtzeitig geplant werden. Je früher diese dann durchgeführt wird, desto mehr Aussicht auf Erfolg besteht und desto geringer sind die Kosten.

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2.2 Brunnenregenerierung

Zur Wiederherstellung ihrer Leistung werden Brunnen regeneriert. Ziel ist die Entfernung aller Ablagerungen im Brunnenringraum und im Filterrohr. Alle Verfahren folgen drei grundlegenden Schritten (DVGW, 2001):

1. Trennung, d.h. der Aufhebung des Verbundes zwischen Ablagerung und Filterrohr bzw. Kiesschüttung

2. Austrag, d.h. der Entfernung der gelösten Ablagerungen aus dem Brunnen

3. Kontrolle, d.h. Überwachung des Regenerierfortschrittes und des Erfolges.

Nur solche Verfahren, die auch in den Ringraum des Brunnens reichen, werden als Regenerierverfahren bezeichnet. Verfahren, die nur im Inneren des Brunnenrohres wirken können, wie z. B. das Bürsten, sind lediglich Brunnenreinigungsverfahren.

Grundsätzlich unterschieden werden chemische und mechanische Verfahren. Erstere beruhen auf physikalischen Trennprozessen. Hierzu zählen z. B.:

- die Intensiventnahme

- Wasserdruckspülungen

- CO2-Injektion

- Druckwellen- oder Impulsverfahren (z. B. Sprengschocken oder Ultraschall)

Chemische Verfahren hingegen beruhen auf Lösungsreaktionen, bei denen die unlöslichen Ablagerungen in ihre löslichen Bestandteile überführt und anschließend abgepumpt werden. Sie arbeiten i.d.R. mit anorganischen oder organischen Säure-gemischen und unterscheiden sich in der Art und der Zusammensetzung des Regeneriermittels und der Art der Einbringung und Verteilung im Ringraum des Brunnens. Um den Einsatz der Chemikalien auf ein Minimum zu reduzieren, sind im Vorfeld Belagsuntersuchungen, Lösetests und die Vorreinigung der Brunnenrohre unbedingt erforderlich.

Für stark verockerte Brunnen hat sich der Einsatz kombinierter Verfahren bewährt. Dabei erfolgt im ersten Schritt eine mechanische Reinigung (Bürsten), danach eine Regenerierung mit einem mechanischen Verfahren (z. B. Hochdruck) und anschließend eine chemische Regenerierung. So kann die notwendige Menge an Chemikalien reduziert werden.

Die Wahl des geeigneten Regenerierverfahrens muss immer die individuellen Gegebenheiten des Brunnens beachten. Hierbei spielen sowohl die Dokumentation vorher durchgeführter Regenerierungen als auch der bauliche Zustand eine große Rolle. Vergleicht man die im DVGW Arbeitsblatt W 130 (2001) im Anhang zusammengestellten Verfahren hinsichtlich der Wirksamkeit im Ringraum, der Beanspruchung des Brunnenbauwerkes und der Anwendungsmöglichkeiten bei verschiedenen Ausbaumaterialien ist die Regenerierung mit Ultraschall das einzige Verfahren, welches für alle Filtertypen geeignet ist. Das Verfahren wirkt bis in den Ringraum hinein, beansprucht das Ausbaumaterial nicht und stellt keine Umwelt-belastung dar. Gelöst werden können gering bis mittel verfestigte Ablagerungen. Die Ausfallzeit des Brunnens ist aufgrund der vergleichsweise schnellen Bearbeitung deutlich kürzer als bei anderen Verfahren.

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2.3 Ultraschall zur Brunnenregenerierung

Das Ultraschallverfahren zur Brunnenregenerierung zählt zu den mechanischen Verfahren. Der Verfahrensschritt Trennung beruht auf dem Eintrag mechanischer Energie.

Ultraschall ist, wie Schall im allgemeinen, eine akustische Erscheinung. Er breitet sich in einem Medium als mechanische Welle aus. Dabei wird keine Wasser-bewegung erzeugt, wie z. B. durch Wasserhochdruck, sondern nur Energie eingetragen. Schall breitet sich in einem Schallfeld aus. Dieses ist durch bestimmte Größen definiert. Dazu zählen u.a.:

- der Schallwechseldruck, als Kraft pro Fläche durch lokal und zeitlich wechselnde Verdichtungs- und Verdünnungszonen

- die Schalldruckamplitude, als maximale Abweichung vom Normaldruck im Medium

- der Wellenwiderstand (in älterer Literatur auch als Schallwiderstand bezeichnet), den das Material dem Schall entgegensetzt und in dessen Berechnung die Dichte und spezifische Schallgeschwindigkeit des Mediums eingehen

Die in der Schallwelle transportierte Energie ist durch die Schallintensität beschrieben. Diese Größe ermöglicht Aussagen über die Stärke des Schallfeldes im Hinblick auf die Wirkung im Medium.

Jede Schallausbreitung ist von Verlusten begleitet. D.h. die Schalldruckamplitude sinkt kontinuierlich mit zunehmender Entfernung zur Schallquelle. Hervorgerufen wird dies durch Schallabsorption, Reflexion und Brechung, Beugung und Konvektion u.a., die alle den physikalischen Grundgesetzmäßigkeiten folgen.

Für die Anwendung von Ultraschall zur Brunnenregenerierung sind folgende grundsätzliche Überlegungen einzubeziehen:

- Das Übertragungsmedium ist Wasser. Das Schallfeld beeinflussende Größen sind, neben den genannten Ursachen für Verluste, die Kompressibilität und Viskosität, d.h. die Temperatur des Wassers, der Gasgehalt usw.

- Das Filterrohr stellt eine ebene, feste Trennfläche dar. Es kommt zu Absorption, Reflexion, Beugung und Brechung. Beeinflussende Größen sind die Eigenschaften des Materials hinsichtlich Schalldurchlässigkeit, Elastizitätsmodul und Dichte.

- Die Kieskörner der Filterkiesschüttung verursachen Reflexion und Beugung im Ringraum.

- Der Ultraschalleinsatz findet durch den hydrostatischen Druck der Wassersäule im Brunnenrohr unter Überdruck statt.

Zur Schallerzeugung werden magnetostriktive Blockschwinger eingesetzt. Die Frequenz wurde so tief wie möglich gewählt, da dann die optimale Wirkung erreicht wird. Sie liegt bei ca. 20 kHz.

Die Medien, die mit ihren Stoffeigenschaften den Erfolg einer Ultraschall-regenerierung bestimmen sind:

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- vor dem Filter: Wasser oder ein Wasser – Luft – Gemisch

- der Filter selbst, aus Stahl, Kupfer, PVC, Holz, Steinzeug usw.

- hinter dem Filter: Filterkies (i.d.R. Quarz), Wasser, Bakterienschleime und Verockerungen

Das System Wasser – Filtermaterial – Quarzkies/ Wasser ist dabei gut schalldurch-lässig und wird demnach auch als Schallleiter bezeichnet. Damit kann sich der Ultraschall, d.h. die Welle und die damit transportierte Energie vom Ultraschallgeber durch das Wasser im Brunnenrohr und das Filterrohr bis tief in den Ringraum des Brunnens ausbreiten und im Ringraum auf die Beläge wirken, während die Materialien selbst vom Ultraschall nicht beeinflusst werden.

Die grundsätzliche industrielle Anwendung von Ultraschall zur Reinigung, z. B. in Ultraschallbädern, beruht auf mechanischer Krafteinwirkung durch die Implosion so-genannter Kavitationsblasen. Für den Einsatz in Brunnen entscheidend ist, dass die Anwendung unter Überdruck stattfindet. Äußerer Druck wirkt aber grundsätzlich kavitationshemmend. Für die Reinigungswirkung des Ultraschalls in Brunnen müssen also andere Wirkmechanismen zugrunde liegen. Vermutet werden:

1. die Verflüssigung thixotropher Stoffe, zu denen auch Bakterienschleime zählen

2. Mikrobewegungen der Partikel in einem Schallfeld bzw. schallinduzierte Materialspannungen, deren Ausmaß von den Stoffeigenschaften abhängt und somit für den Filterkies anders ist als für die anhaftenden Beläge

3. Reibungseffekte durch die induzierte Bewegung, die ein Abplatzen der Beläge verursachen können

Die Gelverflüssigung konnte schon mehrfach in experimentellen Arbeiten, auch am ESWE-Institut für Wasserforschung, bewiesen werden. Die Aussagen zu Mikrobewegungen, Materialspannung und Reibungseffekten beruhen auf theoretischen Überlegungen. Die Kavitation und insbesondere ihre Abhängigkeit vom äußeren Druck ist derzeit Forschungsgegenstand und wird in einer Diplomarbeit am ESWE-Institut untersucht.

Für den Einsatz zur Brunnenregenerierung ist entscheidend, dass der Ultraschall bis tief in den Ringraum wirkt und dort in der Lage ist, Beläge und Verockerungen zu lösen, damit diese ausgetragen werden können. Damit kann durch die Ultraschallbehandlung die Brunnenleistung wiederhergestellt werden. Das Bauwerk selbst wird dabei nicht negativ beeinflusst oder verändert.

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3 Methodik

3.1 Die Brunnenauswahl

Die Brunnen des Wasserwerkes Schierstein werden in einer Entnahmegalerie betrieben. Diese verläuft in etwa parallel zum Rhein in Ost – West – Richtung und umfasst insgesamt 42 in Betrieb befindliche Brunnen mit der Bezeichnung 14a bis 56a. Sie sind alle ca. 12 m tief, im selben Teufenbereich verfiltert und weisen ähnliche hydrogeologische Merkmale auf. Sie unterscheiden sich z. T. in ihren hydrochemischen Eigenschaften, bedingt durch ein komplexes Zuflussregime unter Beteiligung von Zutritten vom Rhein, den Sedimentierbecken des Wasserwerkes, den Infiltrationsbrunnen, des Zuflusses vom Taunus und z. T. eines Tiefenwasseraufstieges. Die Brunnen im Westteil der Galerie (Br. 54 a) weisen außerdem eine deutlich höhere Ergiebigkeit auf.

Die Brunnengalerie wurde in zwei Abschnitten gebaut – im Jahr 1950 die Brunnen im Ostteil der Galerie (hier: Brunnen 20a und 29a). Diese Brunnen wurden mit einem Steinzeugfilter ausgebaut. In den Jahren 1959 bis 1961 folgten weitere Brunnen westlich der ersten. Diese wurden mit Kupferschlitzbrückenfiltern ausgebaut.

Im Rahmen des Projektes sollten fünf Brunnen wissenschaftlich begleitet mit dem Ultraschallverfahren regeneriert werden. Im Mittelpunkt stand die Frage, wie sich Art, Zusammensetzung und vor allem auch das Alter der Beläge auf den Erfolg auswirkt.

Auswahlkriterien waren demnach:

- Analysendaten des Wassers

- Altanalysen der Beläge aus den Brunnen

- Daten bisher durchgeführter Regenerierungen

- Zeitpunkt der letzten Regenerierungen

Im ersten Schritt wurden für alle Brunnen die Analysendaten für den Gehalt an Calcium, Magnesium, Eisen und Mangan aus der Datenbank des ESWE Labors, aus den Rohwasseruntersuchungen im Rahmen der gesetzlichen Vorschriften und von Projekten im Wasserwerk, zusammengestellt und die Werte grafisch ausgewertet.

Ebenso wurde verfahren mit den Werten von Belagsanalysen, welche hauptsächlich in den Jahren 1992 bis 1994 vom Betriebslabor des Wasserwerkes erarbeitet wurden.

Ergänzend mit einbezogen wurden die Überwachungswerte der letzten chemischen Regenerierungen.

Aus den Daten der genannten chemischen Analysen für alle Brunnen (Abb. 2) wurden auffällige Brunnen ausgewählt. Die endgültige Festlegung auf fünf Brunnen erfolgte dann anhand des Zeitpunktes der letzten Regenerierung.

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Abb. 2: Belagsanalysen und Daten der chemischen Regenerierungen [Wiacek, 2004]

Anhand des Datenmaterials und in enger Zusammenarbeit und Abstimmung mit den zuständigen Mitarbeitern des Wasserwerkes wurden letztlich folgende Brunnen ausgewählt:

Abb. 3: Eigenschaften der ausgewählten Brunnen [Wiacek, 2004]

Damit waren zwei der Brunnen mit überwiegend eisenhaltigen und zwei mit überwiegend manganhaltigen Belägen ausgewählt, von denen jeweils einer innerhalb der letzten fünf Jahre chemisch regeneriert worden war und der andere schon längere Zeit nicht mehr.

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3.2 Die Laborversuche

Auf Basis der Ergebnisse aus den vorangegangenen Projekten wurden ergänzende Versuche an unserem Modellbrunnen URSEL (Ultraschall Regenerierungs System im Eswe-Instituts Labor) geplant. Im Mittelpunkt sollten die Eigenschaften der Schiersteiner Brunnen stehen. Das hieß konkret, untersucht werden sollten Steinzeug- und Kupferschlitzbrücken-Filter im Druckbereich von 0 bis 2 bar.

Ein weiterer Schwerpunkt war die Herausarbeitung von Möglichkeiten zur Optimierung des Ultraschallers hinsichtlich seiner Reichweite und des Leistungseintrages in den Ringraum und hinsichtlich der Handhabung.

Die Versuche beinhalteten im wesentlichen Schallfeldmessungen und, darauf aufbauend, Folientests zum Nachweis der Wirkmechanismen des Ultraschalls. Alle Laborversuche wurden in unserem Modellbrunnen URSEL (Abb. 2) durchgeführt.

Die Versuchsanlage URSEL

Abb. 4: Schematische Übersicht über den Versuchsstand URSEL [ESWE-Insitut, 2002]

Das Herzstück der Anlage ist ein 900 l Inhalt fassender, bis 20 bar druckstabiler Stahlkessel mit einer Höhe von 130 cm und einem Durchmesser von 100 cm. Am Kessel befinden sich zwei Zuläufe zur Befüllung und zum Druckaufbau und ein Zulauf zu einem Kühlkreislauf am Boden des Kessels. Außerdem sind in die Kesselwand Ventile und Öffnungen eingelassen, durch die die Messapparatur und Probennahmeeinrichtungen installiert werden können, die die Versuchsdurchführung bei laufender Beschallung gewährleisten. Der Kessel wird hydraulisch verschlossen. Am Deckel befinden sich ein Ablauf, der vorwiegend der luftfreien Befüllung dient, ein Manometer zur Überwachung des Kesselinnendruckes und, mittig am Deckel befestigt, die Ultraschaller-Einheit, bestehend aus einem Schallgeber.

Bestückt war der Kessel zur Versuchsdurchführung mit verschiedenen Filterrohrtypen und Filterkieskörnungen. Außerdem installiert waren vier Hydrophone zur Schallfeldmessung.

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Leider stellte die Beschaffung eines Kupferschlitzbrückenfilter ein unlösbares Problem dar. Da dieses Material schon seit den 50er Jahren nicht mehr im Brunnenbau verwendet wird, waren weder in Deutschland noch in den Nachbarländern Filterreststücke erhältlich. Die geplanten Versuche konnten somit nicht durchgeführt werden.

Auch der Steinzeugfilter stellte vor unlösbare Herausforderungen. Es konnte zwar ein Filterrohrstück ausgeliehen werden, jedoch unter der Maßgabe, dieses weder zu verändern noch zu beschädigen. Damit war es jedoch zu lang und zu schwer, um in den Modellbrunnen eingebaut werden zu können, ohne letzteren teilweise demontieren zu müssen.

Versuche wurden durchgeführt mit einem PVC-Vollrohr und mit PVC-Filterrohren verschiedener Wandstärken und Schlitzweiten. Getestet wurde außerdem ein neu entwickelter Ultraschallgeber.

Diese Tests wurden alle als Schallfeldmessungen durchgeführt.

Die Schallfeldmessungen

Gemessen wurde die Schallintensität im Ringraum des Brunnens. Dazu wurden die vier installierten Hydrophone an fest vorgegebenen Positionen im Ringraum platziert. Dort zeichneten sie die Schalldruckamplitude in Volt auf. Über eine Fourier-Transformation mittels der Aufzeichnungs- und Analysesoftware (µMusycs und FAMOS, Fa. IMC, Berlin + Fa. Additive, Friedrichsdorf) wurden die Messsignale weiterverarbeitet zur Darstellung der Schallintensität gegen die Frequenz (Abb. 5 ).

Abb. 5: Beispiel für ein Frequenzspektrum, erstellt mit FAMOS [Wiacek, 2003]

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Untersucht wurden:

1. PVC-Vollrohr, DN 250

2. PVC-Vollrohr, DN 300

3. PVC-Filter, DN 250, 12 mm Wandstärke



Die Versuche ergänzten das bisherige, umfangreiche Messprogramm.

Zusätzlich wurden Folientests durchgeführt. Diese sollten bestimmen, in welchem Maße die Kavitation bei der Brunnenreinigung stattfindet und eine Rolle für die Reinigungswirkung spielen kann.

Die Folientests

Die Tests fanden in Anlehnung an Versuche statt, die 1999 am ESWE-Institut durchgeführt worden waren. Sie orientierten sich damit gleichzeitig an der Messpraxis, wie sie in wissenschaftlichen Publikationen beschrieben wurde.

Verwendet wurde einfache Haushalts-Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,030 mm. Diese wurde an oder hinter den Filterrohren montiert und bei verschiedenen Druckstufen beschallt. Tritt dabei Kavitation auf, wird die Folie beschädigt. Das Ausmaß der Schäden ist proportional zur Intensität der Kavitation.

Abb. 6: Beispiele für die Beschädigung der Folie – links: 2 bar Druck, rechts: 5 bar Druck [Wiacek 2004]

Untersucht wurden die Druckbereiche 0 – 2 bar, 0 – 5 bar und 0 – 10 bar in verschiedenen Druckabstufungen. Die Folien war jeweils 1x im Filterrohrinneren, 1x außen am Filterrohr, in kurzer Distanz zum Filterrohr im Ringraum (kiesfrei) und weiter weg vom Filterrohr an zwei der vier Hydrophonpositionen, um die Messungen miteinander korrelieren zu können.

Die detaillierte Bearbeitung der Folientests erfolgt derzeit noch im Rahmen einer Diplomarbeit. Die Ergebnisse werden dort gesondert dargestellt.

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3.3 Im Gelände

Alle fünf Brunnenregenerierungen wurden nach einem einheitlichen Ablaufplan durchgeführt. Damit war vor allem die Vergleichbarkeit gewährleistet.

Den Beginn einer jeden der Einzelmaßnahmen stellte eine TV-Befahrung zur Fest-stellung des Status des Brunnenbauwerkes dar. Anschließend wurde in einem Kurz-pumpversuch die aktuelle Brunnenleistung ermittelt. Die Werte bildeten die Vergleichsbasis für die Bewertung des Regeneriererfolges.

Den ersten Schritt der Regeneriermaßnahme stellte die Vorreinigung des Filterinnen-rohres durch Bürsten dar. Danach wurde erneut der Status des Brunnens durch eine Kamerabefahrung und einen Kurzpumpversuch überprüft. Damit konnte gleichzeitig die Wirkung der Vorreinigung von der eigentlichen Ultraschallregenerierung getrennt werden. Um den Zustand des Ringraumes des Brunnens beurteilen zu können, wurden außerdem sowohl direkt vor als auch nach dem Ultraschalleinsatz geophysikalische Messungen durchgeführt. Auch hier wurde auf eine direkte Vergleichbarkeit der ermittelten Werte geachtet, indem die Messparameter vorher und nachher nicht verändert wurden. Im Anschluss an die Ultraschallregenerierung erfolgten der abschließende Kurzpumpversuch und eine weitere Kamerabefahrung.

Die einzelnen Schritte sollen im Folgenden kurz erläutert werden:

Die Kamerabefahrung

Die Kamerabefahrung erfüllt mehrere Aufgaben. Der Brunnen wird in seinem Ausbau kontrolliert. Eventuelle Beschädigungen, die den Einsatz der Ultraschallsonde behindern oder unmöglich machen können, werden erkannt, bevor der Brunnen oder die Regenerierausrüstung beschädigt werden. Die Aufnahmen erfassen außerdem die Lage der Verockerungen und Beläge im Filterrohr und erlauben die einfache, optische Kontrolle des Regeneriererfolges.

Die Kamera wird dazu, gesteuert von einem speziell ausgerüsteten Messfahrzeug, an einem Steuerkabel in den Brunnen hinabgelassen. Sie hat mehrere Objektivsysteme sowie eine Lichtquelle. Es sind sowohl axiale als auch radiale Aufnahmen möglich, womit der gesamte Brunneninnenraum erfasst wird.

Als Tiefenbezugspunkte gelten das Objektiv in Kameramitte und der Brunnenkopf. Die Aufnahme erfolgt auf Videobändern und als Einzel-Foto-Dokumentationen. Im Rahmen der Regenerierungen im Projekt wurden an jedem Brunnen drei TV-Untersuchungen durchgeführt – die erste vor Beginn der Arbeiten, die zweite nach der Vorreinigung und die letzte nach der Ultraschallbehandlung. Die Messparameter wurden dabei nicht variiert. Die Aufnahmen konnten somit direkt miteinander verglichen werden.

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Foto 2: Kamerasystem der Fa. BRM zur TV-Befahrung von Brunnen [Wiacek, 2003]

Die Pumpversuche

Die Pumpversuche wurden als Leistungstests in Form von einstufigen Kurzpumpversuchen durchgeführt. Dazu wurde im Filterbereich des Brunnens eine Unterwasserpumpe eingebaut. Die Tiefe orientierte sich an den Daten aus dem normalen Betrieb. Am oberen Ende der Steigleitung befand sich ein Wasserzähler zur Überwachung der Fördermenge. Die Messung der Wasserstände erfolgte nur im Brunnen und mittels eines Lichtlotes. Die Pumpleistung wurde der normalen Förderleistung des Brunnens angepasst.

Nach Erfassung des Ruhewasserspiegels wurde die Pumpe eingeschaltet und die Absenkung gemäß den vorgegebenen Zeitintervallen (DVGW 1997) überwacht. Nach Erreichen des quasistationären Zustandes wurde die Pumpe wieder abgeschaltet und der Wiederanstieg gemessen und protokolliert.

Foto 3: Messpunkt (Lichtlot) für die Pumpversuche, Brunnen 31a [Wiacek, 2004]

Aus der Förderleistung und dem Betrag der Absenkung errechnete sich dann die spezifische Ergiebigkeit des Brunnens.

Auch die Pumpversuche wurden an jedem Brunnen dreimal durchgeführt – einmal zu Beginn der Arbeiten zur Feststellung des Ist-Zustandes, dann nach der Vorreinigung

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und schließlich nach der Ultraschallbehandlung. Um die Ergebnisse vergleichen zu können, mussten alle Parameter gleichgehalten werden. D.h. die Förderrate wurde nicht geändert und es wurde immer die gleiche Pumpe verwendet, welche an der gleichen, festgelegten Tiefe eingebaut wurde. Da die Brunnen artesisch waren, wurde als Messbeginn der Brunnenkopf festgelegt, d.h. die Absenkung im Brunnenschacht wurde nicht berücksichtigt. Der Messpunkt für die Lichtlotmessung war an der Oberkante des Brunnendeckels an der Geländeoberfläche (im folgenden als OK Montagedeckel bezeichnet).

Die geophysikalischen Messungen

Geophysikalische Messungen in Brunnen ermöglichen den indirekten Blick hinter das Filterrohr in den Ringraum des Brunnens. Sie werden zur Ausbaukontrolle und Überwachung hydraulischer und hydrochemischer Parameter eingesetzt. Aus der Vielzahl der verschiedenen Methoden wurden das Gamma-Gamma-Log und die Flowmeter-Messung ausgewählt, um den Brunnenzustand und die hydraulischen Verhältnisse zu beschreiben.

Erstere Methode wird auch als Dichte- oder Ringraum-Scan bezeichnet. Dafür wird eine Sonde mit Cäsium 137 bestückt und in den Brunnen hinabgelassen. Die Sonde strahlt nun künstliche Gamma-Strahlung in den Ringraum ab. Im Ringraum kommt es durch den so genannten Compton-Effekt zur Streuung und Rückstrahlung angeregter Sekundär-Gamma-Strahlung. Diese wird an der Sonde gemessen. Je niedriger die Zählrate ist, desto dichter ist das Material. Aus dem Messwert und einer Kalibrierkurve für die Sonde wird die Porosität im Ringraum errechnet.

Die Flowmeter-Messung hingegen erfasst die Wasserbewegungen im Brunnen. Sie wird im Ruhezustand und bei Förderung durchgeführt. Dazu wird die Messsonde mit einem Messflügel in Form eines Propellers bestückt und in Abwärts- und Aufwärtsbewegung gemessen.

Foto 4: Flowmetermessung, Br. 31 a [Wiacek, 2004]

Aus der Umdrehungsgeschwindigkeit des Messflügels errechnet sich die Wasserströmung. Anhand des Verlaufes der Messkurve können die Zustrombereiche und die Strömungsrichtung im Brunnen festgestellt werden.

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Die Vorreinigung

Das Bürsten wird an den Schiersteiner Brunnen im Zuge der Brunnenwartung mehr oder weniger regelmäßig durchgeführt. Im Rahmen des Projektes diente es als Vorreinigungsschritt.

Die Beläge im Inneren des Brunnenrohres werden mittels einfacher Bürsten entfernt. Deren Durchmesser ist dem Brunnendurchmesser angepasst. Bei starker Verockerung und hartnäckigen Belägen wird der Durchmesser schrittweise gesteigert, bis schließlich die Nennweite des Filters erreicht ist.

Die Bürste wurde an einem Gestänge in den Brunnen hinabgelassen und sacht auf- und abwärts bewegt.

Anschließend wurde der Brunnen klargepumpt und dabei das durch das Bürsten gelöste Belagsmaterial aus dem Sumpfrohr entfernt.

Foto 5: Bürste zur Vorreinigung des Brunneninneren [Wiacek, 2004]

Die Regenerierung mit Ultraschall

Die Ultraschallsonde besteht aus sechs Ultraschallgeber-Einheiten, welche untereinander und im Winkel von 30° zueinander versetzt angeordnet sind. Durch das Versetzen der Schallgeber zueinander wird die Schallausbreitung im 360° Winkel bei teilweiser Überschneidung der einzelnen Schallfelder erreicht, damit der komplette Ringraum beschallt wird. Das Hinablassen in den Brunnen und die Stromversorgung erfolgt über eine Kabeltrommel. Damit können bis zu 250 m tiefe Brunnen bearbeitet werden.

Über der Ultraschallonde wird eine Unterwasserpumpe montiert und gegen die Sonde und nach oben hin abgepackert. Sowohl die Pumpe als auch die Sonde haben eine Länge von ca. einem Meter. Der Brunnen wird abschnittsweise beschallt und abgepumpt. Die schematische Darstellung des Systems zeigt Abb. 7:

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1. Stromaggregat

2. Steuerschrank

3. Kabeltrommel

4. Kabel

5. Absetzbehälter

6. Rohrgestänge

7. Schmutzwasserpumpe

8. Ultraschall-Sonde

Abb. 7: Prinzipskizze zur Brunnenregenerierung mit Ultraschall [SONIC]

Die Brunnen wurden von oben nach unten bearbeitet. Jeder Abschnitt wurde etwa 10 Minuten beschallt. Je nach Förderleistung des Brunnens erfolgte das Abpumpen entweder direkt nach der Beschallung, während der darunter liegende Abschnitt beschallt wurde oder nach der Beschallung des kompletten Filterabschnittes am Ende der Beschallung, dann ebenfalls abgepackert und Abschnitt für Abschnitt.

Beschallt wurde nur die Filterstrecke. Generell sollte eine Beschallung der Vollrohrabschnitte nicht erfolgen, da sie die Tonsperren negativ beeinflussen kann.

Das abgepumpte Wasser wurde abschnittsweise in 1-m³-Containern aufgefangen und, wie im nächsten Kapitel ausgeführt, beprobt.

Foto 6: Die Ultraschallsonde wird in den Brunnen hinabgelassen, Br. 31 a [Wiacek, 2004]

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Ablaufplan der Regenerierungen

1. erste TV-Befahrung: Statusfeststellung

2. erster Pumpversuch: Ermittlung der aktuellen Förderleistung des Brunnens

3. Bürsten: Vorreinigung des Brunneninnenraumes

4. zweiter Pumpversuch: Erfassung der Verbesserung der Förderleistung durch das Bürsten

5. zweite TV-Befahrung: Status nach der Vorreinigung

6. erste Geophysikalische Messungen, GG und Flow: Zustand des Ringraumes und hydrodynamische Verhältnisse vor der Regenerierung

7. Ultraschallanwendung, Abpumpen und Beprobung des abgepumpten Wassers

8. zweite Geophysikalische Messungen, GG und Flow: Aufzeichnung der Veränderungen durch die Beschallung

9. dritter Pumpversuch: Ermittlung der Leistungssteigerung durch die Beschallung

10. abschließende TV-Befahrung: Status nach der Regenerierung

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3.4 Probennahme und Probenaufbereitung

Entnommen wurden sowohl eine Mischwasserprobe als auch eine Probe der absedimentierten Feststoffe aus dem abgepumpten Wasser je Abschnitt je regeneriertem Brunnen. Ein Abschnitt entsprach einem Filtermeter und, wie im vorherigen Kapitel beschrieben, einem abgepumpten Wasservolumen von einem Kubikmeter.

Zur Entnahme der Mischprobe wurde das Wasser im Container mittels einer Fasspumpe gut durchgemischt. Anschließend wurde am unteren Auslauf des Containers ein Liter Wasser entnommen. Die Probe wurde direkt im Anschluss im Betriebslabor des Wasserwerkes mittels konzentrierter Salzsäure auf einen pH – Wert von 0,8 angesäuert. Dieser pH-Wert entspricht den pH-Bedingungen bei der chemischen Regenerierung und sollte die Vergleichbarkeit hinsichtlich der Gehalte an gelöstem Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium vorbereiten. Die Proben wurden dementsprechend nach der Lösungsphase filtriert und das Filtrat mittels ICP-OES im ESWE-Labor auf die genannten Ionen-Gehalte analysiert. Probennahme und Probenaufbereitung erfolgten unter Anleitung von Herrn Hahl vom Betriebslabor des Wasserwerkes.

Die Feststoffprobe wurde je Brunnen aus dem ersten Container gewonnen. Da beim Abpumpen von unten nach oben vorgegangen worden war, entsprach dies dem unteren Filtermeter jeden Brunnens. Der Container wurde dazu mindestens 24 h ruhig stehengelassen, damit sich die mit abgepumpten Feststoffe absedimentieren konnten. Anschließend wurde vorsichtig das Wasser abgelassen, bis sich nur noch ein Bodensatz im Container befand. Dieser wurde mittels eines Probenschöpfers entnommen und in PE-Probenflaschen gefüllt. Wenn die Entnahme mit dem Schöpfbecher nicht mehr möglich war, wurde der untere Ablauf des Containers geöffnet und der Container leicht schräg gestellt. Das ablaufende Material wurde in einem Sieb aufgefangen. Die Siebweite betrug 0,2 µm. Der gewonnene Schlamm wurde in Gefriertüten umgefüllt. Die Proben wurden chemisch nicht verändert und bis zur Analyse im Kühlschrank aufbewahrt. Zur Vorbereitung auf die Analysen wurden die Proben z. T. bei 30 ° C und z. T. bei 105 °C im Trockenschrank getrocknet und anschließend im Probenvorbereitungslabor des Institutes für Geowissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität Mainz aufgemahlen und homogenisiert. Die Pulver wurden schließlich mit verschiedenen Verfahren in den Labors der Universität weiteruntersucht.

3.5 Chemische Analysen

3.5.1 Die Mischproben

Das Filtrat der angesäuerten Mischproben wurde im ESWE-Labor mittels ICP-OES auf die Gehalte an Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium analysiert. ICP–OES steht für „inductive coupled plasma – optical emmission spectroscopy“, d.h. optische Emisions-Spektroskopie mit Anregung durch Ionisierung in einem Plasma-Gas.

19

Dazu bedurfte es nach der Ansäuerung und Filtration keiner weiteren Probenvorbereitung. Die Proben wurden im normalen Betrieb des ESWE-Labors mitgemessen. Die Ausgabe erfolgte als Konzentration in [mg/ l], was bei dem angewandten Probennahmeverfahren der absoluten Konzentration [g/ m³] entsprach, da jeweils ein Liter aus einem Kubikmeter entnommen worden war.

3.5.2 Die Feststoffproben

An den Feststoffproben sollte sowohl der Elementgehalt bestimmt als auch eine Phasenanalyse durchgeführt werden. Dafür wurden die Verfahren RFA, RDA und IR-Spektroskopie ausgewählt.

Um einen ersten Überblick zu erhalten, bestand die Möglichkeit, am Institut für Geowissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität Mainz kostenlos zwei Proben mittels der Infrarot (IR)-Spektroskopie scannen zu lassen. Ziel war eine qualitative Abschätzung, inwieweit organische Anteile in der Probe enthalten waren. Grundprinzip ist die Absorption der Energie der Photonen in monochromatischem Licht. Gemessen werden gestreute Emisions-Photonen.

Dazu wurden die Proben im festen Aggregatzustand ohne weitere Vorbereitung in einen Träger eingefüllt und analysiert. Die Messung wurde durch eine wissenschaftliche Mitarbeiterin des Institutes für Geowissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität durchgeführt. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgte als Spektrum. Das Verfahren diente nur dazu, einen ersten Überblick über die Probe zu bekommen. Die Spektren zeigten lediglich zwei Peaks, wie erwartet, einen für organische Verbindungen und einen weiteren, der nicht eindeutig zugeordnet werden konnte. Vermutet wurden Carbonat- oder Phosphatverbindungen.

Zur Element-Analyse wurde das RFA-Verfahren eingesetzt. RFA steht für Röntgenfluoreszenz-Analyse. Dabei wird eine Feststoffprobe in Tablettenform geschmolzen bzw. gepresst und im Messgerät der Röntgenstrahlung einer Röntgenröhre ausgesetzt. Gemessen wird ein sekundäres Spektrum der durch die Röntgenstrahlen angeregten Fluoreszensstrahlung. Gemessen werden konnten die Hauptelemente Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, P, Cr und Ni als Oxide in [g] und ergänzend die Nebenelemente Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, Pb, Th und U als ppm-Gehalte in der jeweiligen Probentablette.

Zur Herstellung der Glastabletten für die Analyse der Hauptelemente wurde das Probenmaterial zuerst geglüht und dann der Glührest weiterverarbeitet. Dadurch konnten Störungen durch organische Anteile ausgeschlossen werden. Die Einwaage betrug jeweils 800 mg des geglühten Materials, welches nach Vorgaben und unter der Anleitung der zuständigen wissenschaftlichen Mitarbeiterin am Institut für Geowissenschaften der Universität Mainz zu einer Glastablette verarbeitet wurde.

Die Nebenelemente wurden als Pulverpresslinge analysiert. Auch hier erfolgte die Herstellung nach Vorgaben und unter Anleitung, jedoch mit nicht geglühtem Material.

Die Messungen wurden von der zuständigen wissenschaftlichen Mitarbeiterin durchgeführt. Die Daten wurden in Form einer Excel-Tabelle ausgegeben, welche die Hauptelemente als [g der Oxide] enthielt und die Nebenelemente als ppm, jeweils pro Einwaage. Die Werte wurden, wie im nachfolgenden Kapitel beschrieben, aufgearbeitet.

20

Ergänzend wurden alle Proben mittels RDA gemessen. RDA steht für Röntgendiffraktions-Analyse. Hierbei werden Beugungseffekte an den Kristallgittern der in der Probe enthaltenen Mineralphasen erfasst. Bedingung hierfür ist natürlich, dass kristalline Strukturen vorliegen. Die Anregung erfolgt wieder durch eine Röntgenröhre und die Aufzeichnung in Form eines Spektrums. In diesem müssen anschließend den Peaks mithilfe spezieller Analysensoftware infrage kommende Mineralphasen zugeordnet werden.

Auch hier wird die Probe in Pulverform gemessen. Das Probenpulver muss dazu in einen Träger gepresst werden.

Die Messungen wurden von dem zuständigen wissenschaftlichen Mitarbeiter des Institutes für Geowissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität Mainz durchgeführt, welcher auch bei der Auswertung der Spektren behilflich war. Erwartungsgemäß zeigten sich wenig brauchbare Ergebnisse, da die Strukturen in den Brunnennbelägen amorph und nicht kristallin vorlagen.

Zur Auswertung des Erfolges der Ultraschallregenerierungen wurden daher vor allem die RFA-Messungen herangezogen. Die beiden anderen Verfahren boten nur eine ergänzende Hilfestellung.

3.6 Vergleich

Die Auswertung der erarbeiteten chemischen Daten des Probenmaterials aus der Ultraschallregenerierung erfolgte über den Vergleich mit Altdaten aus den chemischen Regenerierungen und den Belagsanalysen.

Die Mischproben waren angesäuert und filtriert worden. Ihre Gehalte an gelöstem Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium wurde mit den Gehalten der genannten Ionen bei der jeweils letzten chemischen Regenerierung des Brunnens verglichen. Die Werte mussten nicht umgerechnet werden. Die Altdaten lagen in Form von % von Summe [g] vor, d.h. es war der Gesamtgehalt der vier genannten Ionen in Gramm angegeben und die Anteile der einzelnen Ionen in Prozent, woraus auf die Angabe „Gramm absolut“ zurückgerechnet werden konnte. Die Daten der Ultraschallregenerierung waren in „Gramm absolut“ pro Container angegeben und mussten pro Brunnen lediglich zusammenaddiert werden. Nicht berücksichtigt wurde hierbei der unlösliche Anteil, welcher vor der Analyse abfiltriert worden war. Die Filterrückstände wurden gesondert mithilfe eines Auflichtmikroskops deskriptiv ausgewertet.

In der Auswertung wurden die errechneten Mengen der gelösten Ionen in „Gramm absolut“ sowohl tabellarisch als auch grafisch gegenübergestellt. Zur besseren Veranschaulichung wurden Verhältnisse gebildet. Die Ergebnisse für die einzelnen Brunnen befinden sich im Anhang in den zusammenfassenden Darstellungen pro Brunnen.

21

Die Ergebnisse für die Feststoffproben wurden mit den Belagsanalysen aus den Jahren 1992 bis 1994 verglichen. Diese lagen als Angaben in [g/ kg Trockensubstanz] vor. Zur Auswertung er Ultraschallregenerierung wurden die Daten der Röntgenfluoreszens-Analysen (RFA) der Hauptelemente herangezogen. Dabei waren die Werte in „Gramm pro Probentablette“ des jeweiligen Oxids angeben und mussten über das Molgewicht auf die Elemente und über die Einwaage an Probenmaterial auf [g/ kg Trockensubstanz] zurückgerechnet werden.

Auch hier wurden die berechneten Werte tabellarisch und grafisch pro Brunnen gegenübergestellt. Die Darstellungen befinden sich ebenfalls im Anhang.

Natürlich waren aufgrund der unterschiedlichen Probennahme-, -aufbereitungs- und Analyseverfahren die Ergebnisse nur bedingt vergleichbar. Dies gilt besonders für den Vergleich der Gehalte der gelösten Ionen Eisen, Mangan, Calcium und Mangan. Im Fall der Regenerierung mit Ultraschall wurde das entnommene Wasser nachträglich angesäuert und ein Teil der mit entfernten Feststoffe ging in Lösung, während im Unterschied dazu bei der chemischen Regenerierung die Lösung vor Ort stattfindet, d.h. vor allem unter anderen Redox- und Druckbedingungen. Dies sollte sich aber hauptsächlich auf das Carbonatgleichgewicht auswirken und weniger auf die tatsächlichen Gehalte an gelöstem Eisen und Mangan.

Die Plausibilität der Ergebnisse wurde jedoch anhand der Wasseranalysen und der Werte aus den röntgenografischen Analysen kontrolliert.

Neben den hydrochemischen Änderungen wurden die hydromechanischen Eigenschaften verglichen, d.h. anhand der Pumpversuche und der geophysikalischen Messungen die Leistungssteigerungen ausgewertet und wiederum mit den erzielten Erfolgen der chemischen Regenerierungen verglichen.

22

4 Diskussion der Ergebnisse

4.1 Generelle Feststellungen

Erwartungsgemäß wurden durch die Ultraschallbehandlung an allen Brunnen messbare Erfolge erreicht. Entgegen der Erwartung gab es jedoch keine Korrelation zwischen den Ergebnissen des chemischen Vergleiches mit dem Ausmaß der Leistungssteigerung. Auch die Vergleiche der geophysikalischen Messungen vor und nach Ultraschallbehandlung (US) entsprachen nicht unbedingt der aus den Pumpversuchen errechneten Leistungsteigerung.

So konnte an allen fünf Brunnen eine Steigerung der spezifischen Ergiebigkeit erreicht werden (Abb. 8):

Abb. 8: Auswertung der Pumpversuche vor Beginn – nach Bürsten – nach US [Wiacek, 2004]

Dies ging jedoch nur bei zwei Brunnen, Brunnen20a und Brunnen 29a im östlichen Bereich der Entnahmebrunnengalerie mit einer Steigerung der effektiven Filterlänge einher (Abb. 9):

Auswertung Pumpversuche

2,29

9,90 9,71

2,15

8,97

4,50

35,71

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0,00

1,00

2,00

3,00

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20a 29a 31a 51a 54aBrunnen

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29 %

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X % Prozentuale Steigerung Vorher - Nachher

23

Abb. 9: Auswertung der geophysikalischen Messungen. Darstellung der Filterabschnitte, blau (jeweils links): aktive Filterabschnitte vor US, rot (jeweils rechts): aktive Filterabschnitte nach US [Wiacek, 2004]

Generell feststellbar waren folgende Trends, die in der Einzelbetrachtung der fünf Brunnen genauer dargestellt werden:

- Erwartungsgemäß wurde an den Brunnen, die acht bis elf Jahre nicht regeneriert worden waren, eine größere relative Leistungssteigerung erzielt. Mit relativer Leistungssteigerung (in Abb. 8 angegeben in Prozent) ist hierbei der Vorher-Nachher-Vergleich gemeint. Da bei drei der fünf Brunnen in den Akten keine Neubauleistung angegeben war, wurde die absolute Leistung bzw. die Steigerung der aktuellen Leistung im Vergleich zum Neubauwert außer Acht gelassen und stattdessen die Historie des Brunnens, durchgeführte Pumpversuche und natürlich die Steigerung durch die chemische Regenerierung vergleichend herangezogen.

- Bei allen Vergleichen fiel auf, dass Mangan durch Ultraschall besser gelöst wurde als bei der chemischen Regenerierung. Dies zeigte sich auch in der erzielten Leistungssteigerung. Brunnen 31a, als manganhaltig ausgewählt und vor acht Jahren das letzte Mal regeneriert, zeigte in den Pumpversuchen die deutlichste Leistungssteigerung.

- Die Filtration der Mischproben nach Ansäuerung zeigte einen sehr großen Anteil säureunlöslicher Partikel, die durch die Beschallung gelöst und beim Abpumpen ausgetragen, bei einem pH von 0,8 aber nicht gelöst wurden. Bei Auswertung der Filterpapiere unter dem Auflichtmikroskop zeigten sich vor allem Quarz (Sand- bzw. Schluffanteile) und schwarze faserige Bestandteile (vermutlich organischer Herkunft)

24

4.2 Einzelauswertung der fünf Brunnen

4.2.1 Brunnen 20a

Allgemeine Angaben

Der Brunnen befindet sich im östlichen Teil der Entnahmebrunnengalerie. Er wurde laut Unterlagen im Jahr 1950 gebaut. Er ist 12,60 m u GOK tief und mit einem DN 300 Steinzeug-Filterrohr mit einer Filterlänge von 5,00 m verfiltert.

Die letzte Regenerierung fand im Juli 1993 statt. Das abgepumpte Wasser enthielt insgesamt 5715 g an gelöstem Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium, davon waren 61% Eisen und 12 % Mangan.

Eine Belagsanalyse des Verockerungsmaterials aus dem Brunnen (ohne Datum) wies ebenfalls Eisenoxide vor. Für Mangan wurden keine Angaben gemacht.

Altdaten Brunnenleistung

Die Neubauleistung des Brunnens ist mit 47 m³/h angegeben. Der letzte Pumpversuch wurde laut Brunnenakte am 09.03.2000 nach der Reinigung mittels Bürsten durchgeführt. Es handelte sich um einen mehrstufigen Pumpversuch. Dabei wurde eine max. Förderleistung von 20 m³/h und eine Absenkung um 8,72m erreicht. Das entspricht einer spez. Ergiebigkeit von 2,29 m³/h*m.

Auswertung der Ultraschall-Regenerierung vom 05.-06.05.2004

Der Ruhewasserspiegel im Brunnen lag zu Beginn der Maßnahme bei 3,43 m u OK Montagedeckel. Der Brunnen wurde bei einer Förderleistung von 3,42 m³/h um 1,62 m abgesenkt. Das entspricht einer spez. Ergiebigkeit von 2,11 m³/h*m. Die TV-Befahrung zeigte schwarzbraune bis rotbraune, nach unten zunehmende Beläge auf der Rohrwandung. Die Filterschlitze waren geschlossen.

Nach der Vorreinigung und dem Ultraschalleinsatz war der Brunnen artesisch. Für den Pumpversuch wurde ab OK Brunnenkopf die Absenkung erfasst, d.h. mit einem Ruhewasserspiegel von 3,00 m u OK Montagedeckel begonnen. Der Brunnen wurde nach der Regenerierung bei gleicher Förderleistung um 1,04 m abgesenkt.

Durch die Ultraschallbehandlung konnte die Absenkung um 0,58 m verringert werden. Die spez. Ergiebigkeit wurde um 1,18 m³/h*m auf insgesamt 3,29 m³/h*m gesteigert.

Die geophysikalischen Messungen vor und nach dem Ultraschalleinsatz zeigten eine Steigerung der aktiven Filterlänge von 1,10 m auf 1,50 m bei einer durchgehenden leichten Verringerung der Lagerungsdichte im Ringraum. Die abschließende TV-Befahrung nach dem Ultraschalleinsatz zeigte offene Filterschlitze und eine weitgehend saubere Rohrwandung.

25

Zur weiteren Auswertung der Regeneriermaßnahme wurde pro regeneriertem Meter eine Mischprobe V = 1l aus 1 m³ des abgepumpten Wassers entnommen. Diese wurde mit konz. Salzsäure auf einen pH-Wert von 0,8 angesäuert, anschließend filtriert und mittels ICP-OES auf den Gehalt an gelöstem Magnesium, Calcium, Eisen und Mangan analysiert. Die Werte der Ultraschallregenerierung wurden den Gehalten der genannten Ionen nach der letzten chemischen Regenerierung gegenübergestellt (-> Anlage 2).

Mit der Ultraschallbehandlung konnten hierbei deutlich weniger gelöstes Eisen und Mangan entfernt werden. Im Verhältnis zu Eisen wurde jedoch durch die Beschallung deutlich mehr Mangan entfernt:

Fe : Mn – 5:1 bei der chemischen Regenerierung und 2:1 für die Ultraschallbehandlung

Der Filterrückstand wurde ausgewogen, blieb aber sonst bei dieser Auswertung unberücksichtigt.

Insgesamt konnte mit der Ultraschallbehandlung im Vergleich zur chemischen Regenerierung nur etwa 1/10 der absoluten Menge Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium entfernt werden.

In einem weiteren Vergleich wurden die Ergebnisse der alten Belagsanalysen in [g/kg Trockensubstanz] einer RFA-Messung der im abgepumpten Wasser enthaltenen Feststoffe, nach Bestimmung des Glühverlustes zur Entfernung der organischen Anteile, gegenübergestellt (-> Anlage 3).

Hierbei zeigte sich insgesamt eine wesentlich höhere Menge entfernten Eisens und Mangans im Feststoff als in den angesäuerten Mischproben. Besonders der Mangangehalt lag bei der Ultraschallbehandlung deutlich höher, sogar geringfügig über der Menge an entferntem Eisen.

Die RFA-Messung zeigte auch einen hohen Anteil an Si und Al. Dies deutet auf starke Anteile Sand bzw. Tonminerale hin.

Ergänzende RDA- und IR-Spektren bestätigten das Vorhandensein von Quarz und Illit. Auch der Filterrückstand der gelösten Proben zeigte unter dem Auflichtmikroskop deutlich Quarzkristalle.

Kristalline Eisen- oder Manganverbindungen konnten nicht gemessen werden.

Anlage 4 zeigt ergänzend die prozentualen Anteile der Oxide der Hauptelemente aus der RFA-Messung. Den überwiegenden Anteil stellen Eisen- und Manganoxid mit jeweils knapp über 30 %.

Zusammenfassung

Mit der Ultraschallbehandlung konnte die Ergiebigkeit des Brunnens deutlich gesteigert werden. Die geophysikalischen Messungen zeigten eine Verringerung der Lagerungsdichte im Ringraum. Entfernt wurden nach röntgenographischen Analysen große Anteile an Eisen- und Manganoxiden (in amorpher Form), aber auch Anteile an Sand und Ton.

Die Regeneriermaßnahme kann m.E. vor allem aufgrund der Leistungsdaten als erfolgreich bezeichnet werden.

Bru

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20a

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Brunnen 20a

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mg/

l

chemische Regenerierung UltraschallregenerierungRohwasseruntersuchung vom 31.03.2003

Vergleich g/m³ Trockensubstanz

0,000

50,000

100,000

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mg/

l

Belagsanalyse (ohne Datum) UltraschallregenerierungRohwasseruntersuchung v. 31.03.2003

Br. 20a chemische Regenerierung

Ca 24%

Mg 3%

Fe 61%

Mn 12%

Ca Mg Fe Mn

entfernte Gesamtmenge: 5715 g

Br. 20a US

Mg10%

Ca73%

Fe11%

Mn6%

MgCaFeMn

entfernte Gesamtmenge: 475,5 g

26

4.2.2 Brunnen 29a

Allgemeine Angaben

Der Brunnen befindet sich im mittleren Teil der Galerie der 42 Entnahmebrunnen. Er wurde im Jahre 1950 gebaut. Seine Tiefe beträgt laut Brunnenakte 12,89 m u GOK. Er ist mit einem DN 300 Steinzeug-Filter, Filterlänge 6,00 m ausgebaut.

Die letzte Regenerierung fand im Juli 1994 statt. Die Auswertung des abgepumpten Wassers zeigte 48 % Eisen und 24 % Mangan in insgesamt 7982 g gelöste Elemente Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium.

Eine Belagsanalyse von Verockerungsmaterial aus dem Brunnen wurde am 23.02.1993 durchgeführt. Auch hierbei zeigten sich hohe Anteile für Eisen und Mangan (siehe auch Anlage 3).


In den Akten ist eine Neubauleistung des Brunnens von 45 m³/h vermerkt. Der letzte Pumpversuch wurde laut Brunnenakte am 10.05.1999 nach dem Bürsten durchgeführt. Es handelte sich um einen mehrstufigen Pumpversuch. Die maximal erreichte Förderleistung war 30 m³/h bei einer Absenkung von 3,14 m auf 11,33 m. Das entspricht einer spez. Ergiebigkeit von 3,66 m³/h*m. Zum Vergleich seien hier noch die Werte für eine Förderleistung von 10 m³/h angegeben: Absenkungsbetrag 0,59 m und daraus berechnet die spez. Ergiebigkeit 16,95 m/h*m.

Da die chemische Regenerierung an diesem Brunnen gut dokumentiert ist, sollen die Ergebnisse im Folgenden kurz zusammengefasst werden, um sie später mit dem Erfolg der Ultraschallbehandlung vergleichen zu können.

Zusammenfassung der Ergebnisse der chemischen Regenerierung im Juli 1994

Der Pumpversuch vor der Regeneriermaßnahme (13.06.1994) zeigte einen tieferen Ruhewasserspiegel. Der Wasserstand lag bei 4,48 m u OK Montagedeckel. Der Brunnen wurde bei 10 m³/h um 2,22 m abgesenkt. Bei Steigerung der Förderleistung zog die Pumpe Luft. Die spez. Ergiebigkeit errechnet sich somit zu 4,50 m³/h*m.

Nach der chemischen Regenerierung (20.07.1994) lag der Ruhewasserspiegel bei 3,90 m. Es wurde eine maximale Förderleistung von 36 m³/h erreicht. Dabei wurde der Brunnen um 4,54 m abgesenkt. Das ergibt eine spez. Ergiebigkeit von 7,93 m³/h*m. Vergleichend angegeben werden die Werte für eine Förderung von 10 m³/h. Hierbei wurde der Brunnen um 1,01 m abgesenkt. Die spez. Ergiebigkeit ist also 9,90 m³/h*m.

27

Durch die chemische Regenerierung konnte der Absenkungsbetrag halbiert und entsprechend die spez. Ergiebigkeit verdoppelt werden. (Betrachtet wurden die Werte für eine Förderleistung Q=10 m³/h*m.)

Auswertung der Ultraschallregenerierung vom 03.-04.05.2004

Der Ruhewasserspiegel im Brunnen lag zu Beginn der Maßnahme bei 3,14 m u GOK. Dieser Wert entspricht der OK Brunnenkopf, d.h. der Brunnen war artesisch und die Messung der Pumpversuchswerte wurde an der OK Brunnenkopf begonnen. Der Ruhewasserspiegel änderte sich im Verlauf der Regenerierung nicht.

Alle Pumpversuche wurden mit einer Förderleistung von 7,81 m³/h*m durchgeführt.

Vor der Behandlung wurde der Wasserstand dabei um 1,63 m abgesenkt, nach dem Ultraschalleinsatz nur noch um 1,35 m. Die spez. Ergiebigkeit konnte von 4,79 m³/h*m auf 5,79 m³/h*m gesteigert werden.

Die geophysikalischen Messungen vor und nach dem Ultraschalleinsatz zeigten eine Steigerung der aktiven Filterlänge um 1,50 m. Über mehrere kurze Abschnitte konnte eine Verringerung der Lagerungsdichte im Ringraum nachgewiesen werden. Die Zuflusshorizonte nach der Beschallung waren weiter und zusammenhängend.

Die TV-Befahrungen zeigten vor der Regenerierung schwarzbraune, nach unten zunehmend gelb- oder rotbraune, flockige Aufwüchse. Die Filterschlitze waren geschlossen. Nach dem Ultraschall waren die Rohrwandung weitgehend sauber und die Filterschlitze offen.

Im Vergleich zur chemischen Regenerierung aus dem Jahr 1994 schneidet die Ultraschallregenerierung gemäß Auswertung der Pumpversuchsdaten schlechter ab. Mit ersterer Maßnahme konnten im Vorher-Nachher-Vergleich 100 % Verbesserung erreicht werden, mit letzterer Regenerierung nur knapp über 20 %.

Auch bei diesem Brunnen wurde das abgepumpte Wasser pro beschalltem Meter Filterstrecke aufgefangen und beprobt. Jeweils ein Liter Mischprobe pro 1 m³ wurde angesäuert, filtriert und mittels ICP-OES auf den Gehalt an Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium analysiert Die Werte wurden mit den Daten der chemischen Regenerierung aus dem Jahr 1994 verglichen (-> Anlage 2).

Wie bei Brunnen 20a konnte mit Ultraschall verhältnismäßig deutlich mehr Magnesium und Calcium entfernt werden, was jedoch wiederum auf die unterschiedlichen Probennahmeverfahren und die Probenaufbereitung zurückgeführt werden kann. Das Verhältnis von entferntem Eisen zu Mangan blieb bei diesem Brunnen stabil bei

Fe : Mn -- ca. 2 : 1,

nur die Gesamtmenge entfernten Belagsmaterials (Fe, Mn, Ca, Mg) lag bei der Ultraschallbehandlung deutlich niedriger.

Auch bei diesem Vergleich schneidet die Ultraschallbehandlung schlechter ab. Unter Berücksichtigung des Filterrückstandes konnte nur etwa 1/8 der absoluten Mengen an Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium entfernt werden.

28

Die RFA-Messung der Feststoffe zeigt wiederum ein deutlich besseres Verhältnis im Vergleich zu den Altdaten als der Vergleich der Gehalte an gelösten Ionen. Besonders deutlich wird dies wieder bei dem Gehalt an Mangan.

Durch die Ultraschallbehandlung konnte für die Entfernung von Eisen ein Wert von 2/5 des Wertes der Belagsanalyse vom 23.02.1993 erreicht werden. Der Mangangehalt lag bei der Ultraschallregenerierung 8x höher.

Die RFA-Messung (-> Anlage 3) zeigte außerdem wieder höhere Gehalte an Si und Al. Dies wurde durch die RDA-Messung bestätigt, bei der sich wiederum Gehalte an Quarz und Tonmineralen fanden. In der Probe aus Br. 29a zeigte das RDA-Spektrum außerdem mit 60-80 % Wahrscheinlichkeit einen Peak für Goethit [FeOOH].

Zusammenfassung

Mit der Ultraschallbehandlung konnte die Ergiebigkeit des Brunnens gesteigert werden. Die geophysikalischen Messungen zeigen eine abschnittsweise Verringerung der Lagerungsdichte im Ringraum. Entfernt wurden nach röntgenographischen Analysen große Anteile an Mangan- und Eisenoxiden, außerdem Sand und Ton.

Der Erfolg der chemischen Regenerierung aus dem Jahr 1994 konnte nicht erreicht werden. Durch die Ultraschallbehandlung wurde im Vergleich zu der chemischen Regenerierung nur ca. 1/5 der Verbesserung erzielt.

Auffallend ist, dass, wie in Anlage 3 dargestellt, durch den Ultraschall deutlich mehr Mangan aus dem Brunnenringraum entfernt werden konnte.

Mit der Einschränkung, dass die Leistungssteigerung nicht sehr hoch war, kann die Regenerierung doch in dem Sinne als erfolgreich bezeichnet werden, als das die spezifische Ergiebigkeit und vor allem die aktive Filterlänge durch die Entfernung von vorwiegend Manganoxiden gesteigert werden konnte.

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alte Belagsanalyse Ultraschallregenerierung

Rohwasseruntersuchung vom 31.03.2003


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4.2.3 Brunnen 31a

Allgemeine Angaben

Der Brunnen befindet sich im mittleren Teil der Entnahmebrunnengalerie. Er wurde laut Akte 1961 gebaut. Er ist 12,76 m u GOK tief und hat eine Filterstrecke von 6 m. Das Filterrohr ist ein Kupfer-Schlitzbrückenfilter DN 300.

Die letzte Regenerierung fand im Februar 1996 statt. Die Auswertung des abgepumpten Wassers zeigte mehr Anteil an Calcium als an Eisen oder Mangan (40% Calcium, 37 % Eisen, 19 % Mangan bei insgesamt 12229 g).

Eine Belagsanalyse vom 10.01.1996 im Vorfeld der chemischen Regenerierung bestätigt hohe Gehalte von Eisen, Mangan und Calcium.


Die Leistung des Brunnens unmittelbar nach dem Bau ist in der Brunnenakte nicht angegeben. Der letzte Leistungstest wurde laut Brunnenakte am 18.05.1999 als mehrstufiger Pumpversuch nach dem Bürsten des Filterrohres durchgeführt. Dabei wurde eine maximale Leistung von 35 m³/h erreicht. Der max. Absenkungsbetrag war 5,86m. Das entspricht einer spez. Ergiebigkeit von 5,97 m³/h*m. Bei einer Förderleistung von 10 m³/h wurde der Brunnen um 1,26 m abgesenkt. Das entspricht 7,94 m³/h*m spez. Ergiebigkeit. Der Ruhewasserspiegel lag bei 3,19 m u OK Montagedeckel.

Die letzte chemische Regenerierung vom Februar 1996 ist gut dokumentiert. Die Ergebnisse sollen im Folgenden kurz dargestellt werden:

Zusammenfassung der Ergebnisse der chemischen Regenerierung im Februar 1996

Der Pumpversuch am 10.01.1996 vor der Regeneriermaßnahme wurde bei einem Ruhewasserspiegel von 5,91 m u OK Montagedeckel durchgeführt. Der Brunnen wurde laut Protokoll in der Brunnenakte bei 10 m³/h um 0,28 m und bei 20 m³/h um 0,73 m abgesenkt. Danach zog die Pumpe Luft. Die Werte ergeben eine spez. Ergiebigkeit von 35,71 m³/h*m für 10 m³/h und 27,40 m³/h*m für 20 m³/h Fördermenge. Inwieweit dieser geringe Absenkungsbetrag vom niedrigen Ruhewasserspiegel abhängt oder ob die angegebenen Werte so korrekt sind und tatsächlich Regenerierbedarf bestand, kann an dieser Stelle nicht mehr beurteilt werden.

Geophysikalische Messungen am 12.12.1995 als Vergleichsgrundlage vor Regenerierung zeigten eine herabgesetzte Durchlässigkeit des oberen Filterbereichs, im Mittelabschnitt und ab ca. 6,5 m u OK Flansch. Im Abschnitt 5,1 – 5,4 m u OK Flansch zeigten sich deutlich niedrigere Dichten, im Bericht als „Auflockerungsanomalie“ bezeichnet. Im Ruhezustand herrschte eine abwärts

30

gerichtete, leichte, vertikale Strömung mit stagnierendem Wasser im Brunnensumpf. Die Hauptzuflüsse vor der Regenerierung lagen bei 2,75 – 3,15 m und 3,85 – 4,80 m u OK Flansch.

Nach der Regenerierung wurde am 22.02.1996 erneut die Brunnenleistung durch einen mehrstufigen Pumpversuch bestimmt. Der Ruhewasserspiegel lag dabei bei 5,91 u OK Montagedeckel. Der Brunnen wurde bei 10 m³/h um 1,03 m abgesenkt (spez. Ergiebigkeit Qs=9,71 m³/h*m). Die max. Fördermenge betrug 35 m³/h bei einer Absenkung um 6,24 m. Das entspricht einer spez. Ergiebigkeit von 5,61 m³/h*m.

Die Angaben zu den Pumpversuchen vor und nach der Regenerierung sind nicht eindeutig. Der Absenkungsbetrag erhöhte sich auf das 3,6fache, die spez. Ergiebigkeit verringerte sich entsprechend. Gleichzeitig wurde jedoch eine deutlich höhere Förderleistung erreicht und der Wiederanstieg verlief nach der Regenerierung viel schneller.

Die geophysikalischen Messungen nach der chemischen Regenerierung wurden am 18.04.1996 durchgeführt und beinhalteten die gleichen Messungen wie vor der Maßnahme. Der Vergleich zeigte einen Reinigungseffekt der Rohre und eine geringfügige Steigerung der Gesamtdurchlässigkeit des Filterbereiches. In bestimmten Tiefenbereichen waren jedoch keine Veränderungen bzw. sogar eine Verschlechterung der Lagerungsdichten nachweisbar. In dem Bericht werden mögliche Materialumlagerungen als Erklärung angeführt, dass zwar eine Auflockerung des Filterkieses stattgefunden hat, aber keine nennenswerte Verbesserung.

Im Ruhezustand herrschte nach Regenerierung eine aufwärts gerichtete vertikale Strömung mit dem Hauptzufluss zwischen 5,6 – 6,3 m u OK Flansch. Bei Förderung war der Hauptzufluss deutlich oberhalb der Pumpe. Auch hier wurden Abschnitte mit ungenügendem Regeneriererfolg sichtbar. Auch während der geophysikalischen Messungen vor und nach der chemischen Regenerierungen stieg der Absenkungsbetrag bei gleicher Förderrate, d.h. nach der chemischen Regenerierung wurde der Brunnen bei gleicher Leistung tiefer abgesenkt, war also weniger leistungsfähig.

Die chemische Regenerierung vom Februar 1996 war damit nur eingeschränkt erfolgreich.

Auswertung der Ultraschall-Regenerierung vom 23. – 26.04.2004

Der Ruhewasserspiegel lag zu Beginn der Arbeiten am Brunnen bei 3,57 u OK Montagedeckel. Er stieg im Verlauf der Regeneriermaßnahme an auf 3,54 m nach dem Bürsten und 3,10 m nach Ultraschall. Alle Pumpversuche wurden einstufig mit einer Fördermenge von 9,72 m³/h durchgeführt. Der Absenkungsbetrag konnte im Verlauf der Regenerierung von anfangs 1,69 m auf 1,25 m nach dem Bürsten und letztendlich 1,02 m nach dem Ultraschalleinsatz gesenkt werden. Die spez. Ergiebigkeit wurde demzufolge von 5,75 m³/h*m auf 9,53 m³/h*m gesteigert.

Die TV-Befahrung belegte, dass die Aufwüchse an der Rohrwandung entfernt und die Filterschlitze geöffnet werden konnten.

31

Lediglich die geophysikalischen Messungen zeigten im direkten Vergleich vor und nach Ultraschallbehandlung keine Veränderungen. Die aktive Filterlänge konnte nicht gesteigert werden. Die Lagerungsdichte im Ringraum blieb unverändert.

Trotz keiner erkennbaren Veränderungen in den geophysikalischen Messungen konnte die spez. Ergiebigkeit des Brunnnens bei ca. 10 m³/h Förderrate um 3,78 m³/h*m erhöht werden. Die erreichte spez. Ergiebigkeit von 9,53 m³/h*m liegt im Bereich des Ergebnisses der chemischen Regenerierung von 1996, bei der bei 10 m³/h*m eine spez. Ergiebigkeit von 9,71 m³/h*m errechnet wurde.

Auch bei diesem Brunnen wurde das abgepumpte Wasser mit den enthaltenen Feststoffanteilen pro beschalltem Meter aufgefangen und aus den Behältern jeweils eine Mischprobe entnommen. Die Probe wurde, wie auch bei den anderen Brunnen, nach der Entnahme angesäuert und filtriert und anschließend das Filtrat mit der ICP-OES auf die Gehalte an Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium analysiert.

Der Filterrückstand wurde bei diesem Brunnen nicht weiter ausgewogen oder anderweitig berücksichtigt.

Die Gehalte der genannten Ionen wurden wieder den Werten aus der Analyse der chemischen Regenerierung von 1996 gegenübergestellt (-> Anlage 2).

Dabei zeigte sich, dass auch bei diesem Brunnen mit der Ultraschallbehandlung deutlich weniger Masse der aufgeführten Ionen aus dem Ringraum entfernt werden konnten. Besonders deutlich wird dies für den Vergleich der Mangangehalte.

Fe : Mn – ca. 2 : 1 bei der chemischen Regenerierung und 7 : 1 bei Ultraschall

Auch die Werte für die anderen Elemente sind deutlich niedriger.

Im Vergleich zur chemischen Regenerierung kann nur etwa 1/20 der absoluten Masse der Elemente Calcium, Magnesium, Eisen und Mangan entfernt werden. Die durch die Ultraschallbehandlung erzielten Ergebnisse sind für alle aufgeführten Elemente deutlich niedriger, besonders gilt dies aber für die Mangangehalte.

Dem widersprechen die Werte der RFA-Messung im Vergleich mit der Belagsanalyse, die im Vorfeld der chemischen Regenerierung 1996 durchgeführt wurde (-> Anlage 3). Hier liegen die Werte für Calcium, Magnesium und Eisen dicht beieinander, für den Mangangehalt wurden mit der Ultraschallbehandlung höhere Werte erzielt. Auffällig sind auch wieder die hohen Gehalte an Si und Al, die sich bei der RDA-Messung als Anteile von Quarz und Illit, d.h. Sand und Tonminerale, identifizieren lassen.

Die Auswertung der RFA-Messungen an dem Feststoffmaterial aus dem abgepumpten Wasser korrelieren sehr gut mit den Werten der Belagsanalyse von 1996.

Dieser Brunnen zeigt ein nicht eindeutig erklärbares Verhalten. Es wurden durch Ultraschall deutlich weniger lösbares Eisen und vor allem Mangan entfernt. Die Gesamtanalyse (RFA) zeigte jedoch hohe Gehalte entfernten Eisens und Mangans. Die geophysikalisch messbaren Gegebenheiten im Ringraum konnten nicht positiv verändert werden und dennoch konnte eine deutlich Leistungssteigerung erzielt werden.

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4.2.4 Brunnen 51a

Allgemeine Angaben

Der Brunnen liegt im westlichen Teil der Entnahmegalerie. Er wurde 1959 gebaut. Seine tiefe beträgt laut Brunnenakte 12,19 m u GOK. Er ist auf 6 m Filterlänge mit einem Kupferschlitzbrückenfilter DN 300 ausgebaut. .

Die letzte Regenerierung fand im März 2002 statt. Das abgepumpte Wasser enthielt dabei insgesamt 3530 g an gelöstem Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium, davon 23 % Eisen und 24 % Mangan.

Eine Belagsanalyse vom 10.04.1995 bestätigte einen hohen Mangangehalt.


Die Brunnenneubauleistung ist in der Brunnenakte nicht angegeben. Der letzte Pumpversuch vor der Regenerierung wurde am 04.12.1998 durchgeführt. Bei einem Ruhewasserspiegel von 3,57 m u OK Montagedeckel wurde der Brunnen bei einer Förderrate von 10 m³/h um 4,65 m abgesenkt. Die spez. Ergiebigkeit lag damit bei 2,15 m³/h*m. Bei 15 m³/h zog die Pumpe bereits Luft. Der Wiederanstieg dauerte mehr als 30 Minuten.

Diese Angaben zeigen eine rel. schlechte Durchlässigkeit im Brunnen an. Die Leistung des Brunnens schien eingeschränkt zu sein.

Auswertung der Ultraschall-Regenerierung vom 21. – 22.04.2004

Der Pumpversuch vor Beginn der Arbeiten widerspricht den Befunden der Akte von 1998 und zeigt damit indirekt nachträglich einen Erfolg der zwischenzeitlich durchgeführten chemischen Regenerierung von 2002, zu der keine Pumpversuchsdaten angegeben waren.

Der Ruhewasserspiegel im Brunnen lag vor Beginn der Regeneriermaßnahme bei 3,72 u OK Montagedeckel. Dies entspricht dem Abstand des Messpunktes zur OK Flansch, d.h. der Brunnen war artesisch und es wurde ab OK Flansch gemessen. Der Ruhewasserspiegel änderte sich im Verlauf der Regeneriermaßnahme nicht. Die Förderrate lag bei allen drei Pumpversuchen bei 20 m³/h.

Vor Beginn der Arbeiten wurde der Wasserspiegel im Brunnen um 2,60 m auf 6,32 m u OK Montagedeckel abgesenkt. Die spez. Ergiebigkeit errechnet sich damit zu 7,68 m³/h*m, d.h. deutlich höher als bei dem letzten Pumpversuch 1998. Im Verlauf der Regenerierung wurde der Absenkungsbetrag auf 2,51 m nach dem Bürsten und 2,40 m nach Ultraschalleinsatz verringert. Die spez. Ergiebigkeit konnte somit geringfügig um 0,64 m³/h*m auf 8,33 m³/h*m gesteigert werden.

33

Der Vergleich der Pumpversuchsergebnisse zeigt eine leichte Steigerung der Brunnenleistung durch die Regenerierung. Fünfzig Prozent der Steigerung wurden jedoch allein durch das Bürsten erreicht.

Die geophysikalischen Messungen zeigten eine Verkürzung der aktiven Filterstrecke um 0,30 m bei einer durchgehenden Verringerung der Lagerungsdichte im Ringraum. Die aktiven Zuflusshorizonte wurden dabei teilweise verlagert. Die TV-Befahrung zeigte die Entfernung der Beläge bis auf abschnittsweise dünne Restinkrustationen. Die Filterschlitze, welche vor der Regenerierung ab 3,60 m teilweise und ab 7,30 m (u OK Flansch) vollständig geschlossen waren, konnten mit der Ultraschallbehandlung geöffnet werden.

Die geophysikalischen Messungen belegen eine leichte Leistungssteigerung. Die Lagerungsdichte im Ringraum konnte verringert werden.

Auch bei diesem Brunnen zeigte der Vergleich der Analysen auffällige Werte besonders für das Element Mangan. Der Vergleich des Austrags an gelösten Elementen bei der chemischen Regenerierung und im Filtrat des abschnittsweise abgepumpten Wassers, dargestellt in Anlage 2, zeigte wie bei den anderen betrachteten Brunnen, dass bei der chemischen Regenerierung deutlich mehr gelöst wurde. Dies gilt bei diesem Brunnen, wie auch schon bei Brunnen 31a, besonders für Mangan. Das Verhältnis von Eisen und Mangan kehrte sich deutlich um:

Fe : Mn – ca. 0,95 : 1 für die chemische Regenerierung und 8,4 : 1 bei Ultraschall

Auffällig bei diesem Brunnen ist außerdem, dass bei der Ultraschallbehandlung ein höherer Gehalt an Magnesium erreicht wurde.

Insgesamt konnte durch die Ultraschallbehandlung im Vergleich zur chemischen Regenerierung nur etwa 1/5 der Menge an Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium entfernt werden. Dabei wurde deutlich weniger Mangan und deutlich mehr Magnesium gelöst.

Der Vergleich der RFA-Messung mit der Belagsanalyse von 1995 (-> Anlage 3) wies hinsichtlich der Eisengehalte ähnliche Ergebnisse auf wie bei den anderen Brunnen. Durch Ultraschall konnte geringfügig weniger Eisen ausgetragen werden. Beim Vergleich der Mangangehalte bestätigte sich das oben beschriebene Ergebnis. Durch Ultraschall konnte bei diesem Brunnen deutlich weniger Mangan als erwartet entfernt werden.

Deutlich höher waren die Anteile an Si und Al, d.h. das entfernte Feststoffmaterial enthielt viel Sand- und Tonanteile. Dies war auch unter dem Auflichtmikroskop im Filterrückstand der Mischproben des abgepumpten Wassers zu erkennen und wurde bei der RDA-Auswertung bestätigt.

Insgesamt konnten durch die Ultraschallregenerierung deutliche Anteile an Eisenoxiden und im Vergleich weniger Manganoxide entfernt werden. Außerdem enthielt das abgepumpte Wasser rel. viel Sand und Ton.

Die Leistung des Brunnens konnte geringfügig gesteigert werden. Die Lagerungsdichte im Brunnen konnte geringfügig gesenkt werden. Dies beruht wahrscheinlich hauptsächlich auf der Entfernung von Sand- und Tonanteilen. Ebenfalls entfernt wurden Eisenoxide, und bei diesem Brunnen in geringerem Maße, Manganoxide (vergleiche auch Anlage 4).

Die Regenerierung kann damit eingeschränkt als erfolgreich betrachtet werden.

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4.2.5 Brunnen 54a

Allgemeine Angaben

Der Brunnen liegt am westlichen Ende der Entnahmebrunnengalerie. Er wurde 1959 gebaut. Bei einer Endteufe von 12,57 m u GOK hat er eine Filterlänge von 6,00 m. Er ist mit einem Kupfer-Schlitzbrückenfilter DN 300 ausgebaut.

Die letzte Regenerierung fand im Februar 1999 statt. Das dabei abgepumpte Wasser enthielt insgesamt 21.485 g gelöstes Eisen (29 %), Mangan (13 %), Calcium (55 %) und Magnesium (3 %).

Eine Belagsanalyse vom 19.04.1996 weist hohe Eisengehalte und jeweils gleiche Mengen Mangan und Calcium auf.


Die Neubauleistung des Brunnens ist in seiner Akte nicht vermerkt. Der letzte Pumpversuch wurde laut Akte am 02.08.2000 nach dem Bürsten des Brunnens durchgeführt. Dabei lag der Ruhewasserspiegel bei 3,85 m u GOK. Es wurde eine maximale Förderrate von 20 m³/h erreicht. Dabei wurde der Brunnen um 3,41 m abgesenkt. Daraus errechnet sich eine spez. Ergiebigkeit von 5,87 m³/h*m.

Bei der chemischen Regenerierung im Februar 1999 konnte die Brunnenleistung erheblich gesteigert werden. Vor Regenerierung lag der Ruhewasserspiegel bei 3,83 m u GOK. Die maximal erreichte Pumpleistung lag knapp über 10 m³/h. Dabei wurde der Brunnen auf 11,67 m u GOK abgesenkt. Das entsprach einer spez. Ergiebigkeit von 1,47 m³/h*m. Die chemische Regenerierung steigerte die Ergiebigkeit des Brunnens auf 5,89 m³/h*m bei einer maximalen Förderrate von 45 m³/h. Zum Vergleich wurde die spez. Ergiebigkeit bei 10 m³/h*m und einem Absenkungsbetrag von 0,60 m berechnet. Sie lag bei 16,67 m³/h*m, d.h. nach der chemischen Regenerierung 10mal höher als vorher.

Auswertung der Ultraschall-Regenerierung vom 19.-20.04.2004

Der Ruhewasserspiegel im Brunnen änderte sich im Laufe der Regenerierarbeiten nur unwesentlich. Der Brunnen war artesisch. Der Ruhewasserspiegel lag zu Beginn der Arbeiten und nach dem Bürsten bei 3,04 m u OK Montagedeckel, nach der Ultraschallbehandlung bei 3,00 m u OK Montagedeckel. Bei der Pumpversuchsauswertung musste beachtet werden, dass zuerst der Brunnenschacht leergepumpt wurde und erst nach ca. 4 Minuten die Absenkung im Brunnenrohr gemessen wurde. Für die Berechnung wird daher der Ruhewasserspiegel mit 3,85 m u OK Montagedeckel angenommen. Dies entspricht der OK Brunnenkopf.

35

Der Absenkungsbetrag konnte von 5,60 m zu Beginn auf 4,50 m nach dem Bürsten und 4,43 m nach Ultraschall verbessert werden. Bei einer Förderrate von 20 m³/h entspricht das einer Verbesserung der spez. Ergiebigkeit von 3,57 m³/h*m auf 4,44 m³/h*m nach dem Bürsten und 4,51 m³/h*m nach Ultraschall.

Der Absenkungsbetrag konnte insgesamt um 1,17 m verringert und die spez. Ergiebigkeit um 0,94 m³/h*m gesteigert werden. Der Hauptanteil der Leistungssteigerung wurde laut Pumpversuchen allein durch das Bürsten des Filterrohres erreicht.

Die geophysikalischen Messungen zeigten eine Verringerung der aktiven Filterlänge um 0,60 m. Dabei wurde die Lagerungsdichte im Ringraum abschnittsweise verringert, im Bereich 8,8 – 9,5 m allerdings erhöht. Entsprechend wurde dieser Filterabschnitt deaktiviert. Dafür wurde ein darüber liegender Abschnitt aktiviert sowie im darunter liegenden Zuflusshorizont die Ergiebigkeit erhöht.

Die Ergebnisse der geophysikalischen Messungen sprechen für eine Materialumlagerung im Ringraum des Brunnens.

Die TV-Befahrungen zeigten deutlich, dass Beläge im Inneren des Brunnenrohres entfernt werden konnten. Die Filterschlitze, die nach dem Bürsten noch teilweise geschlossen waren, waren nach der Ultraschallbehandlung geöffnet.

Das während der Ultraschallbehandlung abgepumpte Wasser wurde wiederum abschnittsweise aufgefangen und mit einer 1l – Mischprobe beprobt. Diese wurde angesäuert, filtriert und das Filtrat mittels ICP-OES auf die Gehalte an Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium analysiert. Die Ergebnisse wurden, wie beschrieben, den Werten der chemischen Regenerierung gegenübergestellt.

Insgesamt konnte durch die Ultraschallbehandlung für alle der genannten Elemente deutlich weniger Masse entfernt werden. Dies gilt besonders für den Mangangehalt.

Fe : Mn – ca. 2,2 :1 bei der chemischen Regenerierung und 7,7 : 1 bei Ultraschall

Insgesamt konnte an dem Brunnen gemäß der Analysen der bei einem pH von ~ 0,8 gelösten Elemente nur weniger als 1/20 der Gesamtmenge an Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium entfernt werden.

Der Vergleich der alten Belagsanalysen mit einer RFA-Messung (-> Anlage 3) der durch die Ultraschallbehandlung entfernten Feststoffanteile widerspricht diesem Befund. Hier zeigten die Werte aus der Ultraschallbehandlung einen deutlich höheren Gehalt an Mangan als die Belagsanalyse von 1996.

Außerdem wurden auch an diesem Brunnen hohe Werte für Si und Al gemessen, die in der RDA-Messung als Quarz und Illit bestätigt wurden.

In der Summe wurden laut RFA-Messung durch die Ultraschallbehandlung mehr Feststoffe der angegebenen Elemente entfernt, vor allem auch mehr Mangan.

Die Leistung des Brunnens konnte durch die Beschallung nur geringfügig gesteigert werden. Der Vergleich der Lagerungsdichte im Ringraum vor und nach Beschallung wies auf eine Materialumlagerung statt. Es konnten Eisen- und Manganoxide sowie Sand- und Tonanteile entfernt werden.

Die Regenerierung kann damit eingeschränkt als erfolgreich betrachtet werden. Das Bürsten allein bewirkte schon eine deutliche Leistungssteigerung.

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chemische Regenerierung Ultraschallregenerierung im Wasser


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Mg 3%

Fe 29%

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Ca Mg Fe Mn

entfernte Gesamtmenge: 21.485 g

Br. 54a US

Mg15%

Ca79%

Fe5%

Mn1%

MgCaFeMn


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5 Zusammenfassung und Ausblick

Bei allen fünf untersuchten Brunnen ließ sich feststellen, dass durch die Ultraschallregenerierung eine Steigerung der spez. Ergiebigkeiten erreicht werden konnte.

Die Werte für die insgesamt entfernten Mengen (in [g]) an gelöstem Eisen, Mangan, Calcium und Magnesium erreichten nicht die Ergebnisse, die bei chemischen Regenerierungen erzielt werden konnten, lagen aber insgesamt dichter beieinander.

Die Ergebnisse wurden jeweils in Diagrammen zusammengefasst (->Anlage zu den Auswertungen pro Brunnen). Die erzielten Resultate variierten stark für die einzelnen Brunnen. Dabei konnten folgende Zusammenhänge festgestellt werden:

Für Brunnen 20a wurden erwartungsgemäß hohe Anteile sowohl an Eisen- als auch an Manganoxiden entfernt. Die Auswertung der Pumpversuche zeigte nahezu eine Verdopplung der spez. Ergiebigkeit an. Die geophysikalischen Messungen entsprachen diesem Ergebnis. Im Vergleich zu der chemischen Regenerierung konnten mehr Anteile an Mangan entfernt werden.

Bei Brunnen 29a konnten die sehr guten Ergebnisse der chemischen Regenerierung nicht erreicht werden. Der Brunnen wurde aufgrund der hohen Anteile an Eisenoxid ausgewählt. Auch dies bestätigte sich nicht. Durch den Ultraschall wurden im Gegenteil hohe Anteile an Manganoxiden entfernt. Die Auswertung der geophysikalischen Befunde zeigte eine sehr gute Steigerung der aktiven Filterlänge an. Demgegenüber blieb die Steigerung der Ergiebigkeit zurück.

An Brunnen 31a hingegen ist der Befund genau umgekehrt. Die geophysikalischen Messungen zeigten keine Veränderungen durch den Ultraschalleinsatz. Dennoch konnte die Ergiebigkeit um ca. 66 % (vorher : nachher) gesteigert werden. Damit war an diesem Brunnen die Ultraschallbehandlung effektiver als die vorangegangene chemische Regenerierung, bei der sogar eine Verschlechterung der Ergiebigkeit bewirkt worden war. Für die Auswahl des Brunnens wurde von hohen Anteilen an Manganoxiden ausgegangen, aber entgegen der Erwartung vorwiegend Eisenoxide entfernt.

Brunnen 51a und 54a zeigten ein recht ähnliches Verhalten. Hier lag die letzte chemische Regenerierung nicht so lange zurück. Entsprechend waren anscheinend die Durchflusswiderstände der Ringräume der Brunnen noch nicht so stark zurückgegangen. Entsprechend konnten die spez. Ergiebigkeiten nur leicht gesteigert werden. Die geophysikalischen Messungen zeigten sogar eine Verringerung der aktiven Filterlängen an. Der Hauptregeneriereffekt wurde hier besonders an Brunnen 54a schon zu großen Teilen durch das Bürsten erreicht. Die restliche Wirkung beruhte außerdem höchstwahrscheinlich auch auf einem Entsandungseffekt durch die Ultraschallbehandlung. Insgesamt wurden an diesen beiden Brunnen geringere Anteile Eisen- und Manganoxide entfernt, dafür im Vergleich zu den anderen Brunnen mehr SiO2. Sowohl für Brunnen 51a, der als Brunnen mit eher manganhaltiger Verockerung ausgesucht wurde, als auch an Brunnen 54a, welcher als eisenhaltiger Brunnen gewählt wurde, konnten deutlich mehr Anteile Eisenoxid entfernt werden. Insgesamt wurden an diesem Brunnen die niedrigsten Werte für Mangan erzielt.

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Zusammenfassend lässt sich feststellen:

Ultraschall funktioniert generell.

Im Vergleich zur chemischen Regenerierung wurde durch Ultraschall mehr Mangan und weniger Eisen entfernt.

Ultraschall entfernte auch große Anteile unlöslicher Eisen- und Manganverbindungen.

Die Mengen an gelöstem Eisen und Mangan (und Calcium und Magnesium) blieben weit hinter den Werten für die chemischen Regenerierungen zurück, dennoch wurden gute Leistungssteigerungen erzielt.

Besonders die geophysikalischen Untersuchungen zeigten deutlich bessere Resultate für die Brunnen, die länger nicht mehr regeneriert worden waren.

Mögliche Erklärungen für die genannten Befunde können sein:

Die Verockerung ist hauptsächlich biologisch induziert. Hier wirkt Ultraschall genauso gut oder sogar besser als der Einsatz chemischer Regeneriermittel.

Ultraschall wirkt besser auf die Mangananteile in den Verockerungen als chemische Regeneriermittel.

Ultraschall wirkt sehr gut im Ringraum, was sich dadurch zeigte, dass die besten Ergebnisse bei älteren Belägen erreicht wurden.

Weitere Schritte können und sollten sein:

Untersuchungen zur biologischen Verockerung – ist die Verockerung in den Schiersteiner Brunnen überwiegend biologisch induziert? Wie wirken chemische Regeneriermittel auf Biofilme? Wirkt Ultraschall besser und nachhaltiger?

Klassifizierung der Beläge in den Brunnen – wie viel Eisen und Mangan ist tatsächlich in den Belägen enthalten? Wo kommt es her (Chemische Modellierung)? Sind mit den ermittelten Gehalten die Mengen an entferntem Eisen und Mangan bei chemischen Regenerierungen im kg-Bereich erklärbar?

Untersuchungen zur Alterung der Beläge – Modelle, Prognosen und Befunde aus Brunnenuntersuchungen

Ein besonders interessanter Brunnen ist Br. 31a, bei dem die chemische Regenerierung 1996 erfolglos war, Ultraschall jedoch erfolgreich eingesetzt wurde und bei dem besonders der erzielte Wert für die Leistungssteigerung in starkem Widerspruch zu den geophysikalischen Messungen stand.

Insgesamt wurde Ultraschall erfolgreich zur Brunnenregenerierung eingesetzt. Die Ergebnisse des Projektes führten zur Formulierung von Hypothesen über die Zusammenhänge zwischen Brunnenbetrieb, Brunnenalterungsarten und dem Erfolg von Regeneriermaßnahmen und einem Vergleich der Regenerierverfahren mit Chemie und mit Ultraschall, die nun der weiteren Überprüfung bedürfen!

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6 Danksagung

Größter Dank gilt dem Sachverständigenbeirat des ESWE Innovations- und Klimaschutzfonds für das in uns gesetzte Vertrauen und die Genehmigung des Projektes. Vielen Dank!

Besonderer Dank richtet sich an alle Beteiligten im Wasserwerk Schierstein für die hervorragende Zusammenarbeit und das große Interesse an unserer Arbeit. Ohne dieses Miteinander wäre das Projekt nicht durchführbar gewesen. Wir danken

Frau Drews für die uneingeschränkte Verfügbarkeit aller Ressourcen des Wasserwerkes Schierstein und das große Interesse an der Arbeit und den Ergebnissen.

Herrn Hahl für die fachlichen Diskussionen und die Unterstützung bei der Aufarbeitung der Grundlagendaten, der Probennahme, Analysenvorbereitung und der Auswertung der Analysendaten.

Herrn Mielke und seinen Mitarbeitern für alle geleisteten Hilfestellungen rund um die Brunnen und das große Interesse an der Arbeit und den Ergebnissen.

Herrn Pommerening und seinen Mitarbeitern für die handwerkliche Unterstützung im Technikum des RAW und die stetige Hilfsbereitschaft.

Weiterhin danken wir allen beteiligten Mitarbeitern des ESWE Institutes für Wasserforschung und Wassertechnologie und des ESWE Labors der ESWE Versorgungs AG, besonders

Frau Maes, Frau Weitz und Frau Pommerenke für die Hilfestellungen und Mitarbeit bei Probenaufbereitung und Analytik.

Herrn Müller und Herrn Edler für die Hilfe bei der Datensammlung und die Datenbereitstellung und –aufarbeitung.

Frau Dittmer für Administration und Organisation.

Frau Lautz für die Betreuung des Projektes in allen finanziellen Belangen.

Dank gilt auch den Mitarbeitern am Institut für Geologie der Johannes Gutenberg – Universität, die Analysen durchführten und Ergebnisse fachlich diskutierten und dem Projekt mit großem Interesse begegneten sowie den studentischen Hilfskräften, Frau Gründer und Herrn Weinhardt, die Messungen und Analysen durchführten.

Bei den Firmen BRM Brunnensanierung GmbH, Biebergemünd und BLM Gesellschaft für Bohrlochmessungen mbH, Gommern bedanken wir uns für die gewohnt gute Zusammenarbeit.

Vielen Dank!

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ESWE-Institut für Wasserforschung und Wassertechnologie

Kurfürstenstr. 6

65203 Wiesbaden, den 22.10.2004

Prof. Dr. R.-D. Wilken

(Geschäftsführer ESWE-Institut)

Dipl.-Geol. H. Wiacek

(Projektleiterin Ultraschall)

„Ultraschall – ein umweltfreundliches Verfahren zur...

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