Bedre drift av brønn 2021-07-08T21:19:10+00:00

Bedre drift av brønn

Frem til slutten av 2007 har sand og grus utelukkende blitt benyttet som fyllmasse i ringrommet av vannutvinningsbrønner.


Den avtagende kvaliteten på naturlig sand og grusfiltermedia for vannforsyningsbrønner ble en utfordring for brønnindustrien de senere årene over hele verden. Stadige problemer og utfordringer med redusert funksjonalitet av gruspakken og betydelig redusert levetid ble grunnlaget for å lete etter alternativer.

Lave verdier for knusestyrke, slitestyrke, rundhet, gradasjon og kjemisk resisitivitet fører til utilstrekkelig hydraulikk, økt brønnstopping og skalering, høyere energiforbruk, redusert levetid og økt drift- og vedlikeholdskostnader. Dypere brønner lider også av brodannelse og fastkjøring av grus under installasjon som resulterer i ufullstending og ujevn fylling hvor plutselig tilbakeslag kan gi alvorlig brønnskade.

Høyytelsesbrønner som ASR, gruvebrønner osv. hvor store vannmengder transporteres, kreves det et ytterligere behov for å øke standardene for filtermedia. Dette for å unngå irreversibel pakking pga. Oppløsning og komprimering av gruspartikler som gir betydelig redusert ytelse og levetid.

I slutten av 2007 ble filtermedia bestående av glasskuler benyttet for første gang som et alternativ til grus på en 400 fots brønn i Tyskland med alvorlige skaleringsproblemer. Glasskulene har overlegne fysiske, kjemiske og hydrauliske egenskaper og reduserer drifts- og vedlikeholdskostnader i tillegg til økt levetid.

Erfaring med mer enn 600 brønner i Europa og USA, blant dem er to stykker 1500 meter dype gruvebrønner i Colorado, med glasskulefiltermedia som viser korrekt pakket isotropisk ringformede fyllinger, høyere spesifikk kapasitet på brønnen, redusete pumpekostnader og signifikant utvidede driftssykluser mellom hvert vedlikeholdsintervall.

“Hovedmålene med behandling av drikkevann er å inaktivere mikroorganismer (desinfeksjon), fjerne partikler og organisk materiale (humus), fjerne andre uønskede uorganiske stoffer og tilpasse vannkvaliteten til ledningsnettet (korrosjonskontroll). “

Brønnetablering

Ved valg av glasskulefiltermedie, vil man få en annen opplevelse ved etablering av brønn. Sammenlignet med sand og grus støver ikke glasskulene ved påfylling. I tillegg har glasskulene en mye høyere knusningsstyrke enn grus, slik at det ikke vil være utfordringer med knusninger av media under fylling av brønn.

I tillegg til dette vil glasskulefiltermediaet fordele seg homogent i brønnen grunnet sin unike form og eksakte størrelse, noe som vil bidra til en utnyttelse av hele filtermediaet under drift av brønn.

Funksjonalitet

Målet med et optimalisert filtermedia i brønnen er å få en stabil filterseng. Ved benyttelse av glasskulefiltermedia oppnår man i tillegg økt hydraulisk permeabilitet fra borehull til brønnskjerm, redusert og forsinket skalering av brønnen, homogene porekanaler med forutsigbarhet. Dette er konsistent under brønnens driftstid.

Opprett en stabil porøs filterkolonne med evnen til å la spesifiserte underdimensjonerte korn passere i henhold til akvifer graderingskurven. Unngå tilstopping av borehull/filterpakke. Unngå konstant inntrenging av finere partikler fra akviferen. Overføringslag mellom formasjon og skjerm.

Design

Glasskulefiltermedia har et unikt design med unike egenskaper, som bidrar til optimalisering av brønnen.

  • Homogen sammensetning
  • Renhet
  • Glatt overflate
  • Sfærisitet
  • Ensartethet/uniform
  • Stabil fordeling av filtermedia
  • Isotropi
  • Homogent porevolum
  • Maksimal effektiv porøsitet
  • Maksimal permeabilitet
  • Inhibering av biofilmer og skorper
  • Høy mekanisk motstandsevne
  • Høy kjemikalieresistens
  • Konsistent

Påvirkning på brønnytelse

Det er flere faktorer som vil påvirke ytelsen av brønnen. Ved å velge riktig filtermedia til fyllmasse i brønn, vil dette være med på å påvirke brønnytelsen positivt.

Andre faktorer som er med på å påvirke brønnytelsen er blant annet brønnens indre overflate (grovheten) samt størrelsen, geometri og volum av porekanaler.

Testresultater ved bruk av sand

Testresultater ved bruk av glasskulefiltermedia

Kjemiske parameter i vann

Det er flere kjemiske parametere som påvirker vannkvaliteten. De ulike kjemiske parameterne har sin egen påvirkning på vannkvaliteten. Det kreves en vannprøve for å få en oversikt over de viktigste kjemiske parameterne i vannet.

Hardhet

Hardhet er et mål på på vannets innhold av kalsium og magnesium. Hardt vann gir dårlig skumming av såpe og generelt bruksmessige problemer. Det dannes belegg i vaskemaskiner og kjeler, samtidig som det kan skade elektriske varmeelementer. Hardhet benevnes i tyske hardhetsgrader (°dH). Vann fra 0-2 dH er meget blødt, 2-5 dH blødt, 5-10 dH middels hardt og >20 dH meget hardt vann.Ler mer om hardt vann her.

Jern

Jern finnes i berggrunnen og derfor også i grunnvann. Jern kan gi utfelling, misfarging av en rustrød farge og dårlig lukt og smak på drikkevannet. Jerninnholdet bør ikke overskride 0,2 mg/L, men problem kan oppstå både ved lavere og høyere innhold. Forekomster av jern medfører normalt ingen helserisiko, men kan gi misfarging av klesvask og sanitetsporselen. Det kan også dannes slam i rørsystemet pga. utfelling og dermed tetting av dette. Høyt jerninnhold kan sette smak på vannet.Les mer om jern og mangan i drikkevannet her.

Mangan

Mangan finnes, i likhet med jern, normalt i berggrunnen og det kan derfor ofte være store mengder i grunnvann. Høyt manganinnhold har ingen helsemessig betydning, men kan gi de samme bruksmessige problemer som jern. Mangan bør ikke overskride 0,05 mg/l.Les mer om jern og mangan i drikkevannet her.

Turbiditet 

Turbiditet er et mål på vannets grumsethet og partikkelinnhold. Turbiditeten bør ikke overskride 4 FTU. Høy verdi skyldes ofte jernutfelling eller leire og kan tyde på at brønnen ikke er tett.

Fargetall

Farge på vannet skyldes oftest høyt innhold av organisk stoff (humus) eller av jern. Farge på vannet er ikke i seg selv skadelig, men det kan gi misfarging av klesvask ol. Fargetallet bør iht. Drikkevannsforskriften være under 20.

Brønn

Lave verdier for knusestyrke, slitestyrke, rundhet, gradasjon og kjemisk resisitivitet fører til utilstrekkelig hydraulikk, økt brønnstopping og skalering, høyere energiforbruk, redusert levetid og økt drift- og vedlikeholdskostnader. Dypere brønner lider også av brodannelse og fastkjøring av grus under installasjon som resulterer i ufullstending og ujevn fylling hvor plutselig tilbakeslag kan gi alvorlig brønnskade.

Lukt og smak 

Lukt og smak på drikkevannet kan være tegn på forurensning av vannet eller på at uønskede stoffer er tilført vannbehandlingen eller i ledningsnettet. Den vanligste årsaken til endring av lukt og smak på vannet er forurensning av mikroorganismer som kan finnes naturlig i vannkilden.

Hygenisk barriere 

En hygienisk barriere forhindrer at drikkevannet inneholder smittestoffer, kjemiske komponenter eller fysiske stoffer i en slik konsentrasjon at det utgjør en helsemessig risiko for forbruker. For store vannverk som forsyner mange mennesker med drikkevann, er det et krav om to hygieniske barrierer.

Organisk stoff (humus)

Innholdet av organisk stoff måles som totalt organisk karbon. Innholdet bør etter drikkevannsforskriften ikke være høyere enn 5 mg C/L. Høyt innhold i brønnvann kan tyde på at brønnen er lekk slik at det renner overflatevann inn. Høyt innhold av organisk stoff kan særlig være problem i områder med myr da myrvann inneholder mye humus. Organisk stoff gir smak og farge på vannet. Særlig små barn og syke mennesker bør ikke drikke vann med høyt innhold av organisk materiale.

pH-verdien 

pH angir vannets surhetsgrad. Det er anbefalt at drikkevann har en pH på mellom 6,5 og 9,5. Har vannet en lavere pH kan det være risiko for at vannet er korrosivt og kan løse ut metaller fra ledningssystemet og tære på rørene. Ved høyrere pH enn 10,5 er det risiko for skade på øyer og slimhinner.

Klorid

Kloridinnholdet bør ikke overskride 200 mg Cl/L da dette kan gi korrosjonsangrep på ledningsnett. Verdier over 300 mg/L kan gi en saltaktig smak på vannet. Høye kloridverdier skyldes oftest innsig fra sjøvann.

Ledningsevne (konduktivitet)

Konduktivitet viser vannets totale saltinnhold. Høy ledningsevne viser at vannet har høyt innhold av salt(er), men sier ingenting om hva slags salter det er mye av. Høyt saltinnhold gir korrosivt vann. Ledningsevne måles i millisiemens per meter (mS/m) og drikkevannsforskriften har en grenseverdi på 250 mS/m.

Fluorid

Det er antatt at mer enn 15% av drikkevannsbrønnene i fastfjell i Norge inneholder så mye fluor at det kan skade tenner under dannelse, spesielt om barn får tilført fluor gjennom tannkrem og tabletter i tillegg.

Fluor frigjøres til grunnvann ved forvitring eller anion-utveksling ved høy pH. Fluorid kalles den type fluor som er oppløst i vann og finnes i varierende mengde i berggrunnen som verken lukter eller smaker noe, som kan gjøre det vanskelig å oppdage uten å foreta en vannanalyse. Negative helseeffekter opptrer derfor først etter lang tids overforbruk.

Bakterier i vann

For å måle mengden bakterier i drikkevannet, gjøres det en analyse av kimtallet. Kimtallet gir et mål på det totale antall bakterier som er funnet ut ifra vannprøven som ble tatt ved å dyrke prøven ved 22 og 37 °C. Ved 22 °C finnes det bakterier som normalt ikke fører til noen helsemessig risiko og sykdom, men ved 37 °C, som er kroppens kroppstemperatur, kan organismer vokse som ofte utgjør en helsemessig risiko og kan føre til sykdom. E.coli er en av de få bakteriene som analyseres i tillegg til kimtallet da dette gir en indikasjon på fersk forurensning av vannkilden.

Radon

Det anslås at ca. 15% av fjellbrønner i Norge har høyere konsentrasjon av radon i vannet enn den anbefalte tiltaksgrensen på 500 bq/L. Radon er en naturlig radioaktiv gass uten lukt, smak eller farge, som er en direkte kilde til lungekreft ved inhalering.

Ved å ha en lukket borebrønn i fjell kan radongass føres direkte inn i huset og fordampe når vannet f.eks. varmes opp, kommer ut av dusjen osv. Dette bidrar til drastisk høyere radonkonsentrasjoner i inneluften. Du kan lese mer om radon i luft og grunnvann her.