Tiefbrunneninjektion zur Konzentratentsorgung
- Potentielle Umweltauswirkungen
- Kriterien und Methoden zur Machbarkeitsbewertung
- Kosten Brunneninjektion
Die Sole aus der Entsalzungsanlage (verschiedenste Grössen möglich) wird in einen angemessen tiefen Grundwasserleiter (500 to 1500m) injiziert, welcher getrennt von darüber liegenden Süsswasser- oder Niedrigbrackwasser- Grundwasserleitern ist.
Soleentsorgungsbrunnen bestehen normalerweise aus mehreren konzentrischen Rohrschichten, mindestens jedoch aus einem Gehäuse, bzw. einem Stahlmantel und einem Injektionsrohr. Eine tiefe Injektionsbohrung besteht aus einem Bohrlochkopf (bei Bedarf mit einer Pumpe ausgestattet) und einem ausgekleideten Bohrlochschacht, der durch mehrere Schichten von Verkleidungen und Verfugung geschützt ist.
Flache Strandbrunnenanlagen zur Ausschleusung können ebenfalls verwendet werden. Diese werden hauptsächlich für kleine bis mittelgroße Meerwasserentsalzungsanlagen verwendet. Die Strandbrunnen leiten die Sole in einen relativ flachen, nicht eingegrenzten Küstengrundwasserleiter ab, der die Sole schließlich durch die Bodensedimente in den offenen Ozean befördert.
- Potentielle Umweltauswirkungen
Die über 20-jährige Erfahrung der Entsorgung von Sole mit dem Tiefbrunneninjektionsverfahren hat sich als zuverlässig erwiesen, und die Wahrscheinlichkeit von negativen Auswirkungen auf die Umwelt scheint gering. Bei der Planung der Umsetzung sollten wir jedoch die folgenden Faktoren berücksichtigen, die eine Aufwärtswanderung der Sole und somit eine mögliche Kontamination der flachen Grundwasserleiter ermöglichen könnten:
- Korrosion oder übermäßiger Zulaufdruck könnten zum Versagen des Bohrlochgehäuses führen und damit zum Austritt der Sole durch das Bohrloch
- Vertikale Ausbreitung der Sole außerhalb des Bohrlochgehäuses zum flachen Grundwasserleiter
- Wenn das überlagerte begrenzende Bett eine hohe Permeabilität, Lösungskanäle, schwache Fugen, Fehler oder Brüche aufweist, kommt es zu einer vertikalen Solemigration
- In der Nähe befindliche Bohrlöcher, die unzureichend zementiert oder verstopft sind oder eine unzureichende Hülle aufweisen, können einen Weg für die injizierte Sole darstellen
Während des Bohrlochbetriebs werden der Solefluss und der Bohrkopfdruck kontinuierlich überwacht. Steigender Druck während des Betriebes kann auf eine mögliche Verstopfung hinweisen, während ein plötzlicher Druckabfall auf Undichtigkeiten im Gehäuse, in der Vergussmasse oder der Dichtung hinweist. Außerdem muss durch monatliche Tests sichergestellt werden, dass keine Brunnenleckagen in unterirdische Böden oder Wasserquellen gelangt. Verstopfungen, Verunreinigungen und große Schwankungen der Soledurchflussraten und -drücke sollten vermieden werden. Verstopfung kann auf Bakterienwachstum, suspendierter Feststoffe oder mitgerissener Luft zurückzuführen sein.
- Kriterien und Methoden zur Machbarkeitsbewertung
Um ein Tiefbrunneninjektionssystem für die Solebeseitigung anwenden zu können, müssen Grundwasserleiter mit großer Speicherkapazität und guter Bodendurchlässigkeit zur Verfügung stehen. Es müssen Gebiete mit hoher seismischer Aktivität oder Standorte in der Nähe von geologischen Fehlern vermieden werden, die zu einer direkten hydraulischen Verbindung zwischen dem Speicher und einem Süßwasserleiter führen könnten.
Für eine gesetzliche Genehmigung werden in der Regel die Durchlässigkeit und der Salzgehalt des Speichergrundwasserleiters angefordert, sowie das Vorhandensein einer strukturell isolierenden und begrenzenden Schicht zwischen dem empfangenden und dem darüberliegenden Grundwasserleiter mit
- Kosten Brunneninjektion
Die Kosten für Tiefbrunnen werden hauptsächlich von der Bohrlochtiefe und dem Durchmesser der Bohrlochrohre und der Mantelringe beeinflusst. Die folgende Tabelle gibt einen groben Überblick über die Baukosten für tiefe Injektionsbohrungen in Abhängigkeit von der Soleabflussmenge (m3 / d) und der Bohrlochtiefe (m).
Table 1, Konstruktionskosten von Soleentsorgungsbrunnen
|
Brunnendurchmesser (m)
|
Typische Kapazitäten (m3/d) |
Konstruktionskosten ($) als Funktion von Solerate, Q (m3/d) und Brunnentiefe, H (m) |
|
100 |
1,000-2,000 | 165 x Q + 310 x H + 100,000 |
|
200 |
4,500-6,500 | 180 x Q + 1,250 x H + 160,000 |
|
300 |
10,000-15,000 | 165 x Q + 2,000 x H + 290,000 |
|
400 |
15,000-30,000 | 160 x Q + 2,800 x H + 330,000 |
|
500 |
30,000-50,000 |
150 x Q + 4,500 x H + 370,000 |
Brine Deep Well Injection