Gewinnung von gesättigter Sole:
Speziell ausgelegte Exzenterschneckenpumpe fördert Heilwasser aus sächsischer Glaubersalzquelle

Im September 2015 wurde in einer traditionsreichen sächsischen Bäderstadt eine neue, 4.500 m² große Soletherme eröffnet. Gespeist wird sie aus einer hochgesättigten Glaubersalzquelle, die ein Umweltbüro im Jahr 2009 bohren ließ.
 

Blick hinter die Kulissen
Ursprünglich beauftragte das Staatsbad in Sachsen ein Planungsunternehmen mit einer Erkundung und Erschließung von Sole ausschließlich zu geothermalen Zwecken. Nachdem mittels Exploration – das heißt einer geophysikalischen Erkundung von Störungszonen – ein passender Standort im Elstertal gefunden worden war, wurden ab 2007 eine Erkundungsbohrung sowie ein erster Pumpversuch durchgeführt. Dabei stieß man in circa 1.200 m Tiefe auf hochmineralisiertes Wasser mit besonders hohem Natriumsulfat- und Chlorid-Anteil.

Herausforderung angenommen
Für die Pilotanlage wurde von NETZSCH zunächst in intensiver Zusammenarbeit mit allen Beteiligten eine Lösung konzipiert, mit der das Heilwasser schonend sowie effizient an die Oberfläche transportiert und der Bedarf des geplanten Thermalsolebads mit drei Becken und einem Fassungsvermögen von 450 m³ Wasser abgedeckt werden konnte. Die Herausforderung für NETZSCH lag dabei darin, das ursprünglich für die Förderung auf Ölfeldern entwickelte Downhole-System, auf dessen Basis die neue Lösung entworfen wurde, an das Pumpen des deutschlandweit einmaligen Fluids aus dem Brunnen im Elstertal anzupassen.

Exzellent gelöst
Eingesetzt wurde schließlich eine Exzenterschneckenpumpe des Typs NTZ 278. Deren Körper ist vergleichsweise schmal und kann grundsätzlich auch mit einem Tauchmotor innerhalb eines Bohrschachtes angetrieben werden. Aufgrund des geringen Durchmessers von 95 mm wurde jedoch die Tauchpumpe mit der Antriebseinheit an der Oberfläche gewählt. Der Vorteil dieser Lösung liegt auch in einer schnellen Verfügbarkeit  und maximaler Flexibilität in der Förderrate und dem zu fördernden Medium. Kein anderes Pumpensystem kann ein so weites Förderratenfeld abdecken. Aus diesem Grund wird gerade bei Testphasen immer häufiger diese Pumpentechnologie eingesetzt.

Damit das Salz bei der Förderung nicht auskristallisieren und Elastomer abschmirgeln konnte, wurde das Quellwasser beim Langzeitpumpversuch mit einem Solegehalt von 22 Prozent – das heißt verdünnt – sowie bei einer Temperatur von 42 °C gepumpt. Zudem lag die Drehzahl der NTZ 278 bei 100 – 200 Umdrehungen pro Minute,  so dass der natürliche Schmiereffekt, den die Sole bei höheren Fließgeschwindigkeiten ausübt, genutzt und ein Elastomerabrieb vermieden werden konnte.

Die NTZ 278 wurde 2009 von NETZSCH-Technikern am Brunnenstandort im Elstertal inklusive Drive Head und Gestänge montiert. Sie wurde im Rahmen des Langzeitpumpversuchs mehr als ein Jahr getestet und pumpte in dieser Zeit zuverlässig Heilwasser für eine Soletherme aus der Tiefe. Da das Aggregat nur über eine geringe Zahl an Verschleißteilen verfügt, erzeugt es lediglich niedrige Lebenszykluskosten. Um die Energieeffizienz des Systems weiter erhöhen zu können, ist derzeit der Einsatz einer NETZSCH Pumpe mit Heizmantel geplant: Wird dieser um die Pumpe gelegt, erwärmt sich die Sole und kann mehr Salz lösen. Auf diese Weise erhöht sich der Schmiereffekt und die Standzeit würde sich weiter erhöhen.  

Von den Daten, die im Langzeitpumpversuch mit NETZSCH-Technik gewonnen werden konnten, profitieren seit September 2015 die Besucher in einer 4.500 m² großen Thermenlandschaft mit verschiedenen Becken, in denen die Sole verdünnt zum Einsatz kommt und ein schwereloses Schweben im Wasser ermöglicht. So gibt es beispielsweise einen Salzsee mit einer Solekonzentration von 15 Prozent und zwei Pools mit 10- beziehungsweise 6-prozentigem Solegehalt.


Technik

Technik

NETZSCH: Exzenterschneckenpumpe des Typs NTZ 278

Fördermedium: Quellwasser mit einem Solegehalt von 22 Prozent

Drehzahl: 100 – 200 U/min

Temperatur: 42 °C