<Desc/Clms Page number 1>
"Werkwijze voor het opvullen van een stortplaats voor met hoog watergehalte aangevoerd slib en inrichting voor het in slib aanbrengen van draineerwieken"
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het opvullen van een stortplaats voor slib en gelijkaardige fijnkorrelige materialen die met een hoog watergehalte zijn aangevoerd die teneinde een versnelde ontwatering hiervan te verwezenlijken, mechanisch worden geroerd.
Slib, een fijnkorrelig sediment, vaak rijk aan organisch materiaal en kleimineralen, vertoont sterke neigingen om verontreinigingen en water aan zich te binden.
De verontreinigingsgraad van slibs geeft aan dit product een negatieve economische waarde, de hoge waterinhoud is
EMI1.1
een negatieve eigenschap om als aangewend te worden.
21Voor zover niet reinigbaar, vanuit technisch of economisch standpunt, worden slibs geborgen op daartoe ingerichte bergingsstortplaatss.
De enorme hoeveelheden slib die jaarlijks vrijkomen bij o. m. onderhoudsbaggerwerken op het rivierennet, bij waterzuiveringswerken, enz. nemen steeds meer duurzame bergingsruimte op het land in.
Teneinde de bergingscapaciteit van de beschikbare stortplaatsen zo goed mogelijk te benutten, wordt ernaar gestreefd bij voorkeur zo veel mogelijk reeds ontwaterde specie te bergen. Naast mechanische ontwatering gebeurt dergelijk proces, zeker bij grote hoeveelheden, op zogenaamde laguneringsvelden.
Door de sterke toename van de hoeveelheden te
<Desc/Clms Page number 2>
verwerken slib en de noodzaak de als stortplaats voor slib beschikbare oppervlaktes optimaal te gebruiken, is nu een werkwijze ontwikkeld die de hierbij gestelde problemen in zeer grote mate oplost door o. a. het zogeheten laguneren in sterke mate te versnellen in tijd zodat de totale benodigde laguneringstijd en dus de tijd die nodig is voor het ontwateren van het slib of gelijkaardige materialen, waardoor de beoogde sterke volumevermindering optreedt, drastisch wordt ingekort.
In een reeks octrooien, t. w. US 3, 880, 703-US 3, 959, 059 en US 4, 290, 890 is reeds voorgesteld grondmaterialen en dunne species met een hoog tot zeer hoog watergehalte door mechanisch roeren te ontwateren. Deze bekende techniek is nochtans niet voldoende om het integraal en in versneld tempo ontwateren van een gestorte hoeveelheid slib of gelijkaardige materialen. Door versneld tempo moet een ontwateringsperiode worden beschouwd die merkelijk te onderscheiden is van de periode waarbij dezelfde massa zonder verdere ingreep ontwaterd wordt.
Om het door de uitvinding gesteide doel te bereiken, is de thans beschreven werkwijze gekenmerkt doordat men 1) onder de te storten sliblaag draineermiddelen voorziet en men zoveel slib stort en door mechanisch roeren ontwatert en laat verdampen tot een ontwaterde slibhoogte is bereikt boven dewelke, al dan niet per ontwaterde slibhoogte, opnieuw draineermiddelen worden aangebracht voor het telkens opnieuw laagsgewijze storten en ontwateren van slib volgens dezelfde sequenties, en 2) het roeren derwijze uitvoert dat daarenboven het compacteren van het slib in de omgeving van de draineermiddelen wordt tegengewerkt.
Steeds volgens de uitvinding bouwt men de stortplaats op door meerdere lagen slib boven elkaar aan te brengen, waarbij men elke laag slib slechts boven een daaronder gelegen
<Desc/Clms Page number 3>
sliblaag stort nadat bedoelde onderliggende sliblaag een voldoende draagkracht vertoont als gevolg van de ontwatering van het slib.
In een technisch voordelige uitvoeringsvorm voorziet men onder de te storten sliblaag draineermiddelen en stort men zoveel slib en ontwatert men dit door mechanisch roeren tot een ontwaterde slibhoogte is bereikt boven dewelke, al dan niet per ontwaterde slibhoogte, opnieuw draineermiddelen kunnen worden aangebracht voor het telkens opnieuw laagsgewijze storten en ontwateren van slib volgens dezelfde sequenties.
Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm brengt men rond hogerbedoelde stortplaats grondkeringen aan die zelf van afwateringssystemen zijn voorzien.
Volgens een andere uitvoeringsvorm bewerkt men het slib of de gelijkaardige materialen op één plaats tot het de nodige voldoende ontwaterde structuur vertoont om op een andere reeds ontwaterde voldoende draagkrachtige laag te worden gestort.
De uitvinding betreft eveneens een inrichting
EMI3.1
voor het horizontaal in slib of gelijkaardige * met hoog watergehalte aanbrengen van draineerwieken en/of- fijnkorrelige materialenbuizen.
Met deze inrichting wordt alsdan een sterk doorgevoerde ontwatering van slib en gelijkaardige materialen verkregen en wel met middelen die technisch eenvoudig en betrouwbaar zijn.
Om dit mogelijk te maken, wordt deze inrichting essentieel gevormd door een mes dat zich steeds, in gebruik, in een verticaal vlak uitstrekt dat bepaald wordt volgens de richting van voortbeweging van de inrichting, bestemd om horizontaal doorheen het slib te worden verplaatst, waarop, op instelbare hoogtes, holle horizontale of nagenoeg horizontale vleugels voorkomen die
<Desc/Clms Page number 4>
aansluiten bij holle geleidingsstroken in het bedoelde mes waardoorheen bedoelde wieken of buizen kunnen worden aangevoerd vanaf tot de inrichting behorende stockeermiddelen.
Steeds volgens de uitvinding vertonen hogerbedoelde holle vleugels een gebogen en getordeerd verloop vanaf bedoelde holle geleidingsstroken in het bedoelde mes waarop zij aansluiten tot aan hun vrij uiteinde waaruit de wieken of buizen in het slib of in gelijkaardige materialen met hoog watergehalte worden achtergelaten.
Andere details en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een werkwijze voor het opvullen van een stortplaats voor met hoog watergehalte aangevoerd slib of gelijkaardige materialen en van een inrichting voor het horizontaal in slib of gelijkaardige materialen met hoog watergehalte aanbrengen van draineerwieken en/of-buizen.
Deze beschrijving wordt bij wijze van voorbeeld gegeven en is niet beperkend voor de uitvinding. De
EMI4.1
verwijzingscijfers hebben betrekking op de hieraan toegevoegde figuren.
Figuur 1 is een perspectivische voorstelling van de inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 1 a vertoont op een grotere schaal een detail van de inrichting volgens figuur 1.
Figuur 2 is een schematische voorstelling van een vlottende structuur uitgerust met de inrichting volgens de uitvinding.
De werkwijze volgens deze aanvrage is dus essentieel gekenmerkt door een reeks maatregelen die het mogelijk maken, enerzijds, de bergingscapaciteit van een stortplaats aanzienlijk te verhogen en, anderzijds, de tijd voor het versneld
<Desc/Clms Page number 5>
ontwateren en het gefaseerd boven elkaar stockeren van het versneld ontwaterde slib en/of gelijkaardige materialen sterk te reduceren.
Door de daartoe nodige bewerkingen nu op één stortplaats, gefaseerd, te laten doorgaan, wordt op deze stortplaats versneld ruimte gewonnen zodat het transport van deze oorspronkelijke verwerkingsplaats naar een andere stockage stortplaats kan wegvallen.
Door het slib of gelijkaardige materialen aldus op zeer verkorte termijn te ontwateren, kan nu ook overwogen worden het "laguneren" van het te ontwateren slib of gelijkaardige materialen gefaseerd uit te voeren. Het versneld ontwateren van slib vindt, volgens de uitvinding, plaats door de slibmassa tegelijkertijd te draineren en onmiddellijk nadat zij is gestort actief te roeren. Door dit roeren gaat de gewenste ontwatering van het slib sneller kunnen doorgevoerd worden via versnelde verdamping en drainering. Slib compacteert hierbij veel sneller. Het roeren dient derwijze te worden
EMI5.1
uitgevoerd dat het slib niet in de omgeving van de draineermiddelen compacteert. Dit is essentieel wil men door roeren de tijd die nodig is om de ontwateringsfase uit te voeren drastisch inkorten.
Gaat men uit van een vullaagdikte die, bijvoorbeeld, per fase 2 m bedraagt, dan gaat het roeren van het slib zolang worden doorgevoerd tot het grotendeels ontwaterd slib is gecompacteerd tot een dikte van bijvoorbeeld nagenoeg 0. 70 m.
In een dergelijke ontwaterde en dus gecompacteerde toestand vertoont de sliblaag voldoende draagkracht om het storten boven deze laag van een tweede hoeveelheid slib ter dikte van nagenoeg 2 m aan te vangen. Deze nieuwe sliblaag wordt op haar beurt geroerd tot dezelfde graad van ontwatering als in de eerste fase is bereikt. Theoretisch bedraagt de vuldikte van het in
<Desc/Clms Page number 6>
twee fasen gestort en ontwaterd slib 1. 40 m. De hier beschreven bewerkingen kunnen een derde maal worden herhaald tot de totale dikte aan ontwaterd en gecompacteerd slib nagenoeg 2, 1 m bedraagt. Dit wordt een cyclus genoemd.
Deze cyclus kan ook gerealiseerd worden door voldoende ontwaterde sliblagen van twee laguneringsoppervlakte eenheden, al dan niet verkregen binnen éénzelfde fase, te verwerken bovenop de voldoende ontwaterde sliblaag van een andere laguneringsoppervlakte eenheid.
De totale vuldikte per cyclus bedraagt dus ongeveer 2 m. Het zal duidelijk zijn dat bij de aanvang van de bewerkingen, d. i. vöör het storten van de eerste sliblaag, onder deze sliblaag draineermiddelen worden aangebracht. Door draineermiddelen wordt het aanbrengen bedoeld van een zandlaag ter dikte van ongeveer 0, 30 m waarin gebruikelijke draineerbuizen of-wieken voorkomen, met eventueel eronder een water niet doorlatende laag.
Een tweede laag draineermiddelen wordt veelal slechts aangebracht op het einde van een cyclus, d. i. zoals hierboven uiteengezet, wanneer een laag sterk ontwaterd slib met een dikte van nagenoeg 2 m is bereikt. Bedoelde waarden kunnen uiteraard sterk variëren in functie van de aard en de graad van ontwatering van het verwerkte slib.
In de meest voordelige omstandigheden wordt het slib in de bergingsstortplaats ingebracht met een dichtheid die ligt in de orde van grootte van minstens 1.25 ton/m3, teneinde de hoeveelheid water te beperken en de ontwateringstermijn drastisch in te korten. Om dergelijke dichtheden bij hydraulisch transport te realiseren, dienen geavanceerde win-en perstechnieken te worden aangewend, o. a. door ontgassers in te schakelen.
Om een doorgedreven ontwatering van het slib te verwezenlijken, wordt reeds ogenblikkelijk na aanbrengen het
<Desc/Clms Page number 7>
roeren bijvoorbeeld uitgevoerd door z. g."moerastuigen", die zijn ontworpen om op voor klassieke, normale werktuigen ontoegankelijke terreinen te werken. Door het verder roeren van het gestorte slib wordt de verdere verdamping van het water bevorderd en wordt korstvorming vermeden. Korstvorming aan het oppervlak door uitdrogen van het slib aan het oppervlak werkt de normale verdamping van het water, in het onderliggend gedeelte van de sliblaag, tegen.
Van essentieel belang voor een goed begrip van de uitvinding zijn de maatregelen die worden voorzien om de slibmassa langs twee fronten te ontwateren, bovenaan door verdamping dankzij het roeren, onderaan door het voorzien van draineermiddelen. Door het mechanisch roeren wordt inderdaad "korstvorming"aan de oppervlakte vermeden terwijl onderaan compacteren van het slib als gevolg van het draineren eveneens door het roeren wordt vermeden. De combinatie van beide maatregelen is dus essentieel. Het is duidelijk dat tijdens neerslag de roering dient stopgezet te worden. Het roeren laat veelal een vrij vlak oppervlak achter zodat regen sneller kan afstromen wat ook dient te gebeuren.
Door het inzetten van"moerastuigen"op de nog natte slibmassa wordt het mogelijk de natte slibmassa op sterk verkorte termijnen op ruggen te zetten. In deze toestand van het slib kan een verdere behandeling door gebruikelijk hydraulisch grondverzetmateriaal, op rupsen bijvoorbeeld, plaatsvinden. Tijdens hetgeen een"laguneringsproces" kan worden genoemd, zal het watergehalte van het slib en van materialen met hoog watergehalte van bijvoorbeeld 200% naar ontwaterd slib met een watergehalte van bijvoorbeeld 40% worden gereduceerd.
In plaats van moerastuigen kan ook beroep worden gedaan op werktuigen die langsheen een oever worden
<Desc/Clms Page number 8>
verplaatst wanneer de bergingsstortplaats zich hiertoe leent.
De aldus bewerkte (gelaguneerde) slibmassa wordt verder verdicht via horizontale drainering en door de massa van bovenliggende, aangebrachte, ontwaterde sliblagen, zodat de laguneringscyclus meerdere malen kan worden herhaald. Dit houdt in dat meerdere laguneringsoppervlakte eenheden, al dan niet deelvelden ervan, meerdere malen kunnen herbruikt worden om slib te ontwateren, doordat zij telkens "opgehoogd" worden met al dan niet vooraf ontwaterd slib en/of afgegraven worden om het ontwaterde slib te stockeren, al dan niet op een andere eenheid of deelveld daarvan.
Na elke fase, of cyclus, kunnen nieuwe draineermiddelen aangebracht worden die zullen bestaan uit een zandlaag met draineerbuizen. De draineermiddelen kunnen worden doorgetrokken tot in de noodzakelijke persdijken of grondkeringen van de stortstortplaats. Naast hun drainerende capaciteit verhoogt het aanleggen van zandlagen de stabiliteit van de stortplaats.
Het ontwaterd slib kan dan verder worden geconsolideerd door de werking van horizontale wieken die moeten toelaten een volgende laag aan te brengen zonder tussenliggende drainagelaag.
Voor het aanbrengen van draineermiddelen die o. a. uit draineerwieken kunnen bestaan, kan beroep worden gedaan op de inrichting die schematisch in figuur 1 is afgebeeld en die bestaat uit een verticaal of nagenoeg verticaal mes 1 dat door het slib of gelijkaardige materialen met hoog watergehalte maar ook reeds deels ontwaterd slib kan worden getrokken. Het mes kan dus deel uitmaken van een ponton (figuur 2) dat op het water boven het slib kan worden verplaatst, wanneer voldoende water boven het slib, tijdelijk of voor lange periodes aanwezig is.
<Desc/Clms Page number 9>
Het is dus duidelijk dat men, buiten het ponton, ook beroep kan doen op gelijk welke andere technische middelen die het mes doorheen de te ontwateren slibmassa kunnen verplaatsen.
Op het verticale of nagenoeg verticale mes 1 komen op verschillende willekeurig, volgens de noodzakelijkheid van de onderlinge drainafstanden, in te stellen niveau's, holle horizontale of nagenoeg horizontale vleugels 2 voor die elk aansluiten op afzonderlijke holle geleidingsstroken 3, tegen of in het mes gemonteerd, waardoorheen de draineerwieken of-buizen kunnen worden verplaatst. De vleugels 2 vertonen een tegelijkertijd gebogen en getordeerd verloop op een in te stellen afstand van het mes volgens de noodwendigheid van de onderlinge drainafstand. De wieken worden vanaf in de figuur 1 niet voorgestelde stockeermiddelen continu aangevoerd. De wieken, die in een nagenoeg vlakke toestand voorkomen, circuleren doorheen de holle geleidingsstroken 3 die elk op een afzonderlijke vleugel aangesloten zijn.
De wieken verlaten de vleugels langs hun uiteinde 2'die naar achter toe zijn gericht, wanneer de bewegingszin van het mes in het slib wordt beschouwd.
Een bijzonder voordelig kenmerk van de uitvinding, waardoor het welslagen van de ontwateringstechniek wordt verzekerd, moet worden gezien in het feit dat het vrije uiteinde van bedoelde holle vleugels niet in hetzelfde verticale vlak gelegen zijn als dat van het mes waarop zij aansluiten. Hierdoor wordt het slib of de gelijkaardige materialen niet in het verticale vlak van de vrije uiteinden van bedoelde holle vleugels en dus van de aldus geplaatste draineerwieken en/of-buizen, opengewerkt. Hierdoor krijgen de draineerbuizen of-wieken een efficiënte steun in het slib of de gelijkaardige materialen.
De inrichting volgens de uitvinding kan zonder
<Desc/Clms Page number 10>
problemen niet enkel doorheen slib of doorheen materialen met hoog watergehalte worden verplaatst maar eveneens doorheen reeds deels ontwaterd slib, grond-en/of zandmassa's die een hoog watergehalte vertonen. Zonodig kan in de inrichting volgens de uitvinding meer dan één mes voorkomen waardoor tegelijkertijd naast en boven elkaar een groot aantal draineerwieken of-buizen kunnen worden geplaatst.
De inrichting, bestaande hoofdzakelijk uit het mes 1, kan, wanneer hiervoor voldoende water aanwezig is, op een vlottende structuur 4 worden aangebracht. Een dergelijke structuur kan dan vanaf een lier 5, op een dijk 6, door de slibmassa 7 heen worden getrokken. Het verplaatsen van het mes 1 kan, wanneer de omstandigheden dit toelaten, vanaf de oever of de dijk doorheen de slibmassa worden verplaatst door bijvoorbeeld beroep te doen op een verrijdbare kraan of brug.
De werkwijze en de hierbij mogelijk gebruikte inrichting zijn duidelijk niet beperkt tot het hier beschreven
EMI10.1
uitvoeringsvoorbeeld en wijzigingen hieraan kunnen worden ... overwogen voor zover deze binnen het raam van de hieraan toegevoegde conclusies vallen.