<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor het verwerken van baggerspecie, alsmede producten hierdoor verkregen.
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het verwerken van baggerspecie, alsmede op producten die hierdoor verkregen zijn.
Meer speciaal heeft zij betrekking op de verwerking van zogenaamde onderhoudsbaggerspecie, waaronder de sliblaag dient te worden verstaan van onderwaterbodems van bevaarbare en onbevaarbare waterlopen.
Het is bekend dat waterlopen en dergelijke, teneinde deze vrij te houden, kunnen worden uitgebaggerd. Het is eveneens bekend dat de verwerking en/of stockage van de verkregen baggerspecie, meer en meer een probleem vormt, te meer daar de verkregen baggerspecie tot op heden voor weinig kan worden aangewend.
Volgens een eerste bekende techniek wordt de uitgebaggerde specie in laguneringsvelden geleid opdat zij aldaar op een natuurlijke wijze zou ontwateren. Deze techniek heeft echter het grote nadeel dat bijzonder grote oppervlakken moeten ter beschikking staan om zulke laguneringsvelden aan te leggen, daar het baggerslib normalerwijze hoogstens in een laag van 1 ä 2 meter dik in een laguneringsveld kan worden opgeslagen. Bovendien is zulke techniek bijzonder duur, niet alleen omdat men grote landoppervlakten moet aankopen, doch ook doordat hij arbeidsintensief is. De ontwatering door lagunering is immers alleen efficiënt wanneer de baggerspecie regelmatig wordt omgezet. Wenst men het bekomen product nadien aan te wenden, dient men het laguneringsveld ook nogmaals uit te graven.
<Desc/Clms Page number 2>
Nog een nadeel van lagunering bestaat erin dat het verkregen eindproduct nog steeds weinig stabiel is.
Volgens een andere bekende techniek kan de baggerspecle worden ontwaterd door haar te behandelen in een zeefbandpers. Dergelijke zeefbandpers heeft het voordeel dat de behandeling in een continu-proces kan plaatsvinden, waardoor zij geëigend is om grote massa's baggerspecie te behandelen. Een nadeel is evenwel dat met zulke zeefbandpers geen grote drukken kunnen worden uitgeoefend en bijgevolg het verkregen eindproduct niet voldoende kan worden ontwaterd om echt stabiel te zijn. Het product blijft hierdoor moeilijk stapelbaar, en wanneer men dit hoger stapelbaar wenst te maken, moeten in zulke stapel op regelmatige afstanden grondlagen tussen de behandelde baggerspecie worden aangebracht.
Het is ook bekend om organisch afvalslib, afkomstig van waterzuiveringsinstallaties en dergelijke, in een filterpers te ontwateren. Aangezien het hierbij steeds relatief kleine hoeveelheden betreft, en alle verkregen organisch materiaal doorgaans terug kan worden aangewend, is het. gebruik van een filterpers in het vakgebied van de waterzuivering een voor de hand liggende economische oplossing.
De toepassing van persprocessen met hoge drukken, waartoe normalerwijze in de praktijk moet worden overgaan naar batch-processen, is evenwel niet evident bij de behandeling van baggerspecie. Aangezien baggerspecie zich anders gedraagt dan organisch slib, werd steeds verwacht dat dit niet mechanisch kon worden ontwaterd tot op een hoog drogestofgehalte, althans toch niet op een economisch rendabele wijze. Batch-processen werden immers steeds als
<Desc/Clms Page number 3>
te trage processen aanzien voor het behandelen van grote massa's baggerspecie, zodat als mogelijke oplossing steeds naar continu-processen werd gegrepen, zoals het gebruik van een zeefbandpers, evenwel met het nadeel dat nog steeds een te beperkte ontwatering wordt verkregen.
De uitvinder heeft tegen alle verwachtingen in vastgesteld dat, enerzijds, het toch mogelijk is om op een economische wijze baggerslib op een mechanische manier te ontwateren tot een hoog drogestofgehalte wordt verkregen, zulks door het baggerslib aan een persproces te onderwerpen.
Anderzijds heeft hij ook vastgesteld dat door zulke persing uit te voeren tot een drogestofgehalte van minstens 55% wordt verkregen, men onverwacht een economisch product verkrijgt, meer speciaal een product dat efficiënt stockeerbaar en verwerkbaar is.
De uitvinding betreft dan ook in de eerste plaats een werkwijze voor het verwerken van baggerspecie, meer speciaal slib afkomstig van onderwaterbodems van waterlopen, met als kenmerk dat de baggerspecie, al dan niet nadat zij aan een voorbewerking is onderworpen, waarbij al dan niet bestanddelen hieruit weggenomen of hieraan toegevoegd zijn, door middel van een persproces wordt ontwaterd, tot een eindproduct overblijft dat een drogestofgehalte bezit van minimum 55 gewichtsprocent.
Door de baggerspecie aan een persproces te onderwerpen, waarbij een ontwatering plaatsvindt van een zodanige aard dat het bekomen eindproduct een drogestofgehalte bezit van minimum 55 gewichtsprocent, wordt een eindproduct verkregen dat in menig opzicht geschikt is om op een economische wijze verder te worden verwerkt en/of te worden gestockeerd, dit in tegenstelling tot de gebruikelijke
<Desc/Clms Page number 4>
eindproducten die na ontwatering van baggerspecie volgens een klassieke wijze, zoals lagunering of behandeling door middel van een zeefbandpers, worden verkregen.
Bij voorkeur en normalerwijze wordt de baggerspecie door middel van het voornoemde persproces ontwaterd, tot een eindproduct overblijft dat een drogestofgehalte bezit van minimum 60 gewichtsprocent, waardoor een nog beter verwerkbaar en/of stockeerbaar eindproduct wordt verkregen.
Volgens een belangrijk voorkeurdragend kenmerk wordt het persproces uitgevoerd in een filterpers, meer speciaal een zogenaamde kamerfilterpers, dit als een"batch"-proces. Tegen alle verwachtingen in, heeft de uitvinder vastgesteld dat het mogelijk is om met een dergelijke filterpers op een economische wijze een ontwatering van baggerspecie uit te voeren, niet alleen qua hoge drogestofgehalte dat kan worden bekomen, doch ook qua duurtijden die nodig zijn om de betreffende persingen uit te voeren.
Bij voorkeur wordt het persproces uitgevoerd in een perscyclus, wat evenwel niet uitsluit dat verschillende perscycli mogelijk zijn.
Volgens een voorkeurdragend kenmerk ondergaat de baggerspecie, alvorens aan het voornoemd persproces te worden onderworpen, een voorbewerking waarin een ontzanding plaatsvindt. Zulke ontzanding wordt bij voorkeur uitgevoerd minstens tot op 63 micrometer, met andere woorden zodanig dat zandkorreltjes en dergelijke met een gemiddelde diameter groter dan 63 micrometer uit de baggerspecie worden verwijderd.
<Desc/Clms Page number 5>
Doordat de baggerspecie wordt ontwaterd door middel van een persproces, en dus niet meer op een natuurlijke wijze moet ontwateren, wordt volgens de uitvinding een ontzanding mogelijk gemaakt, dit in tegenstelling tot lagunering, waarbij de aanwezigheid van zand gewenst is omdat dit de natuurlijke ontwatering bevordert.
De ontzanding levert twee belangrijke voordelen op, namelijk dat de baggerspecie geschikt is om door hogedrukpompen te worden gevoerd, zodat voor het opbouwen van de persdruk gebruik kan worden gemaakt van roterende pompen zonder dat een groot risico bestaat op een snelle slijtage door abrasie door de aanwezigheid van zanddeeltjes, en dat een bruikbaar tussenproduct, namelijk zand, wordt gewonnen.
Volgens nog een voorkeurdragend kenmerk wordt de baggerspecie, alvorens aan het voornoemd persproces te worden onderworpen, geconditioneerd teneinde een betere vlokkig en/of ontwaterbaarheid te verkrijgen, dit losstaand van het feit welke hoeveelheid zand in de baggerspecie aanwezig is.
Praktisch zal zulke conditionering bij voorkeur gebeuren door het mengen van de baggerspecie met een of meer van volgende producten, in vaste vorm of in oplossing : - ijzerchloride (FeCl ) en/of afgeleide producten of verbindingen ;
EMI5.1
- ) en/of afgeleide producten of verbindingen ; - ijzersulfaat (Fe (SO ) ) en/of afgeleide producten of verbindingen ; - polyaluminiumchloride ; - een of meer kalkverbindingen ; - een of meer kalkverbindingen gekozen uit volgende reeks : ongebluste kalk (CaO), gebluste kalk
<Desc/Clms Page number 6>
(Ca (OH) ), caiciumcarbonaat (CaCO ) en gips (CaS04) ; - kationisch, anionisch of nonionisch organisch lokmiddel.
In het geval van de ijzer of aluminium bevattende producten wordt bij voorkeur een dosering toegepast van 0, 34 ä 5, 2 kg ijzer of aluminium per ton droge stof aan baggerspecie. In het geval van producten op basis van een of meer kalkverbindingen wordt bij voorkeur een dosering toegepast van 5, 5 à 35 kg Ca per ton droge stof aan baggerspecie. In het geval van een organisch lokmiddel wordt bij voorkeur een dosering toegepast van 1 à 20 kg per ton droge stof aan baggerspecie, waarbij het lokmiddel uitgedrukt is als 100% droge stof.
Efficiënte werkingstijden worden verkregen wanneer voor het persen een filterpersing wordt uitgevoerd bij minimum 10 bar en beter nog ongeveer 15 bar, waardoor cyclustijden van minder dan twee uur kunnen worden gehandhaafd, en zelfs in een uur het voornoemde drogestofgehalte kan worden gerealiseerd.
Doordat in een perscyclus een hoog drogestofgehalte kan worden bereikt, leent de werkwijze van de uitvinding zich ook om te worden gevolgd door een nabewerking bestaande uit een thermische droging, waardoor op een kostprijsverantwoorde wijze een verder afgewerkt eindproduct kan worden gerealiseerd met minimum 65 en zelfs meer dan 70 gewichtsprocent aan droge stof. Opgemerkt wordt dat zulke nabewerking op, volgens de bekende ontwateringsprocessen verkregen baggerspecie, met andere woorden baggerspecie verkregen door lagunering of door ontwatering met behulp van een zeefbandpers, niet realistisch was, gezien het drogestofgehalte van de verkregen baggerspecie nog steeds
<Desc/Clms Page number 7>
te groot was om op een economische wijze een thermische nadroging uit te voeren, tot een bruikbare substantie zou worden overgehouden.
Het is duidelijk dat de uitvinding uitsluitend betrekking heeft op de verwerking van baggerspecie, daar hier juist het voornoemde onverwachte effect van een economische oplossing zieh manifesteert.
Meer speciaal zal bij voorkeur worden uitgegaan van een baggerspecie met een of meer van volgende kenmerken, en bij voorkeur met een combinatie van al deze kenmerken : - een slibgehalte van slibdeeltjes van 2 micrometer tot 63 micrometer, dat 50 ä 99 gewichtsprocent, gemeten op de droge stof, vertegenwoordigt ; - een kleigehalte aan klei met deeltjes kleiner of
EMI7.1
gelijk aan 2 micrometer, dat 5 ä 25 gewichtsprocent, gemeten op de droge stof, vertegenwoordigt ;- een zandgehalte aan zand met deeltjes groter dan 63 micrometer, dat 0 tot 40 gewichtsprocent, gemeten op de droge stof, vertegenwoordigt ; - een gehalte aan organische stoffen dat minder dan 30 gewichtsprocent, gemeten op de droge stof, vertegenwoordigt.
De uitvinding heeft uiteraard ook betrekking op inrichtingen voor het verwerken van baggerspecie, welke inrichtingen specifiek bedoeld zijn om de voornoemde werkwijze te realiseren, en meer speciaal inrichtingen welke minstens een filterpers hiertoe bevatten.
De filterpers bestaat bij voorkeur uit een kamerfilterpers met verplaatsbare platen, die voorzien zijn van een filterdoek uit geotextiel of dergelijke.
<Desc/Clms Page number 8>
Tenslotte heeft de uitvinding ook betrekking op het eindproduct dat door middel van een persproces volgens de uitvinding is verkregen, meer speciaal ontwaterde baggerspecie met een drogestofgehalte van minimum 55 gewichtsprocent, met volgende grondmechanische kenmerken : - een doorlatendheidswaarde, ook k-waarde genoemd, die na optimale verdichting kleiner of gelijk is aan 1. 10-9 m/si - een inwendige wrijvingshoek van 25 à 38 graden ;
EMI8.1
- een cohesie van 25 à 35 kPa.
Het verkregen eindproduct heeft een aanzienlijke economische meerwaarde, dit in vergelijking tot eindproducten die verkregen zijn door lagunering of zeefbandpersen. Het volgens de uitvinding verkregen eindproduct kan nu immers economisch als grondstof voor verschillende doeleinden worden ingezet. In de meest eenvoudige toepassing kan het middel als opvulmiddel of ophoogmiddel worden aangewend, daar het bij zonder stabiel is. Het is namelijk stapelbaar zonder tussenlagen, alsmede stapelbaar met een relatief grote hellingshoek, waardoor het ondermeer ook kan worden aangewend voor de bouw van taluds, landschapsdijken en dergelijke. Ook is het voldoende stabiel om te worden bereden door middel van voertuigen.
De door middel van het persproces verkregen filterkoeken en het hieruit gevormde materiaal hebben ook het voordeel dat zij het kenmerk vertonen dat zij nagenoeg geen water meer terug opnemen, zelfs wanneer zij in contact komen met water bijvoorbeeld regen.
Doordat het door persing verkregen eindproduct ook op een economische wijze aan een nadroging kan worden onderworpen,
<Desc/Clms Page number 9>
bijvoorbeeld een thermische tunneldroging, is het eindproduct zelfs bruikbaar als basisstof of mengproduct voor verschillende andere toepassingen, bijvoorbeeld in de kleiverwerkende nijverheid.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een voorkeurdragende uitvoerings- vorm van de werkwijze volgens de uitvinding weergeeft in een blokschema ; figuur 2 schematisch in doorsnede een filterpers weergeeft die kan worden aangewend om de werkwijze te realiseren ; figuur 3 de filterpers van figuur 2 aan het einde van een perscyclus weergeeft ; figuur 4 schematisch een doorsnede weergeeft volgens lijn IV-IV in figuur 3, zonder filterdoek.
Zoals weergegeven in het blokschema van figuur 1 wordt de baggerspecie 1 bij voorkeur opeenvolgend onderworpen aan een ontzanding 2, een conditionering 3 om de baggerspecie 1 beter te kunnen ontwateren, en een persing 4 waarbij de eigenlijke ontwatering plaatsvindt, zulks totdat een eindproduct 5 wordt verkregen dat een drogestofgehalte bezit van minimum 55 gewichtsprocent.
Opgemerkt wordt dat de ontzanding 2 en de conditionering 3 facultatieve stappen zijn.
De conditionering 3 gebeurt bij voorkeur na de ontzanding 2, alhoewel de omgekeerde volgorde niet uitgesloten is.
<Desc/Clms Page number 10>
Bij de ontzanding 2 ontstaat bruikbaar zand 6 dat eventueel nog aan een verdere reinigingsbewerking 7 kan worden onderworpen, zoals bijvoorbeeld het wassen van dit zand 6 om poluenten hieruit te verwijderen.
Het eindproduct 5 kan eventueel verder worden behandeld in een nabewerkingsstap 8, meer speciaal een extra droging, bijvoorbeeld in een tunneldroger.
Voor de persing 4 wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van kamerfilterpers 9 van het type zoals schematisch afgebeeld is in de figuren 2 tot 4.
Deze kamerfilterpers 9 bevat een reeks van naast elkaar aangebrachte platen 10, welke dubbelwandig en hol zijn. In de zijwanden 11 hiervan zijn gleuven 12 aangebracht, waarover een filterdoek 13 zieh uitstrekt, bijvoorbeeld uit geotextiel.
De platen 10 vertonen een centraal gedeelte 14 dat omgeven is door een breder randgedeelte 15, een en ander zodanig dat een vormgeving van de platen 10 wordt verkregen waardoor, wanneer deze zieh tegen elkaar bevinden, hiertussen kamers 16 ontstaan.
Centraal is een doorgang 17 gevormd die zich doorheen alle platen 10 uitstrekt, in dewelke door middel van een pomp 18 te behandelen baggerspecie kan worden ingepompt.
Overigens bevatten de holle platen 10 afvoeropeningen 19, langs waar uitgeperst water kan worden afgevoerd.
De platen 10 worden, wanneer de kamerfilterpers 9 in gebruik is, tegen elkaar aangedrukt gehouden door middel
<Desc/Clms Page number 11>
van steunmiddelen 20 en 21 en/of eventuele hydraulische aandrukmiddelen 22.
De werking is als volgt. De baggerspecie 1 wordt via de pomp 18 onder druk in de doorgang 17 geleid. Hierdoor vullen de kamers 16 zich met baggerspecie 1 en door de permanent heersende druk wordt het water doorheen de filter gevormd door het geotextiel 13 en de openingen 12 in de holle platen 10 weggedrukt, terwijl de vaste substanties worden tegengehouden.
Het in de holle platen 10 opgevangen water kan dit verlaten via de afvoeropeningen 19.
Naarmate de kamers 16 zich vullen met vaste substanties, stijgt de druk, en deze wordt gedurende ongeveer een uur gehandhaafd aan bijvoorbeeld 15 bar. Hierdoor wordt een ontwatering, zoals beoogd door de uitvinding, gerealiseerd.
Figuur 3 toont hoe het verkregen eindproduct 5 dan uit de kamerfilterpers 9 kan worden verwijderd. Hiertoe worden de platen 10 een na een zijdelings verschoven, zodat het eindproduct 5, dat de vorm heeft van een koek, telkens van tussen de platen 10 kan worden gehaald. opgemerkt wordt dat de figuren 2 tot 4 slechts een schematische voorstelling weergeven van zulke kamerfilterpers 9, doch dat in de werkelijkheid, in een industriële toepassing, deze tot 100 kamers 16 kan bevatten. De kamers 16 vertonen normaal een dikte van 3 ä 4 cm, terwijl het oppervlak verhoudingsgewijs groter is dan in de figuren is afgebeeld.
<Desc/Clms Page number 12>
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijze en inrichting voor het verwerken van baggerspecie kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt, alsook de verkregen producten kunnen van verschillende aard zijn, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.