BE1018005A3 - Werkwijze voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied. - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied waarbij de op de bodem (13) gelegen sliblaag (6) wordt gevoerd naar een losplaats (16) en waarbij het verwijderen van het slib (6) gebeurt onder een duikersklok (2), die op of nabij de waterbodem (13) wordt geplaatst en waarin een luchtdruk wordt opgewekt die gelijk is aan of groter is dan de druk van de waterkolom buiten de duikersklok gemeten vanaf de onderrand (5) van de duikersklok tot de waterlijn (17), daardoor gekenmerkt dat het slib (6) in situ wordt opgezogen door een pomp (14) en via een slang (15) naar de losplaats (16) wordt gevoerd. Inrichting voor gebruik bij de werkwijze volgens de uitvinding.

Description

Werkwijze voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied.

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied.

Meer bepaald heeft de werkwijze betrekking op het onderwater oppompen van verontreinigd slib met minimale turbulentie.

Het is algemeen geweten dat het slib van maritieme waterwegen verontreinigd kan zijn met toxische chemische stoffen en zware metalen door accidentele of illegale lozingen of door wegsijpeling van industriële sites. Met de steeds strenger wordende ecologische veiligheidsnormen is daarbij de fractie slib die als verontreinigd kan beschouwd worden alleen maar groter geworden en de problematiek hieromtrent neemt bijgevolg aan belang toe.

Als een concreet voorbeeld kan men tributyltin (TBT) beschouwen, dat sinds de jaren '60 van de twintigste eeuw vaak een essentiële component uitmaakte van scheepsverven om mariene organismen af te weren van scheepsrompen. Sinds gebleken is dat de accumulatie van TBT rond havengebieden een schadelijk effect heeft op niet-geviseerde mariene organismen is er geleidelijk aan een wereldwijde ban gegroeid tegen het gebruik van TBT. Hoewel de aanwezigheid van TBT in scheepsverven uitgefaseerd werd tegen 1 januari 2008, blijft TBT nog aanwezig in het slib van havengebieden en maritieme waterwegen. De kans is groot dat dit slib als verontreinigd beschouwd zal worden door meer en meer overheidsinstanties en verwijderd zal moeten worden van de bodem van de betreffende watergebieden.

Een probleem is dat de huidige baggertechnieken om slib te verwijderen van de bodem van een watergebied vaak relatief inefficiënt zijn in die zin dat zij veel turbulentie creëren waardoor er omwoeling van het slib ontstaat.

Door het omwoelen tijdens het baggeren wordt het watergehalte in het slib verhoogd. Dit is niet interessant omdat bij het reinigen van het bovengehaalde slib het vochtgehalte geheel of gedeeltelijk verwijderd moet worden. Een verhoogd vochtgehalte maakt het baggerproces dus relatief duurder en het reinigen van het bovengehaalde slib tijdrovender.

Een ander nadeel van de veroorzaakte turbulentie is dat het omgewoeld verontreinigd slib zich over het watergebied uitspreidt en er mogelijk menging optreedt met niet-verontreinigd slib, terwijl men eigenlijk het baggeren en verwijderen van slib zoveel mogelijk in situ wil houden.

Om in situ slib te verwijderen zou men bijvoorbeeld een pijp kunnen neerlaten tot de verontreinigde sliblaag die verbonden wordt met een pomp aan wal of op een vaartuig. Een probleem is dan echter dat de pijp niet te groot van diameter mag zijn of er wordt opnieuw teveel turbulentie gecreëerd wanneer de pijp verschoven of bewogen wordt. Experimenteel heeft men vastgesteld dat de turbulentie beperkt is wanneer de pijp een diameter heeft die kleiner is dan 6 duim (15cm).

Een nadeel van zulk een dunne pijp is dat het verwijderen van een groot volume slib zeer tijdrovend en bijgevolg duur wordt.

Een rechtstreeks gevolg van het feit dat traditionele technieken om slib te verwijderen veel turbulentie creëren of te veel kosten, is dat overheidsinstanties geneigd zijn om watergebieden, waarvan geweten is dat de sliblaag in deze watergebieden verontreinigd is, ongemoeid te laten omdat men niet wil riskeren dat bij omwoeling en inefficiënte verwijdering de verontreiniging zich uitspreidt.

Dit brengt heel wat nadelen met zich mee. Zo kunnen sommige havengebieden niet verder uitgediept of uitgebreid worden en blijven grote gebieden met potentieel grote economische waarde onbenut.

De huidige uitvinding tracht aan deze en mogelijk andere nadelen te verhelpen.

Daartoe betreft de huidige uitvinding een werkwijze voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied waarbij de op de bodem gelegen sliblaag wordt gevoerd naar een losplaats en waarbij het verwijderen van het slib gebeurt onder een duikersklok, die op of nabij de waterbodem wordt geplaatst en waarin een luchtdruk wordt opgewekt die gelijk is aan of groter is dan de druk van de waterkolom buiten de duikersklok gemeten vanaf de onderrand van de duikersklok tot de waterlijn, waarbij het slib in situ wordt opgezogen door een pomp en via een slang naar de losplaats wordt gevoerd.

Een voordeel van deze werkwijze is dat wanneer het slib opgezogen wordt met een pomp er weinig turbulentie gecreëerd wordt waardoor er nauwelijks of geen slib omwoeld wordt buiten de duikersklok. Dit is speciaal van belang voor gevallen waarbij het slib verontreinigd is met chemische stoffen.

Een bijkomend voordeel is dat slib in de nabijheid van de duikersklok mee aangezogen wordt waardoor er een stroming van slib uit de omgeving naar de pomp in de duikersklok ontstaat. Dit is voordelig voor het verwijderingsproces en verhoogt de efficiëntie.

Bij voorkeur maakt de werkwijze gebruik van een traditionele dompelpomp of een andere zuigerpomp.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting die aangewend kan worden voor een werkwijze volgens de uitvinding.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuren 1 en 2 schematisch in verticale dwarsdoorsnede een inrichting volgens de uitvinding weergeeft om de werkwijze te illustreren.

In figuur 1 is een inrichting 1 getoond waarmee de werkwijze volgens de uitvinding kan worden uitgevoerd.

De inrichting 1 bestaat uit een duikersklok 2, die opgevat is als een rondom gesloten kamer 3 die naar onder toe open is en zijdelings en bovenaan wordt begrensd door een rondom lopende gesloten wand 4. De wand 4 heeft onderaan een spits toelopende onderrand, hierna het mes 5 genoemd, waarmee de duikersklok 2 in een sliblaag 6 kan dringen en gedeeltelijk het binnen de kamer 3 gelegen slib kan afzonderen.

Aan de bovenkant van de wand 4 is de duikersklok 2 bij voorkeur verbonden met een schacht 7 die de duikersklok 2 verbindt met een vaartuig 8.

Doorheen deze schacht kan een duiker 9 afdalen van het vaartuig 8 en de duikersklok 2 betreden via een sluis 10 en kan lucht gepompt worden volgens pijl A in een persleiding 11 met gekende middelen 12.

De duikersklok 2 is neergelaten tot nabij of op de bodem 13 om de daarop liggende sliblaag 6 te verwijderen met een pomp 14 die in de kamer 3 is gebracht. De pomp 14 voert het opgezogen slib via een slang 15 naar een losplaats 16 bijvoorbeeld in de vorm van een ruim of reservoir in het vaartuig 8, dat zich op een waterlijn 17 bevindt. De slang 15 wordt bij voorkeur door een waterdicht afsluitende opening 18 van de wand 4 van de duikersklok gevoerd, maar kan eventueel ook door een segment van de schacht 7 lopen.

Optioneel kunnen een aantal extra's voorzien worden. Zo kunnen middelen voorzien zijn waardoor een duiker 9 via de schacht 7 de duikersklok 2 kan betreden. Dit kan een lift zijn, maar in het geval van figuur 1, zijn het gewoon treden 19.

Bovenaan de wand 4 van de kamer 3 kan tevens een geleiding 20 voorzien worden die verbonden is met de pomp 14, waarmee de pomp 14 via een besturingssysteem, dat niet getoond is in de figuren, gepositioneerd kan worden. De geleiding kan de pomp 14 optioneel, zowel verticaal, als horizontaal geleiden.

Drijf tanks 21 kunnen op de wand 4 van de duikersklok 2 voorzien worden om de duikersklok 2 op en neer te laten. Een pompkamer 22 kan hierbij de ballast regelen van de drijftanks 21.

Figuur 2 illustreert een vereenvoudigde werkwijze volgens de uitvinding waar het opgezogen slib naar een losplaats 16 wordt gevoerd die aan wal 24 gelegen is.

De werkwijze voor het verwijderen van slib volgens de uitvinding met een inrichting 1 volgens figuur 1 is eenvoudig en als volgt.

Nadat de duikersklok 2 door het regelen van de ballast in de drijftanks 21 van het waterniveau 17 is neergelaten tot in de sliblaag 6 wordt lucht in de duikersklok 2 gepompt volgens pijl A.

Hierdoor wordt de kamer 3 van de duikersklok 2 onder een zodanige luchtdruk gebracht dat het water wordt weggedrukt doordat de luchtdruk minstens gelijk is aan de waterkolom die wordt bepaald door de hoogte tussen de onderrand van het mes 5 en de waterlijn 17.

Om zoveel mogelijk turbulentie te vermijden, wordt deze onderdruk in de kamer 3 ingesteld van zodra de duikersklok 2 te water gelaten is, waarna de duikersklok 2 geleidelijk tot in de sliblaag 6 wordt neergelaten. Dit gebeurt het eenvoudigst door met een sonar de diepte van het watergebied te meten en de druk in te stellen op de druk van de waterkolom met een hoogte van de bodem 13 tot de waterlijn 17.

De pomp 14 wordt vervolgens door gekende middelen geactiveerd en slib wordt opgezogen in situ, zoals aangeduid met pijlen B, en via de slang 15 naar de losplaats 16 in het vaartuig 8 gepompt volgens pijl C.

Hierbij kan de pomp 14 gepositioneerd worden met een GPS-systeem of kan de gehele duikersklok 2 gepositioneerd worden met gekende middelen, waarbij dan een nauwkeurig bepaalde volgroute voor het in situ verwijderen van het slib geprogrammeerd kan worden.

De turbulentie die ontstaat in de sliblaag 6 is beperkt en er wordt vermeden dat verontreinigd slib buiten de duikersklok 2 wordt gestuwd. Meer nog, door de onderdruk ter hoogte van de pomp 14 in duikersklok 2 zal slib buiten de kamer 3 onder het mes 5 door worden aangezogen volgens pijlen D. Niet alleen verhoogt dit de controle over het verwijderen van slib in situ, de onderdruk in de kamer 3 zorgt voor een omwoelingsbeweging die inwaarts gericht is, in tegenstelling tot traditionele technieken waar de omwoelingsbeweging steeds uitwaarts gericht is. Dit is voordelig want het verwijderen van het slib verloopt hierdoor, enerzijds, efficiënter en er wordt, anderzijds, vermeden dat verontreinigd slib verspreid wordt.

Teneinde deze inwaartse te stimuleren kunnen in het mes 5 van de duikersklok tevens openingen voorzien worden. Zo kan dan nog slib buiten de duikersklok 2 worden aangezogen wanneer de duikersklok 2 met zijn 5 tot op de bodem 13 is neergelaten.

Ook is het mogelijk dat het mes 5 van de duikersklok zich net boven de sliblaag 6 bevindt en dat de pomp 14 dan onder het mes 5 uitsteekt en in de sliblaag 6 dringt. Middelen om de pomp verticaal op en neer te laten kunnen daartoe voorzien worden in samenwerking met voornoemde geleiding 19.

In figuur 1 is een inrichting 1 weergegeven waarbij de duikersklok 2 door middel van een schacht 7 met het vaartuig 6 verbonden is, maar het is niet uitgesloten dat een duikersklok 2 enkel door middel van een kabel met het vaartuig 6 verbonden is. Deze kabel kan bijvoorbeeld dienen om de duikersklok op en neer te laten zoals bij oudere systemen van duikersklokken. Indien de duikersklok 2 over drijftanks 21 beschikt, kan de kabel bijvoorbeeld dienen voor telecommunicatievoorzieningen. Een duiker 9 kan de duikersklok 2 dan via de onderkant van de kamer 3 betreden en verlaten.

Het is niet uitgesloten dat de pomp 14 het slib verwijdert naar een losplaats 16 die aan wal gelegen is, zoals getoond in figuur 2. Dit gebeurt bijvoorbeeld wanneer een onafhankelijk manoeuvreerbare duikersklok 2 gebruikt wordt en een vaartuig 8 niet direct nodig is.

Het is niet uitgesloten dat meerdere pompen 14 zijn aangebracht in de duikersklok 2 die dan verbonden zijn door middel van meerdere slangen 15 met minstens één losplaats 16. Dit is aangewezen wanneer een groot volume verontreinigd slib dient verwijderd te worden.

In een concreet voorbeeld wordt gedacht aan 6 pompen 14 in een duikersklok 2 om een debiet van 600 a 1000m3/u verontreinigd slib tot op een diepte van 3 Om te verwi j deren.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuur weergegeven werkwijze en uitvoeringsvorm, doch, een werkwijze en inrichting voor het verwijderen van slib volgens de uitvinding kan op allerlei manieren gebeuren, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied waarbij de op de bodem (13) gelegen sliblaag (6) wordt gevoerd naar een losplaats (16) en waarbij het verwijderen van het slib (6) gebeurt onder een duikersklok (2) die op of nabij de waterbodem (13) wordt geplaatst en waarin een luchtdruk wordt opgewekt die gelijk is aan of groter is dan de druk van de waterkolom buiten de duikersklok gemeten vanaf de onderrand (5) van de duikersklok tot de waterlijn (17), daardoor gekenmerkt dat het slib (6) in situ wordt opgezogen door een pomp (14) en via een slang (15) naar de losplaats (16) wordt gevoerd.

2. Werkwijze voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat voornoemde losplaats (16) is voorzien op een vaartuig (8).

3. Werkwijze voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat voornoemde duikersklok (2) verbonden is met het vaartuig door middel van een schacht (7) die voorzien is van een persleiding (11) waar doorheen met gekende middelen (12) lucht geperst kan worden om voornoemde luchtdruk in de duikersklok (2) te verwezenlijken.

4. Werkwijze voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat voornoemde pomp (14) een klassieke dompelpomp is.

5. Inrichting voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied, waarbij de inrichting (1) bestaat uit een duikersklok (2), die bestaat uit een kamer (3) die naar beneden toe open is en naar boven toe gesloten met een rondom gesloten wand (4), waarbij de kamer (3) de te verwijderen sliblaag (6) in situ minstens gedeeltelijk afscheidt, daardoor gekenmerkt dat in de kamer (3) een pomp (14) is aangebracht die door middel van een slang (15) verbonden is met een losplaats (16) voor het te verwijderen slib (6).

6. Inrichting voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de kamer een spits toelopende onderrand (5) heeft.

7. Inrichting voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de spits toelopende onderrand (5) openingen heeft.

8. Inrichting voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de inrichting (1) tevens een schacht (7) bevat die de duikersklok (2) verbindt met een vaartuig (8) daardoor gekenmerkt dat de schacht (7) een persleiding (11) bevat waar doorheen met middelen (12) lucht geperst kan worden om een luchtdruk in de kamer (3) te bekomen die minstens gelijk is aan de druk van een waterkolom met een hoogte van de onderrand (5) van de duikersklok (2) tot de waterlijn (17).

9. Inrichting voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de slang door een waterdicht afgesloten opening (18) in de voornoemde wand (4) gevoerd wordt.

10. Inrichting voor het verwijderen van slib van de bodem van een watergebied volgens één der voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat een geleiding (19) in de duikersklok (2) is voorzien om de pomp (14) met gekende middelen vertikaal en/of horizontaal te positioneren.