DE2422817C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Entwässerung von Schlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung von Schlamm, insbesondere Saugbaggergut, bei welchem man den Schlamm in ein Entwässeningsbek- ken einbringt und darin durch Abführen vom Wasser eindickt oder verfestigt

Die Erfindung wird hierin im wesentlichen unter Bezugnahme auf die Entwässerung von Saugbaggergut erläutert, kann jedoch auch zur Entwässerung anderer Schlammprodukte dienen.

Beim Ausbaggern von Gewässern durch Saugbagger fallen große Mengen Schlamm an, dessen Entwässerung aus Raum- und Zeitgründen erhebliche Schwierigkeiten bereitet Nach den bisherigen Methoden wird das Saugbaggergut über eine Leitung oder mittels Schuten od. dgL in an Land angeordnete, große Schlammbecken eingebracht und darin durch Absetzen und langsames Ablaufenlassen von Wasser allmählich eingedickt und verfestigt Diese Arbeitsgänge erfordern jedoch sehr lange Zeiträume, so daß angesichts der Förderkapazität des Saugbaggers sehr große Becken vorgesehen werden müssen. Dies ist jedoch aus Platzgründen in der Nähe der Baggerstelle vielfach nicht möglich, so daß weite Transportwege in Kauf genommen werden müssen. Die sich in jedem Entwässerung sbecken vielfach wochenlang hinziehende Entwässerung verursacht eine entsprechend langdauernde Belästigung der Umgebung.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwässern von Schlamm der eingangs genannten Art zu schaffen, welche kurze Eindickzeiten, geringen Platzbedari der Becken und kurze Transportwege des Entwässerungsgutes durch wesentlich raschere und wirksamere Schlammentwässerung ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Entwässerung von Schlamm der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß man auf den Schlamm ein die Schlammteilchen zurückhaltendes, wasserdurchlässiges Schichtmaterial aufbringt und das hindurchgetretene Wasser abführt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei über dem wasserdurchlässigen Schichtmaterial ein Unterdruck erzeugt. Hierzu kann man über dem wasserdurchlässigen Schichtmaterial eine im wesentlichen gasdichte Abdeckung anbringen und den Unterdruck in dem darunterliegenden Zwischenraum erzeugen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn man den Schlamm dabei über einer wasserdurchlässigen Unterlageschicht stehenläßt, unter dieser ebenfalls einen Unterdruck erzeugt und das hindurchgetretene Wasser abführt Auf diese Weise wird dem Schlamm sowohl an der Unterseite als auch an der Oberseite Wasser entzogen. Der zugeführte Schlamm kann unter das bereits zuvor ausgelegte, wasserdurchlässige Schichtmaterial eingeleitet werden. Zweckmäßig werden aus dem Schlamm zuvor die spezifisch schweren Sinkstoffe durch Absetzen abgetrennt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit mindestens einem Entwässerungsbecken, Vorrichtungen zum Einbringen des Schlammes und Vorrichtungen zum Abführen von Wasser, gekennzeichnet durch die eine auf dem Schlamm im Entwässerungsbecken angeordnete, wasserdurchlässige Filterschicht und mindestens eine auf dieser angeordnete Vorrichtung zum Abführen des durch die Filterschicht hindurchgetretenen Wassers.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine über der Filterschicht unter Freilassung eines zusammenhängenden Zwischenraumes angeordnete, im wesentlichen gasdichte Deckschicht und mindestens eine den Zwischenraum mit einer Vakuumpumpe verbindende Saugleitung auf. Am Boden des Entwässerungsbeckens ist zweckmäßig eine wasserdurchlässige Bodenschicht, eine darunterliegende Drainagezone und mindestens eine die Drainagezone mit einer Vakuumpumpe verbindende Saugleitung vorgesehen. Die Drainagezone enthält zweckmäßig mit der Saugleitung verbundene Drainagerohre. Zur rascheren Abführung des Wassers kann über der Filterschicht zusätzlich mindestens eine Schwimmpumpe vorgesehen sein. Die Filterschicht besteht vorteilhaft aus einer oder mehreren flexiblen Filtermatten und die Deckschicht aus einer oder mehreren flexiblen Deckbahnen aus im wesentlichen gasdichtem Kunststoff. Zwischen der Filterschicht und der Deckschicht sind nach einer bevorzugten Ausführungsform mit der Saugleitung verbundene Saugrohre angeordnet, die zweckmäßig aus flexiblem Kunststoff bestehen und an den Filtermatten befestigt sein können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein als einfache Erdausschachtung ausgebildetes Entwässerungsbecken mit geböschten Seitenwänden oder ein als

Laderaum eines Wasserfahrzeugs ausgebildetes Entwässerungsbecken besitzen. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen eine sehr rasche und wirksame Entwässerung des eingeführten Schlammes und damit gleichzeitig eine erhebliche Verringerung des erforderlichen Beckenraumes. Der in fließfähiger Form zugeführte Schlamm kann dabei je nach seinen Eigenschaften schon in 6 bis 12 Stunden stichfest entwässert und abtransportiert werden.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Aufsicht auf die Vorrichtung und Fig.2 einen schematischen Längsschnitt durch ein Entwässerungsbecken längs der Linie II-Il der F i g. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung besitzt drei nebeneinander angeordnete Entwässerungsbecken 6, die jeweils durch einen Überlauf 5 mit einem gemeinsamen Absetzbecken 4 und durch einen Überlauf 7 mit einem Nachklärbecken 8 verbunden sind. Das Absetzbecken 4 wird von einem im Gewässer 1 schwimmenden Saugbagger 2 über eine Schlammzuleitung 3 mit Schlamm befüllt, in dem sich dieser beruhigt und die groben Sinkstoffe, wie Sand, Steine und sonstige spezifisch schwere Bestandteile am Boden absetzen. Aus dem Absetzbecken fließt der Schlamm über einen 7 bis 8 m breiten Überlauf mit geringem Gefälle in eines der Entwässerungsbecken 6. Das aus diesem abgezogene Wasser gelangt in ein Nachklärbecken 8, aus dem es nach hinreichender Klärung über einen Ablaufkanal in das Gewässer 1 zurückströmt.

Das Entwässerungsbecken 6 ist bei der dargestellten Ausführungsform als eine etwa 4 m tiefe Erdausschachtung mit geböschten Seitenwänden 6a ausgebildet. Die geböschten Seitenwände 6a sind zum Schutz gegen Unterspülung od. dgl. mit einer Seitenwandschicht 26 aus Kunststoffolie belegt. Am Boden des Entwässerungsbeckens 6 ist unter einer etwa 20 cm hohen Bodenschicht 13 aus Kies und/oder Sand eine Drainagezone 14 mit einer Vielzahl von im wesentlichen parallel verlegten Drainagerohren 15 vorgesehen. Unter den Drainagerohren 15 liegt eine Unterlageschicht 27 aus Kunststoffolie. Die Drainagerohre 15 sind mit einer nicht dargestellten Abdeckung aus Stroh versehen, durch welche unerwünschte Verstopfungen weitgehend vermieden werden.

Auf die Oberfläche des das Entwässungersbecken zu etwa zwei Dritteln füllenden Schlammes 12 ist eine aus Filtermatten bestehende Filterschicht 18 aufgelegt, deren am Beckenrand überstehende Randbereiche auf den geböschten Seitenwänden 6a aufliegen und dort durch nicht dargestellte Mittel, beispielsweise Gewichte oder einfach aufgeschüttete Erde festgelegt sind. Die Filtermatten sind flexibel und bestehen aus einem die Schlammteilchen zurückhaltenden, jedoch wasserdurchlässigem Material insbesondere textiler Art Die Filterniatten sind dabei zweckmäßig so tragfähig, daß sie ohne Schwierigkeiten begangen werden können. An der Oberseite der Filtermatten sind langgestreckte Saugrohre mit zahlreichen seitlichen öffnungen im wesentlichen parallel zueinander angeordnet, die über eine nicht dargestellte Sammelleitung und eine zweckmäßig als Schlauch ausgebildete Saugleitung mit einem vor einer Vakuumpumpe 17 angeordneten Sammelbehälter 23 verbunden sind. In ähnlicher Weise sind die Drainagerohre 15 über eine nicht dargestellte Sammelleitung und eine unterirdisch verlegte Saugleitung 16 mit dem Sammelbehälter 23 verbunden.

Auf der Oberseite der Saugrohre 19 liegt eine aus Deckbahnen aus gasdichtem Kunststoff bestehende Deckschicht 21 auf, deren Randbereiche ebenfalls auf den geböschten Seitenwänden 6a des Entwässerungsbeckens 6 durch Gewichte oder einfach aufgeschüttete Erde festgelegt sind. Der Sammelbehälter 23 ist über

ίο eine Wasserpumpe 24 und eine Abführleitung 25 mit dem Nachklärbecken 8 verbunden.

Bei der dargestellten Ausfühmngsform ist zwischen der Filterschicht 18 und der Deckschicht 21 eine Schwimmpumpe 10 angeordnet, deren Abführleitung 11 am Rand des Entwässerungsbeckens 6 zwischen der Filterschicht 18 und der Deckschicht 21 herausgeführt und zum Nachklärbecken 8 verlegt ist

Der Schlamm 12 strömt aus dem Absetzbecken 4 über den Überlauf 5 mit geringem Gefälle längs der geböschten Seitenwand 6a unter der zuvor ausgelegten Filterschicht 18 in das Entwässerungsbecken 6 ein. Mit zunehmender Füllung des Entwässerungsbeckens 6 wird die auf der Oberfläche des Schlammes 12 aufliegende Filterschicht 18 mit den darauf angeordneten Saugrohren 19, der Schwimmpumpe 10 und der Deckschicht 21 angehoben. Die Schwimmpumpe 10 drückt dabei durch ihr Gewicht die Filterschicht 18 in den Schlamm 12 hinein, so daß sich um die Schwimmpumpe 10 herum durch die Filterschicht 18 hindurchgetretenes Wasser ansammelt, das im Betrieb ständig durch die Abführleitung 11 abgepumpt wird. Diese Wasserabführung ist von der Betätigung der Vakuumpumpe unabhängig.

Wenn mittels der Vakuumpumpe 17 in der Drainagezone 14 und/oder im Zwischenraum 22 zwischen der Filterschicht 18 und der Deckschicht 21 ein Unterdruck von beispielsweise 3 bis 6 m/WS erzeugt wird, tritt unter der Saugwirkung Wasser aus dem Schlamm 12 durch die Bodenschicht 13 bzw. die Filterschicht 18 hindurch und wird durch die in der Drainagezone 14 verlegten Drainagerohre 15 bzw. die im Zwischenraum 22 angeordneten Saugrohre 19 und die Saugleitungen 16 bzw. 20 zum Sammelbehälter 23 abgesaugt Aus diesem wird das angesammelte Wasser kontinuierlich oder absatzweise mittels der Wasserpumpe 24 über die Abführleitung 25 in das Nachklärbecken 8 gepumpt

Unter der Einwirkung des Unterdruckes im Zwischenraum 22 legt sich die Deckschicht 21 dicht gegen die Oberseite der Saugrohre 19 und an den Rändern des Entwässerungsbeckens 6 gegen die Filterschicht 18 aa wobei jedoch die Saugrohre 19 die Aufrechterhaltung eines zusammenhängenden Zwischenraumes gewährleisten. Im Betrieb kann je nach der Art und Zuführungsgeschwindigkeit des Schlammes 12, den Abmessungen und dem jeweiligen Füllzustand des Entwässerungsbecken:

6 und dem zeitlichen Arbeitsplan in der Drainagezone 14 und/oder im Zwischenraum 22 mit Unterdruck mil oder ohne zusätzliche Verwendung von Schwimmpumpen 10 gearbeitet werden.
Bei kombinierter Anwendung von Unterdruck in dei Drainagezone 14 und im Zwischenraum 22 mii gleichzeitiger Benutzung von Schwinunpumpen 10 kam eine sehr rasche Entwässerung des Schlammes erziel· werden, die schon während des Befüllens des Entwässe rungsbeckens 6 beginnt und vielfach schon nach sech:

bis acht Stunden stichfest entwässerten Schlamm liefert Die vorstehend anhand einer bevorzugten Ausfüh

rungsform erläuterte Erfindung kann je nach dei Anforderungen in verschiedener Weise abgewandelt

werden, wobei insbesondere auch eine bewegliche Ausgestaltung der Vorrichtung durch Verwendung von Wasserfahrzeugen mit als Entwässerungsbecken ausgebildeten Laderaum vorgesehen sein kann.
Bei gut filtrierbarem Schlamm und hinreichend

rascher Schlammzuführung in das Entwässerungsbekken(6) kann man mindestens einen Teil des sich über der Filterschicht ansammelnden Wassers auch durch den Überlauf (7) ablaufen lassen.

Hierzu 2 Blau Zeichnungen

Claims (37)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entwässerung von Schlamm, insbesondere Saugbaggergut, bei welchem man den Schlamm in ein Entwässerungsbecken einbringt und darin durch Abfuhren von Wasser eindickt oder verfestigt, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den Schlamm ein die Schlammteilchen zurückhaltendes, wasserdurchlässiges Schichtmaterial aufbringt und das hindurchgetretene Wasser abführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man über dem wasserdurchlässigen Schichtmaterial einen Unterdruck erzeugt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man über dem wasserdurchlässigen Schichtmaterial eine im wesentlichen gasdichte Abdeckung anbringt und dazwischen einen Unterdruck erzeugt

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlamm über einer wasserdurchlässigen Unterlageschicht stehen läßt, unter dieser einen Unterdruck erzeugt und das hindurchgetretene Wasser abführt

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlamm unter das ausgelegte, wasserdurchlässige Schichtmaterial einströmen läßt

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem Schlamm zuvor durch Absetzen spezifisch schwere Sinkstoffe abtrennt

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, mit mindenstes einem Entwässerungsbecken, Vorrichtungen zum Einbringen des Schlammes und Vorrichtungen zum Abführen von Wasser, gekennzeichnet durch eine auf dem Schlamm (12) im Entwässerungsbecken (6) angeordnete, wasserdurchlässige Filterschicht (18) und mindestens eine auf dieser angeordnete Vorrichtung (10, 19) zur Abführung des durch die Filterschicht (18) hindurchgetretenen Wassers.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine über der rilterschicht (18) unter Freilassung eines zusammenhängenden Zwischenraunies (22) angeordnete, im wesentlichen gasdichte Deckschicht (21), und mindestens eine den Zwischenraum (22) mit einer Vakuumpumpe (17) verbindende Saugleitung (20).

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch auf der Filterschicht (18) angeordnete Tragelemente (19) für die Deckschicht (21).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine am Boden des Entwässerungsbeckens (6) angeordnete, wasserdurchlässige Bodenschicht (13), eine darunterliegende Drainagezone (14) und mindestens eine die Drainagezone (14) mit einer Vakuumpumpe (17) verbindende Saugleitung (16).

11. Vorrichtung nach eiiiem der Ansprüche 7 bis

10, gekennzeichnet durch mindestens eine über der Filterschicht (18) angeordnete Schwimmpumpe (10) zum Abführen des durch die Filterschicht (18) hindurchgetretenen Wassers.

12. Vorrichtung nach einen-, der Ansprüche 7 bis

11, gekennzeichnet durch mindestens einen am Entwässerungsbecken (6) angeordneten Überlauf f7l

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Entwässerungsbecken (6) mindestens ein Absetzbecken (4) zur Abtrennung spezifisch schwerer Sinkstoffe vorgeschaltet ist

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Entwässerungsbecken (6) mindestens ein Nachklärbecken (8) für das abgezogene Wasser nachgeschaltet ist

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drainagezone (14) mit der Saugleitung (16) verbundene Drainagerohre (15) enthält

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht aus einer oder mehreren, flexiblen Filtermatten (18) besteht

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

16, dadurch gekennzeichnet daß die Deckschicht aus einer oder mehreren, flexiblen Deckbahnen (21) aus im wesentlichen gasdichtem Kunststoff besteht

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

17, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermatten (18) und/oder die Deckbahnen (21) Verstärkungseinlagen aufweisen.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

18, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Filtermatten (18) bzw. mehrere Deckbahnen (21) mit ihren Randbereichen überlappend aufeinandergelegt sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

19, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermatten

(18) in ihren benachbarten Randbereichen miteinander lösbar verbunden sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

20, dadurch gekennzeichnet daß die Deckbahnen (21) mit ihren benachbarten Randbereichen miteinander lösbar verbunden sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe (17) einen mit einer Wasserpumpe (24) versehenen Sammelbehälter (23) für das abgezogene Wasser aufweist

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

22, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente als mit der Saugleitung (20) verbundene Saugrohre

(19) ausgebildet sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

23, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugrohre (19) flexibel ausgebildet sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

24, dadurch gekennzeichnet daß die Saugrohre (19) aus biegsamem Kunststoff bestehen.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

25, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugrohre (19) an der Oberseite der Filtermatten (18) befestigt sind.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

26, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermatten (18), die Saugrohre (19) und die Deckbahnen (21) miteinander zu gemeinsamer Verlegung verbunden sind

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

27, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässerungsbecken (6) als einfache Ausschachtung des Erdbodens ausgebildet ist und geböschte Seitenwände (6a) aufweist

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

28, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Drainagezone (14) und/oder an den Seitenwänden (6a>des

Entwässerungsbeckens (6) und/oder an den Überläufen (5, 7) eine Schutzschicht (26, 27} aus wasserundurchlässigem Material, insbesondere flexibler Kunststoffolie angeordnet ist

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

29, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Filterschicht (18) und der Deckschicht (21) mindestens eine Schwimmpumpe (10) angeordnet ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

30, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermatten (18) und/oder die Deckbahnen (21) mit ihren an. Rand des Eiitwässerungsbeckens (6) überstehenden Randbereichen auf den geböschten Seitenwänden (6a) aufliegen.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

31, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserdurchlässige Bodenschicht (13) mindestens eine Schicht aus Kies und/oder Sand enthält.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

32, dadurch gekennzeichnet, daß an den Drainage- rohren (15) in der Bodenschicht (13) eine Abdeckung aus faserartigem Material, insbesondere Stroh, angeordnet ist

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 27, 32 und 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässerungsbecken als Laderaum eines Wasserfahrzeugs, insbesondere einer Schute, ausgebildet ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermatten (18) und/ oder die Deckbahnen (21) mindestens an einer Seiten- wand des Laderaumes lösbar befestigt sind.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bit.

35, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere im Kreislauf nacheinander befüllte und entleerte Entwässerungsbecken (6) vorgesehen sind.

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

36, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Oberlauf (5, 7) zusätzlich Vorrichtungen zum Eindosieren von Flockungsmittel vorgesehen sind.

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