DE2755125A1 - Verfahren zur entfernung von schlamm aus gewaessern - Google Patents
Verfahren zur entfernung von schlamm aus gewaessernInfo
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- E02F7/00—Equipment for conveying or separating excavated material
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Description
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PATENTANMELDUNG Zusatz zu:
6000 Frankfurt am Main 61
Internes
Dr.Eu/lro
TEN
909824/0415
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung fein- und feinstteiliger Schlämme aller Art aus Gewässern, wie z. B. aus
Flüssen, Seen, Hafenbecken usw. Das Problem der Reinhaltung derartiger Gewässer ist, nachdem ihr Verschmutzungsgrad mancherorts
nicht mehr zu vertretende Höhen erreicht hat, jedermann bekannt. Mit dem Verschmutzungsgrad der Gewässer nehmen auch die feinen und
feinsten, zunächst im Wasser schwebenden Feststoffteilchen zu, die
im Laufe von Wochen und Monaten ein ständiges Ansteigen des Schlammpegels in den Gewässern verursachen. Fauna und Flora vieler,
darunter auch in Naherholungsgebieten gelegener Seen sind bereits in ihrer Existenz durch Totalverschlammung aufs Ärgste bedroht.
In Flußmündungen, die zu Brackwassergebieten gehören, wo die Verschlammung
der Gewässer noch dadurch verstärkt wird, daß die nur im Süßwasser lebenden Mikroorganismen beim Zusammentreffen mit
Meerwasser durch den zu hohen Salzgehalt zugrunde gehen und absinken, wird durch den sich vermehrenden Schlamm oder Schlick
stellenweise sogar die Schiffahrt behindert. Man versucht auf verschiedene Weisen, der geschilderten Verschlammung Herr zu
werden. In besonders betroffenen Hafenanlagen, beispielweise an Fährenan- und ablegeplätzen, werden Unterwasserpflüge, auch
Unterwasserharken oder -eggen genannt, bei ablaufendem Wasser (Ebbe) durch Schlepper ununterbrochen durch die Schlammassen
gezogen, in der Hoffnung, daß der unter Wasser aufgewirbelte
Schlamm mit dem abfließenden Wasser in Richtung Meer getragen wird. Die Wirkung dieser Maßnahme ist gering, da die Flut den
Schlamm auch wieder zurückbringt. Wesentlich effektiver arbeiten hierbei die Verfahren der Naßbaggerei mittels Greifbagger oder
Eimerkettenbagger. Greifbagger können nur zur Beseitigung kleinerer Mengen Schlamm eingesetzt werden. Saugbagger und Eimerkettenbagger
müssen für ihren Einsatz fest verankert werden und stellen in Hafenanlagen und Wasserstraßen für die Dauer ihres Einsatzes ein
Verkehrshindernis dar. Der schwimmende Saugbagger fördert in der Regel das gebaggerte Gut durch eine Schwimmleitung und eine daran
sich anschließende Rohrleitung auf dem Festland in ein künstlich angelegtes Spülfeld (Polder). Da Schwimmleitungen an Orten vetterbedingter schwerer Wellengänge oder auch starker Gezeitenströmungen
nicht beliebig lang gelegt werden können, ist die Methode nicht überall anwendbar. Die Kombination von Saugbagger und Lastkähnen,
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sogenannter Schuten, in die das gebaggerte Gut gefüllt und mit Schleppern zur Abladestelle transportiert wird, wäre eine unwirtschaftliche Problemlösung, da beim Saugbaggern von Schlämmen die
aus verfahrenstechnischen Gründen stets mitgeförderten großen Wassermengen im schwer absetzbaren Schlamm verbleiben und damit
die Schutentransportfrequenz beträchtlich erhöhen. Auch ist an der Abladestelle ein SchutenspUler (Pumpenschiff) erforderlich.
Der Aufwand von Schuten, Schleppern und Schutenspülern ist sinnvoller kombiniert mit einem Eimerkettenbagger, der den Schlamm
kontinuierlich von der Gewässersohle mit Hilfe seiner an einer endlosen Kette hängenden Eimern in praktisch Originalkonzentration
hochholt und in die neben dem Baggerschiff liegenden Schuten entleert. Beim Arbeiten mit einem Eimerkettenbagger ist allerdings
eine Verschmutzung des Oberflächenwassers nicht zu vermeiden. Gegenüber einem normalen Saugbagger ist ein Eimerkettenbagger Je
nach Untergrundbeschaffenheit meist in der Lage, eine gewünschte
Gewässerprofiländerung nach Plan zu schneiden, d.h. eine Vertiefung der Sohle oder eine Verbreiterung des Gewässers herbeizuführen.
Da in den meisten Fällen nur eine Entschlammung des Gewässers und keine besondere Profiländerung verlangt wird, ist der Einsatz
eines Eimerkettenbaggers nur zur Entschlammung zu umständlich und zu aufwendig.
Als Hopper oder Hoppersauger bezeichnet man ein Schiff, das alle für einen Naßbaggerbetrieb erforderlichen Funktionen (Saugbagger,
Schute, Schlepper und SchutenspUler) in sich vereinigt und zur Entfernung von Sand aus Gewässern viel benützt wird. Ein Hopper
benötigt zum Baggern keine Verankerung und kann sich daher jederzeit durch eigenen Schiffsschraubenantrieb vom Baggerplatz
entfernen, so daß er für den Schiffsverkehr kein Hindernis bedeutet. Eine fast das ganze Schiff einnehmende Ladewanne (Hopperwanne)
dient zur Aufnahme des hochgeholten Sandes. Der Sand wird
im Gemisch mit Wasser kontinuierlich über einen an der Außenseite des Hoppersaugers angebrachten, vertikal beweglichen Säugrüssel
angesaugt und in ein sich anschliessendes Rohrsystem geleitet, das in zwei back- und steuerbordlängsseitig über der Hopperwanne
verlaufenden, mit zahlreichen verschließbaren Klappen versehenen
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Hopperwannen-Einlaufrohren endet. Das Wasser-Sand-Gemisch fließt
aus den Einlaufrohren über die gesamte Länge in die Hopperwanne ein, in der sich der spezifisch schwere Sand sofort absetzt und das
abgetrennte Wasser kontinuierlich über direkt unter der Deckoberkante angebrachte, vertikal verstellbare überlaufluken in der
Bordwand in das Gewässer abfließt. Auf diese Weise wird kontinuierlich Wasser-Sand-Gemisch vom Gewässerboden hochgesaugt und
in die Hopperwanne geleitet, bis sie mit Sand gefüllt ist.
Nach Befüllung der Hopperwanne und Hochbringen und Verstauen des
Säugrüssels fährt der Hopper mit eigener Kraft zu einer gegebenenfalls
kilometerweit entfernten Abladestelle und entlädt sich dort entweder über eine im Hopperboden befindliche Entladeklappe oder
mit eigener Pumpe im Spülverfahren über Bodenventile (Schieber). Der Hoppersauger ist aufgrund seiner Arbeitsweise ein wirtschaftlich
arbeitendes Baggergerät. Bei der Sandnaßbaggerei kann die Hopperwanne mit einem Inhalt von z. B. 500 bis 5OOO m binnen 1-3
Stunden mühelos im Uberlaufverfahren mit Sand gefüllt werden. Versuche, Hopper zur Entfernung von Schlamm aus Gewässern einzusetzen,
sind fehlgeschlagen, da es selbst bei tagelangem Baggern nicht gelingt, die Hopperwanne mit einer rentablen Menge an Feststoff
zu füllen. Die in die Hopperwanne eingepumpten Schlamm-Wasser-Suspensionen zeigen nämlich auf Grund der geringen Unterschiede
in der Dichte zwischen Feststoff und Wasser keine Neigung zum Absetzen, sondern werden bei dem für einen Hopper charakteristik
sehen Uberlaufverfahren mit der gleichen Feststoffkonzentration aus
den überlaufluken über Bord gespült, wie sie in die Hopperwanne
einfließen. Die Feststoffkonzentration in der hochgepumpten Schlamm-Wasser-Suspension
ist viel zu gering, um einen wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfache und wirtschaftliche Methode zur Entfernung von Schlamm aus
Gewässern anzugeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung von Schlamm aus
Gewässern ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlamm hochsaugt und die hochgesaugte Schlamm-Wasser-Suspension zusammen mit
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einem Flockungsmittel in einer S<hwim»ien'len Behälter füllt, das
Füllen unterbricht, sobald der Behälter voll ist und nach dem Absitzen des Schlamms die überstehende Vasserschicht entfernt und
das Füllen unter Flockungsmittelzusatz, Absitzenlassen, Entfernen der überstehenden Wasserschicht solange wiederholt bis der
Behälter mit Schlamm gefüllt ist.
Damit öich der Schlamm aus der Schlamm-Wasser-Suspenion unter
Ausbildung einer überstehenden Klarwasserschicht absetzt, ist die Zugabe eines Flockungsmittels erforderlich. Flockungsmittel
sind bekannt. Es sind meist hochpolymere Produkte wie z. B. Kautschukphosphoniumsalze, Stärkeprodukte, Proteine, Polyacrylate,
Knochenleim, Polyäthylenoxide, Polyacrylamide, Polyäthylenimine, etc.
Die Flockungsmittel werden eingeteilt in nichtionische, anionische
und kationische Flockungsmittel, Um für den jeweils vorliegenden Schlamm das geeignetste Flockungsmittel auswählen zu können,
werden Sedimentationsversuche im Labor mit einer Probe hochgesaugter Schlamm-Yasser-Suspension durchgeführt und dabei die für
eine Totalflockung optimale Menge Flockungsmittel ermittelt. Gute Ergebnisse zeigen in der Praxis Flockungsmittel auf der
Basis von z.B.Polyacrylamid, teilverseiftem Polyacrylamid, nichtionischero Polyäthylenoxid, kationischem Polyäthylenamin,
kationischem Polyäthylenamin, kationischem Poly-dimethylaminoäthylmethacrylat
und/oder Poly-dimethylaminoäthylacrylat,
kationische Copolymerisate von Dimethylaminoäthylmethacrylat und -acrylat und/oder Acrylamid.
Das Flockungsmittel wird normalerweise in Form einer wäßrigen Lösung direkt der hochgepumten Schlamm-Wasser-Suspension,
zweckmäßigerweise sofort nach der Pumpe, in der durch Vorversuche ermittelten optimalen Menge zugesetzt. Die wäßrige
Lösung des Flockungsmittels kann eine Konzentration von 0,001 Gew.X und höher, insbesondere von 0,01 bis 0,5 Gew. %
besitzen. Sofern wäßrige Lösungen mit einer Konzentration größer als 0,5 Gew. % noch dosierbar sind, können auch
konzentriertere Lösungen verwendet werden. Es kann zweckmäßig sein, die Konzentration des Schlamms in der Schlamm-Wasser-Suspension
während des Hochpumpens laufend, z. B. radiometrisch,
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zu messen und entsprechend der gemessenen Schlammkonzentration das Flockungsmittel zuzudosieren. Normalerveise werden pro m
hochgepumpter Schlamm-Wasser-Suspension 10 bis 100 ppm Flockungsmittel (bezogen auf 100 %iges Flockungsmittel)
zugesetzt. Am Boden eines Gewässers abgesetzter Schlamm- oder Schlick enthält in der Regel 40 bis 50 Gew.% Feststoffe. Beim
Hochpumpen wird er normalerweise im Verhältnis 1 : (1 bis 20) mit Wasser verdünnt.
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In manchen günstig gelagerten Fällen findet schon während des Füllens des schwimmenden Behälters mit der mit Flockungsmittel
versetzten Schlamm-Wasser-Suspension eine gewisse Trennung zwischen Schlamm und Wasser statt, so daß zuerst ein Klarwasserspiegel
die Niveaubegrenzung im schwimmenden Behälter erreicht. In solchen Fällen ist es zweckmäßig, die überstehende
Klarwasserschicht noch während des Füllvorgangs zu entfernen, was am einfachsten durch überlaufenlassen des Klarwassers
über die Behälterwand oder über in der Behälterwand angebrachte überlaufluken vorgenommen werden kann. Aber auch in
günstig gelagerten Fällen kann auf eine derartige Weise nur wenige Minuten lang eine Klarwasserschicht entfernt werden,
dann erreicht die Schlamm-Wasser-rSuspension die Niveaubegrenzung
des Behälters. Der FüllVorgang wird nun unterbrochen.
Nach dem Absitzen des Schlamms wird die überstehende Klarwasserschicht
entfernt und das Füllen, Absitzenlassen, und Entfernen der Klarwasserschicht solange wiederholt, bis eine rentable
Menge Schlamm im Behälter angesammelt ist, worauf der Behälter zur Abladestelle des Schlammes transportiert and dort entleert wird.
Für das Hochsaugen des am Gewässerbodens abgelagerten Schlamms in Form einer Schlamm-Wasser-Suspension und ihr Entleeren
in den schwimmenden Behälter werden bekannte Saugvorrichtungen verwendet. Die Entfernung der Klarwasserschicht über dem im
schwimmenden Behälter abgesetzten Schlamm kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise kann in der Behälterwand
ein vertikal verstellbarer Schieber angeordnet sein, der in seiner höchsten Stellung eine Ausflußöffnung, beispielsweise
eine Ausflußluke, verschließt. Nach der Trennung der Suspension in eine Schlammschicht und in eine Klarwasserschicht
wird die Ausflußöffnung, z. B. die Ausflußluke, allmählich geöffnet, so daß die Klarwasserschicht in das Gewässer
abfließen kann. Man kann auch in dem schwimmenden Behälter eine getrennte Auffangkammer vorsehen, in die das überstehende
Klarwasser durch eine verschließbare Öffnung abfließen kann,
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und aus der das Klarvasser beispielsweise durch eine Pumpe entfernt wird.
Weiterhin kann die Klarwasserschicht durch ein Ablaufrohr oder einen Ablaufschlauch entfernt werden, durch die das Wasser
im freien Lauf in das Gewässer fließt oder mitteis einer Pumpe angesaugt wird.
Es können auch verschiedene Möglichkeiten fUr die Entfernung der Klarwasserschicht miteinander kombiniert werden. In jedem
Fall sollte die Entfernung der Klarwasserschicht so durchgeführt werden, daß in der Schlammschicht möglichst wenig Aufwirbelungen
erfolgen. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß der Überlauf, Einlauf oder das Absaugen des Wassers stets
kurz unter der Klarwasseroberfläche erfolgt. Die Uberlaufkanten,
Einlauf- oder Absaugöffnungen müssen zu diesem Zweck dem absinkenden Klarwasserspiegel angepaßt, d.h, laufend mit dem
absinkenden Klarwasserspiegel abgesenkt werden. Es ist sinnvoll, Einlauföffnungen von Abflußrohren, Absaugschläuchen oder
dergl. so anzubringen, daß das Klarwasser von oben nach unten in die Abflußrohre, Absaugschläuche oder dergl. zufließen
kann. Das in die Einlauföffnungen zufliessende Klarwasser
stammt dadurch hauptsächlich von der Wasseroberfläche . Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß durch Sogwirkungen, wie
sie bei ungünstig ausgebildeten bzw. angeordneten Einlauföffnungen auftreten können, Teile des gewonnenen Schlamms beim Abziehen
des Klarwassers mitgefUhrt werden.
Außerdem ist es zweckdienlich, die Einlauföffnung eines Ablaufoder
Absaugrohres trichterförmig auszuführen, da dadurch die Uberlaufgeschwlndigkeit des von der Oberfläche zulaufenden
Klarwassers reduziert wird, Vorteilhaft ist es auch, Uberlaufkanten
und Einlauföffnungen für das Klarwasser zackenförmig auszubilden.
Das Einfüllen der hochgepumpten Schlamm-Wasser-Suspension zusammen
mit dem Flockungsmittel in den Behälter erfolgt zweckmäßiger- · weise so, daß auch beim FUllvorgang möglichst wenig Turbulenzen
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entstehen. Bei länglichen Behältern, vie sie z. B. bei Booten und Schiffen meist vorhanden sind, ist es zweckmäßig, die
Schlamm-Wasser-Suspension zusammen mit dem Flockungsmittel nur an einem Längsende einzufüllen. Dadurch wird erreicht, daß die
stärksten Turbulenzen während des EinfüllVorganges nur an einem Längsende auftreten, und ein Absetzen des Schlammes bereits
während des Füllvorgangs eingeleitet wird, Die Vorrichtung für
die Entfernung der Klarwasserschicht wird zweckmäßigerweise am anderen Längsende des Behälters angeordnet. Vorteilhafterweise
wird auch während des Füllvorganges die Schlamm-Wasser-Suspension unterhalb des vorhandenen Flüssigkeitsspiegels in den Behälter
eingeleitet. Dadurch wird ein Aufschlagen der Suspension auf die Flüssigkeitsoberfläche im Behälter mit der dadurch verbundenen
Zerschlagung bereits gebildeter Schlammflocken und außerdem eine störende Schaumbildung verhindert.
Weiterhin ist es zweckmäßig, das Einfüllen der Schlamm-Wasser-Suspension
an einem Ende des länglichen Behälters vorzunehmen und diesen Teil im Bereich höherer Flüssigkeitsstände gegenüber
dem übrigen Teil des Behälters abzutrennen. Dadurch wird bei höheren Flttssigkeitsständen eine Beruhigungszone gebildet und
die Sedimentationsgeschwindigkeit erhöht. Vor dem nachfolgenden Abziehen der Klarwasserschicht muß jedoch die Abtrennung zwischen
dem Einfüllbereich und dem übrigen Behälter beseitigt werden. Normalerweise ist bereits nach wenigen, z. B. 2-4 Zyklen des
erfindungsgemäßen Verfahrens, die innerhalb von wenigen, beispielsweise 1 bis 3 Stunden durchgeführt werden können,ein Behälter von
z. B. 5OO bis 5000 m Inhalt mit einer so großen hochkonzentrierten
Schlamm-Menge gefüllt, daß ein wirtschaftlicher Abtransport möglich ist. An der Entladesteile wird der Schlamm aus dem
Behälter entfernt, z. B. über Klappen am Boden des Behälters abgelassen. Der Schlamm im Behälter kann auch an der Entnahmestelle
mit Wasser auf Pumpfähigkeit verdünnt und abgepumpt werden.
Als schwimmende Behälter für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens kommen z. B. geeignete Boote und Schiffe, wie z. B. Schuten, vorzugsweise aber Hopper oder Hoppersauger in
Betracht. Bei Verwendung eines Hoppersaugers werden
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die während des Naßbaggerns in die Hopperwanne einlaufenden fein- und feinstteiligen Schlamm-Suspension aller Art
■it einem Flockungsmittel versetzt und die Hopperwanne bis kurz vor überlauf gefüllt. Dann wird das Baggern für kurze Zeit unterbrochen.
Die sich über der Schlammschicht ausbildende Klarwasserschicht wird mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung abgezogen und
dann das Baggern unter Zusatz eines Flockungsmittels zur einlaufenden Schlamm-Suspension wieder aufgenommen, bis die Hopperwanne
erneut bis kurz vor überlauf gefüllt ist. Die sich erneut ausbildende
Klarwasserschicht wird abgezogen und das Füllen unter Flockungsmittelzusatz, Absitzenlassen, Entfernen der über dem
Feststoff liegenden Klarwasserschicht wird solange wiederholt, bis die Hopperwanne mit einer rentablen Menge ausgeflockten
Schlamms gefüllt ist. Abweichend von der bislang geübten Praxis der kontinuierlichen Befüllung des Hoppers wird bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren diskontinuierlich gearbeitet.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß ein üblicher
Hoppersauger praktisch nur noch mit einerVorrichtung für die Entfernung des Klarwassers versehen werden, wozu in der Regel
nur ein kleiner Umbau vorzunehmen ist.
Angesichts vieler erfolgloser Bemühungen mit Hoppern, Schlamm aus Gewässern auf eine wirtschaftliche Art zu entfernen, muß das
erfindungsgemäße Verfahren als überraschend bezeichnet werden. Es war auch nicht zu erwarten, daß durch die erfindungsgemäße
Arbeitsweise in relativ kurzer Zeit das weltgehende Anfüllen des Behälters mit konzentriertem Schlamm möglich sein würde, zumal
befürchtet werden mußte, daß durch die für eine rasche Abtrennung des Schlammes ungünstigen Ausgestaltungen der Hopperwanne und
die durch den Wellengang hervorgerufenen Bewegungen des Schiffes keine vernünftige Absetzgeschwindigkeiten bzw. keine hohe
Schlammkonzentrationen zu erzielen sein würden.
An Hand der beiliegenden Figuren wird die Erfindung weiter
erläutet. Die Figuren zeigen in beispieLsweiser und schematischer
Darstellung einen für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeigneten Hoppersauger.
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Figur 1 zeigt in beispielsweiser und schematischer Darstellung
einen Hoppersauger in der Seitenansicht, vobei die Schiffswand zua Teil aufgeschnitten dargestellt ist. Figur 2 zeigt den
Hopper der Figur 1 in der Daraufsicht. In den Figuren sind nur diejenigen Vorrichtungen angegeben, die für die Durchfuhrung
des erfindungsgemäßen Verfahrens von Wichtigkeit sind. Die Einrichtungen für die Fortbewegung des Schiffes, für die Navigation
und die Unterbringung der Nannschaft etc. sind in den
Figuren nicht dargestellt.
Der Hoppersauger ist mit 1 bezeichnet, der in dem Gewässer 2 schwimmt. Die eigentliche Hopperwanne ist mit 3 beziffert. Der
vertikal bewegliche Saugrüssel 4 ist mittels des Gelenkes 5 seitlich am Schiff befestigt. Die Pumpe für das Ansaugen der
Schlamm-Wasser-Suspension ist mit 7 beziffert. In die Saugseite der Pumpe 7 münden die beiden Leitungen 6 und 37,in denen die
Ventile 8 und 9 angeordnet sind. Von der Druckseite der Pumpe führen die beiden Leitungen IO und 11 weg, in denen die Ventile
12 und 13 angeordnet sind.Die Pumpe 7 saugt über den Säugrüssel 4 und die an ihn anschließende Leitung 6 bei
geöffnetem Ventil 8 und geschlossenen Ventilen 9 und 13 eine Schlamm-Wasser-Suspension an, die über das geöffnete Ventil
in die Leitung 10 und anschließend in die beiden Auslaufrohre 14 gepumpt wird. Die beiden Auslaufrohre 14 sind zu beiden
Seiten der Hopperwanne 3 angebracht. Die Auslaufrohre 14 besitzen Auslauföffnungen 15 und 16, durch welche die Schlamm-Wasser-Suspension
in die Hopperwanne 3 gepumpt wird. Die Auslaufrohre 14 mit ihren Auslauföffnungen 15 und 16 sind so angeordnet, daß
die Schlamm-Wasser-Suspension nur am heckseitigen Ende in die Hopperwanne einfließt. Aus dem Vorratsbehälter 17 für die
wässrige Lösung des Flockungsmittels wird über die Leitung 18 durch die Dosierpumpe 19 Flockungsmittellösung der hochgepumten
Schlamm-Wasser-Suspension hinter der Pumpe 7 zudosiert. Dadurch wird eine einwandfriei Vermischung der Schlamm-Wasser-Suspension
mit dem Flockungsmittel bis zum Austritt des Gemisches aus den Öffnungen 15 und 16 und eine weitgehende Ausflockung des Schlamms
erreicht« Im vorderen, d.h. im bugseitigen Teil der Hopperwanne 3 ist ein anheb- und senkbares Ablaufrohr 20 angebracht. Das
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Ablaufrohr 20 ist über biegbare, nicht zusammendrückbar
Gummimanschette 21 mit Hilfe geeigneter Flanschstücke auf dem
Kasten 22 befestigt, der die im Boden der Hopperwanne 3 befindliche Ablauföffnung 23 abdeckt. Die Vorrichtung zum Heben und
Senken des Ablaufrohres 20 ist in den Figuren nicht dargestellt. Für das Heben und Senken des Ablaufrohres 20 kann beispielsweise
ein geeignet angebrachter Flaschenzug verwendet werden. In der Hopperwanne sind weitere Ablauföffnungen 24 bis 29 angeordnet,
die durch die Ventile 30 bis 36 getrennt geöffnet und geschlossen werden können und welche in die gemeinsame Leitung 37 münden.
Im hinteren, heckseitigen Teil der Hopperwanne 3 ist eine über die gesamte Breite der Hopperwanne sich erstreckende Platte 38
angeordnet, welche um die waagerechte Achse 39 drehbar gelagert ist. Die Platte 38 ragt in ihrer senkrechten Anordnung vom
höchstmöglichen Befüllungsstand der Hopperwanne etwa 70 bis 150 cm nach unten und schafft dadurch im hinteren, heckseitigen
Teil der Hopperwanne eine Beruhigungszone.
Zum Befüllen des Hoppers wird das Ablaufrohr 20 über den maximalen
Befüllungsstand der Hopperwanne hochgezogen und die Ventile 9, 13, 30 bis 36 geschlossen und die Platte 38 in die
senkrecht nach unten weisende Stellung gebracht. Dann wird Über den Saugrüssel 4, die Leitung 6 bei geöffnete« Ventil 8 von der
Pumpe 7 Schlamm-Wasser-Suspension angesaugt und gleichzeitig nach der Pumpe7 Flockungsmittellösung über die Leitung 18 zudosiert.
Die mit Flockungsmittel versehene Schlamm-Wasser-Suspension wird über die Leitung 10 in die beiden Auslaufrohre 14 gefördert
und über die Ausflußöffnungen 15 und 16 in den hinteren Teil der Hopperwanne gepumpt. Der FüllVorgang wird abgebrochen, wenn
der maximal mögliche Flüssigkeitsstand in der Hopperwanne erreicht ist. Sobald sich der geflockte Schlamm abgesetzt hat, was in der
Regel nach 10 bis 25 Minuten der Fall ist, wird die Platte 38 in ihre waagerechte, strichpunktiert eingezeichnete Lage hochgeklappt
und das Absaugrohr 20 unter den Spiegel der Klarwasserschicht abgesenkt. Gleichzeitig wird das Ventil 30 geöffnet und
das durch das Rohr 20, den Kasten 22 und die Öffnung 23 in die Leitung 37 abfließende Wasser von der Pumpe 7 bei geöffneten
Ventilen 9 und 13 und geschlossenen Ventilen 8 und 12 über die
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Leitung 11 durch den in der Bordwand angebrachten Anschlußstutzen 38 in das Gewässer zurückgepumt. Das Ablaufrohr 20 wird
entsprechend dem sinkenden Klarwasserspiegel abgesenkt, bis die Öffnung des Absaugrohres 20 die Oberfläche der abgesetzten
Schlammschicht erreicht. Dann wird das Absaugrohr 20 wieder über die maximale Füllhöhe der Hopperwanne 3 hochgezogen,
die Ventile 23, 9 und 13 geschlossen und die Ventile 8 und 12 geöffnet und die Platte 38 wieder in die senkrechte Stellung
gebracht. Darauf wird der FüllVorgang wiederholt. Nach erneutem Absitzenlassen der Schlammschicht wird die überstehende
Klarwasserschicht auf die bereits beschriebene Art und Weise entfernt. Normalerweise ist bereits nach einer dreimaligen
Wiederholung der geschilderten Verfahrensschritte die Hopperwanne zu mehr als 70 % mit Schlamm gefüllt, dessen Konzentration
normalerweise mit der Konzentration des am Boden des Gewässers abgelagerten Schlammes oder Schlicks praktisch identisch ist.
Der Säugrüssel 4 des Hoppersaugers wird dann hochgezogen, und der Hopper fährt mit eigener Kraft an die Entladestelle wo der
Schlamm entleert wird.
3
Hopperwanne betrug 1200 m . Die im Heckteil der Hopperwanne befindlichen überlaufluken wurden wasserdicht verschlossen. Die optimale Qualität und Quantität des einzusetzenden Flockungsmittels wurde vorher im Labor mit den bekannten Prüfungen der für die Bestimmung der Sedimentationsgeschwindigkeit ermittelt. Für den zu entfernenden Schlick hatte sich ein handelsübliches teilseiftesPolyacrylamid-Flockungsmittel (Hydropur® <jer Fa. Cassella-Frankfurt/Main-Fechenheim) als geeignet erwiesen, das in einer 0,5 Gew. %igen Lösung angewandt und in einer Menge von 19 ppm (bezogen auf lOOiges Flockungsmittel) der hochgepumpten Schlick-Wasser-Suspension zugesetzt wurde. Die Befüllungszone war, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt,durch eine ca. 120 cm hohe senkrechte, drehbar gelagerte Beruhigungswand von dem davorllegenden Teil der Hopperwanne getrennt. Das Ablaufrohr 20 im vorderen Teil der Hopperwanne hatte einen Durchmesser von
Hopperwanne betrug 1200 m . Die im Heckteil der Hopperwanne befindlichen überlaufluken wurden wasserdicht verschlossen. Die optimale Qualität und Quantität des einzusetzenden Flockungsmittels wurde vorher im Labor mit den bekannten Prüfungen der für die Bestimmung der Sedimentationsgeschwindigkeit ermittelt. Für den zu entfernenden Schlick hatte sich ein handelsübliches teilseiftesPolyacrylamid-Flockungsmittel (Hydropur® <jer Fa. Cassella-Frankfurt/Main-Fechenheim) als geeignet erwiesen, das in einer 0,5 Gew. %igen Lösung angewandt und in einer Menge von 19 ppm (bezogen auf lOOiges Flockungsmittel) der hochgepumpten Schlick-Wasser-Suspension zugesetzt wurde. Die Befüllungszone war, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt,durch eine ca. 120 cm hohe senkrechte, drehbar gelagerte Beruhigungswand von dem davorllegenden Teil der Hopperwanne getrennt. Das Ablaufrohr 20 im vorderen Teil der Hopperwanne hatte einen Durchmesser von
40 cm. Der erste Befüllvorgang mit ca. 12OO m dauerte 20 Minuten. In diesem Augenblick drohten geflockte Feststoffteilchen
über die vorderen Überlaufluken mit dem über Bord fließenden Klarwasser mitgerissen zu werden. 15 Minuten nach Beendigung
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des FUlIvorgangs wurde ait dem Abziehen der inzwischen entstandenen
Klarwasserschicht begonnen. Das Abziehen des Klarwassers ■lt Hilfe des Ablaufrohres und nach der beschriebenen Art
3 dauerte 15 Minuten. Die Hopperwanne enthielt jetzt ca. 460 m
konzentrierten Schlick mit einer Konzentration von mehr als 40 Gew. %. Für die erneute Befüllung standen somit 12OO m
3 3
- 460 m - ca. 740 m Laderaum zur Verfügung. Das Ablaufrohr
20 wurde hochgezogen und die Hopperwanne auf die bereits beschriebene Weise erneut befüllt. Der zweite Füllvorgang
wurde nach 12 Minuten abgebrochen; nach weiteren 15 Minuten wurde mit dem Abziehen der sich erneut ausgebildeten Klarwasserschicht
nach dem bereits bekannten Verfahren begonnen. Das
3 der Hopperwanne waren jetzt ca. 745 m konzentrierter Schlamm
vorhanden. Die Hopperwanne wurde jetzt zum dritten Mal befüllt, wobei das Füllen 7 1/2 Minuten dauerte. Nach weiteren 15 Minuten
wurde mit dem Abziehen des Klarwassers begonnen. Dies dauerte
3 ca. 6 Minuten. Es waren jetzt ca. 92Ο m konzentrierter Schlamm
in der Hopperwanne vorhanden. Die ganze Operation hat insgesamt knapp 2 Stunden gedauert.
Durch Taucherproben wurde festgestellt, daß die Konzentration der Schlickablagerungen auf der Gewässersohle mit der Konzentration
des Schlicks in der Hopperwanne identisch war und ca. 40 Gew. % Feststoff enthielt. Danach fuhr der Hopper zu der
Ubergabesteile des Spülfeldes und entlud den Schlick mit Hilfe
des üblichen SpülVerfahrens.
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Leerseite
Claims (14)
1. Verfahren zur Entfernung von Schlamm aus Gewäsöern, dadurch
gekennzeichnet, daß man den Schlamm hochsaugt und die hochgesaugte
Schlamm-Wasser-Suspension zusammen mit einem Flockungsmittel in einen schwimmenden Behälter füllt, das Füllen unterbricht, sobald
der Behälter voll ist und nach dem Absitzen des Schlammes die überstehende Wasserschicht entfernt und das Füllen unter Flockungsmittelzusatz,
Absitzenlassen, Entfernen der überstehenden Wasserschicht solange wiederholt, bis der Behälter mit Schlamm gefüllt
ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als schwimmender Behälter ein Hoppersauger verwendet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Füllen des Behälters erst dann abbricht, wenn Schlanraflocken
drohen, über den Behälterrand zu laufen.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flockungsmittel in Strömmungsrichtung gesehen hinter der
zum Hochsaugen der Schlamm-Wasser-Suspension benutzten Pumpe zugesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Flockungsmittel
unmittelbar hinter der zum Hochsaugen benutzten Pumpe zugesetzt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flockungsmittel der hochgesaugten Schlamm-Wasser-Suspension
in Abhängigkeit von der Schlammkonzentration zudosiert wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis Q, dadurch gekennzeichnet,
daß ein anionisches Flockungsmittel zugefügt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein nichtionisches Flockungsmittel zugefügt wird.
ORIGINAL INSPECT! 909824/0415
27Sb125
2 Ref. 3112
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein kationisches Flockungsmittel zugefügt wird.
10. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet
daß ein Flockungsmittel auf der Basis eines Polymerisats des Polyacrylamide zugefügt wird.
11. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein nichtionisches Flockungsmittel auf der Basis eines Polyäthylenoxyds zugefügt wird.
12. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet
daß ein kationisches Flockungsmittel auf der Basis eines PoIyäthylenimins
zugefügt wird.
13. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet
daß als kationisches Flockungsmittel ein Polymerisat auf Basis Dimethylaminoäthylmethacrylat und/oder Dimethylaminoäthylacrylat
zugefügt wird, das gegebenenfalls mit Acrylamid copolymerisiert ist.
14. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet
daß als kationisches Flockungsmittel Polyamin zugefügt wird.
90982W(H 1 5
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