DE3418492C2

DE3418492C2 - Vorrichtung zur Behandlung von Gewässerablagerungen

Info

Publication number: DE3418492C2
Application number: DE19843418492
Authority: DE
Inventors: Heiner Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Kreyenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1986-07-31
Also published as: DE3418492A1

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Behandlung von Gewässerablagerungen, bestehend aus Sanden und Kiessanden sowie feinteiligeren und/oder leichteren, insbesondere organische Bestandteile enthaltenden, Partikeln, wie Faulschlamm, Schlick und/oder Geschieben aus Ton und Schluff, bei dem das dem Gewässer entnommene Gut nach einer Grobstoffentfernung in einen Kiessandanteil einerseits und einen die Sande sowie die feinteiligeren und/oder leichteren Partikel enthaltenden Anteil andererseits getrennt und einer mechanischen Entwässerung unterzogen wird, insbesondere zur Entschlammung von Flüssen, Häfen und Seen, wird die Trennung des Sand- und Kiessandanteils von den feinteiligeren und/oder leichteren Partikeln dadurch optimiert, daß die Trennung der Sande von den feinteiligeren und/oder leichteren Partikeln in einem Wirbelbettapparat erfolgt, bei dem a) eine Wirbelflüssigkeit einen Behälter (18) von einem Anströmboden (19) aus nach oben gerichtet durchströmt und bei einem Überlauf (21) verläßt, b) das von Grobstoffen und Kies befreite Gut dem Behälter (18) von oben aufgegeben wird und mit der Wirbelflüssigkeit eine Schwertrübe bildet, wobei b1) die Sande nach unten sinken und im Bodenbereich des Behälters abgezogen werden und b2) die feinteiligeren und/oder leichteren Partikel (Schwimmgut) auf der Schwertrübe aufschwimmen und mit der Wirbelflüssigkeit am Überlauf (21) des Behälters (18) abgezogen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Gewässerablagerungen, die aus Sanden und Kiessanden sowie feinteiligeren und/oder leichteren, insbesondere organische Bestandteile enthaltenden Partikeln, wie Faulschlamm, Schlick und/oder Geschieben aus Ton und Schluff bestehen, insbesondere zur Entschlammung von Flüssen, Häfen und Seen, mit einer Einrichtung zur Aufnahme der Gewässerablagerungen, insbesondere einem schwimmfähigen Spülbagger, mit einer Einrichtung zur Übergabe des dem Gewässer entnommenen Gutes an einen Klassierer zur Trennung in einen Kiesanteil und einen die Sande sowie die feinteiligeren und/oder leichteren, insbesondere organische Bestandteile enthaltende Partikel enthaltenden Anteil sowie mit einer Transporteinrichtung zur Übergabe der Kiessandfraktion in separate Transportsysteme und einer Transporteinrichtung zur Übergabe der Sande sowie der feinteiligeren und/oder leichteren Partikel an eine mechanische Entwässerungsstation. Dieser Stand der Technik ergibt sich aus der US-PS 23 16 943.

In Flüssen. Seen und Häfen treten durch Schadstoffeinleitungen und als Suspension von in den Gewässern transportierten Schwebstoff-Frachten und Geschieben Ablagerungen auf. Solche bereits vorhandenen Ablagerungen und jährlich neu sedimentierende Mengen behindern die Schiffahrt durch Untiefen, vergrößern die durch Hochwasser ausgehenden Gefahren und verschlechtern die Qualität des Wassers durch Verminderung des Sauerstoffgehalts. Bisher wurden vorhandene Ablagerungen zur Vermeidung dieser Nachteile sowie zur Verhinderung von ökologisch bedenklichen Verlandungen aus den Gewässern gebaggert und im Aufspülverfahren auf Landflächen (Poldern) gespült Diese Flächen liegen im wesentlichen in den Uferzonen der Gewässer.

is Ausreichend große, ufernahe Ablagerungsflächen sind nicht mehr vorhanden. Die Beseitigung der auszubaggernden Sedimente stellt daher ein großes Problem dar, insbesondere da aus unterschiedlichen Gründen die Aufspülung landwirtschaftlicher Nutzflächen nicht mehr stattfinden kann. Durch das Defizit an Spülfeldkapazitäten und das Fehlen neuer Beseitigungsverfahren ist eine kritische Situation entstanden. Alle bisherigen Maßnahmen mit dem Ziel der Verringerung des Schlamm- oder Schlickanfalls führten zu keinem nennenswerten Erfolg.

Es ist daher auch bereits versucht worden, die beschriebenen Probleme bei der Beseitigung der auszubaggernden Sedimente zu vermindern und eine von den bisher erforderlichen Spülfeldern unabhängige SchlamnWSchlickablagerung in wirtschaftlicher Weise zu ermöglichen. Hierzu wurde ein Verfahren und eine Vorrichtung mit dem Ziel vorgeschlagen, das Volumen des zu deponierenden Gutes zu reduzieren (DE-GM 83 03 030). Der zur Erreichung dieses Zieles vorgeschlagene Klassierschritt gestattet aber lediglich die Abtrennung vergleichsweise großer Partikel (Kies) aus dem Baggergut. Alle organischen und als Flocken und Schwebeteilchen vorliegenden Partikel lassen sich jedoch nicht von den Sanden abklassieren und verbleiben zu einem vergleichsweise großen Aliteil in der Sandfraktion. Der Sand ist daher für Bauzwecke nicht verwertbar oder muß zusätzlich aufbereitet werden. Umgekehrt verbleiben in der zu entwässernden Fraktion der feinteiligeren und/oder leichteren, insbesondere organische Bestandteile enthaltenden, Partikel erhebliche Restmengen an Sanden, welche in der Entwässerungsanlage Erosionsschäden verursachen.

Die Vorrichtung zur Behandlung von Gewässerablagerungen der eingangs angegebenen Gattung ist aus der US-PS 23 16 943 bekannt. In dieser Druckschrift ist ein Schwimmbagger offenbart, der zur Behandlung von Gewässerablagerungen Setzmaschinen aufweist, die eine Trennung des zu behandelnden Gutes in grobe und in feine Bestandteile vornehmen. Durch diese Trennung soll erreicht werden, daß bei der Ablagerung des aus dem Gewässer entnommenen Gutes die groben Steine unterhalb des feinen Humus zu liegen kommen, so daß das Land danach landwirtschaftlich genutzt werden kann. Die Trennung der Sande und/oder leichteren Partikel erfolgt in einer Aufbereitungsanlage in Form einer Setzmaschine. — Diese bekannte Vorrichtung zur Behandlung von Gewässerablagerungen hat den Nachteil, daß mit ihr nur eine relativ grobe Klassierung möglich ist, d. h. daß insbesondere die feinteiligeren und/oder leichteren Partikel nicht abtrennbar sind. Aus diesem Grunde sind die groben Bestandteile beispielsweise für Bauzwecke nicht verwertbar, so daß diese zusätzlich aufbereitet werden müssen. Darüber hinaus werden der

bekannten Vorrichtung auch Grobstoffe zugeführt, die unter Umständen zu Betriebsstörungen führen können.

Ein ähnlicher Schwimmbagger ist aus der US-PS 17 19 442 bekannt Bei diesem bekannten Schwimmbagger erfolgt die Klassierung in die feinen und in die groben Anteile mittels einer Rinnenwäsche.

Aus der DE-PS 8 01 449 ist eine Vorrichtung zur Gewinnung und Aufbereitung von Kies bekannt Zu diesem Zweck ν ird ein Gemisch von Wasser und Kies aus der Sohle eines Gewässers angesaugt und in ein Absetzbecken gepumpt, von dem aus der Kies mit seiner nunmehr breiigen Beschaffenheit über ein Prallblech auf eine Siebstraße fließt, die zwei Siebboden mit verschiedenen Maschenweiten enthält. Dabei fallen die gröberen Körnungen von den Siebboden in einen separaten Sammelkasten, während das durch die Siebe hindurchfallende Gemisch von Sand und Wasser in eine Förderund Entwässerungsschnecke geleitet wird. Diese Schnecke läuft nach oben und fördert den Sand, der nun weitgehend entwässert ist, auf eine Transportvorrichtung.

Ausgehend von einer Vorrichtung zur Behandlung von Gewässerablagerungen der eingangs angegebenen Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß die Trennung in die einzelnen Anteile optimiert wird, wobei insbesondere die Vorrichtung vor der Zufuhr von Ablagerungen geschützt werden soll, die eine Betriebsstörung verursachen könnten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß dem Klassierer ein an sich bekannter Wirbelbettapparat nachgeordnet ist, bei dem ein Behälter an seinem unteren Ende mit einem Anströmboden für Wirbelflüssigkeit und einem Abzug für Sande und an seinem oberen Ende mit einem Überlauf für Wirbelflüssigkeit and Schwimmstoffe sowie einer Aufgabevorrichtung für das zu sortierende Gut versehen ist, daß dem Klassierer eine Sieb- oder Rechenanlage zum Entfernen der Grobstoffe sowie ein Zerhacker zur Grobstoffzerkleinerung vorgeschaltet ist und daß dem Wirbelbettapparat eine Flockulationsstation für die feinteiligeren und/oder leichteren Partikel nachgeschaltet sowie ein Pufferbecken für das zu klassierende und/ oder sortierte Gut vor- und/oder nachgeordnet ist.

Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Klassierung auf noch bessere Art und Weise erfolgt, als dies bisher möglich war. Durch den an sich bekannten Wirbelbettapparat werden auf einfache Weise die feinteiligeren und/oder leichteren Partikel von den übrigen Anteilen getrennt. Diese feinteiligeren und/oder leichteren Partikel können gemäß einem Merkmal der Erfindung einer Flockulationsstation zugeführt werden, in der auf optimale Weise eine Abscheidung des Wassers stattfindet. Durch die Vorschaltung einer Sieb- oder Rechenanlage können die Grobstoffe entfernt werden, so daß diese nicht Ursache einer Betriebsstörung werden können. Damit diese Grobstoffe nicht abgelagert oder in einer separaten Anlage weiterverarbeitet werden müssen, ist erfindungsgemäß ein Zerhacker nachgeschaltet, der die Grobstoffe zerkleinert, so daß diese in der gleichen Vorrichtung zusammen mit dem anderen zu trennenden Gut weiterverarbeitet werden können.

Ein Wirbelbettapparat ist zwar aus der DE-AS 12 04 601 bekannt, doch ist er nicht in einer derartig komplexen Vorrichtung zur Behandlung von Gewässerablagerungen integriert, wie dies bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fall ist. Mit dem bekannten Wirbelbettapparat sollen im übrigen körnige Feststoffe, wie Erze oder andere Mineralien klassiert oder nach der Wichte in einer aufwärts strömenden Flüssigkeit sortiert werden und die sich am Boden des Klassierers ansammelnden absetzbaren Feststoffe ausgetragen werden.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der eine Vorrichtung zur Behandlung von Gewässerablagerungen gemäß der Erfindung schematisch dargestellt ist In der

ίο Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schwimmende Vorrichtung zum Entnehmen von Gewässerablagerungen aus einem Gewässer und zur Weiterbehandlung dieser Gewässerablagerungen ir. schematischer Seitenansicht;

Fig.2 einen Wirbelbettapparat im schematischen Vertikalschnitt;

F i g. 3 eine schwimmende Vorrichtung gemäß F i g. 1 in Draufsicht auf ein Unterdeck und
F i g. 4 eine schwimmende Vorrichtung gemäß F i g. 1 in Draufsicht auf das Oberdeck.

Ein schwimmender Spülbagger 1 baggert das Gewässer bis zu einer Baggertiefe zwischen 2 und 4 m aus und führt das Baggergut über eine flexible Schlauchleitung 2 einem Entwässerungsschiff 3 zu. Im Entwässerungsschiff 3 ist ein Vorlagebecken 4 im Heck unterhalb des Oberdecks angeordnet, wie aus F i g. 1 und 3 der Zeichnung entnehmbar ist. Das Vorlagebecken 4 ist geeignet, eine ausreichende Menge des vom Spülbagger 1 geförderten Baggergutes zur Abpufferung von Betriebstörungen aufzunehmen. Das Vorlagebecken 4 ist mit einer im einzelnen nicht dargestellten Einrichtung 5 zur automatischen Abscheidung von Grobstoffen (Grobstoffabscheider) aus dem angesaugten Baggergut ausgerüstet, die aus einem heb- und absenkbar angeordneten HaIbbogenrechen 6 besteht, der mittels eines Elektromotors derart angetrieben ist, daß das in gleichmäßig verteilten Gitterabständen aufgefangene Verunreinigungsgut mittels eines Greifarmes ausgehoben und in einen Rechengutauswurf eingebracht werden kann. Alle Verunreini-

gungen, insbesondere Äste, Pflanzenbewuchs und Schwimmstoffe sowie andere Einlagerungen, die größer als 20 mm sind, werden aufgefangen und getrennt vom Baggergut abgeleitet. Gegebenenfalls kann ein Zerkleinerer vorgesehen sein.

Auf dem Oberdeck ist oberhalb des Vorlagebeckens 4 eine Schiffsbrücke 7 angeordnet, in der auch die Steuerzentrale und Schaltwarte mit sämtlichen Überwachungseinrichtungen untergebracht ist.

Im mittleren Bereich des Entwässerungsschiffes 3 sind auf dem Oberdeck gemäß F i g. 1 der Zeichnung zwei Zentrifugen 8, 9 hintereinander geschaltet, unter denen ein Polymertank 10 mit zugeordneter Umwälzpumpe 11 und danebenliegendem Fällungsbecken 12 angeordnet sind. Nicht dargestellte Rohrleitungsan-Schlüsse erlauben die Befüllung. In der Fällungsstation wird das überschüssige Transportwasser abgetrennt. In der verfahrensmäßig nachgeschalteten Dekantereinheit (Entwässerungsvorrichtung) findet die Behandlung der relativ feinteiligen und/oder leichten, insbesondere organische Bestandteile enthaltenden, Partikel, also insbesondere der die Schluff-/Tonpartikel enthaltenden Schlid'fraktion des Baggergutes statt, die in dem im vorderen Bereich des Schiffes 3 untergebrachten Klassierer 13 sowie Wirbelbettapparat (Behälter 18) von dem schwereren Sand- und Kiessandanteil getrennt wurde.

Der Klassierer 13 ist z. B. ein Schwingsieb, ein Schwingklassierer oder ein Spiralklassierer, der bevor-

zugt eine Kiesfraktion mit einer Körnung oberhalb von etwa 6 bis 8 mm abklassiert und gleichzeitig durch seine Bewegung die organischen Bestandteile größerer Art herauswäscht; ihm nachgeschaltet ist ein Wirbelbettapparat, bei dem gemäß F i g. 2 der Zeichnung ein Behälter 18 an seinem unteren Ende mit einem Anströmboden 19 für Wirbelflüssigkeit, insbesondere Wasser, und ein Abzug 20 für Sand und/oder Kiessande vorgesehen ist. Am oberen Ende des Behälters 18 ist ein Überlauf 21 für Wirbelflüssigkeit und Schwimmstoffe sowie eine Aufgabevorrichtung 22 für das zu sortierende Gut vorgesehen.

Die Aufgabevorrichtung besteht im wesentlichen aus einem auf ein Prallblech 23 durch den Deckel 24 des Behälters 18 führenden Rohr. Aufgrund der unterschiedlichen Dichten und Korngrößenverteilungen des dem Gewässer entnommenen Gutes bildet sich in dem aufwärts gerichteten Strom des bei 25 dem Wirbelbettapparat aufgegebenen Wirbelwassers eine Schwertrübe, in der in Abhängigkeit von den Strömungs- und Dichteverhältnissen diejenigen Partikel des dem Gewässer entnommenen Gutes aufschwimmen, deren Dichte einen vorgebbaren, über der Dichte der Wirbelflüssigkeit liegenden Wert aufweisen. Zum Beispiel können bei der Verwendung von Wasser als Wirbelflüssigkeit alle Partikel aufschwimmen, deren Dichte bis etwa 1,8 g/cm³ beträgt. Auf diese Weise können alle Partikel, die organische Bestandteile enthalten, von Sanden, deren Dichte noch größer ist, in dem Behälter absinken und am Abzug 20 in geeigneter Weise abgeführt werden. Auf diese Weise ist eine besonders scharfe Trennung des dem Gewässer entnommenen Gutes in zwei Fraktionen möglich, bei der in wirtschaftlicher Weise eine überraschend hohe Trennschärfe gewährleistet ist. Insbesondere kann der Anteil organischer Bestandteile in der Sand- und Kiessandfraktion auf einen Wert von 2% begrenzt werden, so daß erstmals aus dem dem Gewässer entnommenen Gut ein hochwertiger Zuschlagstoff für den Bausektor in wirtschaftlicher Weise gewinnbar ist.

Durch Änderung der Strömungsbedingungen in der Wirbelflüssigkeit im Wirbelbettapparat kann der gewünschte Dichtewert, bei dem die Trennung des Aufgabegutes erfolgt, auch bei sich ändernden Zusammensetzungen des Aufgabegutes konstant gehalten werden, so daß vor allem beim mobilen Einsatz der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage von Gewässerablagerungen der unterschiedlichen Zusammensetzung der Wasserablagerungen in verschiedenen Fluß-, See- oder Hafenbereichen in optimaler Weise Rechnung getragen wird.

Die Sande und der Kies können mittels eines unter dem Abzug 20 angeordneten Transportbandes 14' und einem davon getrennten Transportband 14, z. B. auf einen parallel am Entwässerungsschiff 3 anliegenden, leichter abtransportiert werden.

Das am Oberlauf 21 abgezogene Schwimmgut gelangt über einen Anschluß 15 in das Fällungsbecken 12. Die getrennte Weiterbehandlung ist damit möglich.

Die Weiterbehandlung besteht aus einer Entwässerung zur Volumenreduktion, wobei im Fällungsbecken eine Konditionierung zur Abscheidung von Transportwasser stattfindet. Die eigentliche Entwässerung wird dann in den Zentrifugen 8, 9 durchgeführt, an deren Austrag ein Transportband 16 angeschlossen ist, welches das entwässerte Gut in einen parallel liegenden Leichter oder ggf. in an Land stehende Fahrzeuge fördert.

Weiter zugehörige Versorgungseinrichtungen, wie ein Generator 17, nicht dargestellte Kraftstofftanks, Pumpen, Leitungen und dgl. können noch auf dem Oberdeck des Schiffes untergebracht werden, um die vollständige Unabhängigkeit und damit den flexiblen Einsatz des Entwässerungsschiffes zu gewährleisten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Behandlung von Gewässerablagerungen, die aus Sanden und Kiessanden sowie feinteiligeren und/oder leichteren, insbesondere organische Bestandteile enthaltenden Partikeln, wie Faulschlamm, Schlick und/oder Geschieben aus Ton und Schluff bestehen, insbesondere zur Entschlammung von Flüssen, Häfen und Seen,
mit einer Einrichtung zur Aufnahme der Gewässerablagerungen, insbesondere einem schwimmfähigen Spülbagger (1),

mit einer Einrichtung zur Übergabe des dem Gewässer entnommenen Gutes an einen Klassierer (13) zur Trennung is? einen Kiesanteil und einen die Sande sowie die feinteiligeren und/oder leichteren, insbesondere organische Bestandteile enthaltende Partikel enthaltenden Anteil

sowie mit einer Transporteinrichtung (14) zur Übergabe der Kiessandfraktion in separate Transportsysteme und einer Transporteinrichtung (15) zur Übergabe der Sande sowie der feinteiligeren und/oder leichteren Partikel an eine mechanische Entwässerungsstation (12,8,9),
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Klassierer (13) ein Wirbelbettapparat nachgeordnet ist, bei dem ein Behälter (18) an seinem unteren Ende mit einem Anströmboden (19) für Wirbelflüssigkeit und einem Abzug (20) für Sande und an seinem oberen Ende mit einem Überlauf (21) für Wirbelflüssigkeit und Schwimmstoffe sowie einer Aufgabevorrichtung (22) für das zu sortierende Gut versehen ist,

daß dem Klassierer (13) eine Sieb- oder Rechenanlage (5, 6) zum Entfernen der Grobstoffe sowie ein Zerhacker zur Grobstoffzerkleinerung vorgeschaltet ist

und daß dem Wirbelbettapparat eine Flockulationsstation für die feinteiligeren und/oder leichteren Partikel nachgeschaltet sowie ein Pufferbecken (4) für das zu klassierende und/oder sortierte Gut vor- und/oder nachgeordnet ist.