NL1001731C2 - Werkwijze voor het onttrekken van een vloeistof aan een mengsel. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het onttrekken van een vloeistof aan een mengsel

De uitvinding heeft betrekking op het onttrekken van vloeistof uit een mengsel dat tevens vaste deeltjes, zoals minerale, en/of 5 plantaardige en/of dierlijke deeltjes bevat. Dergelijke mengsels met een hoog vloeistofgehalte komen voor bij het verwijderen van sedimenten van een waterbodem, bij voorbeeld in verband met het schoonmaken of uitdiepen daarvan.

In het bijzonder bij verontreinigde sedimenten gaat het 10 verwijderen daarvan, en ook de latere opslag, gepaard met hoge kosten die voor een groot deel samenhangen met het grote te behandelen mengselvolume. Dat volume bestaat voor een aanzienlijk deel uit water, in het bijzonder bij sedimenten die deeltjes bevatten met een afmeting kleiner dan 75 micrometer die veel water vasthouden.

15 In dat verband is reeds voorgesteld om, voordat tot behandeling wordt overgegaan, de te behandelen volumina te verkleinen door vloeistof te verwijderen. Bij bekende methodes worden tot nu toe bij voorbeeld een centrifuge of een filterbandpers toegepast. Deze methodes zijn weliswaar effectief, maar brengen hoge kosten mee, ook 20 al omdat de benodigde installaties ingewikkeld zijn. Nadelen zijn verder dat variaties in de mengselsamenstelling tot problemen leiden.

Verder is uit 0Β-Α-6631^2 bekend om een oppervlak van een water bevattende bodem, bijvoorbeeld een veenbodem af te dekken met een membraan. Via het membraan moet vervolgens een gedeelte van het water 25 worden verwijderd, zodanig dat de bodem zich enigszins kan zetten. De bodem kan daarbij slechts geschikt gemaakt worden voor lichte bouwactiviteiten, aangezien alleen de bovenlaag wordt beïnvloed.

Deze bekende werkwijze is niet geschikt voor het zodanig behandelen van een mengsel dat de vloeistof volledig verwijderd is en 30 een materiaal met een slechts gering vloeistofgehalte achterblijft. Uit de omgeving van de bodem kan voortdurend vloeistof toestromen, ook indien de randen van het membraan stevig worden aangedrukt zoals voorgesteld in GB-A-6631^2.

Doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen waarbij op 35 eenvoudige, goedkope wijze aan uiteenlopende mengsels met variërende samenstelling vloeistof kan worden onttrokken zodanig dat een stevige "koek" kan worden verkregen die beloopbaar en steekvast is. Dat doel wordt bereikt door middel van een werkwijze voor het onttrekken van 1 0 0 1 7 3 1 2 vloeistof uit een mengsel van vaste, deeltjesvormige stof en vloeistof, omvattende de stappen van het insluiten van het mengsel binnen een voor gas en/of vloeistof niet of slecht doorlaatbaar, tenminste gedeeltelijk soepel, volledig gesloten omhulsel, het 5 opwekken van een drukverschil over dat omhulsel zodanig dat de druk in het inwendige daarvan lager is dan in de omgeving, alsmede het uit het omhulsel afvoeren van vloeistof die tengevolge van het drukverschil zich uit het mengsel heeft verwijderd.

Belangrijk bij de werkwijze volgens de uitvinding is dat het 10 omhulsel zowel vloeistofdicht als gasdicht is, zodanig dat het noodzakelijke drukverschil kan worden opgewekt voor het verdringen van de vloeistof.

Het omhulsel kan een folie omvatten, dat met plooien wordt aangebracht. De folie kan het mengsel dan op de gewenste wijze volgen, 15 zonder dat trekspanningen ontstaan als gevolg waarvan de folie zou bezwijken. Als aanvullende beveiliging zou in dat verband een folie kunnen worden gebruikt die versterkt is met vezels of weefsels uit koolstof, aramide, polyetheen of glas.

Om de transportkosten van winplaats naar einddepot zo laag 20 mogelijk te houden verdient het de voorkeur dat de installatie voor de werkwijze zo dicht mogelijk bij de winplaatsen voor het te behandelen mengsel wordt gesitueerd.

De omhulling kan op verschillende wijzen met mengsel worden gevuld, zoals op mechanische wijze met behulp van bekende 25 graafwerktuigen en bekende transportabele, eventueel kipbare, bakken, Ook kan het vullen op hydraulische wijze geschieden, zoals met bekende baggerzuigwerktuigen en transportleidingen. Het mengsel kan in een bepaalde laagdikte worden aangebracht, om een optimale productie te verkrijgen. Die optimale productie is onder andere sterk afhankelijk 30 van het aantal afzuigpunten van de vloeistof.

Bij afzuiging aan onder- en bovenzijde gaf bij slib van grondsedimenten een laagdikte van 0.60 meter een optimale behandeling.

Nadat het mengsel voldoende is behandeld, stopt men met het afzuigen van vloeistof en gas en verwijdert men het bovenste deel, 35 veelal een folie of vlies, van de omhulling, waarna men met graafwerktuigen, bijvoorbeeld een laadschop, de mengselkoek afgraaft en in open transportwagens laadt. Het mengsel is dan veelal zodanig dat geen vloeistof door de zwaartekracht uit het mengsel kan 1001731 3 afvloeien, waardoor de laadbakken van de transportwagens niet vloeistofdicht behoeven te zijn. De transportwagens brengen hun lading naar een einddepot.

Naast mengsels van sedimenten uit onderwaterbodems kan de 5 werkwijze ook toegepast worden op mengsels, zoals rioolslib, hoogovenkalkslib, bepaalde restproducten uit industriële processen bestaande uit vloeistoffen met een aanzienlijk deel aan fijne vaste en/of slecht oplosbare deeltjes. Zo’n soort restproduct is bijvoorbeeld de ingedikte pap van grond en suikerbietendeeltjes, 10 ontstaan tijdens het wassen van suikerbieten, wat vooraf gaat aan de suikerfabrikage.

Een ander voorbeeld is het vloeibare restproduct van de zink-erts na de zinkproductie volgens het elektrolyse proces. Dat restproduct bevat Jarosiet en Beaveriet met zwavelzuur. Eveneens kunnen 15 vloeistofrijke oplossingen van Calciumverbindingen en Metaalhydroxiden volgens de werkwijze behandeld worden. Een ander voorbeeld is de behandeling van het leerslib, een restproduct van de leerfabricage.

De werkwijze volgens de uitvinding is ook geschikt voor het in situ behandelen van bodemmateriaal, waarbij het omhulsel een voor 20 vloeistof ondoorlaatbare grondlaag omvat. Een dergelijke ondoordringbare grondlaag kan bijvoorbeeld worden verkregen door injecteren van waterglas, grout, was, cement, kalk, gips, bentoniet, of mengsels daarvan. Onder bodemmateriaal kan dan bijvoorbeeld worden verstaan een grondlaag of een zich in depot bevindend mengsel van 25 grond en de zich eveneens in depot bevindende hiervoor genoemde restproducten van industriële processen.

Ook kan een rondom gesloten schermwand, zoals een metalen of kunststof damwand of kunststof foliewand of een bentoniet, bentoniet-cement, wand met of zonder damwand of foliewand worden ingebracht tot 30 in de voor vloeistof ondoordringbare laag, en het zich tussen de schermwand bevindende bodemdeel worden afgedekt door een soepel omhulseldeel dat is aangesloten op de schermwand.

Na het afvoeren van een groot gedeelte van de vloeistof kan tenminste het soepele omhulseldeel worden verwijderd, en het 35 resterende, deeltjesvormige stof met restvloeistof omvattende materiaal worden afgegraven.

Bij voorkeur wordt in het omhulsel een op een onderdrukbron aangesloten zuigorgaan aangebracht. Ook kan op het uitwendige van het 1001731 4 omhulsel een drukmiddel, zoals een laag vloeistof of een drukplaat en/of een door een externe pompinstallatie opgewekte gas- of vloeistofdruk, worden aangebracht.

Voor het verhogen van de vloeistofonttrekkingssnelheid kunnen van 5 te voren bepaalde hoeveelheden poly-elektrolyten aan het mengsel worden toegevoegd, waardoor het immobiele en het vrije water en eventueel andere vloeistoffen zoveel mogelijk uit het mengsel kunnen worden onttrokken. Om de werking van de poly-elektrolyten optimaal te laten zijn kan het noodzakelijk zijn van te voren extra water of 10 vloeistof aan het mengsel toe te voeren, voordat de poly-elektrolyten worden toegevoegd.

Op deze wijze is het ook mogelijk bij verontreinigde mengsels zoveel mogelijk verontreinigen uit het mengsel te halen waardoor na bewerking de gerede mengselkoek in een lagere klasse van het milieu-15 classificatie systeem kan komen, waardoor als extra voordeel de stortkosten lager worden.

In dat verband kan bij voorbeeld 0,1-20,0 kg polyelectrolyt per 1000 kg vaste stof worden toegevoegd in het omhulsel; bij voorkeur wordt 02-8,0 kg polyelectrolyt per 1000 kg vaste stof toegevoegd.

20 Figuren la - d geeft een voorbeeld van de werkwijze voor het onttrekken van vloeistof uit een mengsel, zoals grond met een hoog watergehalte.

Figuur 2a toont het mengsel in een put, uitgegraven aan land;

Figuur 2b toont het mengsel in een put, uitgegraven in de 25 onderwaterbodem;

Figuur 2c toont het bassin als vaste constructie,

Figuur 2d toont het mengsel in een verplaatsbare bak.

Figuren 3a. b tonen varianten van vloeistofonttrekking uit een mengsel, in situ, waarbij in figuur 3a een geïnjecteerde 30 onderafsluiting is gemaakt, en in figuur 3b een zijdelingse afsluiting van het onttrekkingsgebied is gemaakt.

Figuur 4a, b tonen een variant, waarbij het mengsel in een folie omhulling is gebracht en deze omhulling zich in een bakconstructie 35 bevindt, waarbij in figuur 4a extra druk wordt aangebracht door schotten op bovenzijde van de folie omhulling, en in figuur 4b door een gasdicht afsluitbaar deksel, waarbij een extra gasdruk (linker gedeelte figuur) of een extra vloeistofdruk (rechtergedeelte figuur) 1001731 5 optreedt.

Figuur 5 toont schematisch een werkwijze en een installatie voor het toevoeren van polyelektrolyten aan het te behandelen mengsel.

In figuur la wordt met behulp van de drijvende graafinstallatie 2 5 slecht ontwaterbare grond uit de onderwaterbodem 3 gegraven, welke grond, na eventueel snel laten afstromen uit de graafbak 6 van overtollig water, in laadbak 5 van het voertuig 4 wordt gestort. Nadat laadbak 5 is volgeladen rijdt voertuig 4 naar de behandelingsinstallatie 1 (zie figuur lb). Voertuig 4 rijdt achteruit 10 op een tijdelijk aangebrachte helling 7 om voldoende storthoogte voor laadbak 5 te verkrijgen, waarna de grond uit laadbak 5 in de installatie 1 wordt gestort. Daarna rijdt voertuig 4 terug naar graafinstallatie 2 om een nieuwe lading te halen voor het vullen van installatie 1, etc.

15 Installatie 1 kan op verschillende wijzen gevuld worden, afhankelijk van de afstand van de installatie tot de afgegraven grond of gebaggerde grond. Zo kan de installatie rechtstreeks gevuld worden met behulp van een kraaninstallatie. Het is ook mogelijk dat de kraan-of baggerinstallatie de grond eerst in drijvende bakken stort, waarna 20 de drijvende gevulde bakken naar de behandelingsinstallatie varen, waarna de grond met een kraaninstallatie of iets dergelijks vanuit de drijvende bakken in installatie 1 wordt gebracht. Dit transport van grond kan ook met bekende zuigpersinstallaties en transportleidingen plaatsvinden.

25 Mengsel 10, in dit geval grond uit onderwaterbodem 3. wordt tot een bepaalde hoogte gestort en bij voorkeur zodanig dat aan een grootste hoeveelheid grond zoveel mogelijk vloeistof per eenheid van behandelingstijd wordt onttrokken.

Behandelingsinstallatie 1 kan, zoals figuur lb aangeeft, bestaan 30 uit een uitgegraven vlakvormige put waarin een aaneengesloten onderfolie 12 wordt aangebracht. Onderfolie 12 is daarbij groter van afmetingen dan de putafmetingen.

In de put wordt een laag goed doorlaatbare grond, grondlaag 8, aangebracht, bij voorkeur zand, en een drainagestysteem van leidingen 35 9 aangelegd welke leidingen aansluiten op één of meer afvoerleidingen 11. Voor dit uitvoeringsvoorbeeld wordt het drainagesysteem even onder maaiveld aangebracht en komt de eerste zandlaag tot onder de neer te zetten L-vormige prefab wandelementen 13.

1001731 6

Bij voorkeur ligt de bovenkant van de eerste zandlaag gelijk met de bovenzijde van het horizontale been van het L-vormige wandelement 13. Wandelementen 13, bijvoorbeeld geprefabriceerde betonelementen, zijn naast en tegen elkaar langs de rand van de put op de eerste 5 zandlaag geplaatst, waarbij het horizontale been van het wandelement naar binnen wordt gericht. Daarna is na plaatsing van de wandelementen een tweede zandlaag van geringe dikte aangebracht, waarbij bijvoorbeeld de horizontale benen van de wandelementen met enige centimeters zand worden afgedekt.

10 Nadat het mengsel 10 tot een bepaalde hoogte op de tweede zandlaag is gestort wordt op de bovenzijde van het mengsel een aaneengesloten folie vel met zeer veel plooien, bovenfolie 14, aangebracht. De plooien zijn zodanig dat het folie zeer gemakkelijk in twee loodrechte richtingen langer kan worden, waarbij geen 15 noemenswaardige trekkrachten in de folie zelf zal ontstaan, waardoor het folie ook niet zal scheuren tijdens het kleiner worden van het volume van het in behandeling zijnde mengsel 10.

Het is ook mogelijk om voordat bovenfolie 14 wordt aangebracht op de bovenkant van het mengsel 10 één of meerdere bekende drainagematten 20 aan te brengen om aan het mengsel 10 nog sneller vloeistof te onttrekken. In dat geval komt de bovenfolie 14 over die drainagematten te liggen.

Daarna wordt onderfolie 12 om en over de wandelementen 13 gebracht en met heel veel ruimte, dat wil zeggen in vele plooien, over 25 de bovenkant van het mengsel 10 aangebracht en met behulp van kleminrichting 16, zo veel mogelijk gas en vloeistofdicht, met bovenfolie l4 verbonden.

Kleminrichting 16 is zodanig dat zij gemakkelijk met de beweging van het indikkende mengsel 10 kan meebewegen. Bij voorkeur is deze 30 kleminrichting vervaardigd van materialen van gering gewicht en ook zodanig dat ze de folie niet beschadigd. In deze situatie is het mengsel 10 omgeven door een vloeistofdichte en gasdichte omhulling; zie figuur lc. Daarna wordt afvoerleiding 11, welke een gas- en vloeistofdichte doorvoer in onderfolie 12 heeft, op pompinrichting 17 35 aangesloten. Pompinrichting 17 zuigt vloeistof en gas af uit de omhulling binnen de onder en bovenfolie, waardoor binnen die omhulling een onderdruk wordt opgewekt, en vloeistof en eventueel gas uit het mengsel 10 via de zandlaag, drainagebuizen 9 en afvoerbuis 11 wordt 1001731 7 afgevoerd.

De vloeistof uit pompinrichting 17 kan in een rioolstelsel, waterloop, meer of zee worden af gevoerd doch kan ook eerst door een reinigingsinstallatie worden gevoerd, waarin de vloeistof en eventueel 5 het gas behandeld wordt, voordat de behandelde vloeistof wordt afgevoerd en het eventuele behandelde gas in de buitenlucht wordt af gevoerd.

De onttrekking van vloeistof wordt gestopt nadat een vloeistofpercentage is bereikt tussen 30 en 85% van het volume van de 10 actuele mengselsamenstelling, bij voorkeur bij een volume percentage tussen ^5 en 70%. Mengsel 10 is dan mengselkoek 15 geworden, welke beloopbaar en zogenaamd steekvast is geworden. Steekvast wil zeggen dat de koek, in dit geval ook met de naam grond aan te duiden, goed met een spade is uit te steken.

15 Daarna wordt kleminrichting 16 en bovenfolie 14 en eventuele drainagematten van de bovenzijde van mengselkoek 15 verwijderd.

Onderfolie 12 wordt naast de put op het maaiveld gelegd. Figuur ld laat dit zien. Aan een zijde wordt een deel van de wand, gevormd door wandelementen 13 tijdelijk verwijderd. Op die plaats wordt onderfolie 20 12 tijdelijk onder het maaiveld begraven of afgedekt met bescherm- platen waarover een graafwerktuig kan rijden zonder onderfolie 12 te beschadigen. De mengselkoek wordt dan bijvoorbeeld uitgegraven met een graafwerktuig 18 uitgerust met een laadschop. De uitgegraven mengselkoek wordt in een depot gebracht of via een transportvoertuig 25 daarin gebracht. Door tijdens het uitgraven ook enige centimeters van de bovenzijde van de tweede zandlaag mee te nemen is bekend dat alles van de mengselkoek wordt afgegraven. Tevens wordt dan dat gedeelte van de bovenkant van de tweede zandlaag, waarin deeltjes van de mengselkoek zijn binnengedrongen, verwijderd, zodat het zandfilter 30 grotendeels aan de bovenkant is schoongemaakt.

De tijdelijk verwijderde wandelementen 13 worden weer teruggeplaatst, een verse dunne zandlaag wordt aangebracht op de originele tweede zandlaag, zodat de originele hoogte weer is bereikt. Daarna is de installatie weer gereed om mengsel 10 in te storten en 35 krijgen we weer de situatie van figuur lb.

De installatie wordt meerdere malen gebruikt waardoor de levensduur van onderfolie 12 van gelijke duur moet zijn. Onderfolie kan bestaan uit kunststoffolie welke kan bestaan uit aan elkaar 1001731 8 gelaste vellen. De dikte van de folie ligt tussen 0.5 en 4 millimeter, bij voorkeur tussen 1 en 3 millimeter. De folie kan gewapend worden met vezels of weefsels van glas en/of metaal en/of kunststof, waarbij de kunststoffen koolstof, aramide, nylon, polyetheen of polypropyleen 5 zijn. Mengsels van soorten van vezels of weefsels zijn ook mogelijk. Het materiaal van de onderfolie is bij voorkeur PE, HDPE, PVDM of PVC.

De bovenfolie kan eenmalig gebruikt worden en bestaan uit bekende kunststoffolie met een dikte liggend tussen 0.25 en 1.5 millimeter, bij voorkeur tussen 0.4 en 1.0 millimeter.

10 In de figuur 2a en 2b vormen de wanden van de uitgegraven put de zijbegrenzing vein de installatie. Figuur 2a laat een put zien welke aan land is gemaakt en figuur 2b een put, welke in een onderwaterbodem is gemaakt.

In figuur 2a is van te voren onder het aeingebrachte mengsel 10 15 een drainerende grondlaag 8 aangebracht, waarin zich één of meerdere drainagematten 19 bevinden. Op het mengsel zijn één of meerdere drainagematten 19 aangebracht. De drainagematten zijn door middel van afvoerbuis 11 verbonden met pompinrichting IJ.

Bij figuur 2b ligt het gestorte mengsel 10 rechtstreeks op een 20 drainagemat 19- De afvoerbuizen 11 welke door een gas- en vloeistofdichte opening in het onderfolie 12 en/of het bovenfolie 14 worden geleid, worden met zeer veel ruimte over de lengte aangebracht en opgehangen zodat deze afvoerbuizen 11 zeer gemakkelijk met onderfolie 12 of bovenfolie 14 kunnen meebewegen.

25 Afvoerbuizen 11 leiden naar een pompinrichting geplaatst op een drijfbare bak 24. Op deze bak 24 kan zich tevens een reinigingsinstallatie 20 bevinden, welke vloeistof en gas komend uit het mengsel 10, reinigen. De gereinigde vloeistof kan daarna door afvoerbuis 26 worden geloosd. In deze variant kan onderfolie 12 aan 30 bovenfolie 14 met behulp van kleminrichting 16 boven water aan elkaar bevestigd worden, waarna men de kleminrichting naar de bodem laat zakken met behulp van hijsinrichtingen 22, bevestigd op een werkschip 21. In dat geval zijn de hijskabels 2J met hun respectievelijke hijshaken 28 verbonden met hijsbeugels 23, welke aan de kleminrichting 35 16 zijn vastgemaakt.

Op tegenovergestelde wijze kan na de behandeling van het mengsel 10 de kleminrichting 16 met de folies boven water worden gehaald. Daartoe is het nodig dat zich in het bovenste gedeelte van onderfolie 1001731 9 12 en/of in de bovenfolie 14 één of meerdere kleppen of ventielen 29 zijn opgenomen, welke in die situatie met bekende middelen vanaf boven water geopend worden waardoor water van buiten de folie omhulling in de folie omhulling kan stromen.

5 Zonder die kleppen of ventielen 29 zal een duiker een deel of kleine gedeelten van de kleminrichting 16 moeten losmaken om water in de omhulling te laten, waardoor het ook mogelijk wordt kleminrichting 16 met de bovenfolie 14 en een deel van de onderfolie 12 boven water te halen. Boven water kan bovenfolie 14 en kleminrichting 16 worden 10 verwijderd en onderfolie 12 opengelegd. Daarna is het mogelijk mengsel 10 welke mengselkoek 15 is geworden uit te graven, wat op geconditioneerde of ongeconditioneerde wijze kan gebeuren. Geconditioneerd graven wil bijvoorbeeld zeggen: graven met een bak welke onder water afgesloten kan worden om geen omgevingswater toe te laten.

15 Wat bak 24 betreft is het natuurlijk ook mogelijk dat pompinrichting 17 en reinigingsinstallatie 20 op werkschip 21 zijn gesitueerd, waardoor deze bak 24 niet nodig is.

Figuur 2c geeft een schematische doorsnede van behandelingsinstallatie 1, welke hier bestaat uit een vaste 20 constructie, waarbij het onderste deel van de omhulling voor het mengsel 10 bestaat uit bijvoorbeeld een betonnen vloerconstructie 30 met opstaande wanden 31· Op vloerconstructie 30 is een drainerende grondlaag 8 aangebracht door een eerste zandlaag aan te brengen waarin drainagebuizen 9 zijn aangebracht welke aangesloten zijn op een 25 pompinrichting 17· Op deze eerste zandlaag komen vloerroosters 33 te liggen welke tevens met hun einden op de doorlopende rand 32 van wand 31 komen te rusten. Op deze roosters 33 en in de roostergaten komt een tweede zandlaag van geringe dikte te liggen; iets soortgelijks als bij figuur 1 is beschreven. Bovenop de grondlaag 8 wordt mengsel 10 aange-30 bracht waarop één of meerdere eventuele drainagematten 19 komen te liggen. De drainagevloeistof wordt via drainagematten 19 via leidingen 11 en via één of meer andere pompinrichtingen 17 afgevoerd.

De bovenzijde van de omhulling van het mengsel wordt dan afgesloten met een in vele plooien liggende bovenfolie 14, waarbij de 35 folie gas- en vloeistofdicht wordt vastgeklemd aan klemrand 34 met kleminrichting 35· Klemrand 34 is in wand 31 verankerd.

Op vrijwel gelijke wijze als bij figuur 1 kan het mengsel na behandeling worden uitgegraven, waarbij het gedeelte van de tweede 1001731 10 zandlaag dat zich op de roosters bevindt wordt meegenomen. Na het uitgraven kan weer een dun laagje zand op de roosters worden aangebracht zodat de installatie weer gereed is om mengsel te ontvangen.

5 Figuur 2d laat een variant zien, welke bestaat uit een verplaatsbare bak 36, zoals een metalen container, waarin op de bodem en zijwanden drainagematten zijn aangebracht voordat mengsel 10 wordt ingebracht. Nadat mengsel 10 in de bak is gestort kan op de bovenkant ook een drainagemat worden aangebracht. Dit is niet in de figuur 10 getekend. Bak 36 wordt dan afgesloten met bovenfolie 14 welke in vele plooien op het mengsel komt te liggen en waarbij de rand van bovenfolie 14 met zeer veel ruimte over de rand van bak 36 wordt geslagen en met kleminrichtingen 37 gas en vloeistofdicht aan bak 36 vastgeklemd.

15 Tijdens de behandeling van het mengsel wordt vloeistof en eventueel gas aan het mengsel onttrokken en via drainagematten 19, afvoerbuis 11 en pompinrichting 17 afgevoerd. Na behandeling kan deze bak 36 als container met een transportvoertuig naar een depot worden gebracht, alwaar de container kan worden leeggestort en weer worden 20 hergebruikt.

Het is mogelijk dat drainmat 19 tijdelijk, dus voor meerdere behandelingscycli van opeenvolgende ladingen van een mengsel 10, aan de wanden en de bodem van bak 36 is bevestigd, waardoor deze drainmat meerdere keren wordt gebruikt.

25 Figuur 3a laat bijvoorbeeld een bestaande te behandelen vijver of afvaldepot 38 zien, welke behandeld moet worden, waarbij mengsel 10 wordt ingedikt om te kunnen transporteren of om meer depotruimte te creëren. Daar de onderzijde van deze vijver of afvaldepot te veel grondwater kan doorlaten, waardoor het indikproces niet lukt of slecht 30 wordt uitgevoerd, wordt onder deze vijver of afvaldepot een vloeistofdichte laag aangebracht. Deze vloeistofdichte laag kan een van bovenaf geïnjecteerde laag zijn of een met de directional drilling methode geïnjecteerde laag, waarbij de injectie via de boorkop plaatsvindt. De in de grond geïnjecteerde stof kan waterglas, grout, 35 was, cement, kalk, gips, bentoniet of mengsels daarvan zijn, en functioneert als een bindmiddel.

Nabij het maaiveld is aansluitend een wand 39 van bijvoorbeeld beton bevestigd, welke op de geïnjecteerde laag 40 aansluitend is 1001731 11 gestort. Aan de bovenzijde van deze wand 39 is een doorgaande klemrand 4l verankerd.

Op de bodem van de vijver of afvaldepot 38 worden door onderdompeling één of meerdere drainmatten 19 aangebracht, bij 5 voldoende vloeibaarheid van het mengsel 10. Deze drainmatten kunnen zo zijn uitgevoerd, dat ze alleen vloeistof en/of gas aan de zijde van het mengsel 10 doorlaten.

Aan de bovenzijde worden gelijksoortige drainmatten 19 aangebracht. Op hiervoor genoemde wijze kan de vloeistof en/of het gas 10 uit het mengsel via drainmatten 19, afvoerbuizen 11 en pompinrichting 17 afgevoerd worden en daarna in een reinigingsinstallatie behandeld worden of op hiervoor genoemde wijze worden geloosd. Afvoerbuis 11 kan in dit geval door een vloeistof en/of gasdichte doorvoer worden geleid.

15 Na het aanbrengen van de drainmatten aan de bovenzijde van het mengsel 10, wordt bovenfolie 14 in vele ruime plooien over het mengsel aangebracht, waarbij de randen van de bovenfolie vloeistof en gasdicht aan de klemrand 4l worden geklemd. Indien de indikking van mengsel 10 tot mengselkoek voldoende is wordt behandeling gestopt, bovenfolie 14 20 samen met de bovenste drainmatten 19 verwijderd. Daarna kan de vijver of afvaldepot weer worden gebruikt door hernieuwde vulmogelijkheid of kan de mengselkoek worden afgegraven en naar elders worden getransporteerd voor opslag of verdere behandeling.

Voor dit laatste geval kunnen ook de onderste drainmatten 19 25 worden verwijderd en kan in geval van een afvaldepot dit depot volledig worden hergebruikt.

Indien de grondlaag onder de vijver voldoende vloeistof en gasdicht is, is het aanbrengen van de geïnjecteerde laag 40 niet nodig. In dat geval moet de onderzijde van de wanden 39 wel tot onder 30 de laagste stand van het te verwachten grondwatemiveau worden aangebracht, waardoor binnendringen van lucht naar de behandelingsruimte langs de onderzijde van wanden 39 wordt voorkomen. In dit voorbeeld is wand 39 van steenachtig materiaal welke voldoende vloeistof- en gasdicht is, doch deze wanden kunnen ook van metaal, 35 en/of kunststof zijn gemaakt, volgens bekende technieken, dan wel combinaties van cement-bentoniet.

Figuur 3b toont een variant van een slappe tot zeer slappe grondlaag 45. welke een hoog tot zeer hoog volume percentage water 1001731 12 bevat, zoals in een moerasachtig gebied. Deze laag moet worden ingedikt en bevindt zich boven een afsluitende laag 42, zoals klei. Verticale schermwanden 43 worden om het te behandelen gebied aangebracht en wel zodanig dat zij aan het ondereinde voldoende in de 5 afsluitende laag 42 steken en aan het boveneinde boven de bovenzijde van de te behandelen grondlaag. Het te behandelen gedeelte van grondlaag 45 binnen de schermwanden 43 wordt nu mengsel 10. Op het mengsel worden één of meerdere drainmatten 19 en daarop, met vele en grote plooien, bovenfolie 14 aangebracht. Bovenfolie 14 wordt met zijn 10 randen vloeistof-en gasdicht aan schermwanden 43 bevestigd. Daarna begint de behandeling van indikken waarbij vloeistof en gas uit het mengsel via drainmatten, afvoerbuis 11 en pompinrichting 17 wordt afgevoerd. Op de bovenfolie 14 kan ook een laag water 44 zijn aangebracht om bovenbelasting te verkrijgen en om een grotere 15 gasdichtheid van de bovenfolie te garanderen, bijvoorbeeld in het geval de bovenfolie scheuren of gaten heeft door eventuele beschadigingen of slechte lassen.

De laag water kan ook aangebracht worden om beschadigingen, zoals pikgaten van vogels of scheuren, aan de bovenfolie 14 of onderfolie 12 20 te voorkomen, doordat dan geen dieren en onwetende mensen zich ongewenst over de folie zullen bewegen.

Indien de bovenzijde van grondlaag 45 slecht begaanbaar is kunnen bijvoorbeeld amfibische voertuigen of een werkschip worden gebruikt om de schermwanden te plaatsen en de pompinrichting 17 te dragen.

25 Na behandeling en verwijdering van de laag water 44 en bovenfolie 14 met drainmatten 19 kunnen ook schermwanden 43 worden verwijderd, waardoor afhankelijk van de grondwaterstand de ruimte binnen schermwanden 43 volloopt met water en een volgend deel van grondlaag 45 kan worden behandeld.

30 Voor het geval dat grondlaag 45 zich geheel onder water bevindt kan ook op dezelfde wijze worden behandeld. Het aanbrengen van een extra laag water op bovenfolie 14 is dein niet meer nodig. Het aanbrengen en verwijderen van de behandelingsinstallatie 1 geschiedt dan met één of meer werkschepen.

35 Figuur 4 toont varianten voor het behandelen van een mengsel in een bakvormige constructie 46. De drainagemiddelen zoals drainagematten en buizen zijn niet getekend, doch deze middelen zijn aangesloten op één of meer afvoerbuizen 11. Het mengsel 10 bevindt 1001731 13 zich in een omhulling van onderfolie 12 en bovenfolie 14 welke met behulp van een kleminrichting 16 aan elkaar zijn bevestigd. De omhulling bevindt zich volledig in de bakvormige constructie 46.

Voor het versnellen van het onttrekken van vloeistof asm het 5 mengsel 10 kan een externe druk op de omhulling worden aangebracht.

Figuur 4a toont naast het aanbrengen van een laag water, één of meerdere schotten 49 op de buitenzijde van bovenfolie 14.

Met behulp van een hydraulische of pneumatische cilinderzuigerinrichting 48 welke scharnierend aangebracht is tussen 10 schot 49 en afsteunconstructie 47 wordt een externe kracht op de omhulling uitgeoefend. Afsteunconstructie 47 is tijdens de behandeling van mengsel 10 verbonden met bakconstructie 46.

Figuur 4b toont een variant waarbij de bovenzijde van de bakconstructie 46 tijdens behandeling van mengsel 10 vloeistof- en 15 gasdicht afgesloten wordt met de koelconstructie 53· Het linkergedeelte van de figuur toont een aanvoer 49 voor bijvoorbeeld een gas, bij voorkeur lucht, met een afsluiter 52. Tevens is ook weer een laag water 44 op de omhulling aangebracht. Door het aanbrengen van een gasdruk via aanvoer 49 boven de laag water 44, wordt een extra 20 externe te regelen druk op de omhulling tijdens de behandeling uitgeoefend.

In het rechtergedeelte van figuur 4b wordt de ruimte boven de omhulling waarin het mengsel 10 zicht bevindt volledig gevuld met vloeistof, zoals water. De aanvoer van vloeistof kan dan door aanvoer 25 49 plaatsvinden, waarbij via afvoer 51 met behulp van afsluiter 54 kan worden ontlucht. Op hydraulische wijze kan de externe druk op de omhulling in dit geval optimaal geregeld worden, waardoor de onttrekking van vloeistof aan het mengsel optimaal kan plaatsvinden.

Figuur 5 geeft de schematische weergave van een proces en 30 installatie voor het toevoegen van middelen, zogenaamde polyelectrolyten, om aanzienlijk meer vloeistof aan een mengsel 10 te onttrekken dein zonder deze middelen mogelijk is. Een voorbeeld hiervan is zeer waterrijke grond met vele fijne deeltjes van zowel an-orga-nische als organische oorsprong welke veel water kan binden, onder 35 andere door het dipolaire karakter van het watermolecuul. Het gebonden water kan zoals bekend verdeeld worden in drie soorten, namelijk kristalwater, immobiel water en vrij water. Kristalwater zijn de gebonden watermoleculen welke alleen door verwarming van bij voorkeur 1001731 lk droge grond kan worden verwijderd, bij voorkeur bij een temperatuur hoger dan 50* C. Met de onttrekking van vloeistof aan een mengsel 10 volgens de uitvinding kan alleen al het vrije water, of een zeer groot gedeelte, en een groot deel van het immobiele water worden verwijderd.

5 In het geval van zeer kleine vaste deeltjes in het mengsel 10 en zonder toevoeging van polyelectrolyten kan men vrijwel alleen een groot deel van het vrije water verwijderen.

Een polyelectrolyt zorgt er voor, dat in het geval van grond met water als vloeistof de binding van één of meer polaire watermoleculen 10 met een vast deeltje wordt verbroken waarvoor een polyelectrolyt-ion in de plaats komt. Hierdoor komt veel immobiel water vrij en is het ook mogelijk, dat meerdere kleine vaste deeltjes samenklonteren, ofwel flocculeren, tot grotere deeltjes of tot vlokken waardoor deze deeltjes ook sneller zullen bezinken. Tevens kan dan ook een deel van 15 het vrije water wat door de vaste deeltjes met hun immobiele water gevangen werd gehouden, vrij komen.

Om een toe te voegen polyelectrolyt goed zijn werk te laten doen is het noodzakelijk dat het vloeistofgehalte van het te behandelen mengsel erg hoog is. Voor water moet het volumepercentage van de 20 vloeistof groter zijn dan 85# of het volumepercentage van de droge stof moet kleiner zijn dan 15J* bij voorkeur kleiner dan 10%.

Daartoe moeten te behandelen mengsels welke behandeld worden nog verdund worden met een vloeistof. De verdunning kan plaatsvinden door het toevoegen van een sterk verdunde oplossing van één of meerdere 25 polyelectrolyten welke door sterk roeren goed met het mengsel worden vermengd. Ook is het mogelijk het mengsel geleidelijk te verdunnen door het mengsel in een installatie rond te pompen waarbij tijdens circulatie vloeistof wordt toegevoegd. Tijdens het lange tijd rondpompen van het steeds meer verdund wordende mengsel uit de 30 beginfase wordt in geconcentreerde vorm een oplossing van een polyelectrolyt toegevoegd. Na een bepaalde rondpomptijd wordt al het verdunde mengsel, zoveel als dat mogelijk is, in de behandelingsinstallatie gebracht. Voor de vloeistof om het mengsel te verdunnen wordt heel vaak water gebruikt.

35 Figuur 5 toont nog een andere variant om polyelectrolyten toe te voegen, voordat de onttrekking van vloeistof aan het mengsel begint.

Voordat het mengsel, bijvoorbeeld waterrijke grond, in de behandelingsinstallatie 1 wordt gebracht, is het eerst, mogelijk 1001731 15 gedeeltelijk ontwaterd, in een tijdelijk depot of een bak 90 gebracht als depotgrond 89·

Bak 90 kan ook de beun van een beunschip of baggerwerktuig zijn. Indien nu depotgrond 89 behandeld gaat worden wordt deze in oplossing 5 gebracht of verder verdund door water 85. uit vat 84, welke via leiding 86, pomp 87 en leiding 88, op de depotgrond te spuiten, waarna deze verdunde depotgrond via leiding 91. pomp 92 en leiding 93 naar bak 80 van de behandelingsinstallatie 1 wordt gevoerd. Tijdens dit hydraulisch transport wordt in gedoseerde vorm een oplossing van een 10 of meerdere polyelectrolyten toegevoerd in leiding 93· Daartoe wordt een oplossing 95 van één of meerdere polyelectrolyten uit vat 94 via leiding 96, pomp 97 en leiding 98 in leiding 93 gepompt. Met afsluiter 99 in leiding 98 is het mogelijk de verlangde dosering te regelen.

Bak 80 bevat op de bodem een vloeistof doorlaatbare grondlaag 8, 15 zoals zand. In laag 8 is een drainagesysteem van drainagebuizen 9 aangebracht, welke buizen zijn aangesloten op afvoerbuizen 11, welke de gedraineerde vloeistof via pomp 8l buiten bak 80 kunnen afvoeren.

De verdunde depotgrond 89 stroomt uit leiding 93 in bak 80 en ontmengt daar gedeeltelijk, afhankelijk van de benodigde 20 bezinksnelheid van de vaste deeltjes. Dan ontstaat op grondlaag 8 mengsel 10 en daarbovenop een voornamelijk uit water bestaande waterlaag 100. Deze waterlaag pompt men af via pomp 82 en leiding 101 aan de bovenzijde van bak 80 en pompt deze via leiding 83 in vat 84 terug.

25 Tijdens het vullen van bak 80 met de verdunde depotgrond 89 kan men al beginnen water aan mengsel 10 te onttrekken. Dit water kan men dan ook via drainagebuizen 9. afvoerleidingen 11, pomp 8l en leiding 83 in bak 84 terugvoeren.

Nadat alle depotgrond 89 naar behandelingsinstallatie 1 is 30 getransporteerd, kan na afsluiting van leiding 101, de behandeling voor het onttrekken van water volgens hiervoor beschreven wijze plaatsvinden. Hierbij kan de leiding komende vanaf pomp 8l aangesloten worden op een loospunt of via een reinigingsinstallatie op dat loospunt.

35 De hoeveelheid toe te voegen polyelectrolyt hangt van meerdere factoren af, zoals bijvoorbeeld de fijnheid van de vaste deeltjes en het soort materiaal waaruit ze bestaan. De hoeveelheid, welke toegevoegd moet worden ligt in tussen 0,1 en 20 kg polyelectrolyt in 1001731 16 droge vorm per 1000 kg droge stof aan vaste deeltjes van een mengsel, bij voorkeur ligt die hoeveelheid tussen 0,2 en 8 kg per 1000 kg droge stof aan vaste deeltjes.

Alle combinaties van varianten welke hiervoor genoemd zijn worden 5 ook onder de beschermingsomvang van de uitvinding beschouwd.

1001731

Claims (13)

1. Werkwijze voor het onttrekken van vloeistof uit een mengsel van vaste, deeltjesvormige stof en vloeistof, omvattende de stappen 5 van het insluiten van het mengsel binnen een voor gas en/of vloeistof niet of slecht doorlaatbaar, tenminste gedeeltelijk soepel, volledig gesloten omhulsel, het opwekken van een drukverschil over dat omhulsel zodanig dat de druk in het inwendige daarvan lager is dan in de omgeving, alsmede het uit het omhulsel afvoeren van vloeistof die 10 tengevolge van het drukverschil zich uit het mengsel heeft verwijderd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het omhulsel een folie omvat. 15

3· Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 voor het in situ behandelen van bodemmateriaal en/of gestort materiaal, waarbij het omhulsel een voor vloeistof ondoorlaatbare grondlaag omvat.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij de ondoordringbare 20 grondlaag wordt verkregen door injecteren van een bindmiddel, zoals waterglas, grout, was, cement, kalk,gips, bentoniet of mengsels daarvan.

5. Werkwijze volgens conclusie 3. waarbij een rondom gesloten 25 schermwand wordt ingébracht tot in de voor vloeistof ondoordringbare laag, en het zich tussen de schermwand bevindende bodemdeel wordt afgedekt door een soepel omhulseldeel dat is aangesloten op de schermwand.

6. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij na het afvoeren van vloeistof bij het bereiken van een vloeistofpercentage van het volume van het resterende materiaal liggend tussen 30 en 85% tenminste het soepele omhulseldeel wordt verwijderd, en het resterende, vaste deeltjesvormige stof en vloeistof omvattende materiaal, wordt 35 afgegraven.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij het volumepercentage van het vloeistofdeel van het resterende materiaal ligt tussen 45 en 1001731 9 70% van het volume van het resterende materiaal.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij in het omhulsel een op een onderdrukbron aangesloten zuigorgaan wordt 5 aangebracht.

9· Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij op het uitwendige van het omhulsel een drukmiddel, zoals een laag vloeistof en/of een drukplaat, en/of een door een externe 10 pompinstallatie opgewekte gas- of vloeistofdruk, wordt aangebracht.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij 0,1- 20,0 kg polyelectrolyt per 1000 kg droge stof wordt toegevoegd in het omhulsel. 15

11. Werkwijze volgens conclusie 9. waarbij 0,2-8,0 kg droge polyelectrolyt per 1000 kg droge stof wordt toegevoegd.

12. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het 20 omhulsel het mengsel volledig omgeeft.

13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het mengsel door het omhulsel met overmaat is omgeven onder vorming van plooien in het omhulsel, zodanig dat het omhulsel zich kan aanpassen 25 aan verplaatsingen in het mengsel, welke verplaatsingen voortvloeien uit het verwijderen van vloeistof uit het mengsel. 1001731