NL1031453C2 - Slibontwateringsbak, en werkwijze voor het afvoeren van water-bevattend slib uit sloten of dergelijke. - Google Patents

Description

Titel: Slibontwateringsbak, en werkwijze voor het afvoeren van water-bevattend slib uit sloten of dergelijke

De onderhavige uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op het verwijderen van slib uit sloten en dergelijke. Het is bekend dat er zich met verloop van tijd slib verzamelt op de bodem van sloten, vijvers en 5 dergelijke, en dat slib moet regelmatig worden verwijderd. Als het slib uitsluitend bestaat uit natuurlijke bestanddelen, zoals bladafval, is het mogelijk dat het slib blijft liggen langs de rand van de betreffende sloot, maar veelal, en in het bijzonder wanneer het slib is vervuild met 10 huishoudelijk afval, moet het slib worden afgevoerd naar een verwerkingsbedrijf. Vervuiling met huishoudelijk afval doet zich bijvoorbeeld voor wanneer een huis niet is aangesloten op het riool maar afwatert op de betreffende sloot, in welk geval het slib bijvoorbeeld fosfaten uit wasmiddelen kan 15 bevatten, fecaliën, etc.

De manier om het slib uit de sloot, vijver en dergelijke weg te nemen is het scheppen met een grijper, en de manier om het slib af te voeren naar een verwerkingsbedrijf is het slib te transporteren in grote, open containers. Voor dat 20 transport kan soms gebruik gemaakt worden van schepen, maar doorgaans wordt transport per vrachtwagen uitgevoerd. De genoemde containers hebben dan typisch afmetingen in de orde van 20 m3.

Een probleem met slib is dat het veel water bevat.

25 Aangezien de verwerkingskosten voor het verwerken van het slib worden berekend per aangeboden gewicht, worden die kosten ook berekend over de aanwezige hoeveelheid water. Voorts is het transporteren van slib dat veel water bevat relatief duur, omdat een deel van de transportcapaciteit 1031453 2 wordt gebruikt voor het vervoeren van water. Verder is het een probleem dat tijdens het transport het slib gedeeltelijk ontwatert en indikt, zodat er in de container op het ingedikte slib een laag water of althans dun-vloeibaar slib 5 komt te staan. In bochten, en bij optrekken of remmen, verplaatst dat water zich in de container, hetgeen een instabiel gedrag van de container veroorzaakt, en het water kan over de rand van de container klotsen, hetgeen ongewenst is.

10 Om deze problemen tegen te gaan, is het bekend om het slib te eerst te ontwateren in een slibontwateringsbak. Dit is een bak met het formaat van een vrachtwagencontainer, typisch ca. 20 m , waarvan de wanden een open structuur hebben en aldus doorlaatbaar zijn voor water. De slib-15 ontwateringsbak wordt geplaatst naast of over de sloot. Het slib wordt vanuit de sloot in de bak geschept. Dan laat men het slib enige tijd in de slibontwateringsbak staan. Met het verstrijken van de tijd zal er water uit het slib vrijkomen, dat door de open structuur van de wanden de bak verlaat en 20 terug kan stromen naar de sloot. Wanneer het resterende slib een voldoende dichtheid heeft, schept men het slib over vanuit de slibontwateringsbak naar een vrachtwagencontainer. Een probleem hierbij is, dat het vrij veel tijd kost, in de orde van 12 uur, voordat een acceptabele hoeveelheid water 25 uit het slib is verwijderd en het resterende slib een voldoende dichtheid heeft.

Het is derhalve een doel van de onderhavige uitvinding een slibontwateringsbak zodanig te verbeteren, dat het ontwateren van het slib sneller verloopt.

30 Volgens een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding is een slibontwateringsbak voorzien van een tril-installatie, die de hele bak in trilling brengt. Hierdoor ontstaat ook een trilling in het slib, waardoor het ontwateren wordt gestimuleerd.

3

De ideale trilfrequentie is afhankelijk van de samenstelling en consistentie van het te behandelen slib. Daarom heeft de tril-installatie bij voorkeur een motor met een door de gebruiker instelbaar toerental, zodat de tril-5 frequentie kan worden ingesteld. Daarbij kan de gebruiker visueel waarnemen of de frequentie moet worden verhoogd of verlaagd, aangezien de reactie van het slib direct waarneembaar is. Een geschikte procedure is te beginnen met een laag toerental, en dat toerental langzaam opvoeren tot een 10 geschikte waarde.

Proefondervindelijk is gebleken, dat het op deze manier mogelijk is om het slib binnen 15 tot 30 minuten in voldoende mate te ontwateren. Het moge duidelijk zijn dat dit een aanzienlijke tijdbesparing oplevert. Desgewenst kan 15 men langer doorgaan met trillen, om een verdere indikking te bereiken.

Opgemerkt wordt, dat het stimuleren van ontwatering van slib door het toevoeren van een trilling op zich bekend is, 20 bij voorbeeld uit de Europese octrooiaanvrage 0.527.465, de Japanse octrooipublicatie 2004.066.140, en het Duitse Offenlegungsschrift. Bij geen van deze bekende inrichtingen is de trilinrichting echter bevestigd op het frame, en voorts is de trilinrichting niet regelbaar, zoals vermeld in 25 de conclusie 1. Voorts zijn bij geen van deze bekende inrichtingen de wanden gevormd door een stelsel van onderling evenwijdige staven, welke voorkeur is vermeld in de conclusie 2.

Voorts is een vergelijkbare inrichting beschreven in de 30 Belgische octrooiaanvrage 2004/0597, ingediend op 8 december 2004 maar pas gepubliceerd op 1 Augustus 2006. Bij deze inrichting is de trilinrichting bevestigd aan een zijwand, waarbij de trilinrichting de vorm heeft van een zich langs de gehele zijwand uitstrekkende nokkenas die wordt 35 aangedreven door een motor. Het toerental is niet regelbaar, 4 en voorts zijn de wanden niet gevormd door een stelsel van onderling evenwijdige staven. Bij een uitvoeringsvorm met een zich langs de gehele zijwand uitstrekkende nokkenas is het moeilijker om een bepaald gewenst toerental te bereiken.

5

De genoemde en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de hiernavolgende beschrijving onder verwijzing naar de tekeningen, waarin gelijke verwijzingscijfers 10 gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, en waarin: de figuren IA en 1B schematisch respectievelijk een vooraanzicht en een zijaanzicht van een slibontwateringsbak tonen.

15 De figuren IA en 1B tonen schematisch een vooraanzicht en een zijaanzicht van een slibontwateringsbak 10. De bak 10 heeft een in hoofdzaak horizontale bodem 12 en in hoofdzaak verticaal gerichte wanden 13. Ten minste één van de wanden heeft een open structuur om doorlaatbaar te zijn voor water. 20 De bodem kan eveneens een open structuur hebben. In de praktijk volstaat het als de lange wanden een open structuur hebben, maar bij voorkeur hebben alle wanden een open structuur. De open structuur kan worden gevormd doordat de wanden bestaan uit geperforeerd plaatmateriaal. Bij voorkeur 25 echter, zoals getoond in de detail-uitsnede bij figuur IA en in het zijaanzicht van figuur 1B, wordt een wand gevormd door een stelsel van in hoofdzaak horizontale staven 14 die met onderlinge afstand zijn bevestigd aan in hoofdzaak verticale staanders 15. In een geschikte uitvoeringsvorm 30 hebben de staven een dikte van ongeveer 25 mm en een onderlinge afstand van ongeveer 30 mm, maar deze afmetingen zijn niet kritisch.

De bak 10 heeft voorts een frame 11. In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het frame 11 twee horizontale frame-35 buizen 16 die zich onder de bodem 12 uitstrekken in de 5 lengterichting van de bak 10, alsmede twee framebuizen 17 die zich in hoofdzaak verticaal uitstrekken langs een korte wand 13, met hun onderuiteinden aansluiten op de horizontale framebuizen 16, en met hun bovenuiteinden aansluiten op een 5 in hoofdzaak horizontale koppelbalk 18.

Volgens een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding is de bak 10 voorzien van een op het frame 11 bevestigde, regelbare trilinrichting 20 waarmee in het frame 11 een trilling met instelbare frequentie kan worden 10 opgewekt. Bij voorkeur is de trilinrichting 20 geplaatst bovenop de genoemde horizontale koppelbalk 18. Andere positioneringen voor de trilinrichting zijn echter ook denkbaar en vallen binnen de omvang van de uitvindings-gedachte.

15 De trilinrichting 20 kan een speciaal ontworpen tril inrichting zijn, maar het is ook mogelijk om gebruik te maken van trilinrichtingen die commercieel verkrijgbaar zijn voor andere doeleinden. Een geschikte type trilinrichting is bijvoorbeeld een hydraulisch trilblok, of een trilmachine 20 zoals gebruikt wordt door stratenmakers voor het verdichten van een zandbed en het op zijn plaats trillen van klinkers. Aangezien dergelijke trilinrichtingen op zich bekend zijn en bruikbaar zijn bij het implementeren van de onderhavige uitvinding, kan een nadere bespreking van de constructie en 25 werking van een trilinrichting achterwege worden gelaten. Volstaan wordt met op te merken, dat het wel de voorkeur heeft dat de trilfrequentie (bijvoorbeeld bepaald door het toerental van een aandrijfmotor) instelbaar is, om in staat te kunnen zijn een optimale trilfrequentie in te stellen die 30 is aangepast aan de actuele samenstelling van het slib. Gebleken is namelijk, dat de reactie van het slib op het trillen (in het bijzonder de snelheid waarin scheiding tussen vloeibare en vaste bestanddelen optreedt) afhankelijk is van de trilfrequentie, en dat een optimale trilfrequentie 35 afhangt van de samenstelling van het slib. Een operator van 6 de machine zal derhalve in de praktijk beginnen met een relatief lage frequentie, en de frequentie langzaam opvoeren tot een goede reactie van het slib visueel waarneembaar is.

In een alternatieve benadering zou een trilinrichting 5 alleen in contact gebracht kunnen worden met het slib, op een wijze vergelijkbaar met de wijze waarop beton kan worden verdicht. Een nadeel is dan echter, dat het slib alleen vrij lokaal in trilling wordt gebracht. Doordat de trilinrichting 20 is gemonteerd op het frame 11, worden de trillingen door-10 gegeven aan de hele bak 20 (de hele bak wordt in trilling gebracht), en worden de trillingen aldus over de hele omtrek van de bak overgedragen aan het slib, zodat inderdaad het volledige volume van het slib de trillingen voelt en door de trillingen wordt gestimuleerd te ontwateren en te 15 verdichten.

De hieronder bij wijze van illustratief voorbeeld gegeven rekensom toont de bereikbare besparing aan.

Slib dat uit een sloot wordt opgeschept, heeft in natte 20 toestand een dichtheid van ongeveer 1100 kg/m3, met ongeveer 20% vaste bestanddelen en 80% waterige bestanddelen. Wanneer 3 een container van 20 m hiermee wordt geladen, is dat een gewicht van ongeveer 22.000 kg, maar daarvan is slechts 4400 kg vaste bestanddelen, de rest is 17600 kg water.

25 Na een trilbehandeling van ongeveer 30 min in de slib- ontwateringsbak volgens de onderhavige uitvinding heeft het slib een dichtheid van 1500 tot 1600 kg/m , met ongeveer 30% vaste bestanddelen en 70% waterige bestanddelen. Aannemende dat de 4400 kg vaste bestanddelen zijn gebleven, dus dat de 30 30% vaste bestanddelen nog steeds 4400 kg wegen, heeft de in de bak overblijvende substantie een totaalgewicht van ongeveer 14600 kg: er is dan dus ongeveer 7400 kg water of waterige bestanddelen uit het slib afgescheiden. In plaats 7 van verwerkingskosten voor 22.000 kg hoeft men nog maar verwerkingskosten voor 14.600 kg te betalen.

Bij een dichtheid van 1500 kg/m neemt de in de bak overblijvende substantie nog een volume in van ongeveer 5 9,7 m . Behalve dat het volume van 7400 kg water (ongeveer 7,4 m3) is verdwenen, is het resterende slib dus ook aanzienlijk verdicht. Het is zelfs zo dat een container van 20 m nu nog niet voor de helft wordt gevuld met het slib. Met een volle container kan men dus ruim twee keer zoveel 10 slib afvoeren, uitgedrukt in verwerkte hoeveelheid vaste bestanddelen. Wanneer men dus 8800 kg vaste bestanddelen wil verwijderen, moet men zonder toepassing van de uitvinding 44,000 kg nat slib verwerken, waartoe men twee keer met een vrachtwagen moet rijden, maar na de behandeling volgens de 15 onderhavige uitvinding hoeft men nog maar 29.200 kg slib te verwerken, waartoe diezelfde vrachtwagen nog maar één keer hoeft te rijden: dit is een aanzienlijke besparing op de verwerkingskosten en de transportkosten.

20 Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken uitvoeringsvoorbeelden, maar dat diverse varianten en modificaties mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte 25 conclusies.

In het voorgaande is gesproken van een scheiding van vaste bestanddelen en waterige bestanddelen. Meer in het algemeen gaat het om een scheiding van slibachtige fracties, waarbij een vloeistof wordt afgescheiden van een vaste 30 fractie. De vloeistof zal in het algemeen water bevatten, maar hoeft geen 100% water te zijn. In het algemeen zal het soortelijk gewicht van de vloeistof lager zijn dan het soortelijk gewicht van de vaste fractie, in welk geval de vloeistof boven op de vaste fractie komt te liggen en van 8 daaruit weg stroomt door de openingen in de wanden van de ontwateringsbak. Het zal duidelijk zijn dat het dan niet nodig is dat ook de bodem is voorzien van openingen. Het is echter ook mogelijk dat het soortelijk gewicht van de 5 vloeistof hoger is dan het soortelijk gewicht van de vaste fractie, in welk geval de vaste fractie boven komt drijven; in dat geval kunnen openingen in bodem voordelen bieden.

Het te behandelen slib kan afkomstig zijn uit sloten, rivieren, kanalen of andere waterlopen, of bijvoorbeeld uit 10 vijvers, bergingsbassins en dergelijke. Het te behandelen slib kan rechtstreeks uit de sloot of dergelijke worden overgebracht naar de slibontwateringsbak 10, in welk geval de slibontwateringsbak zal worden gepositioneerd direct naast of over de betreffende sloot, maar het is ook mogelijk 15 dat het slib eerst wordt verzameld in een verzamelbak (niet weergegeven), en in die verzamelbak wordt getransporteerd naar de slibontwateringsbak, in welk geval de slibontwateringsbak op grotere afstand kan zijn opgesteld.

Het scheiden van de slibfracties wordt gestimuleerd door 20 het in trilling brengen van een vat, bak of container waarin het slib zich bevindt. Daarbij zijn de afmetingen van vat, bak of container niet essentieel. De bak kan relatief klein zijn, in de orde van lm, maar bij voorkeur is de bak groter, in de orde van 20 m of meer. De bak kan tijdens het 25 trillen geplaatst zijn op de bodem, of op een vrachtwagen. Ook kan de bak zelf zijn voorzien van wielen.

1031453

Claims (7)

1. Slibontwateringsinstallatie, omvattende een slibontwateringsbak (10) met een frame (II) met een in hoofdzaak horizontale bodem (12) en in hoofdzaak verticaal gerichte wanden (13), waarbij de bodem en/of ten minste één van de 5 wanden een open structuur heeft om doorlaatbaar te zijn voor waterige vloeistof; met het kenmerk dat de slibontwateringsbak is voorzien van een op het frame bevestigde, regelbare trilinrichting (20) voor het in het frame opwekken van een trilling met 10 instelbare frequentie.

2. Slibontwateringsinstallatie volgens conclusie 1, waarbij ten minste één van de wanden wordt gevormd door een stelsel van onderling evenwijdige staven (14), bevestigd aan 15 zich loodrecht op de staven uitstrekkende dragers (15).

3. Slibontwateringsinstallatie volgens conclusie 1 of 2, waarbij de trilinrichting (20) een hydraulisch trilblok omvat. 20

4. Slibontwateringsinstallatie volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de trilinrichting (20) een door een motor aangedreven excenter omvat, waarbij het toerental van de motor instelbaar is. 25

5. Werkwijze voor het afvoeren van water-bevattend slib uit sloten of dergelijke, waarbij men water-bevattend slib in een slibontwateringsbak (10) schept, het slib gedurende een bepaalde wachttijd in de slibontwateringsbak laat staan 30 teneinde het aandeel water te verlagen, en het slib na de wachttijd uit de slibontwateringsbak overschept naar een transportbak; met het kenmerk dat men de slibontwateringsbak tijdens ten minste een deel van de wachttijd en bij voorkeur tijdens de 35 volledige wachttijd in trilling brengt. 1031453

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij men de slibontwateringsbak in trilling brengt met behulp van een aan het frame daarvan bevestigde trilinrichting (20) .

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de tril inrichting (20) een instelbare trilfrequentie heeft, en waarbij men de trilfrequentie zodanig instelt, dat er een trillings-gestimuleerde scheiding optreedt tussen water en vaste slib-bestanddelen. 1031453