NL192460C

NL192460C - Hopper dredger for separating dredging sludge into a heavy sand fraction and a light residual fraction, and a method for separating them.

Info

Publication number: NL192460C
Application number: NL9201853A
Authority: NL
Inventors: Pierre Smekens
Original assignee: Oedredging Internationaloe
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1997-08-04
Also published as: NL9201853A; BE1005478A3; NL192460B

Description

1 1924601 192460

Hopperzuiger voor het schelden van baggerspecie in een zware zandfractie en een lichte restfractie, en werkwijze voor het scheiden daarvanHopper dredger for scraping dredging sludge in a heavy sand fraction and a light residual fraction, and a method for separating them

De uitvinding heeft betrekking op een hopperzuiger voor het baggeren uit een waterbekken van bagger· 5 specie en voor het scheiden daarvan in aan zware zandfractie en een lichte restfractie, met een laadruim voor het storten van de baggerspecie met daarin ten minste één overstroomkoker, waarvan het bovenste gedeelte instelbaar is met behulp van instelmiddelen, en tevens op een werkwijze voor het scheiden van opgebaggerde baggerspecie.The invention relates to a hopper dredger for dredging from a water basin of dredging spoil and for separating it into a heavy sand fraction and a light residual fraction, with a cargo hold for dumping the dredging sludge containing at least one overflow shaft, of which the upper part is adjustable by means of adjusting means, and also to a method for separating dredged material from dredged material.

Een dergelijke hopperzuiger is bekend uit het Duitse octrooischrift 154.328. Deze bekende hopperzuiger 10 bezit een laadruim, dat door dwarsschotten in twee of meer compartimenten verdeeld is. Na volstorten van een compartiment met baggerspecie wordt een volgend compartiment gevuld, zodat in het eerste compartiment de zware zandfractie kan bezinken en boven de zware zandfractie zich de lichte restfractie vormt. In ieder compartiment is een overioopkoker met een vast onderste gedeelte en een balgvormig op en neer beweegbaar bovenste gedeelte aangebracht, om na de scheiding in zware en lichte fractie de lichte 15 restfractie, die uit water bestaat, af te voeren. Hierna wordt het compartiment weer met baggerspecie gevuld, en de cyclus wordt herhaald tot alle compartimenten met zand gevuld zijn.Such a hopper dredger is known from German patent 154,328. This known hopper dredger 10 has a cargo hold, which is divided into two or more compartments by transverse partitions. After the filling of a compartment with dredging sludge, the next compartment is filled, so that the heavy sand fraction can settle in the first compartment and the light residual fraction forms above the heavy sand fraction. In each compartment, an overioid tube with a fixed lower part and a bellow-shaped up and down movable upper part is arranged, in order to discharge the light residual fraction, which consists of water, after the separation into heavy and light fraction. After this, the compartment is filled with dredging sludge again, and the cycle is repeated until all compartments are filled with sand.

Een nadeel van deze bekende hopperzuiger is, dat hij gericht is op het winnen van zand, zodat de baggerspecie altijd voor een zeer groot gedeelte uit zand zal bestaan. Bij het baggeren in bepaalde vaargeulen, riviermondingen en dergelijke wordt baggerspecie in een plaatselijk sterk en frequent wisse-20 lende mengvorm van zanderig materiaal en slib aangetroffen, waarbij het slib in bepaalde omstandigheden verontreinigd zal zijn. Wanneer de opgebaggerde baggerspecie voor slechte een klein deel uit zand bestaat, en voor een groot deel uit slib bestaat, zal het met de bekende hopperzuiger niet mogelijk zijn om, na de scheiding tussen bezonken zandfractie en lichte restfractie, de gehele restfractie af te voeren, aangezien de overloop van de overstroomkoker niet laag genoeg in te stellen is. Tevens is het onmogelijk uitsluitend de in 25 suspensie verkerende lichte restfractie volledig aan wal te spuiten zonder dat de hele bezonken zandfractie (of het grootste deel ervan) mede aan wal wordt gespoten.A drawback of this known hopper dredger is that it is aimed at the extraction of sand, so that the dredging sludge will always consist of a very large part of sand. When dredging in certain fairways, estuaries and the like, dredging sludge is found in a locally strong and frequently varying mixed form of sandy material and sludge, whereby the sludge will be contaminated in certain circumstances. If the dredged dredging sludge consists only of a small part of sand and a large part of silt, it will not be possible with the known hopper dredger to discharge the entire residual fraction after the separation between settled sand fraction and light residual fraction, since the overflow of the overflow sleeve cannot be set low enough. It is also impossible to spray only the light residual fraction in suspension completely ashore without the entire settled sand fraction (or most of it) being sprayed ashore.

Het is een doel van de uitvinding dit nadeel op te heffen.It is an object of the invention to overcome this drawback.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt met een hopperzuiger van de in de aanhef aangegeven soort, waarbij de ten minste ene overstroomkoker telescopisch is en is aangesloten op een leegzuigkanaal, 30 waarbij ten minste één extra telescopische overstroomkoker is aangesloten op het leegzuigkanaal, welk leegzuigkanaal is aangesloten op baggerpompen, en waarbij de extra overstroomkoker voorzien is van middelen om hem in te stellen op een scheidingsvlak in het laadruim tussen de zware zandfractie en de lichte restfractie, gelegen onder het minimum instelpeil van de ene overstroomkoker.This object is achieved according to the invention with a hopper piston of the type indicated in the preamble, wherein the at least one overflow tube is telescopic and is connected to an empty suction channel, wherein at least one additional telescopic overflow tube is connected to the empty suction channel, which is empty suction channel connected to dredge pumps, and the additional overflow tube is provided with means for adjusting it to a partition in the cargo hold between the heavy sand fraction and the light residual fraction, located below the minimum setting level of the one overflow tube.

Hiermee is een hopperzuiger verschaft, waarmee de lichte restfractie uit het bovenste gedeelte van het 35 laadruim te verwijderen is met behulp van de ene overstroomkoker, en de lichte restfractie uit het daaronder gelegen gedeelte van het laadruim te verwijderen is met behulp van de extra overstroomkoker, zodat de gehele lichte restfractie, die zich boven de zware zandfractie bevindt, uit het ruim te verwijderen is. Zowel de ene als de extra overstroomkoker zijn aangesloten op een leegzuigkanaal met baggerpompen, zodat de lichte restfractie niet in het waterbekken terecht komt.This provides a hopper dredger, with which the light residual fraction can be removed from the upper part of the cargo hold by means of the one overflow sleeve, and the light residual fraction can be removed from the lower part of the cargo hold by means of the additional overflow sleeve, so that the entire light residual fraction, which is above the heavy sand fraction, can be removed from the hold. Both the one and the additional overflow tube are connected to an empty suction channel with dredge pumps, so that the light residual fraction does not end up in the water basin.

40 De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het scheiden van met een hopperzuiger int een waterbekken opgebaggerde baggerspecie in een zware zandfractie en een lichte restfractie, waarbij de zandfractie en de restfractie gescheiden afgevoerd worden, omvattend een eerste stap bestaande uit het maximaal vullen van de baggerzuiger met opgebaggerde baggerspecie tot aan het overioopniveau, een tweede stap bestaande uit het door tijdsverloop laten plaatsvinden van een afscheiding tussen de neer-45 slaande zandfractie en de restfractie, een derde stap bestaande uit het afvoeren van de restfractie, welke drie stappen desgewenst herhaald kunnen worden, en een laatste stap bestaande uit het afvoeren van de zandfractie uit de hopperzuiger naar een losplaats.The invention also relates to a method for separating dredged material dredged with a hopper dredger into a water basin into a heavy sand fraction and a light residual fraction, wherein the sand fraction and the residual fraction are discharged separately, comprising a first step consisting of the maximum filling of the dredge dredger with dredged dredging sludge up to the overioop level, a second step consisting of allowing a separation between the precipitating sand fraction and the residual fraction to take place over time, a third step consisting of the removal of the residual fraction, which if desired is repeated three steps. and a final step consisting of discharging the sand fraction from the hopper dredger to a discharge location.

Deze werkwijze is eveneens bekend uit het Duitse octrooischrift 154.328. Volgens dit document wordt tijdens de derde stap de lichte restfractie direct afgevoerd naar het buitenboordwater.This method is also known from German patent 154,328. According to this document, during the third step, the light residual fraction is directly removed to the sea water.

50 Een nadeel van deze bekende werkwijze is, dat bij baggeren van baggerspecie die verontreinigd slib bevat, het verontreinigde slib weer in het oppervlaktewater terecht komt, zodat het waterbekken meer en meer verontreinigd wordt (de schone bezonken zandfractie wordt uit het waterbekken verwijderd), hetgeen om ecologische redenen ongewenst is.A drawback of this known method is that during dredging of dredged material containing contaminated sludge, the contaminated sludge returns to the surface water, so that the water basin is increasingly contaminated (the clean settled sand fraction is removed from the water basin), which is undesirable for ecological reasons.

Het is een deel van de uitvinding dit nadeel op te heffen.It is part of the invention to overcome this drawback.

55 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereik met een werkwijze van de hierboven aangegeven soort, waarbij de baggerspecie die opgebaggerd wordt uit een mengsel van verontreinigde en niet- of weinig-verontreinigde baggerspecie bestaat, welke tijdens de tweede stap gescheiden wordt in een niet- 192460 2 verontreinigde zware zandfractie en een verontreinigde restfractie, en waarbij de verontreinigde restfractie tijdens de derde stap wordt afgevoerd naar een andere losplaats buiten het wateibekken.55 This object is achieved according to the invention by a method of the type indicated above, wherein the dredged material that is dredged consists of a mixture of contaminated and uncontaminated or uncontaminated dredged material, which is separated in a non-192460 during the second step. 2 contaminated heavy sand fraction and a contaminated residual fraction, and wherein the contaminated residual fraction is removed during the third step to another discharge location outside the water basin.

Hiermee wordt bereikt, dat de verontreinigde restfractie niet in het waterbekken zelf teruggestort wordt, maar op een losplaats buiten het waterbekken wordt opgestagen. Zoals bekend hechten vele polluanten 5 zich, om andere dan sedimentologische redenen, bij voorkeur grotendeels (via adsorptie) op fijnere stibkorrels en niet of verwaarloosbaar weinig op de grovere zandkorrels. De zware zandfractie kan dus naar iedere gewenste losplaats afgevoerd worden, en ook in het waterbekken geklept worden zonder dit weer te verontreinigen. De verontreinigde restfractie kan aan land geperst worden of in een daartoe uitgerust vaartuig gelost wordt om het naar een slibdepot af te voeren.This ensures that the contaminated residual fraction is not returned to the water basin itself, but is stored in a discharge location outside the water basin. As is known, many pollutants 5, for other than sedimentological reasons, prefer to adhere largely (via adsorption) to finer stib grains and little or no negligible to the coarser sand grains. The heavy sand fraction can therefore be transported to any desired unloading point, and also be dumped into the water basin without contaminating it again. The contaminated residual fraction can be pressed ashore or unloaded in a vessel equipped for that purpose and transported to a sludge depot.

10 De werkwijze volgens de uitvinding verschaft aldus een goede scheiding tussen het niet-verontreinigde zand, dat weer gebruikt kan worden, en het verontreinigde slib dat in de baggerspecie met het zand vermengd was, en dat nu in een slipdepot opgeslagen kan worden, zonder dat het slibdepot onnodig gevuld wordt met zand.The method according to the invention thus provides a good separation between the non-contaminated sand, which can be reused, and the contaminated sludge that was mixed with the sand in the dredging sludge, and which can now be stored in a slip depot, without the sludge depot is unnecessarily filled with sand.

Opgemerkt wordt, dat het uit de Nederlandse octrooiaanvrage 69.02178 bekend is om zand met een 15 overmaat water op te zuigen en in een vaartuig te storten. Op het moment dat, al verder ladend, het water over de rand van het laadruim zou stromen voert een afzuiginrichting het water weg en perst het middels een leiding terug in de gebaggerde bres. Hierdoor komen verontreinigingen in het teruggevoerde water weer in het waterbekken, waar gebaggerd wordt, terecht. Een werkelijke scheiding tussen zandfractie en restfractie treedt niet op tijdens het laden.It is noted that it is known from Dutch patent application 69.02178 to suck up sand with an excess of water and to dump it into a vessel. The moment that, while loading further, the water would flow over the edge of the cargo hold, a suction device carries the water away and presses it back into the dredged breach by means of a pipe. As a result, impurities in the returned water return to the water basin, where dredging takes place. An actual separation between sand fraction and residual fraction does not occur during loading.

20 Tevens wordt opgemerkt dat uit de Nederlandse octrooiaanvrage 67.11836 bekend is om in zee zand te baggeren, waarbij de baggerspecie in een buitenhaven gestort wordt. De baggerspecie wordt daar weer opgezogen en door een leiding in een hopper in een binnenhaven gevoerd, waarbij overstort van zeewater met stortzand opgevangen wordt en via een andere leiding teruggevoerd wordt in de buitenhaven. Verontreinigingen komen aldus weer terug in het waterbekken waar de baggerspecie opgezogen wordt.It is also noted that from Dutch patent application 67.11836 it is known to dredge sand in the sea, whereby the dredged material is dumped in an outer harbor. The dredged material is sucked up there again and passed through a pipe in a hopper in an inland harbor, where overflow of seawater is collected with dumping sand and returned to the outer harbor via another pipe. Contaminants thus return to the water basin where the dredged material is sucked up.

2525

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.

In de tekening stellen schematisch voor: figuur 1 een dwarsdoorsnede, ter hoogte van het laadruim, over een hopperzuiger, uitgerust met een inrichting volgens een voorkeursuitvoering van de uitvinding, 30 figuren 2 (a-g), 3 (a-g) en 4 (a-g) verschillende baggercycli die de opeenvolging van mogelijke laadruimtevullingsconfiguraties van de hopperzuiger voorstellen, figuur 5 (waarin figuren 2, 3 en 4 kunnen worden opgenomen) een geschematiseerde voorstelling van de werkwijze van de uitvinding voor het geval waarin bijvoorbeeld maar drie baggercycli nodig zijn.In the drawing schematically represent: figure 1 a cross section, at the level of the cargo hold, over a hopper dredger, equipped with a device according to a preferred embodiment of the invention, figures 2 (ag), 3 (ag) and 4 (ag) different Dredging Cycles Representing the Sequence of Possible Loadspace Filling Configurations of the Hopper Piston, Figure 5 (which may incorporate Figures 2, 3 and 4) a schematic representation of the method of the invention for the case where, for example, only three dredging cycles are required.

35 De polluanten, bijvoorbeeld de zware metalen, binden zich voor praktisch 100% op zeer fijnkorrelige materialen met afmetingen van ten hoogste 63 pm.The pollutants, for example the heavy metals, bind practically 100% to very fine-grained materials with dimensions of at most 63 µm.

Figuur 1 toont de scheepsdwarssectie 1 ter hoogte van het laadruim 2 van een sleephopperzuiger. De bodemkleppen van het laadruim 2 zijn niet weergegeven. De baggermaterialen worden door de aanvoer-leiding 3 en de sproeier 4 in het laadruim 2 gestort. De hoogte van de sproeier 4 is op de gebruikelijke wijze 40 instelbaar.Figure 1 shows the ship's cross section 1 at the level of the cargo hold 2 of a trailing suction hopper dredger. The bottom flaps of the cargo hold 2 are not shown. The dredging materials are poured into the cargo hold 2 through the supply pipe 3 and the sprinkler 4. The height of the nozzle 4 is adjustable in the usual manner.

De in figuur 1 voorgestelde verstelbare overstroom(koker) 5 (waarvan er meerdere aanwezig kunnen zijn) kan (in zijn conventionele uitvoeringsvorm) naar believen, door middel van afsluitsystemen, ofwel in open verbinding blijven met het waterbekken ofwel ervan kunnen worden afgesloten en terzelfdertijd aangesloten worden op een leegzuigkanaal of leegzuigleiding (die op haar beurt, via afsluiters, naar believen al dan niet 45 in verbinding kan worden gebracht met het waterbekken) om het baggermateriaal aan land te persen, met name de in het laadruim aanwezige, bovenste vloeibare sliblaag.The adjustable overflow (sleeve) 5 (several of which may be present) shown in Figure 1 may (in its conventional embodiment), at its option, by means of sealing systems, either remain in open communication with the water basin or be closed off and connected at the same time on an empty suction channel or suction pipe (which, in turn, may or may not be connected to the water basin at will via valves, to press the dredging material on land, in particular the upper liquid sludge layer present in the cargo hold.

Omdat het instelbereik van de overstroomkoker 5 niet verder dan het bovenpeii van de bezonken zandlaag reikt is, om toch een sliblaag die onder het minimum instelbare peil van overloop of overstroomkoker 5 ligt te kunnen afvoeren, minstens één additieve twee- of meerdelige telescopische overstroom-50 (koker) 6 aangebracht en aangesloten op het leegzuigkanaal 7. Uiteraard kan de afsluitklep van de overstroomkoker 6 worden voorzien van een hydraulische of mechanische bediening.Because the adjustment range of the overflow tube 5 is no further than the top of the settled sand layer, in order to be able to discharge a sludge layer that is below the minimum adjustable level of overflow or overflow tube 5, at least one additive two- or multi-part telescopic overflow-50 (sleeve) 6 fitted and connected to the empty suction channel 7. Naturally, the shut-off valve of the overflow sleeve 6 can be provided with a hydraulic or mechanical control.

Het ledige laadruim 2 van de (sleep)hopperzuiger wordt met een mengsel van water en gebaggerde materialen gevuld. Deze materialen bestaan voor een deel uit een zware fractie die gaat bezinken en uit een boven de zware fractie blijvende lichte niet bezonken fractie.The empty cargo hold 2 of the (trailing) hopper dredger is filled with a mixture of water and dredged materials. These materials partly consist of a heavy fraction that will settle and a light non-settled fraction that remains above the heavy fraction.

55 De daarna aan land geperste lichte fractie kan, na een tijdelijk verblijf op de losplaats, worden afgevoerd naar een daartoe voorzien terrein of naar een verwerkingsinrichting.55 The light fraction pressed on land after a temporary stay at the unloading site can be removed to a site provided for this purpose or to a processing facility.

Is de omvang van het gesedimenteerde zuivere zand dat, na het wegpersen of op enige andere wijze uitIs the size of the sedimented pure sand that, after the pressing or in any other way out

Claims

3 192460 remove the cargo hold from the contaminated fraction, if it remains sufficiently important in the cargo hold, the hopper dredger can sail to a place where the sand may be folded or pressed ashore. If the amount of settled clean sand is economically insufficient, the sand can be included in a subsequent dredging cycle. These sub-cycles can be repeated several times (see figure 5), for example three 5 dredging loading cycles, before the thus accumulated pure sand quantity in the loading space is considered sufficient to be folded (or sprayed) at the designated location. When the landfilled sludge according to the invention is pressed on land, use is made of a device which mainly consists of telescopic and height-adjustable overflow sleeves 5 and 6 arranged in the cargo hold 2, at the bottom of which these overflow sleeves 5 and 6 are connected to an empty suction channel 10. 7 along which, via the dredge pump or pumps connected to empty suction channel 7, the contaminated sludge is sucked out of cargo hold 2 and pressed ashore. The overflow sleeve 6 can be closed at the top by a valve 8, which can be operated either mechanically or hydraulically. For a clear understanding of the different dredging cycles to which Figures 2-4 on the one hand and Figures 15 on the other refer, the following explanation of the reference numbers used is given. Figures 2-4 show hopper pistons 1, with cargo hold 2, overflow sleeve 5, additional multi-part overflow sleeve 6 and an empty suction channel 7 to which both overflow sleeves are connected. The heavier and settled sand carries the reference 13, while the phase consisting of silt and sand and where the settling stage of the heavier sand phase has not yet been reached carries the reference 14. 20 Reference is then made to the lighter sludge fraction that is always found above the settled heavier fraction 13, which consists of sand, and / or above the fraction 14. The settling time can correspond to the sailing time between the dredging location and the place where the sludge will be disposed of or correspond only to a fraction of this time. A series of subsequent dredging and unloading or folding operations is shown in Figure 5. 25 The dredging extraction and unloading areas: a) the dredging or extraction zone 9; b) the place of discharge of the contaminated sludge 10; c) the unloading point of the clean sand 11. The loading: 30 a) loading capacity 9 'at the start of loading; b) cargo hold filling height 9 "at end of loading. Sludge discharge; a) cargo hold filling configuration 10" at start of sludge discharge; b) cargo hold filling configuration 10 "at end of sludge discharge. Sand unloading: a) cargo hold filling configuration 11 'at start of sand unloading; b) cargo hold filling configuration 11 "at the end of the sand unloading. When the heavy, uncontaminated fraction has finally been completely removed by valves or pressing in the phase indicated by 11", the hopper dredger can return for another cycle. 40

1. Hopper dredger for dredging from a water basin of dredged material and for separating it into a heavy sand fraction and a light residual fraction, with a cargo hold for dumping the dredged material containing at least one overflow tube, the upper part of which is adjustable by means of of adjusting means, characterized in that the at least one overflow sleeve (5) is telescopic and is connected to an empty suction channel (7), that at least one additional telescopic overflow sleeve (6) is connected to the empty suction channel (7), which is empty suction channel connected to dredge pumps, and that the additional 50 overflow tube (6) is provided with means to set it on a partition in the loading area (2) between the heavy sand fraction and the light residual fraction, located below the minimum setting level of the one overflow tube (5).

2. Method for separating dredged material dredged with a hopper dredger from a water basin into a heavy sand fraction and a light residual fraction, wherein the sand fraction and the residual fraction are discharged separately, comprising a first step consisting of the maximum filling of the dredge dredge with dredged material up to the overioop level, a second step consisting of allowing a separation between the precipitating sand fraction and the residual fraction to take place over time, a third 192460 4 step consisting of the removal of the residual fraction, which three steps can be repeated if desired, and a last step consisting of discharging the sand fraction from the hopper dredger to a unloading site, characterized in that the dredged material wound by dredging consists of a mixture of contaminated and uncontaminated or slightly contaminated dredged material, which is separated in the second step into a non-contaminated heavy sand fraction and an irritant finished residual fraction, and that the contaminated residual fraction is removed during the third step to another discharge location outside the water basin. Hereby 5 sheets drawing