SE459742B - Saett foer reglering av slamkoncentrationen hos slam, som uppsuges medelst aatminstone en inom en vattensamling roerlig, foersta sugenhet efter en uppgjord plan foer slammets omhaendertagande, vilket kraever ett foerutbestaemt minsta vatteninnehaall - Google Patents

Description

459 :742 10 15 20 25 30 35 2 Genom den mycket stora tätheten av effektiva avlopps- reningsverk intar Sverige globalt sett en unik ställ- ning. I flertalet andra länder tilltar vattenförofe- ningen av sjöar samtidigt som vattenreservoarer och andra vattendrag i allt snabbare takt grundas upp genom att avloppsslam och erosionsmaterial avsätts i dem.

I såväl Sverige som internationellt är behovet inom vattenvârdsomrâdet mycket stort beträffande effektiv metodik för sugmuddring och äterförande till landområden av i vattenområden deponerade slammassor, som ofta är starkt anrikade på växtnäringsämnen.

Projekt för demonstration av hur intern närings- belastning i överbelastade. uppgrundade sjörecipienter skall genomföras har visats i Sverige, först i sjön Trummen i Växjö. Problemet med hittills tillgänglig sugmuddringsmetodik har emellertid varit att dels stora kvantiteter vatten pumpats, dels förhållandet slam/ vatten visat mycket stora variationer under pumpningens gång. De stora, för slampumpningen "onödiga" vattenmäng- derna har förorsakat mycket betydande problem vid depone- ringen av slammet. Kostnadskrävande sedimenteringsbas- sänger har måst byggas för dekantering av Överskotts- vattnet, vilket dessutom måste undergâ behandling för närsaltreduktion före áterförandet till restaurerings- objektet.

Restaureringsprojekt tvingas med denna metodik att genomföras så snabbt som möjligt, vilket ofta oför- delaktigt förenas med koncentrerade kostnader, som budgetmässigt inte kan fördelas över någon längre tids- period.

Från allmän míljövárdssynpunkt, av ekonomiska skäl och för att göra sjörestaurering genom sugmuddring möjlig inom urbaniserade och andra områden där stora sedimente- ringsbassänger inte kan byggas, är det nödvändigt att ' tillämpa en teknik med minimerad vatteninblandning, varvid inblandningen avpassas för den i det enskilda området aktuella slamkaraktären. 10 15 20 25 30 35 459 742 3 Behovet av ny teknik för att möjliggöra limnolo- giskt korrekt sjörestaurering genom sugmuddring av slam (sediment) har sedan länge pàtalats. Redan för ca 20 år sedan efterlyste S Björk tekniskt utvecklingsarbete för framtagning av sugmuddringsteknik enligt limnologisk kravspecifikation. Sediment och annat slam skall därvid kunna pumpas skiktvis, utan uppgrumling, med minsta möjliga mängd inblandat vatten samt beträffande den enskilda slamtypen med så konstanta proportioner mellan slam och inblandat vatten som möjligt.

Under de senaste åren har dessa frågeställningar penetrerats på basis av tidigare av A Sandberg patente- rade uppfinningar beträffande sätt att styra och reglera anordningar och redskap för sugning av sjösediment och annat suspenderbart material. Därigenom har sugpumpaggre- gat, som uppfyller de limnologiska kraven för korrekt sjörestaurering genom sugmuddring, utvecklats.

Samordningen av pumpenheter, som utnyttjas för synkron upp- och bortpumpning av slam av olikartad karak- tär, har analyserats av M Sandberg.

Varje restaureringsobjekt uppvisar specifika kombina- tioner av slamtyper inom vattenomràdet och deponerings- möjligheter för dessa pà land. Det bör framhållas, att med slamtyper i detta sammanhang införstás allt ifrån hårt packade slam med ett vatteninnehâll av endast 70-80%, till tunna, svársedimenterbara slam med mycket höga vattenhalter (99,9%). De hårt packade slammen, vilka är lätt sedimenterbara men svåra att pumpa någon längre sträcka i nämnda koncentration, kan på land få sin spe- ciella användning, exempelvis för landhöjning, medan _ det tunna slammet efter uppumpning kan användas för f t ex bevattning. För att kunna pumpa upp det tjocka slammet till dess aktuella deponeringsområde erfordras utspädning, vilken hittills erhållits genom direktinbland- ning av vatten på pumpstället. Detta innebär att en stor mängd "onödigt" vatten kommer i omlopp och som tidigare nämnts orsakar stora problem. 459 742 4 Pâ samma sätt har pumpning av tunna slam inneburit stora olägenheter med ansenliga mängder vatten i omlopp. Den tidigare avsaknaden av koncentrationsstyrd pumpteknik 5 har dessutom resulterat i att man inte kunnat pumpa varken tunna eller tjocka slam i jämna koncentrationer.

Detta har omöjliggjort slammens användande för de speciella ändamål för vilka de eljest varit lämpade.

Problemen med att ta upp slam i noggranna, förut- 10 bestämda koncentrationer har övervunnits genom uppfin- ningarna enligt patenten 7410937-2, 7512265-5, 7703749-8 och 7903879-0. Denna uppfinning är en vidareutveckling med dessa fyra patent som grund.

Sjöar och andra naturliga vattendrag visar liksom 15 konstruerade vattenområden individuella särdrag, vilket framtvingar individuell utformning av anordningar för sugmuddring. Dessa måste dessutom i det enskilda fallet inte endast anpassas efter förhållandena i vattenområdet (ekosystemet) utan självfallet även till förhållandena 29 inom tillrinningsomràdet, varifrån vatten naturligt tillförs och där deponeringsplatser för slam skall anord- nas. Systemet enligt uppfinningen, såsom definierat i efterföljande patentkrav, kännetecknas av högsta grad av flexibilitet och bygger på erfarenheter av nämnda 25 variation mellan restaureringsobjekt.

För att ur det uppfinningsenliga systemets breda spektrum av metodkombinationer kunna utvälja det objekt- anpassade, miljövàrdsmässigt korrekta alternativet är det nödvändigt att ha tillgång till resultat från limno- 30 logiska förundersökningar inom ifrågavarande objekt.

Då beslut om restaurering av ett vattenomràde fattas, skall målsättningarna för ingreppet klart definieras.

I detta sammanhang brukar samtliga argument för restaure- ring anges. Utformningen av den limnologiska förunder- 35 sökningen är liksom planeringen av det tekniska restaure- ringsingreppet avhängig av vilka mål man uppställer för ekosystemets utformning. 10 15 20 25 30 459 742 S Minimitiden för den limnologiska förundersökningen utgör i allmänhet en årscykel på såväl tempererade som tropiska breddgrader. Provtagningar genomförs med högst månadsmellanrum. Under perioder med snabbt och intensiva omställningsprocesser i ekosystemen sker en förtätning av provtagningsfrekvensen. I undersökningsprogrammet ingår tämligen regelmässigt följande moment: A.

Limnologisk analys Hydrologisk balansberäkning. Om data beträffande till- och avrinnande, magasinerade etc vattenmängder saknas, genomförs nödvändiga mätningar.

Statusundersökníng beträffande miljöfaktorer.

Vatten Närsalthalter (främst beträffande fosfor och kväve) samt koncentrationer av dominerande joner analyseras i till- och avflöden samt i vertikalprofiler inom objektets djupområden. Objektets storlek och limno- logiska komplexitet är avgörande för provpunkternas täthet. Temperatur-, ljus-, grumlighets- och sikt- djupförhàllanden registreras. Närsaltbudget upp- rättas. Skíktningen under året beträffande pH och lösta gaser åskådliggöres. Tillförsel och egen- produktion av organisk substans uppskattas.

Sediment Sedimentens horisontella utbredning och vertikala mäktighet karteras. Sedimentens stratigrafí (lag- ringsförhàllanden) klarläggs med avseende på jord- artsbeskaffenhet, fysikaliska och kemiska karaktär (Syretäring, löslighet av bl a närings- och gift- ämnen etc). Sedimentens integrerade roll för eko- systemets karaktär klarläggs genom försök beträf- fande utbyte av ämnen mellan sedíment och'vatten, varvid sediment från olika stratigrafiska nivåer analyseras. Sedimentens beteende vid torkning_under- sökes och deras användbarhet på land för olika ändamål utredes. 459 742 10 15 20 25 30 35 3.

A.

II.

II 1- I. 6 Statusundersökningar beträffande organismförhâllanden Analys av plankton (det fria vattnets mikroorganism- samhälle) och perifyton (fastsittande mikroorganism- samhällen) samt bakteriologiska förhållanden.

Analys av storväxtsamhällen och kartering tation. av vege- Analys av bottendjursamhällen.

Analys av fisksamhällen.

Analys av produktionsförhällanden beträffande plankton och fisk.

Analys av ornitologiska förhållanden och eventuell kartering av för objektet speciellt värdefulla organismer.

Undersökningar beträffande vattenomràdets naturliga och kulturbetingade utveckling. Baseras pà analyser av sedimentens karaktär och innehåll av subfossil (växt- och djurrester). Datering av sedimentskikt.

Limnologisk syntes Beskrivning av vattenomrádets nuvarande limnologiska tillstånd, dvs samband mellan miljöfaktorer och organismsamhällen, relationer mellan miljöfaktorer och organismsamhällen, relationer mellan och inom organismarter, mellan produktion och destruktion av organisk substans inklusive sedimenttíllväxt, vegetationsutbredning etc. Beskrivning av vattenom- ràdets hittillsvarande utveckling och prognos för dess framtida utveckling i händelse av att restau- reringsingrepp inte genomföras.

Limnologisk plan för restaurering Beskrivning av för infriande av de givna målsätt- ningarna vid restaurering nödvändiga ingrepp i form av vegetationsborttagning (slâtter och rot- filtdestruktion med amfibiegående och/eller ponton- burna maskiner) samt bortpumpning genom sugmuddring ._ ..._ _. Y.. _.. l0 15 20 25 30 35 459 742 7 av bestämda sedimentskikt inom definierade områden.

Krav pà vegetationsbehandlingens och sugmuddringens genomförande beträffande ytor, nivåer, tidpunkter etc fastställes. Beträffande sugmnddríngen lägges särskild vikt vid minimering av vatteninblandningen samt isärhàllandet av sedimenttyper från olika skikt och områden. 2. Beskrivning av tillvägagångssätt vid deponering och behandling av växtmaterial och sediment för nyttiggörande eller annan form för omhändertagande på land. Däri ingår anvisningar beträffande und- vikande av överskottsvatten eller inkluderande av viss behandling av sådant vatten. Rekommenda- tioner lämnas pà program för testning av sediment som odlingssubstrat. 3. Kostnadsplan för restaureringsingrepoet upprättas i samråd med representanter för projektets tekniska sektor. 4. Prognos för vattenomràdets limnologiska karaktär och utveckling samt dess användbarhet för olika ändamål efter restaureringsingreppets genomförande.

Uppfinningen möjliggör genom regleringssättet ett effektivt genomförande av en fastställd restaureringsplan, som kan vara långsiktig och omfatta en tidsperiod på flera år samt vara styrd vad gäller genomförandetakten av yttre faktorer, såsom behov av jordförbättringsmedel och/eller reningskapacitet. Uppfinningen förbättrar även restaureringsmöjligheterna genom den särskilda konditioneringen medelst tillsatsämnen. Uppfinningen erbjuder'dessutom en fördelaktíg metod för statusunder- sökning beträffande vatten och sediment.

Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande i anslutning till ett antal tillämpningsexempel och 459 742 10 15 20 25 30 35 8 under hänvisning till medföljande ritningar. Fig 1 visar principiellt ett exempel på enheter, som kan ingå i det uppfinningsenliga systemet. Fig 2-8 visar olika kombinationsmöjligheter av enheterna i fig l.

I det uppfinningsenliga systemet användbara enheter är visade i fig 1 och omfattar ett antal sugenheter 1-5, en silningsenhet 6, en slamlagun 7, bevattnings- enheter 8 och 9, en sorteringsenhet 10, en borstnings- och/eller spolningsenhet ll, en returvattenpumpenhet 12 och en tillsatsämnesenhet 13.

Exempel l: Integrerad slamsugning och konstbevattning.

I en del av en sjö ligger ett slamlager med ett vatteninnehåll av ca 95% och med en mäktíghet av i medel- tal 1 m. Slammet är analyserat och man har kommit fram till att det skall kunna användas i samband med bevattning av ett visst landomràde under en viss årstid. Vattenuttaget är beräknat till l m3/min och slamhalten i detta vatten är beräknat kunna innehålla 1%, dvs en vattenhalt av 99%.

Sugenheten l riggas enligt fig 2 upp över det aktuella omrâdet, där det bringas åka fram och åter med en lämplig konstant hastighet. I sugenhetens pump- ledning placeras en slamhaltsmätare och en flödesmätare.

Kring sugmunstyckets upphängningslinor placeras en lin- vinkelgivare, som när munstycket stöter på det 95%-iga slammet eller fast botten indikerar vinkeln alfa. Det slamhaltiga vattnet silas för att inte sätta igen spridare.

Styrning 1. Flödesmätaren reglerar pumpvarvtalet så att en konstant flödesmängd av l m3/min erhålles och för att motverka igensättníngs- tendenser. 2- Slamhaltsmätaren reglerar sugmunstyckets höjning och sänkning, så attævattenmängden i den pumpade blandningen blir 99%. 3.e När sugmunstycket föres fram genom det d 95%-iga slammet erhålles en viss linvinkel alfa. Denna linvinkel kommer att öka när 10 15 20 25 30 35 459 742 9 sugmunstycket börjar släpa på fastare botten.

Då eftersläpningen uppgår till ett förinställt maximalt alfavärde övertar denna funktion höjningen och sänkningen av sugmunstycket.

Erhàller man samtidigt med stor eftersläpning ett slam med högre vattenhalt än t ex 99,5% är sjöbotten ren från slam. Genom detta förfaringssätt kan man pumpa bort ett slam med högt vatteninnehåll från en fast sjö- botten utan att pumpa bort delar av det fastare botten- materialet.

Exempel 2: Integrering mellan flera sugenheter och slam- deponering.

I en del av en sjö ligger ett slamlager med ett vatteninnehàll av ca 95%. I en annan del av samma sjö ligger ett annat slamlager med ett vatteninneháll av ca 80%. Båda slammen skall avlägsnas och användas till jordförbättring för intilliggande åkermark. Geografiskt ligger slamtäkterna när varandra.

För bortpumpning av dessa slam användes enligt uppfinningen två sugenheter samtidigt, såsom visat i fig 3. Vid sugenhet 4 pumpas slam med ett vatteninnehàll av ca 80% upp till vattenytan. Uppe vid vattenytan spädes detta slam ut med slam från sugenhet 3 till en blandning för pumpning till deponeringsstället.

Exempel 3: Integrerad slamsugning och aterföring av grovt material. ' En del av en sjö, som tidigare utgjort lekplats för fisk, har slammet igen. Pâ den ursprungliga botten, som består av grov grus, har bildats ett slamlager med ca 98% vatteninnehåll. Slammet kan användas som utspäd- ning av tjockare slam enligt exempel 2.

Det 98%-iga slammet pumpas enligt fig 4 tillsammans med ett tunnare skikt av det fasta bottenmaterialet.

Genom någon form av separering, t ex silning, centri- fugering eller sedimentering, pá sugenheten avskiljes det grövsta bottenmaterialet och àterföres till botten. 4 59 10 15 20 25 30 35 742 10 Resterande slamvatten pumpas till sugenhet 4 som ut- spädningsvatten.

Exempel 4: Integrerad konstbevattning och pumpning av näringsrikt vatten utan slam.

I en del av en sjö består botten av ett närings- rikt slam med en mäktighet av flera meter. Ett bevatt- ningsföretag önskar ta ut 2 m3/min vatten för bevattning av grödor. Under en viss årstid kan man inte tillåta bevattning med inblandning av slam. slammet är rikt pá fosfor och kväve.

Det näringsrika Dessa ämnen diffun- derar ut ur slammet, vilket innebär att den klara vatten- fasen närmast slammet innehåller stora mängder närings- ämnen. _ Sugenheten l riggas enligt fig 5 upp över det ak- tuella omrâdet, där den bringas åka fram och äter med en àkhastighet, som är styrd efter en ledningsförmáge- mätare, vilken sitter placerad i sugenhetens pumpledning.

I samma pumpledning placeras också en flödesmätare och en ljuskänslig grumlighetsmätare. Flödesmätaren styr pumpens varvtal och grumlighetsmätaren sugmunstyckets höjning och sänkning.

Exempel 5: Integrering av slamupptagning och returvatten från slamdeponering.

I en sjö ligger ett slam med ett vatteninnehåll ca 80%. Slammet skall användas till jordförbättring, det är mycket näringsrikt. Pâ land har man anordnat slamlagun, varifrån slammet skall hämtas med lastare- Slammet är lätt sedimenterbart och lämpligt pumpbart vid ca 88% vatteninnehàll. av då en Sugenhet 4 pumpar enligt fig 6 upp det 80%-iga slammet strax ovanför vattenytan, där det spädes ut med returvatten från slamlagunen till ca 88%-igt slam, varefter det pumpas upp till slamlagunen.

Exempel 6: Integrering av flödesmängd och slammängd.

I en del av en sjö ligger ett kontaminerat slam med en mäktighet av 0.1 m. av ca 84% slam.

Slammet har en vattenhalt Slammet måste spädas ut för att vara pumpbart en längre sträcka. Lämplig pumpkoncentration ca 90%. 10 15 20 25 30 35 459 742 a ll En sugenhet riggas enligt fig.7 upp över det aktuella området. Sugmunstyckets arbetsbredd fastställes för att härígenom få fram sambandet mellan den pumpade slam- mängden och munstyckets förflyttning. Genom en utred- ning har man kommit fram till att späda ut det 84%-iga slammet direkt på stället till 90%-igt slam.

Mängd 84%-igt slam 0,1 m3/m2.

Mängd 90%-igt slam 0,16 m3/m2.

Beräknad pumpmängd 1,6 m3/min motsvarar en yta av 10 m /min.

En arbetsbredd av 2 m ger då en àkhastighet av 5 m/min.

Beräkning: Éxempel 7: Integrering av pH och slam/ytenhet.

I en försurad sjö ligger ett slam kontaminerat med tungmetaller. På grund av försurningen har tungmetal- lerna fällts ut. Det kontaminerade slammet har ett pH = 5,5 och en vattenhalt av 95% samt en mäktighet av 0,15 m. Underliggande slam har ett pH = 6,8.

Antag att man vid en undersökning kommer fram till Fä att om man blandar slam med pH = 5,5 med slam med pH = 6,8 i vissa proportioner så kan man erhålla ett pH = 6,0.

Detta pH-värde kan användas för styrning av sugmunstycket i djupled enligt fig 8.

Exempel 8: Bevattningsdammar.

En bevattningsdamm får sitt vatten från en flod.

Dammen fylls med vatten under regnperioden, då floden har stor vattenföring. Under denna period innehåller flodvattnet en stor mängd suspenderbart material, som håller sig svävande i flodvattnet på grund av turbulen- sen. Detta suspenderbara material kommer att sedimentera i dammen och lägga sig som ett bottensediment. Detta förhållande blir utgångspunkten för en bevattningsplan, dvs både vattnet och bottenslammet skall kunna användas.

Genom att blanda vatten och slam i förhållanden från praktiskt taget rent vatten till vatten med flera procent slam, bör nämnda bevattningsplan kunna genomföras efter en plan grundad på årstider, slag av odling och jordför- bättring (jämför exemplen 2 och 5). " " "' " ' i "__" Y!""'7' 459' 10 15 20 25 30 35 742 12 Exemgel 9: Integrering av sjörestaurering och kommunalt avloppsreningsverk.

En sjö med en area av ca 2 kmz ligger inom ett storstadsomráde. Sjön har tidigare utgjort recípient för diverse utsläpp från kringliggande bebyggelser.

Pâ sjöbotten ligger ett näringsrikt sediment med en mäktighet av i medeltal 1 m och ett vatteninnehàll av 92%. Vid en utredning har man kommit fram till att stadens reningsverk under ett normaldygn kan ta emot mellan 2 till 8 m3/min vatten med en slamhalt av ca 1%.

Dygnsmedelvärdet beräknas till 4 m3/min.

Beroende av stadens avloppsledningsnät placeras enligt uppfinningen två eller flera sugenheter ut. Varje sugenhet är inställd att pumpa 1% slamkoncentration.

Från reningsverket erhålles en informationssignal, som talar om reningsverkets belastning och möjligheter att ta emot 1%-igt sjöslam. (Transporttiden mellan respektive sugenhet och reningsverket tages med i beräkningarna.) Beräkning: Mängd slam i sjön: 2 milj m3 8%-igt slam _ 160 000 ton TS (=torrsubstans). 4 m3/min 1%-igt slam = 40 kg TS/min = 57,6 ton TS/dygn.

Detta skulle motsvara en pumptid av 2777 dygn (ungefär 8 år).

Antag vidare att slammet torkas vid renings- verket till 25% TS, vilk t skulle motsvara en slamvolym av ca 230 m /dygn.

Exemgel 10: Integrering av vattenföring/turbineffekt och restaurering av tillhörande kraftverksdamm.

I en kraftverksdamm sker sedimentering. Sedimentets mäktighet växer med i medeltal 0,6 m/år. Kraftverks- dammens area är l kmz. Slammets vattenhalt är ca 80%.

Vattenföringen i floden varierar med årstiden. En utred- ning visar att slammet kan pumpas förbi kraftstationen under 10 månader per år och då proportionellt mot vatten- föríngen. Under resterande två månader får slampumpning ej ske. 10 15 20 25 30 35 459 742 13 Man utreder slammets pumpbarhet och kommer fram till att efter rådande energipriser blir det mest ekono- miskt att pumpa slammet förbi kraftstationen med ett vatteninnehàll av ca 90%.

Beräkning: Mängd 10%-igt slam ca 1 200 000 m3, som ska pumpas förbi kraftstationen under en 9 månads period. Vid kontinuerlig pumpning under denna tid erhålles en pumpkapacitet av i medeltal 3 m3/min. Normalvattenföringen i floden sättes till 100% och variationerna uppgår som max till 150% och min 50% av normalvattenföringen med ungefär lika mycket över som under. Detta innebär att slampump- ningen varierar från 1,5 till 4,5 m3/min under perioden.

Integrering av slamupptagning, returvatten och slambehandling Exempel ll: Utanför en nedlagd cellulosafabrik ligger en fiber- bank kontaminerad med kvicksilver. Fibermaterialet i banken har ett vatteninnehàll av ca 90%. Fiberslammet skall avvattnas i en tillfälligt uppställd avvattnings- anläggning. Slammet beräknas urvattnas till 75% vatten- inneháll, dvs 25% TS. Avvattningsanläggningen är belägen ungefär 1 km från slambanken och har en kapacitet av 2 ton TS/h.

Fiberslammet pumpas upp till ytan i ca 10% TS.

Där spädes slammet ut med returvatten från slamavvatt- ningen till ca 2% TS. Detta 2%-iga slam pumpas iland till en sedimenteringsbassäng där slamkoncentrationen justeras upp, lämplig för slamavvattningsanläggningen.

Rejektet från slamavvattningsanläggningen áteföres till sedimenteringsanläggningen. Av vattnet från sedimenterings- bassängen går en del orenat i retur till sugenheten enligt ovan och resten renas genom t ex kemisk fâllning och áterföres till recipienten. 459 742 10 l5 20 25 30 35 14 Genom detta förfaringssätt erhålles följande vatten- balans: Frân fiberbanken 1 ton TS 9 m3 vatten Efter avvattning 1 ton TS 3 m3 vatten Till recipienten 0 ton TS 6 m3 vatten Normalt förfaringssätt: Slamet tages upp okontrollerbart i koncentrationer mellan l till 3% TS, medel l,S% TS, vilket skulle ge följande vattenbalans:_ Från fiberbanken l ton TS 66 må vatten Efter avvattning 1 ton TS 3 m3 vatten Till recipienten o ton TS 63 m3 vatten Detta innebär ca 10 ggr större vattenmângd att rena.

Såsom framgår av ovan lämnade exempel möjliggör det beskrivna systemet enligt en sida av föreliggande uppfinning ett sätt att reglera en eller flera i samverkan rörliga och fasta suganordningar för sugning av suspen- derbart material eller av ett visst skikt i en skiktad vattensamling efter en på förhand eller under arbetets gång uppgjord plan för slammets respektive vattnets användning eller omhändertagande, varvid i syfte att optimalt utnyttja en för ett projekts genomförande nöd- vändig vattenmängd slam från områden med högt vatteninne- håll, t ex slam från tillfälligt uppgjorda sedimente- ringsutrymmen eller slam som erhålles vid spolning/borst- ning av steniga områden, och/eller returvatten från ett på land eller i vatten tillfälligt uppgjort slamupp- lag, vilket exempelvis är under fyllnad eller tidigare fyllts upp eller har stått under klarning, användes som utspädning av slam från områden där vatteninnehàllet är lågt och som normalt inte skulle vara praktiskt pump- bart någon längre sträcka. 10 15 20 25 30 35 459 742 15 Slamkoncentrationen regleras lämpligen direkt vid insugningsstället, t ex på sugsidan av en pump 14, jämför fig 3, 4 och 6, så att slammet blir användbart för ett speciellt ändamål, t ex landhöjning eller tunnskikts- deponering utan dekanteringsbehov pà åker- och ängsmark.

Genom utnyttjande av kännare av olika slag kan koncentrationen och sammansättningen av det uppsugna slammet regleras efter aktuellt behov. För styrning av det integrerade systemet kan således signaler från en eller flera fastämneskoncentrationsmätare, t ex visko- sitets- eller densitetsmätare, som är placerade strax intill respektive sugställe eller i ledningen frán respek- tive sugställe, användas. Pâ motsvarande sätt kan flödes- mätare placeras i ledningen från respektive sugställe för alstring av styrsignaler för sugsystemet. Medelst pH-mätare, grumlighetsmätare, temperaturmätare eller ledningsförmàgemätare, som är placerade strax intill respektive sugställe eller i ledningen från respektive sugställe, kan också ytterligare eller alternativa styr- signaler för det integrerade sugsystemet användas. Även jonselektiva elektroder kan användas för alstring av styrsignaler för sugsystemet.

Det integrerade sugsystemet enligt uppfinningen kan således styras i beroende av någon eller nâgra av ovan uppräknade parametrar, men styrningen kan även ske i beroende av andra parametrar, exempelvis pumpeffekt och pumpvarvtal för respektive sugenhet. Styrningen kan också ske empiriskt på grundval av parametrar, som är botten- och slamberoende, t ex linvinkeln alfa, sug- enhetens skevningsvinkel beta och linspänningen, samt i eller vid munstycket placerade redskap för lossgöring av slam, bl a vattenspolning och skärande anordningar.

Styrningen syftar i första hand till att åstadkomma ett slam med för en viss användning önskad sammansättning, men de för styrning av det integrerade systemet användbara signalerna kan dessutom eller alternativt användas som övervakningssignaler för in- och urkoppling av sugenheter. 459 742 10 15 20 25 30 35 16 Enligt en andra sida av föreliggande uppfinning åstadkommes en i alla avseenden önskad sammansättning hos deponerat slam, exempelvis vad avser kornfraktioner, näringsämnen, pH etc, genom kontinuerlig tillsättning av för den önskade sammansättningen erforderliga tillsats- ämnen samtidigt med uppsugningen av slammet. Tillsätt- ningen kan här ske proportionellt mot den pumpade flödes- mängden och/eller mot mängden pumpade fastämnen och/eller mot mängden pumpat vatten och/eller mot det pumpade flödets pH.

Enligt en tredje sida av uppfinningen kan de i systemet ingående sugenheterna utnyttjas som rörliga mätstationer. Vid ett utnyttjande av dem i enbart karte- ringssyfte samlas lämpligen det pumpade mediet upp eller àterföres på sådant sätt, att mätresultatet ej påverkas.

Mätstationen eller mätenheterna kan emellertid också utnyttjas under själva slamuppsugningsfasen och därvid arbeta som informationskälla för styrning av systemets s1amsammansättningsreglering. Den av mätstationen avgivna informationen kan även utnyttjas för att styra tillförandet av tillsatsämnen för erhållande av den önskade sammansätt- ningen på det deponerade slammet. Mätenheten kan härvid arbeta en bit före sugenheten och således lämna erforder- lig information för sugenhetens styrning och reglering.

Mätenheten kan alternativt arbeta vid sidan av sugenhetenf och registrera ett pumpprogram, som användes för sugenheten, då denna åker över det uppmätta omrâdet under sin retur- rörelse.

Utnyttjandet av en eller flera rörliga sugenheter som mätstationer innebär således att en kontinuerlig analys av det slam, som skall uppsugas, kan göras genom utnyttjande av samma slags kännare som är användbara i samband med styrning av slammets koncentration och sammansättning samt att doseringen av tillsatsämnen kan utföras i beroende av resultatet av den medelst mätenheten eller mätenheterna utförda analysen. Till- föringen av tillsatsämnena kan härvid utföras samtidigt 10 15 20 25 30 35 ,459 742 17 med mätningen eller skilt från denna. Mätning kan även utföras efter*att tillsatsämnena har tillförts.

-Styrningen kan med fördel ske på grundval av empi- riskt funna samband mellan från mätenheten erhállen information och den parameter som skall styras.

Enligt en fjärde sida av föreliggande uppfinning kan en eller flera av de rörliga suganordningarna även utnyttjas för utläggning av tillsatsämnen pà sjöbottnen för konditioneringsändamál. Den limnologiska karteringen kan nämligen ge vid handen att en stabilisering av före- kommande slamskikt krävs, innan sugning lämpligen utföres, eller att annan omvandling, konservering eller justering bör utföras för att genomförandet av en restaurering ska1l_kunna ske på önskvärt sätt. Således kan vid eller strax intill respektive sugenhet tillsättas ämnen för närsaltsfällníng, slamstabilisering, pH-justering, oxide- 1 § ring, etc. Sådana ämnen är järnklorid, kalciumnitrat, 9 kalk och bentonit. Tillsättningen av dessa ämnen kan styras i beroende av sådana parametrar som vattendjupet och/eller ledningsförmàgan, mätt pà det pumpade mediet fràn antingen sugenheten eller fràn en mätenhet, och/eller pH-värdet, mätt på det pumpade mediet från antingen E sugenheten eller från en mätenhet, och/eller slamdjupet, i och/eller gasavgàngen. Tillsättningen kan vidare ske E separat eller i samband med mätning, slamsugning eller f renvattenuttag . I Den uppfinningsenliga konditioneringen möjliggör således exempelvis tillfällig konservering av slam, bindning av slam vid botten, oxidering av slam och bind- ning av tungmetaller för att förhindra slamflykt och/eller som förberedelse inför en efterföljande slamsugning och eventuellt även i syfte att förbättra användbarheten av slammet. - Av det ovanstående framgår att föreliggande uppfin- ning innebär ett integrerat system för restaurering av sjöar och andra vattendrag, vilket system möjliggör _... V _.....- 459 742 - 18 ett effektivt utnyttjande av slamlager och vattenskikt, så att en ekonomisk, långsiktig restaurering blir möjlig, vilken även tar hänsyn till avsättnings- och renings- möjligheter samt förändringar i väderförhållanden.

Claims (17)

10 15 20 25 30 19 PATENTKRAV 459 742

1. l. Sätt för reglering av slamkoncentrationen hos slam, som uppsuges medelst åtminstone en inom en vatten- samling rörlig, första sugenhet efter en uppgjord plan för slammets omhändertagande, vilket kräver ett förut- bestämt minsta vatteninnehåll, k ä n n e t e c k n a t därav, att slam med högre vatteninnehàll än det förut- bestämda, vilket slam uppsuges medelst åtminstone en rörlig eller fast andra sugenhet, eller returvatten från ett slamupplag användes för utspädning av medelst en rörlig första sugenhet uppsuget slam med lägre vatten- innehåll än det förutbestämda och detta i sådan propor- tion, att det medelst den rörliga, första sugenheten uppsugna slammet direkt vid insugningsstället ges det förutbestämda vatteninnehållet.

2. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att olika sugenheter kopplas in eller ur i samverkan efter en uppgjord tidsplan för optimalt utnyttjande av i vattensamlingen rådande, tidsberoende förhållanden.

3. Sätt enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att signaler från intill sugstället för eller i en rörledning från respektive sugenhet pla- cerade mätare för fastämneskoncentration, flöde, pH-värde, ledningsförmága, grumlighet, gasavgång eller temperatur eller jonselektiva elektroder användes för styrning av utspädningen.

4. Sätt enligt patentkravet 3, k ä n n e t'e c k - n a t därav, att rörledningslängd och -diameter användes för styrning av utspädningen.

5. Sätt enligt något av patentkraven l-4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att effekt och varvtal för en till respektive sugenhet hörande pump användes som variab- ler för styrning av utspädningen.

6. Sätt enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - 459 742 10 15 20 25 30 35 20 n a t därav, att respektive sugställe för den eller de rörliga sugenheterna förflyttas horisontellt eller vertikalt var för sig eller i samverkan i beroende av nämnda signaler.

7. Sätt enligt något av patentkraven l-6, k ä n n e - t e c k n a t därav, att fast material från vattensam- lingens botten avskiljes och àterföres vid respektive sugenhet.

8. Sätt enligt något av patentkraven 1-7, k ä n - n e t e c k n a t därav, att de för styrning av ut- spädningen använda signalerna dessutom eller alternativt användes som övervakningssignaler för in- av sugenheter. och urkoppling

9. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att en eller flera substanser tillsättes proportionellt mot den pumpade flödesmängden eller pro- portionellt mot mängden pumpade fastämnen eller pro- portionellt mot mängden pumpat vatten eller proportíonellt mot det pumpade flödets pH för erhållande av en för avsedd användning önskad sammansättning med avseende på kornfraktioner, näringsämnen, pH etc hos deponerat slam.

10. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att en eller flera sugenheter användes som rörlig mätenhet och att det pumpade mediet före- trädesvis samlas upp eller áterföres på sådant sätt, att det inte påverkar mätresultatet.

11. ll. Sätt enligt patentkravet 10, k ä n n e t e c k - n a t därav, att mätenheten arbetar tillsammans med sugenheten men registrerar sina egna funktioner obe- roende av sugenheten,

12. Sätt enligt patentkravet 10 eller ll, k ä n n e - t e c k n a t därav, att mätenheten arbetar'en bit före eller efter sugenheten och ger sugenheten informa- tion.

13. l3. Sätt enligt patentkravet 10 eller ll, k ä n n e - t e c k n a t därav, att mätenheten arbetar vid sidan 10 15 20 459 742 21 av sugenheten och registrerar ett program, som användes av sugenheten, då denna förflyttar sig över det uppmätta området vid en returrörelse.

14. l4. Sätt enligt något av patentkraven lO-13, k ä n - n e t e c k n a t därav, att mätenhetens uppumpade medium pumpas in i sugenhetens pumpledning efter att det har passerat respektive mätenhet. _

15. Sätt enligt något av patentkraven l-l4, k ä n - n e t e c k n a t därav, att i vattensamlingen vid eller strax intill respektive sugenhet tillsättes ämnen för närsaltsfällning, slamstabilisering, pH-justering, oxidering etc, t ex järnklorid, kalciumnitrat, kalk och bentonit.

16. Sätt enligt patentkravet 15, k ä n n e t e c k - n a t därav, att vattendjupet eller ledningsförmågan hos det pumpade mediet från sugenheten eller från en mätenhet eller pH-värdet hos det pumpade mediet från sugenheten eller från en mätenhet eller slamdjupet eller grumligheten användes för styrning av mängden tillsats- ämne.

17. l7. Sätt enligt patentkravet l5 eller l6, k ä n - n e t e c k n a t därav, att tillsättningen sker sepa- rat eller i kombination med mätning, slamsugning eller renvattenuttag.