SE529323C2 - Procedure for automated freeze dredging - Google Patents
Procedure for automated freeze dredgingInfo
- Publication number
- SE529323C2 SE529323C2 SE0500582A SE0500582A SE529323C2 SE 529323 C2 SE529323 C2 SE 529323C2 SE 0500582 A SE0500582 A SE 0500582A SE 0500582 A SE0500582 A SE 0500582A SE 529323 C2 SE529323 C2 SE 529323C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- sediment
- cells
- freezing
- freezer
- frozen
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
- E02F5/006—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes adapted for working ground under water not otherwise provided for
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/11—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means
- E02D3/115—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means by freezing
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
- E02F5/28—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for cleaning watercourses or other ways
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
Abstract
Description
l5 20 25 30 529 323 Artificiell markfrysning är en sedan länge känd teknik. Artificial soil freezing is a long-known technique.
Den har använts för ett antal olika ändamål. GB428423 visar ett användningsområde där frysteknik nyttjas för att underlätta reparationer av konstruktioner som normalt befinner sig under vattenytan. Ett påtagligt problem med existerande förfaranden för markfrysning och frysning av sediment är att de inte är lämpliga för effektiv nedfrysning av stora ytor. Med stora ytor avses i detta sammanhang ytor som är minst 20 kvm.It has been used for a number of different purposes. GB428423 shows an area of use where freezing technology is used to facilitate repairs of structures that are normally below the water surface. A significant problem with existing processes for soil freezing and sediment freezing is that they are not suitable for efficient freezing of large areas. In this context, large areas refer to areas that are at least 20 sqm.
Frysmuddring utförs för att med frysning stabilisera det förorenade sedimentet in situ och för att sedan lyfta det i frusen form. Frysmuddring är ett förfarande som använts i begränsad omfattning för miljösanering av bottensediment, t.ex. av bottensediment som innehåller industriavfall. Frigeo AB är ett företag som driver forskning och utveckling inom området. Frigeo AB har förutom frysmuddring också genomfört infrysning och lyftning av bottensediment med kriminaltekniska syften.Freeze dredging is performed to stabilize the contaminated sediment in situ with freezing and to then lift it into frozen form. Freeze dredging is a procedure that has been used to a limited extent for environmental remediation of bottom sediments, e.g. of bottom sediments containing industrial waste. Frigeo AB is a company that conducts research and development in the area. In addition to freeze dredging, Frigeo AB has also carried out freezing and lifting of bottom sediments for forensic purposes.
Föremål som låg i bottensediment kring vraket av en nedskjuten DC3:a har lyfts upp till ytan med teknik liknande frysmuddringen. Ett frysmudderverk innefattar ofta en lyft- och placeringsenhet samt en frysanläggning.Objects lying in the bottom sediment around the wreck of a shot down DC3 have been lifted to the surface with technology similar to freezing dredging. A freezer dredger often includes a lifting and placing unit as well as a freezer system.
Frysmuddring utförs genom att en kall köldbärarvätska leds ned i frysceller placerade på botten, sedimentet lyfts sedan det frusit i sektioner. Detta delmoment bildar en fryscykel. Tidsåtgàngen för en fryscykel beror på många saker. De viktigaste faktorerna är; ~ den köldbärande vätskans temperatur - sedimentets värmetekniska egenskaper - typen av frysceller som används - värmeförluster till vattnet 10 15 20 25 30 k 529 523 3 En fryscykel kan ta några timmar, men också upp till flera dagar beroende på hur man byggt upp frysmuddringssystemet.Freezing dredging is performed by directing a cold brine into freezer cells placed on the bottom, the sediment is lifted after it has frozen in sections. This component forms a freezing cycle. The time required for a freezer cycle depends on many things. The most important factors are; ~ the temperature of the refrigerant - the thermal properties of the sediment - the type of freezer cells used - heat losses to the water 10 15 20 25 30 k 529 523 3 A freezer cycle can take a few hours, but also up to several days depending on how the freezer dredging system is built.
Placering och lyft av fryscellerna sker med hjälp av en kran, t.ex. en pontonsatt kran, där fryscellerna styrs in med hjälp av dykare, alternativt av en undervattensfarkost. De hittills kända förfarandena för frysmuddring är resurskrävande och arbetsintensiva. Figur 9 visar en översikt av ett antal frysceller som placerats pà botten med känd teknik. Var och en av fryscellerna har anslutna slangar i vilka köldbärarvätska transporteras.Placement and lifting of the freezer cells is done with the help of a crane, e.g. a pontoon-mounted crane, where the freezing cells are guided in by means of divers, alternatively by an underwater vehicle. The hitherto known procedures for freeze dredging are resource-intensive and labor-intensive. Figure 9 shows an overview of a number of freezer cells placed on the bottom with known technology. Each of the freezer cells has connected hoses in which coolant is transported.
Det är en hel del slangar att hantera vilket är ett problem.There are a lot of hoses to deal with which is a problem.
En fördel med frysmuddring är att det sprids relativt lite förorenat material. Under upptaget är större delen av det förorenade sedimentet som hanteras fruset och därför stabilt. Ett sediment består till 50-90% av vatten. Vid upptag med till exempel sugmuddring späds sedimentet med vatten och vattenkvoten ökar ytterligare, vid en frysmuddring är det endast porvattnet, som tas upp. Detta gör att mängden material som skall transporteras, avvattnas och efterbehandlas efter en frysmuddring endast omfattar det förorenade sedimentets ”ursprungsvolym”. Detta kan jämföras med traditionell sugmuddring där det upptagna sedimentet späds ut med vatten under upptaget, spädningen blir större ju fastare materialet är. ÄNDAMÅL OCH SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att anvisa ett förfarande för att på ett effektivt sätt utplacera frysceller för 10 15 20 25 30 i 529 325 4 att frysmuddra sediment från ett större område. Detta ändamål uppnås av den inledningsvis nämnda förfarandet kännetecknad av att förfarandet innefattar anslutning av en mängd frysceller till varandra med förbindningselement. Vidare kännetecknas förfarandet av nedsänkning till botten och utplacering av fryscellerna, samt nedtryckning i botten av fryscellerna. Förfarandet kännetecknas vidare av att när frysning är avslutad utförs knäckning av det infrysta sedimentet mellan fryscellerna.An advantage of freeze dredging is that relatively little contaminated material is spread. During uptake, most of the contaminated sediment handled is frozen and therefore stable. A sediment consists of 50-90% water. In the case of uptake with, for example, suction dredging, the sediment is diluted with water and the water ratio increases further, in the case of freezing dredging, only the pore water is taken up. This means that the amount of material to be transported, dewatered and post-treated after a freeze dredging only covers the "original volume" of the contaminated sediment. This can be compared with traditional suction dredging where the occupied sediment is diluted with water during the uptake, the dilution becomes greater the firmer the material. OBJECTS AND SUMMARY OF THE INVENTION An object of the invention is to provide a method for efficiently deploying freezer cells to freeze dredged sediment from a larger area. This object is achieved by the method mentioned in the introduction, characterized in that the method comprises connecting a number of freezing cells to each other with connecting elements. Furthermore, the process is characterized by immersion to the bottom and placement of the freezing cells, as well as depression in the bottom of the freezing cells. The process is further characterized in that when freezing is completed, cracking of the frozen sediment is performed between the freezing cells.
Ett förfarande enligt uppfinningen avser frysmuddring av sediment från havsbotten, från sjöbotten, från botten av rinnande vatten eller liknande, sedimentet innefattar partiklar av varierande storlek, där delar av sedimentet lyfts upp som frusna sektioner.A method according to the invention relates to freezing dredging of sediment from the seabed, from the seabed, from the bottom of running water or the like, the sediment comprises particles of varying size, where parts of the sediment are lifted up as frozen sections.
En fördel med uppfinningen är att den möjliggör att sediment som innehåller miljöfarliga ämnen lyfts till ytan utan att delar av de miljöfarliga ämnena sprids vid själva lyftet, och detta på ett kostnadseffektivt sätt.An advantage of the invention is that it enables sediments containing environmentally hazardous substances to be lifted to the surface without parts of the environmentally hazardous substances spreading during the actual lifting, and this in a cost-effective manner.
Vid traditionella muddringsförfaranden virvlar ofta delar av de miljöfarliga ämnena ut i omkringliggande vatten.In traditional dredging procedures, parts of the environmentally hazardous substances often swirl into the surrounding water.
En annan fördel är att ett betydligt färre antal anslutningar går från den flytande plattformen ned till fryscellerna, jämfört med sedan tidigare känd teknik.Another advantage is that a significantly fewer number of connections go from the floating platform down to the freezing cells, compared with already known technology.
Detta i sin tur minskar förluster av kyla.This in turn reduces losses of cold.
Ytterliggare en fördel med uppfinningen är att nedsänkning av fryscellerna utförs utan att dykare eller undervattensfarkoster medverkar. 10 15 20 25 30 529 325 5 En fördel med uppfinningen är att sediment mellan fryscellerna nedfryses under kontrollerade former vilket innebär att även sediment mellan fryscellerna lyfts upp till ytan. Detta i kontrast till tidigare känd teknik där oavsiktlig infrysning av sediment mellan fryscellerna huvudsakligen var ett problem.A further advantage of the invention is that immersion of the freezing cells is carried out without the participation of divers or submarines. An advantage of the invention is that sediment between the freezing cells is frozen under controlled forms, which means that sediment between the freezing cells is also lifted to the surface. This is in contrast to prior art where unintentional freezing of sediment between the freezing cells was mainly a problem.
Dà endast det vatten som finns i sedimentet som nedfryses, så lyfts en mindre mängd vatten till ytan jämfört med traditionella muddringsförfaranden som grävning eller uppsugning av sedimentet. Detta gör i sig att betydligt mindre vatten behöver renas vid ytan vilket är en väsentlig fördel.Since only the water in the sediment is frozen, a smaller amount of water is lifted to the surface compared to traditional dredging procedures such as digging or sucking up the sediment. This in itself means that significantly less water needs to be purified at the surface, which is a significant advantage.
Det sediment som varit fruset får en förändrad karaktär som gör att det blir väsentligt lättare att avvattna.The sediment that has been frozen acquires a changed character which makes it significantly easier to drain.
Mängden sediment som efterbehandlas efter upptag och avvattning minskar avsevärt jämfört med tidigare kända förfaranden för muddring av stora ytor. Detta innebär i sin tur att mängden sediment som behöver transporteras till deponi minskar jämfört med tidigare kända förfaranden.The amount of sediment that is post-treated after uptake and dewatering is significantly reduced compared to previously known methods for dredging large areas. This in turn means that the amount of sediment that needs to be transported to landfill is reduced compared to previously known methods.
Det är lämpligt att nedsänkning av de anslutna fryscellerna görs i serie. Det innebär att typiskt ansluts två eller ett fåtal frysceller ovan vattenytan och sedan påbörjas nedsänkning av dessa två eller fåtal frysceller. Serien av frysceller byggs därefter på genom ytterliggare anslutningar av frysceller varefter nedsänkning påbörjas av också dessa frysceller och detta repeteras till alla önskade frysceller är nedsänkta till botten. 10 15 20 25 30 i 529 523 6 I en utföringsform innefattar steget nedsänkning förflyttning av fryscellerna på ett transportbandsliknande medel.It is advisable to immerse the connected freezer cells in series. This means that typically two or a few freezer cells are connected above the water surface and then immersion of these two or a few freezer cells begins. The series of freezer cells is then built up through further connections of freezer cells, after which immersion of these freezer cells is also started and this is repeated until all the desired freezer cells are immersed to the bottom. In one embodiment, the step of immersion comprises moving the freezing cells on a conveyor belt-like means.
I ytterliggare en utföringsform innefattar var och en av förbindningselementen ett första och ett andra flexibelt rörelement. Rörelementen sammanbinder fryscellerna och är dessutom avsedda för att transportera en köldbärarvätska som under större delen av en fryscykel har en in- temperatur lägre än -5 grader Celsius. Rörelementen kan med fördel vara av engàngskaraktär.In a further embodiment, each of the connecting elements comprises a first and a second flexible tubular element. The tubular elements connect the freezing cells and are also intended to transport a coolant which during most of a freezing cycle has an in-temperature lower than -5 degrees Celsius. The pipe elements can advantageously be of a disposable nature.
Frysningen av sediment sker under minst ett antal timmar, typiskt 1-3 dygn, och påbörjas efter att samtliga frysceller är nedsänkta. Köldbärarvätskan leds då ned från minst ett frysaggregat ovan vattenytan till fryscellerna.Sediment freezes for at least a number of hours, typically 1-3 days, and begins after all freezing cells have been immersed. The coolant is then led down from at least one freezer unit above the water surface to the freezer cells.
I en utföringsform är fryscellerna utformade som plattliknande, och huvudsakligen fyrkantiga element.In one embodiment, the freezer cells are designed as plate-like, and mainly square elements.
Måttet på längden och bredden av den yta som är avsedd att ligga mot botten är väsentligt större än måttet på höjden av fryscellerna. Den fyrkantiga formen underlättar utplacering av fryscellerna i ett antal intill varandra liggande rader.The measure of the length and width of the surface intended to lie against the bottom is significantly larger than the measure of the height of the freezer cells. The square shape facilitates the placement of the freezer cells in a number of adjacent rows.
Nedtryckning av fryscellerna görs med fördel med hjälp av en nedtryckningsanordning fästad vid en lyftanordning anordnad en flytande plattform, som en pråm eller ett fartyg. Lyftanordningen kan exempelvis vara en kran eller en vinschanordning som kontrollerar positionen av nedtryckningsanordningen. 10 15 20 25 30 « 529 523 7 Då det är resurskrävande att utföra arbete under vatten så är det en fördel att steget knäckning innefattar det ytterliggare steget av kapning av de flexibla rörelementen. Detta för att en alternativ demontering av de flexibla rörelementen är kostsam. Kapning av de flexibla rörelementen kan exempelvis göras med dragkraft.Depression of the freezing cells is advantageously done by means of a depression device attached to a lifting device arranged on a floating platform, such as a barge or a ship. The lifting device can be, for example, a crane or a winch device which controls the position of the depressing device. When it is resource-intensive to perform work under water, it is an advantage that the step of buckling comprises the further step of cutting the flexible tubular elements. This is because an alternative disassembly of the flexible pipe elements is costly. Cutting of the flexible pipe elements can, for example, be done with traction.
T.ex. så kan rörelementen dras av vid lyft av en fryscell. Alternativa begrepp är exempelvis avskärning och sönderslitning.For example. so the tubular elements can be pulled off when lifting a freezer cell. Alternative concepts are, for example, cutting and tearing.
Ytterliggare ett ändamål med uppfinningen är att anvisa ett system för att på ett effektivt sätt kunna utplacera frysceller för att frysmuddra sediment från ett större område. Ändamålet uppnås av ett system kännetecknat av att det innefattar en mängd frysceller anordnade att anslutas till varandra med förbindningselement, fryscellerna är avsedda att frysa sediment under var och en samt mellan varandra, varigenom det sediment som avses frysas mellan fryscellerna utgör en avsedd knäckzon.Another object of the invention is to provide a system for efficiently deploying freezer cells to freeze sediment from a larger area. The object is achieved by a system characterized in that it comprises a number of freezing cells arranged to be connected to each other with connecting elements, the freezing cells are intended to freeze sediment under each and between each other, whereby the sediment which is intended to be frozen between the freezing cells constitutes an intended breaking zone.
Systemet innefattar vidare ett transportbandsliknande medel vilket avser transportera fryscellerna från en position ovan eller i närheten av ytan till botten.The system further comprises a conveyor belt-like means which is intended to transport the freezing cells from a position above or near the surface to the bottom.
Systemet innefattar också en nedtryckningsanordning anordnad att trycka ned enskilda fryscellerna i sedimentet.The system also comprises a depressing device arranged to depress the individual freezing cells in the sediment.
Ett system enligt uppfinningen avser frysmuddring av sediment från havsbotten, från sjöbotten, från botten av rinnande vatten eller liknande, sedimentet innefattar partiklar av varierande storlek, där delar av sedimentet lyfts upp som frusna sektioner. 10 15 20 25 30 529 323 8 Fryscellerna i systemet är anordnade att anslutas till varandra i serie.A system according to the invention relates to freezing dredging of sediment from the seabed, from the seabed, from the bottom of running water or the like, the sediment comprises particles of varying size, where parts of the sediment are lifted up as frozen sections. 10 15 20 25 30 529 323 8 The freezer cells in the system are arranged to be connected to each other in series.
Det är en fördel om det transportbandsliknande medlets ena ände är nedhissningsbart ned till botten från en flytande plattform, som en pråm eller ett fartyg.It is an advantage if one end of the conveyor-like means is hoistable down to the bottom from a floating platform, such as a barge or a ship.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen förklaras närmare under hänvisning till bifogade figurer, där Figur la visar en översikt över ett förfarande enligt uppfinningen.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention is explained in more detail with reference to the accompanying figures, in which Figure 1a shows an overview of a method according to the invention.
Figur lb visar mer detaljerad översikt av ett flödesschema för en utföringsform enligt uppfinningen.Figure 1b shows a more detailed overview of a flow chart for an embodiment according to the invention.
Figur 2 visar ett exempel på ett system för frysmuddring enligt uppfinningen. Utplacering av frysceller utförs från en flytande plattform, som en pråm, med hjälp av ett transportbandsliknande medel.Figure 2 shows an example of a freezing dredging system according to the invention. Placement of freezer cells is performed from a floating platform, like a barge, by means of a conveyor belt-like means.
Figur 3 är en översikt av en mängd frysceller sammankopplade i serie.Figure 3 is an overview of a number of freezer cells connected in series.
Figur 4 är en översikt av en mängd frysceller sammankopplade i serie med rörelement.Figure 4 is an overview of a number of freezer cells connected in series with tubular elements.
Figur 5 är en schematisk figur över två till botten nedsänkta frysceller.Figure 5 is a schematic figure of two bottom-immersed freezer cells.
Figur 6 är en schematisk figur över två i sedimentet nedtryckta frysceller. 10 15 20 25 30 4529 325 Figur 7 visar en genomskärning av två frysceller efter det att frysning av sediment till sektioner har skett.Figure 6 is a schematic figure of two freezer cells depressed in the sediment. Figure 15 shows a cross-section of two freezing cells after freezing of sediment into sections has taken place.
Figur 8 visar ett exempel på knäckning av det infrysta sedimentet mellan de två fryscellerna och av rörelementen mellan fryscellerna.Figure 8 shows an example of cracking of the frozen sediment between the two freezing cells and of the tubular elements between the freezing cells.
Figur 9 visar utplacering av frysceller enligt tidigare känd teknik.Figure 9 shows the placement of freezer cells according to prior art.
BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Som tidigare nämnts så görs anslutning av en mängd frysceller 10 till varandra med förbindningselement 30, vilket framgår av figur 3. Figur 4 visar att i en utföringsform så innefattar vart och ett av förbindningselementen 30, ett första 40 och ett andra 41 flexibelt rörelement. Förutom att sammanbinda 41 i den utföringsformen avsedda för att transportera en fryscellerna 10, så är rörelementen 40, köldbärarvätska som åtminstone under huvuddelen av fryscykeln har en in-temperatur lägre än -5 grader Celsius. Det första rörelementet 40 avser transportera köldbärarvätskan in till fryscellen, det andra rörlementet 41 avser transportera köldbärarvätskan ut ur fryscellen. Som framgår från figur 4 så innefattar fryscellerna 10 anslutningar för rörelement på tvâ sidor.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS As previously mentioned, a plurality of freezer cells 10 are connected to each other with connecting elements 30, as shown in Figure 3. Figure 4 shows that in one embodiment each of the connecting elements 30, a first 40 and a second 41 comprises flexible pipe elements. In addition to interconnecting 41 in that embodiment intended to transport the freezing cells 10, the tubular elements 40 are coolant which at least during the main part of the freezing cycle has an in-temperature lower than -5 degrees Celsius. The first tube element 40 is intended to transport the coolant into the freezer cell, the second tube element 41 is intended to transport the coolant out of the freezer cell. As can be seen from Figure 4, the freezer cells 10 comprise connections for tubular elements on two sides.
Anslutningar för rörelementen kan innefatta gängade rör.Connections for the pipe elements may include threaded pipes.
Rörelementen 40, 41 kan mycket väl vara slangliknande.The pipe elements 40, 41 may very well be hose-like.
Vätskelösningen avses cirkulera i ett slutet system där frysaggregatet ovan vattenytan kyler köldbärarvätskan. 10 15 20 25 30 529 323 10 Figur la visar en översikt över ett förfarande enligt uppfinningen. Anslutning 2 av frysceller 10 görs ovan vattenytan 19, typiskt på den flytande plattformen 14.The liquid solution is intended to circulate in a closed system where the freezer unit above the water surface cools the brine. Figure 1a shows an overview of a method according to the invention. Connection 2 of freezer cells 10 is made above the water surface 19, typically on the floating platform 14.
Figur la visar också att efter anslutning 2 av en mängd frysceller 10 följer steget nedsänkning 3 till botten 12 av fryscellerna 10. I figur 2 visas att nedsänkning 3 görs med hjälp av ett transportbandsliknande medel 16.Figure 1a also shows that after connection 2 of a number of freezer cells 10, the step of immersion 3 to the bottom 12 of the freezer cells 10 follows. Figure 2 shows that immersion 3 is made by means of a conveyor belt-like means 16.
Det transportbandsliknande medlet 16 har en ände som är sänkbar till botten 12. Figur 2 visar vidare att den andra änden är positionerad ovan vattenytan 19 vid eller på den flytande plattformen 15. Under förfarandet enligt uppfinningen görs nedsänkning 3 av de anslutna fryscellerna 10 i serie och innebär att, i det fall ett transportbandsliknande medel 16 nyttjas, så placeras fryscellerna 10 efter varandra på det transportbandliknande medlet 16, vilket också framgår av figur 2. Uppfinningen kan med fördel jämföras med tidigare känd teknik vilken visas i figur 9, där vart och ett av fryscellerna ansluts till minst två slangar som löper från fryscellerna pà botten upp till ytan.The conveyor belt-like means 16 has an end which is lowerable to the bottom 12. Figure 2 further shows that the other end is positioned above the water surface 19 at or on the floating platform 15. During the method according to the invention, immersion 3 of the connected freezer cells 10 is made in series and means that, in case a conveyor belt-like means 16 is used, the freezing cells 10 are placed one after the other on the conveyor belt-like means 16, which is also shown in figure 2. The invention can advantageously be compared with prior art which is shown in figure 9, where each of the freezer cells are connected to at least two hoses that run from the freezer cells on the bottom up to the surface.
Figur la visar vidare att förfarandet innefattar steget nedtryckning 4 i botten 12. Nedtryckning 4 i botten 12 utförs så att fryscellerna 10 helt eller delvis blir nedtryckta i sedimentet 11. En fördel med att trycka ned fryscellerna 10 är att fryscykeln förkortas då kylförluster minskar, jämfört med om fryscellerna 10 ligger ovanpå sedimentet ll. Figur 5 visar frysceller innan nedtryckning 4 och figur 6 visar frysceller 10 efter nedtryckning 4. 10 15 20 25 30 1529 323 11 Figur 2 visar att i en utföringsform utförs nedtryckning 4 med hjälp av en nedtryckningsanordning 13 fästad vid en lyftanordning 14 anordnad den flytande plattformen 15.Figure 1a further shows that the method comprises the step depression 4 in the bottom 12. Depression 4 in the bottom 12 is performed so that the freezing cells 10 are completely or partially depressed in the sediment 11. An advantage of depressing the freezing cells 10 is that the freezing cycle is shortened as cooling losses decrease, compared with whether the freezing cells 10 lie on top of the sediment 11. Figure 5 shows freezer cells before depression 4 and Figure 6 shows freezer cells 10 after depression 4. Figure 15 shows that in one embodiment depression 4 is performed by means of a depression device 13 attached to a lifting device 14 arranged on the floating platform 15.
Den flytande plattformen 15 kan vara en pråm eller ett fartyg. Lyftanordningen 14 kan exempelvis vara en vinsch eller en kran med tillhörande wire eller lina. Det är en fördel om nedtryckning 4 utförs i samband med att en individuell fryscell 10 lämnar det transportbandsliknande medlet 16. Vid det tillfället är fryscellens position observerbar genom att t.ex. mäta vattendjup och vinkel på det transportbandsliknande medlet 16 relativt den flytande plattformen 15. Nedtryckningsanordningen 13 kan vara utformad på màngahanda sätt. T.ex. kan nedtryckningsanordningen 13 vara utformad som en för ändamålet anpassat viktelement innefattande en undre del av dämpande material.The floating platform 15 can be a barge or a ship. The lifting device 14 can be, for example, a winch or a crane with associated wire or rope. It is an advantage if depression 4 is performed in connection with an individual freezing cell 10 leaving the conveyor belt-like means 16. At that time the position of the freezing cell is observable by e.g. measuring water depth and angle of the conveyor belt-like means 16 relative to the floating platform 15. The depression device 13 can be designed in many different ways. For example. the depressing device 13 can be designed as a weight element adapted for the purpose, comprising a lower part of damping material.
Figur la visar också att förfarandet 1 innefattar steget frysning 5 av sediment 11 under och mellan fryscellerna 10. Det infrysta sedimentet 61 mellan fryscellerna 10 kan utgöras av delar av det högst upp liggande sedimentet.Figure 1a also shows that the method 1 comprises the step of freezing 5 of sediment 11 below and between the freezing cells 10. The frozen sediment 61 between the freezing cells 10 may consist of parts of the highest sediment.
Det infrusna sedimentet bildar ofta en sammanhängande brygga i knäckzonen 61. I vissa fall bildar det infrusna sedimentet, som i figur 6, endast en delvis sammanhängande brygga. Det infrusna sedimentet mellan fryscellerna 10 kan vara ihopfruset med förbindningselementen 30.The frozen sediment often forms a continuous bridge in the fracture zone 61. In some cases, the frozen sediment, as in Figure 6, forms only a partially continuous bridge. The frozen sediment between the freezing cells 10 may be frozen together with the connecting elements 30.
Vid frysmuddring med plattliknande frysceller kan lager upp emot 300 - 400 mm tas upp per fryscykel. Störande föremål som sten och skrot eller växtdelar utgör inget hinder för frysmuddringen. Frysdjupet regleras med frystiden - en längre frystid ger en större 10 15 20 25 30 529 323 12 frysutbredning. För att kunna beräkna utbredning av knäckzoner och infrysning av sediment under fryscellerna ska frysutbredning i sedimentet beräknas.For freezer dredging with plate-like freezer cells, bearings up to 300 - 400 mm can be taken up per freezer cycle. Disturbing objects such as stones and scrap or plant parts do not constitute an obstacle to freezing dredging. The freezing depth is regulated with the freezing time - a longer freezing time gives a larger freezing spread. In order to be able to calculate the distribution of fracture zones and the freezing of sediment under the freezing cells, the freezing distribution in the sediment must be calculated.
Frysutbredningen i sedimentet kan beräknas förutsatt att man känner sedimentets vattenkvot, densitet och värmetekniska egenskaper. De avgörande storheterna härvid är värmeledningsförmåga och effektivt latent värme. Det finns numeriska metoder för att beräkna frysutbredningen men också kommersiellt tillgängliga simuleringsprogram.The freezing distribution in the sediment can be calculated provided that you know the sediment's water ratio, density and thermal properties. The crucial variables here are thermal conductivity and efficient latent heat. There are numerical methods for calculating the freezing spread but also commercially available simulation programs.
För studera frysfrontens utbredning i flera dimensioner krävs modellering med partiella differentialekvationer, problemen blir då för avancerade för att lösas med klassiska analytiska metoder. Den finita element metoden (FEM) är en numerisk approach där differentialekvationerna löses med hjälp av approximationer. Karaktäristiskt för finita element metoden är att man inte approximerar över hela det studerade området utan istället delar in det i mindre områden kallade finita element. Då systemen är komplicerade går det inte att lösa för hand utan kräver avancerade datorer för en lösning. Det finns kommersiellt tillgängliga program för modellering av tjäldjup och frysutbredning. Det program som använts framgångsrikt av uppfinnarna är TEMP/W (GEOSLOPE).To study the distribution of the freezing front in several dimensions, modeling with partial differential equations is required, the problems then become too advanced to be solved with classical analytical methods. The finite element method (FEM) is a numerical approach where the differential equations are solved using approximations. Characteristic of the finite element method is that one does not approximate the entire studied area but instead divides the finite element into smaller areas. As the systems are complicated, it is not possible to solve by hand but requires advanced computers for a solution. There are commercially available programs for modeling frost depth and freezing distribution. The program used successfully by the inventors is TEMP / W (GEOSLOPE).
Ett förfarande 1 enligt uppfinningen innefattar vidare knäckning 6 av det infrysta sedimentet 60 mellan fryscellerna 10. Figur 8 visar att knäckning 6 kan göras vid lyft av en fryscell 10. Typiskt är en mängd frysceller är ihop frusna i knäckzoner. Vid lyft av en fryscell 10 kan brott och sprickor uppstå i ett antal av dessa knäckzoner. Knäckning 6, såväl som lyft, av det infrysta sedimentet mellan fryscellerna 10 görs med de 10 15 20 25 30 529 323 13 frusna sektionerna 81 fastfrusna i den undre delen av fryscellerna 10.A method 1 according to the invention further comprises buckling 6 of the frozen sediment 60 between the freezing cells 10. Figure 8 shows that buckling 6 can be done when lifting a freezing cell 10. Typically, a number of freezing cells are frozen together in buckling zones. When lifting a freezer cell 10, fractures and cracks can occur in a number of these crack zones. Cracking 6, as well as lifting, of the frozen sediment between the freezing cells 10 is done with the frozen sections 81 frozen in the lower part of the freezing cells 10.
I en utföringsform av förfarandet 1 så utförs, i anslutning till knäckning 6 av infruset sediment i knäckzonen 61, en kapning av förbindningselementet 30. I det fall förbindningselementet 30 innefattar rörelement 40, 41 utförs kapningen exempelvis genom att rörelementen 40, 41 klipps av eller att de slits av vid ett lyft av en av frysplattorna 10.In an embodiment of the method 1, in connection with buckling 6 of frozen sediment in the buckling zone 61, a cutting of the connecting element 30 is performed. In case the connecting element 30 comprises pipe elements 40, 41, the cutting is carried out, for example, by cutting the pipe elements 40, 41 or they wear off when one of the freezing plates 10 is lifted.
Figur lb visar mer detaljerad översikt av ett flödesschema för en utföringsform av förfarandet l enligt uppfinningen. Anslutning av en mängd frysceller 10 till varandra, två eller fler, med förbindningselement 30 följs av att nedsänkning 3 till botten av fryscellerna 10 påbörjas. Ofta så ansluts ytterliggare frysceller 10 till de sedan tidigare anslutna fryscellerna 10 under det att fryscellerna 10 nedsänks mot botten 12. Det kan också vara så att när den första fryscellen 10 när botten 12 så finns ett antal ännu icke-anslutna frysceller 10 ombord på den flytande plattformen 15. I en utföringsform kan stegen anslutning 2 och nedsänkning 3 repeteras ett antal gånger. Även steget nedtryckning 4 kan repeteras ett antal gånger i ett förfarande 1 enligt uppfinningen, vilket indikeras i figur lb.Figure 1b shows a more detailed overview of a flow chart for an embodiment of the method 1 according to the invention. Connection of a number of freezing cells 10 to each other, two or more, with connecting elements 30 is followed by initiating immersion 3 to the bottom of the freezing cells 10. Often additional freezer cells 10 are connected to the previously connected freezer cells 10 while the freezer cells 10 are immersed towards the bottom 12. It may also be the case that when the first freezer cell 10 reaches the bottom 12 there are a number of still unconnected freezer cells 10 on board the floating platform 15. In one embodiment, the steps connection 2 and immersion 3 can be repeated a number of times. The depressing step 4 can also be repeated a number of times in a method 1 according to the invention, which is indicated in figure 1b.
Steget infrysning 5 genomförs samtidigt för samtliga nedsänkta frysceller 10. Fryscellerna är då anslutna till varandra i ett system. 10 15 20 25 30 529 323 14 Steget knäckning 6 kan, som indikeras i figur lb, återupprepas ett antal gånger.The freezing step 5 is performed simultaneously for all submerged freezing cells 10. The freezing cells are then connected to each other in a system. 10 15 20 25 30 529 323 14 The step buckling 6 can, as indicated in figure 1b, be repeated a number of times.
Fryscellerna 10 innefattar ett rörsystem där köldbärarvätskan cirkulerar under fryscykeln. Varje fryscell innefattar ett fäste för ett fasthakningselement. Ett fasthakningselement är exempelvis en krok. I en utföringsform är en kedja fästad vid vardera hörnet av en individuell fryscell 10 och de fyra kedjorna sammanbinds exempelvis med en ring eller hake, vilken innefattar medel för att fästa fasthakningselementet. Efter att infrysning är avslutad lyfts varje individuell fryscell 10 upp, exempelvis med en kran eller vinsch. Kranen och vinschen kan med fördel vara identisk med den tidigare nämnda lyftanordningen 14.The freezer cells 10 comprise a piping system where the coolant circulates during the freezing cycle. Each freezer cell includes a bracket for a hooking element. A hook element is, for example, a hook. In one embodiment, a chain is attached to each corner of an individual freezer cell 10 and the four chains are connected, for example, to a ring or hook, which comprises means for attaching the hooking element. After freezing is completed, each individual freezer cell 10 is lifted up, for example with a crane or winch. The crane and the winch can advantageously be identical to the previously mentioned lifting device 14.
Hela förfarandet 1 enligt uppfinningen kan återupprepas ett antal gånger vid ett muddringsställe. Det beror bland annat på att en fryscykel har en begränsning i vilket djup av sediment 11 som kan frysas in. Begränsningen beror främst på utformningen av fryscellen 10. T.ex. rördimensioner i fryscellen 10 samt avstånd mellan rören i fryscellen 10, men beror också på kapaciteten i den eller de frysaggregat som är placerade ovan vattenytan 19. Begränsningen beror också bl.a. på lyftkapaciteten i lyftanordningen 14.The whole process 1 according to the invention can be repeated a number of times at a dredging site. This is partly due to the fact that a freezing cycle has a limit in which depth of sediment 11 can be frozen. The limitation is mainly due to the design of the freezer cell 10. Eg. pipe dimensions in the freezer cell 10 and the distance between the pipes in the freezer cell 10, but also depends on the capacity of the freezer unit or units located above the water surface 19. The limitation also depends on e.g. on the lifting capacity of the lifting device 14.
I en utföringsform nedsänks frysceller 10 i minst två intill varandra liggande rader. På det sättet kan sediment motsvarande minst två rader frysceller 10 frysas ned i en fryscykel. Det är lämpligt om varje rad ansluts med flexibla rörelement med längre längd än de rörelement som används till att ansluta enskilda frysceller 10 inom 10 15 20 25 30 529 323 15 en rad. Anslutning av dessa rörelement mellan raderna kan vara nödvändig att utföra under vatten.In one embodiment, freezer cells 10 are immersed in at least two adjacent rows. In this way, sediment corresponding to at least two rows of freezing cells 10 can be frozen in a freezing cycle. It is convenient if each row is connected with flexible tubular elements of longer length than the tubular elements used to connect individual freezer cells 10 within one row. Connection of these tubular elements between the rows may be necessary to perform underwater.
Det är en fördel om ovansidan av fryscellerna 10 är täckta av ett isolerande skikt vilket minskar kylförluster. Det är en fördel om den undre sidan av fryscellerna 10 innefattar ett termiskt ledande material.It is an advantage if the top of the freezer cells 10 are covered by an insulating layer which reduces cooling losses. It is an advantage if the lower side of the freezer cells 10 comprises a thermally conductive material.
Fruset sedimentet är stabilt och därför enkelt och säkert att transportera. En effektiv metod är transport på pråm.The frozen sediment is stable and therefore easy and safe to transport. An effective method is transport by barge.
Om det upptagna sedimentet skall transporteras på land lastas de med fördel i containers som sedan dras upp på växelflak för vidare transport på landsväg. I containers håller sedimentet sig typiskt fruset i flera dagar.If the occupied sediment is to be transported on land, they are advantageously loaded into containers which are then pulled up on swap bodies for further transport by road. In containers, the sediment typically stays frozen for several days.
Materialet lämnar ingen lukt och lättflyktiga föreningar sprids inte. Innan efterbehandling/deponi bör vatteninnehållet minskas så långt som möjligt. Vanliga avvattningsmetoder är cyklonering och behandling I filterpressar. Frysning orsakar förändringar i sedimentet vilket medför separation av fasta partiklar från vatten.The material leaves no odor and volatile compounds do not spread. Before treatment / landfill, the water content should be reduced as far as possible. Common dewatering methods are cycloning and treatment in filter presses. Freezing causes changes in the sediment, which leads to the separation of solid particles from water.
Vattnet dräneras sedan snabbt undan då materialet tinar.The water is then quickly drained away as the material thaws.
Vid frysmuddring av oljeförorenat sediment i sjön Vassijaure koncentrerades den fasta substansen från 14 till 40% efter det att materialet tinat och vattnet dränerats av. Denna process kallas frystorkning.Freezing dredging of oil-contaminated sediment in Lake Vassijaure concentrated the solid from 14 to 40% after the material thawed and the water drained off. This process is called freeze-drying.
Frystorkningen gör att inga fällningsmedel behöver användas vid avvattningen.Freeze-drying means that no precipitants need to be used for dewatering.
Deponering är en vanlig metod för efterbehandling av förorenat sediment. Deponeringen kan ske i deponier på land men också i undervattensdeponier. Andra exempel på efterbehandlingstekniker är termisk avdrivning, kemisk lakning, biologisk nedbrytning och jordtvätt. Frysmuddrat material kan föras direkt på deponi, både över och under i 529 323 16 vatten. Materialet konsolideras efterhand som det tinar.Landfilling is a common method of post-treatment of contaminated sediment. Landfilling can take place in landfills on land but also in underwater landfills. Other examples of finishing techniques are thermal stripping, chemical leaching, biodegradation and soil washing. Freeze-dredged material can be transported directly to landfill, both above and below in 529 323 16 water. The material is consolidated as it thaws.
Det finns inget som tyder på att frysningen negativt påverkar möjligheten att använda någon av de vanligt förekommande kemiska och fysikaliska efterbehandlingsmetoderna.There is no evidence that freezing adversely affects the ability to use any of the commonly used chemical and physical finishing methods.
Uppfinningen ska inte begränsas till ovanstående exempel på utföringsformer. Uppfinningen kan varieras på mångahanda sätt inom ramen för nedanstående patentkrav.The invention should not be limited to the above examples of embodiments. The invention can be varied in many ways within the scope of the following claims.
Claims (1)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0500582A SE529323C2 (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | Procedure for automated freeze dredging |
EP06717015A EP1861549A4 (en) | 2005-03-15 | 2006-03-15 | A method for automated freeze dredging |
PCT/SE2006/000330 WO2006098686A1 (en) | 2005-03-15 | 2006-03-15 | A method for automated freeze dredging |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0500582A SE529323C2 (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | Procedure for automated freeze dredging |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0500582L SE0500582L (en) | 2006-09-16 |
SE529323C2 true SE529323C2 (en) | 2007-07-03 |
Family
ID=36991971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0500582A SE529323C2 (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | Procedure for automated freeze dredging |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1861549A4 (en) |
SE (1) | SE529323C2 (en) |
WO (1) | WO2006098686A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE535069C2 (en) | 2010-04-30 | 2012-04-03 | Frigeo Ab | Process and apparatus for sludge handling |
WO2016110555A1 (en) * | 2015-01-07 | 2016-07-14 | Dotocean Nv | Navigation channel dredging |
CN113026841A (en) * | 2021-02-24 | 2021-06-25 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | Strip steel washs supporting mud dredging system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3955294A (en) * | 1975-02-10 | 1976-05-11 | Hawaii Marine Research, Inc. | Elevator apparatus for towed deep-sea particle harvester |
DE3223219A1 (en) * | 1982-06-04 | 1983-12-22 | Christian Dipl.-Ing. 8900 Augsburg Strobel | Ecologically sound deep-sea mining |
JPS6121235A (en) * | 1984-07-09 | 1986-01-29 | Fujita Corp | Method of dredging and collecting soil through utilization of freezing |
DE3817691A1 (en) * | 1988-05-25 | 1989-11-30 | Dyckerhoff & Widmann Ag | Method of removing special waste from a deposit site |
DE3833796A1 (en) * | 1988-10-05 | 1990-04-12 | Linde Ag | METHOD AND DEVICE FOR THE RENOVATION OF CONTAMINATED FLOORS |
AU2210195A (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-30 | Lars Leander Eriksson | Method and apparatus for extraction of marine sediments |
-
2005
- 2005-03-15 SE SE0500582A patent/SE529323C2/en unknown
-
2006
- 2006-03-15 WO PCT/SE2006/000330 patent/WO2006098686A1/en active Application Filing
- 2006-03-15 EP EP06717015A patent/EP1861549A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2006098686A1 (en) | 2006-09-21 |
EP1861549A4 (en) | 2012-05-09 |
EP1861549A1 (en) | 2007-12-05 |
SE0500582L (en) | 2006-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102291227B1 (en) | Eco-friendly dredger for pollutants sediment of sea bottom | |
CN105730636A (en) | Water surface floating oil recovery ship | |
SE529323C2 (en) | Procedure for automated freeze dredging | |
US11959248B2 (en) | Device for the removal of sludge and/or sand from the bottom of a wetland | |
US20230115844A1 (en) | Seafloor Pipeline Removal System and Method | |
KR102342175B1 (en) | Eco-friendly dredger for pollutants sediment of sea bottom | |
CN103754328B (en) | A kind of method of underwater sensor chain Quick distributor | |
NL1001731C2 (en) | Method for withdrawing a liquid from a mixture. | |
KR101346237B1 (en) | Wastewater treatment system of a vessel | |
JP2009022834A (en) | Apparatus for recovering useless algae, floating mud and the like floating or depositing in water and on water bottom | |
CN207685890U (en) | A kind of diving flat push type desilting system | |
CN104947695A (en) | Cofferdam launching method | |
JP6713405B2 (en) | Gas hydrate recovery method and gas hydrate recovery device | |
CN106193167B (en) | A kind of Sediment Transport device of dredger | |
CN206346242U (en) | A kind of environment-protective desilting construction system | |
CN104831673A (en) | Waste water treatment tailing pond for sand and gravel processing system and operation method | |
CN204399448U (en) | A kind of oil recovery vessel | |
KR101657472B1 (en) | Method for designing flushing device in SAPS | |
CN204139231U (en) | Mud transhipment disembarkation and primary solidification system | |
AU2210195A (en) | Method and apparatus for extraction of marine sediments | |
HRP20010836A2 (en) | Vessel for collecting oil from water surfaces | |
SE541671C2 (en) | Method of covering a wreck on a bottom surface | |
CN202273617U (en) | Floating oil recovery device in drilling fluid of offshore drilling | |
JP3175905U (en) | Waste water treatment equipment by precipitation flotation heating | |
Thodi et al. | Bubbler System Testing in Controlled Environment for Harsh Environment Oil Spill Recovery |