ES2319841B1

ES2319841B1 - CLEARANCE PROCEDURE WITHOUT CONSUMPTION OF WATER OR POLLUTION NOTABLE.

Info

Publication number: ES2319841B1
Application number: ES200650026A
Authority: ES
Inventors: Michel Poteur
Original assignee: BERGE BERNARD
Current assignee: BERGE BERNARD
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: MA28114A1; FR2860532B1; WO2005033422A3; FR2860532A1; WO2005033422A2; ES2319841A1

Abstract

Procedimiento de desenlodamiento sin consumo de agua ni contaminación notables.Slimming procedure without consumption of remarkable water or pollution.

La invención concierne, dentro del ámbito de la obra civil, el desenlodamiento de presas y ríos.The invention concerns, within the scope of the civil works, the dislodging of dams and rivers.

Según la invención, el dispositivo se caracteriza preferencialmente por la combinación en cualquier secuencia, de los siguientes procedimientos:According to the invention, the device is preferentially characterized by the combination in any sequence, of the following procedures:

1. Puesta en vibración del lodo sometido al tratamiento;1. Vibration of the sludge submitted to the treatment;

2. Partición del lodo mediante un cutter a una velocidad suficiente para obtener, con la aportación de agua, una mezcla homogénea;2. Partition of the sludge by means of a cutter to a sufficient speed to obtain, with the contribution of water, a homogeneous mixture;

3. Bombeo de la mezcla;3. Pumping the mixture;

4. Inyección de un floculante que provoca, en el punto de expulsión, la segregación de la mezcla;4. Injection of a flocculant that causes, in the expulsion point, segregation of the mixture;

5. Expulsión o recuperación del agua clarificada;5. Expulsion or recovery of water clarified;

6. Manejo, sin arrastre hidráulico, y reutilización del lodo floculado.6. Handling, without hydraulic drag, and reuse of flocculated sludge.

Las posibles variantes consisten en modificar, en función de los casos particulares, el impacto relativo de los diversos procedimientos combinados.The possible variants consist of modifying, depending on the particular cases, the relative impact of the Various procedures combined.

El procedimiento según la invención es particularmente apropiado para el desenlodamiento de los lagos y embalses.The process according to the invention is particularly appropriate for the dislodging of lakes and reservoirs

Description

Procedimiento de desenlodamiento sin consumo de agua ni contaminación notables.Slimming procedure without consumption of notable water or pollution.

La presente invención concierne, en el ámbito del genio civil, un dispositivo para eliminar el lodo acumulado en las presas de agua (particularmente en los lagos de embalses), sin contaminación ni consumo global de agua notables, mediante una serie de sucesivas modificaciones, del comportamiento reológico y el manejo del lodo.The present invention concerns, in the field of civil engineering, a device to eliminate the accumulated mud in water dams (particularly in reservoir lakes), without notable global water pollution or consumption, through a series of successive modifications, rheological behavior and mud management.

El sedimento del lodo en el fondo de las presas y de los ríos proviene básicamente de las cuencas (tanto en el caso del agua estancada como circulante), y reduce la capacidad de éstos (en hasta más del 50% del volumen disponible) y acorta su duración de vida. La parte sólida de este lodo saturado de agua queda constituida, en mayor parte, por arcillas o limos (silts en inglés), cuya dimensión de las partículas elementales varia desde menos de 1 a algunas decenas de micras.The sediment of the mud at the bottom of the dams and from the rivers it comes basically from the basins (both in the case of stagnant water as circulating), and reduces their capacity (in up to more than 50% of the available volume) and shortens its duration of life. The solid part of this water saturated mud is consisting mostly of clays or silts (silts in English), whose dimension of elementary particles varies from less than 1 to a few tens of microns.

La Figura 1 representa en sección, la técnica actualFigure 1 represents in section the technique current

La Figura 2 representa en sección y en vista en plano, la invención en su forma preferencialFigure 2 represents in section and in view in flat, the invention in its preferential form

La Figura 3 representa en sección una variante de la invención de la Figura 2.Figure 3 represents in section a variant of the invention of Figure 2.

La técnica habitual utilizada consiste, siempre que la dimensión de la presa justifique una organización racional y esquematizada en la figura 1, en partir en superficie el lodo in situ (4) con ayuda de un cuchillo que gira alrededor de su eje, denominado cutter (5) y montado en una draga (1); así como en bombear el agua (3) cargada de esos trozos de lodo dentro de las tuberías flotantes (2), las cuales expulsan dicha mezcla generalmente río abajo (6), de donde fluye el agua cargada de partículas microscópicas de lodo (7), mientras que el resto de los trozos de lodo erosionado queda acumulado (8).The usual technique used is, provided that the dam dimension justifies a rational and schematic organization in Figure 1, in splitting the mud in situ (4) on the surface with the help of a knife that rotates around its axis, called cutter ( 5) and mounted on a dredger (1); as well as in pumping the water (3) loaded from these mud pieces into the floating pipes (2), which expel said mixture generally downstream (6), from which the water loaded with microscopic mud particles (7) flows , while the rest of the eroded mud pieces are accumulated (8).

Este dispositivo presenta graves inconvenientes puesto que encarece de manera considerable o dificulta la operación, particularmente por las siguientes razones:This device has serious problems since it makes the price considerably more difficult or difficult operation, particularly for the following reasons:

--: Con el fin de evitar que los tapones de lodo obstruyan las tuberías de expulsión, resulta necesario arrastrar los trozos de lodo cortados y expulsados por las tuberías en una fuerte corriente de agua, la cual implica un consumo de agua de volumen múltiple del volumen de lodo in situ evacuado con este volumen de agua (habida cuenta de que, una vez terminada la fase transitoria del depósito, el lodo de diversos orígenes geológicos adquiere un estado seudo estable caracterizado por un contenido en agua y una cohesión relativamente uniformes, creciendo lentamente con la profundidad del lodo). Este consumo de agua no sólo resulta oneroso, sino que a menudo permite realizar los trabajos únicamente después de cortos periodos pluviales.In order to prevent mud plugs from obstructing the ejection pipes, it is necessary to drag the sludge pieces cut and ejected through the pipes in a strong stream of water, which implies a multi-volume water consumption of the mud volume in situ evacuated with this volume of water (given that, once the transitory phase of the deposit is finished, the mud of various geological origins acquires a stable pseudo state characterized by a relatively uniform water content and cohesion, growing slowly with the mud depth). This water consumption is not only burdensome, but often allows work to be done only after short periods of rain.

--: La mezcla (6) expulsada tiene, a pesar de su color uniforme, una concentración heterogénea (de ahí la expresión: la concentración del lodo -o de la mezcla- significa: la relación del peso de la materia seca de un volumen de lodo con respecto al del agua correspondiente a dicho volumen de lodo, o de la mezcla), y contiene trozos de lodo (8) con una humedad que se aproxima a la del lodo in situ, así como agua contaminada (7) por las partículas microscópicas de lodo provenientes de los trozos erosionados durante el transporte, mucho menos concentrado que (8), que se deposita río abajo (a menudo a lo largo de varios kilómetros, teniendo en cuenta el reducido tamaño de las partículas sólidas) y provoca una contaminación inadmisible.The expelled mixture (6) has, despite its uniform color, a heterogeneous concentration (hence the expression: the concentration of the sludge - or the mixture - means: the ratio of the dry matter weight of a volume of sludge with with respect to the water corresponding to said volume of mud, or of the mixture), and contains pieces of mud (8) with a humidity that approximates that of the mud in situ , as well as water contaminated (7) by the microscopic particles of sludge from the pieces eroded during transport, much less concentrated than (8), which is deposited downstream (often over several kilometers, taking into account the small size of solid particles) and causes unacceptable contamination.

--: Los lodos son más o menos tixotrópicos, es decir, su resistencia al corte en reposo es más elevada que cuando éstos se encuentran en movimiento, lo que prácticamente impide su dragado y manipulación mediante el uso de palas o cucharas, y lo cual determinó la preferencia por su transporte hidráulico globalmente gravitatorio.The sludges are more or less thixotropic, that is, their resistance to resting cut is higher than when they are in movement, which practically prevents dredging and handling by using shovels or spoons, and which determined the preference for its hydraulic transport globally gravitational

El dispositivo según la invención consiste en reducir o suprimir esos inconvenientes mediante la combinación original de procedimientos cuyo principio es conocido, pero que no se aplica en los procedimientos de desenlodamiento, a falta de su combinación.The device according to the invention consists of reduce or eliminate these inconveniences by combining original of procedures whose principle is known, but not it is applied in the removal procedures, in the absence of its combination.

Dicho procedimiento, en forma preferencial representada en la figura 2 (vistas de perfil, luego en plano), consiste en:Said procedure, preferably represented in figure 2 (profile views, then in plan), consists in:

-a)-to): Someter el lodo (4) a vibraciones forzadas que reducen o destruyen su resistencia al corte (la cual, en los suelos finos que constituyen la mayor parte del lodo, es asimilable a su cohesión, es decir, a su resistencia al corte sin sobrecarga), haciendo vibrar el cutter (10) y/o mediante la aplicación de unas fuentes de vibraciones independientes, constituidas preferencialmente por agujas vibrantes (9), distribuidas en la proximidad del cutter, puesto que la fuente de vibraciones destruye la cohesión del lodo únicamente en un radio limitado.Subject the sludge (4) to vibrations forced that reduce or destroy its resistance to cutting (which, in the fine soils that make up the bulk of the mud, it is assimilable to its cohesion, that is, its resistance to cutting without overload), vibrating the cutter (10) and / or using the application of independent vibration sources, preferably constituted by vibrating needles (9), distributed in the proximity of the cutter, since the source of vibrations destroys the cohesion of the mud only in a radius limited.

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-b)-b): Partir el lodo sometido a vibraciones con ayuda de un cutter (10), vertical o inclinable, rotativo o no, pero de gran velocidad (que permite la reducción, a igual potencia, de la cohesión mediante la vibración), de manera que se obtenga, mediante la mezcla con el agua bombeada simultáneamente de la presa (3) y/o inyectada por separado (11), una mezcla homogénea (a diferencia de los trozos de lodo arrastrados por la corriente de agua), cuya humedad sea apropiada para el tratamiento posterior.Split the sludge subjected to vibrations with the help of a cutter (10), vertical or tiltable, rotating or not, but of great speed (that allows the reduction, to equal power, of cohesion through vibration), so that it is obtained, by mixing with the water pumped simultaneously from the dam (3) and / or injected separately (11), a homogeneous mixture (a unlike the pieces of mud dragged by the current of water), whose humidity is appropriate for the treatment later.

-c)-C): Bombear dicha mezcla homogénea (bomba 12).Pump said homogeneous mixture (pump 12).

-d)-d): Inyectar un floculante (de naturaleza química apropiada a la del lodo), preferencialmente en forma líquida, en el conducto de expulsión (13) de la bomba, mediante el bombeo desde un tanque (14) de manera que, en el punto de expulsión (15) de la mezcla sometida al citado tratamiento, las partículas de arcillas y limos se acumulen en forma de flóculos los cuales, por su tamaño milimétrico, precipitan por gravedad, provocando así la segregación del lodo floculado y del agua clarificada (17) liberada, la cual queda recuperada en la presa y/o es conducida a otra parte, generalmente río abajo.Inject a flocculant (of nature appropriate chemistry to the sludge), preferably in shape liquid, in the ejection duct (13) of the pump, by means of the pumping from a tank (14) so that, at the point of expulsion (15) of the mixture subjected to said treatment, the particles of clays and silts accumulate in the form of flocs which, by their millimeter size, precipitate by gravity, thus causing the segregation of flocculated mud and clarified water (17) released, which is recovered in the dam and / or is led to elsewhere, usually downstream.

: El rendimiento de la floculación depende básicamente de la concentración de la mezcla tratada. Sólo puede flocular correctamente una mezcla de concentración apropiada y relativamente homogénea, de ahí la necesidad de la aplicación del tratamiento previamente descrito. Además, la distancia entre el punto o los puntos de inyección de los floculantes y el punto de segregación entre el lodo floculado y el agua liberada, tiene que escogerse de manera óptima para permitir la formación de los flóculos mediante el mezclado de la corriente de mezcla (de la bomba 12) con la corriente de floculante (del tanque 14), sin destruirlos (los flóculos quedan estables en reposo o cuando se someten a manipulaciones menos turbulentas).Performance of flocculation basically depends on the concentration of the treated mixture. You can only correctly flocculate a mixture of appropriate and relatively homogeneous concentration, hence the need for the application of the treatment previously described. In addition, the distance between the point or the injection points of the flocculants and the point of segregation between the flocculated sludge and the released water, has to be chosen optimally to allow the formation of the flocs by mixing the current of mixing (from pump 12) with flocculant current (from tank 14), without destroying them (the flocs remain stable at rest or when they undergo less turbulent manipulations).

-e)-and): Elegir el modo y la zona de depósito, así como su destino y la secuencia de todas las operaciones, adaptados en la mayor medida posible a cada caso particular, teniendo en cuenta el hecho de que la floculación, mediante el aumento del volumen de las partículas elementares de la mezcla de origen arcilloso o limoso, les confiere a éstas un rozamiento interno, inhibiendo sus propiedades tixotrópicas y mejorando su permeabilidad, lo cual hace que la mezcla tratada sea manejable no sólo por arrastre hidráulico sino también mediante el uso, por ejemplo, de cucharas, palas o cintas transportadoras colocadas en el sitio más apropiado a efectos de su evacuación o reutilización (por ejemplo agrícola o en relleno). De hecho, la mezcla, floculada de arreglo con la invención, posee características mecánicas superiores a las del lodo desplazado según el método clásico y, en cuanto queda rellenada fuera de la capa freática, adquiere un rozamiento interno progresivamente suficiente para conferirle un comportamiento de suelo rozante y portante que permite, entre otras cosas, moverla o sobrecargarla, eventualmente una vez concluido un proceso de compactación.Choose the mode and deposit area, as well as its destination and the sequence of all operations, adapted as much as possible to each particular case, taking into account the fact that flocculation, through the increase in the volume of the elementary particles of the mixture of clay or silty origin, gives them a friction internal, inhibiting its thixotropic properties and improving its permeability, which makes the treated mixture manageable not only by hydraulic drag but also by use, by example of spoons, shovels or conveyor belts placed in the most appropriate site for evacuation or reuse (for example agricultural or stuffed). In fact, the mixture, flocculated according to the invention, it has mechanical characteristics higher than those of displaced sludge according to the classical method and, in when it is filled out of the water table, it acquires a internal friction progressively sufficient to confer a rubbing and bearing soil behavior that allows, among others things, move it or overload it, eventually once a compaction process

La figura 2 representa la aplicación de la invención con el método de evacuación mediante una cinta transportadora (18) que desemboca en un camión (19). El método de evacuación, como la secuencia de las operaciones, depende, obviamente, de cada caso particular.Figure 2 represents the application of the invention with the method of evacuation by means of a tape conveyor (18) that empties into a truck (19). The method of evacuation, as the sequence of operations, depends, obviously, of each particular case.

Además de la expulsión y la recuperación del agua clarificada, la invención permite la posterior manipulación del depósito de lodo tratado mediante la mejora del rozamiento interno con respecto al lodo inicial.In addition to the expulsion and recovery of clarified water, the invention allows subsequent handling of the treated sludge deposit by improving friction internal with respect to the initial mud.

La recuperación del agua (particularmente en los países áridos) y/o la expulsión de agua clarificada (indispensable contra la contaminación por el agua cargada que sale del depósito de lodo que se observa en la técnica habitual de hoy en día), así como la manipulación de la mezcla precipitada, más fácil que únicamente por la aplicación del arrastre hidráulico, dependen de la eficacia de la floculación, la cual queda condicionada por la fase inicial de la invención necesaria para convertir el lodo original en una mezcla homogénea, cuya adecuada concentración permita la aplicación del proceso de floculación en condiciones económicas.Water recovery (particularly in arid countries) and / or the expulsion of clarified water (indispensable against contamination by charged water leaving the tank of mud that is observed in the usual technique of today), as well as handling the precipitated mixture, easier than only by the application of hydraulic drag, depend on the efficiency of flocculation, which is conditioned by the initial phase of the invention necessary to convert the original mud into a homogeneous mixture, whose adequate concentration allows the application of the flocculation process in economic conditions.

La invención se caracteriza, bajo sus diversas variantes, por la adaptación a cada caso particular:The invention is characterized, under its various variants, for the adaptation to each particular case:

--: mediante la modificación de los elementos que no resulten indispensables en algunos casos, por ejemplo conservando (figura 3), tras la homogeneización y adaptación de la concentración de la mezcla, el arrastre de la mezcla en la tubería (2), la inyección del floculante (14) antes de la extremidad de dicho conducto y el reenvío del agua clarificada (17) en la presa desde río abajo, o cuando una débil cohesión del lodo (antes del fin de su sedimentación, o en caso de existencia de un débil componente arcilloso) permita evitar su dilución o destrucción por vibración con el fin de obtener una mezcla apropiada para el tratamiento posterior; o cuando, localmente, un lodo arenoso permita la precipitación de la mezcla sin adición de floculantes;by modifying the elements that are not indispensable in some cases, for preserving example (figure 3), after homogenization and adaptation of the concentration of the mixture, the drag of the mixing in the pipe (2), the injection of the flocculant (14) before the tip of said duct and the forwarding of clarified water (17) in the dam from downstream, or when a weak cohesion of the sludge (before the end of its sedimentation, or in case of existence of a weak clay component) to avoid dilution or vibration destruction in order to obtain a mixture appropriate for further treatment; or when, locally, a sandy mud allow precipitation of the mixture without adding flocculants;

--: o mediante la adaptación -o complementación- de algunos de esos elementos con unos accesorios indispensables, por ejemplo aplicando las vibraciones para facilitar el desplazamiento de dichos elementos (cutter, draga...), con el fin de crear canales o mejorar el uso de rejillas, cuya función consiste en parar elementos perturbadores de gran tamaño (árboles y vegetales, bloques...); o en ausencia de agua libre encima del lodo, mediante la inyección inicial y la reutilización de agua proveniente del exterior.or by adapting - or complementing - some of those elements with essential accessories, for example by applying the vibrations to facilitate the movement of said elements (cutter, dredge ...), in order to create channels or improve the use of grilles, whose function is to stop disturbing elements of large size (trees and vegetables, blocks ...); or in the absence of water free above the mud, by initial injection and water reuse from outside.

La invención se aplica para desplazar cualquiera de los montones de suelos con preponderancia de partículas finas, sin contaminación ni consumo global de agua notables, básicamente en los lagos de embalses.The invention is applied to displace any of the piles of soils with a preponderance of fine particles, no pollution or notable global water consumption, basically in the lakes of reservoirs.

Claims

1. Procedimiento destinado a tratar el lodo acumulado en las presas y los ríos, que se caracteriza por el hecho de someter el lodo por tratar a sostenidas vibraciones, de mezclarlo con agua con velocidad conveniente, hasta obtener una mezcla homogénea, de bombear dicha mezcla y de inyectar floculantes en la tubería de expulsión de la bomba.1. Procedure intended to treat the mud accumulated in dams and rivers, which is characterized by subjecting the sludge by treating sustained vibrations, mixing it with water with convenient speed, until obtaining a homogeneous mixture, of pumping said mixture and of injecting flocculants into the pump ejection pipe.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por la recuperación total o parcial del agua liberada por los floculantes y por el envío a la zona enlodada de todo o parte del agua liberada por los floculantes.2. A method according to claim 1, characterized by the total or partial recovery of the water released by the flocculants and by the shipment to the muddy area of all or part of the water released by the flocculants.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la mezcla floculada y expulsada queda manipulada y/o nivelada sin arrastre hidráulico.3. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the flocculated and ejected mixture is manipulated and / or leveled without hydraulic drag.

4. Uso en rellenos del lodo floculado resultante del procedimiento según la reivindicación 1.4. Use in fillers of the resulting flocculated sludge of the method according to claim 1.