DREDGING '94 Mga Pamamaraan ng Pangalawang Internasyonal na Kumperensya tungkol sa Pagkalalagay ng Dredged at Pagkalakal ng Materyal

ANG WELLAND RIVER DREDGING DEMONSTRATION

Philip Miles, P. Eng. (Senior Geotechnical Engineer, Acres International Limited, Niagara Falls, Ontario, Canada)
Donald Marr, P. Eng. (Manager, Engineering at Kapaligiran, Atlas Specialty Steels, Welland, Ontario, Canada)

abstract
Ang isang dredging demonstration ay isinasagawa sa Welland River upang masubukan ang isang teknolohiya ng pag-alis ng sediment na isinasaalang-alang para sa isang malinis na paglilinis sa laki. Ang pagtatanghal ay kinasasangkutan ng kinokontrol na pag-alis ng 127 m3 ng pang-industriya na sukat ng kiskisan at kontaminadong latak gamit ang isang binagong dumi ng palumpong ng Cat Mud MC-915 ENV. Ang mga contaminants ay binubuo ng ilang mga metal, posporus at langis at grasa na lumampas sa mga alituntunin ng kalidad ng lalawigan ng latak. Ang mga pagbabago sa dredge na nakatuon sa pag-minimize sa resuspension ng kontaminadong latak habang pinapakinabangan ang nilalaman ng solido ng dredgeate at kasama ang isang espesyal na auger head at boom assembly, isang bagong traversing winch assembly, mga bagong dredge sponsons, at kakayahan ng conversion para sa dredge upang tanggapin ang standard na mga sangkap ng Mud Cat . Ang mga parameter ng Dredging ay sinusubaybayan at naitala gamit ang paggamit ng dredge mount instrumentation at isang sistema ng pag-log ng data.

Background ng Proyekto
Sa huli na 1980s, ang mga pagsisiyasat sa Welland River sa Lungsod ng Welland, Ontario, Canada ay kinilala ang isang 1.25-km na kahabaan ng ilog, na naglalaman ng isang makabuluhang dami ng pang-industriyang kontaminasyon at nahawahan na mga sediments ng ilog na nagresulta mula sa mga nakaraang discharges ng Atlas Specialty Steels ( Atlas), iba pang lokal na industriya at lungsod.

Noong huling bahagi ng 1990, isang panukala ay tinanggap ng Mga Malaking Lawa ng Kalikasan ng Canada para sa bahagyang pagpopondo ng isang maliit na demonstrasyon ng dredging sa ilalim ng Contaminated Sediment Removal Technology Demonstration Program (CSRTDP). Ang proyekto ng demonstrasyon ay ang unang isinagawa sa ilalim ng CSRTDP. Ang pangalawang matagumpay na panukala ay tinanggap ng Cleanup Fund para sa bahagyang pagpopondo ng isang pagpapakita ng paggamot sa ilalim ng Contaminated Sediment Treatment Technology Program (COSTTEP). Ang dredging at demonstrasyon ng paggamot ay isinasagawa nang sabay-sabay.

Paglalarawan ng Site at Pagkakalarawan ng Contaminant
Ang lugar ng dredging ay matatagpuan sa ibabang abot ng Welland River.

Ang lapad ng Welland River ay nag-iiba mula sa tinatayang 40 hanggang 60 m. Ang pinakamalalim na lalim ng tubig ay tinatayang 4 m. Ang pangkaraniwang average na daloy ng daloy ng ilog mula sa tinatayang 14.2 m3 / s sa Hunyo / Hulyo hanggang 24.6 m3 / s noong Marso, na tumutugma sa mga kasalukuyang bilis ng 0.15 sa 0.26 m / s. Dahil sa mga kontrol sa daloy ng daloy ng agos, ang ilog ay sumasailalim ng maliwanag na pag-reverse ng daloy sa araw-araw.

Ang nakaraang mga paglabas sa industriya sa pamamagitan ng McMaster Avenue at isa pang kalapit na labasan sa ibaba ng agos ay nagresulta sa dalawang pag-iipon ng mga deposito ng reef-uri ng madulas, itim, pinong magaspang na butil-butil, metalikong pang-industriyang galing ng sukat, na tinatayang humigit-kumulang sa 5000 m3. Ang pinakamataas na kapal ng mga pang-industriya na deposito ay tinatayang 2.5 m.

Humigit-kumulang 25 000 m3 ng luad at silt ilog sediments ay nai-variably naapektuhan ng kontaminadong discharges.

Ang grado ng kiskisan at ang mga kontaminadong sediments ay naglalaman ng mga konsentrasyon ng ilang mga metal, kabilang ang tanso, kromo, bakal, lead, mangganeso, nikel at sink, pati na rin ang posporus at langis at grasa na lumampas sa Ontario Ministry of Environment and Energy (OMOEE) kalidad na mga alituntunin (OMOE, 1991).

Paglalarawan ng Sediment Removal Technology
Ang mga pangunahing bahagi ng teknolohiya ng pag-alis ng sediment ay ang dredge at ang piping system na ginagamit upang ihatid ang kontaminadong slurry sa NFP, ang dredge instrumentation, at ang silt curtain na naka-install sa dredge site.

Inaasahang matugunan ng napiling kagamitan ang mga sumusunod na kinakailangan sa disenyo:

  • i-minimize ang sediment resuspension sa haligi ng tubig upang protektahan ang kalidad ng tubig sa ibaba ng agos
  • alisin ang mga contaminants nang walang labis na pag-alis ng malinis na deposito
  • hawakan ang paghuhukay ng cohesive clayey silt sediment
  • gumana sa ilalim ng umiiral na daloy ng ilog at kundisyon ng site
  • mapakinabangan ang mga solido concentrations sa dredged na materyal
  • gumana sa makatwirang mga rate ng produksyon
  • tugma sa isang tuloy-tuloy na daloy, mataas na dami ng paggamot teknolohiya
  • naglalaman at transportasyon ng dredged material sa pagitan ng dredging site at sa site ng paggamot.

Modified Mud Cat Dredge
Ang dredge ng Mud Cat, na ginawa ng Mud Cat International (Mud Cat) ng Baltimore, MD, USA, ay pinili bilang ang ginustong teknolohiyang dredging para sa pagpapakita. Ito ay binuo upang gumana sa mababaw marine kapaligiran at nagtatampok ng isang epektibong sistema ng pagtanggal ng sediment na binubuo ng isang boom-mount pahalang auger at isang sentripugal slurry pump. Ang dredge ay relatibong madaling binago upang isama ang mga makabagong mga sangkap na dinisenyo upang masiyahan ang mga pangangailangan sa kapaligiran ng proyekto.

Ang MC-915 modelo ng putik na Cat ay pinili bilang pangunahing dredge para sa demonstration. Ang klase ng materyal na dredged at ang lalim ng operasyon ay sa loob ng mga kakayahan ng mga modelo ng MC at sa karagdagan, sa kanyang slurry bomba na matatagpuan sa pagitan ng mga hulls, ito ay inaalok ng mas maraming saklaw para sa mga kinakailangang boom at auger pagbabago. Ang espesyal na paghahanda ng MC-915 ENV (ENV = Environmental) na dredge ay nagsasama ng mga nabagong sangkap na una ay dinisenyo at gawa-gawa ng Mud Cat para sa pagpapakita. Pinananatili nito ang maraming mga tampok ng standard na dredge ng MC-915 kabilang ang kapasidad ng pagtatrabaho, engine, drive, pump, hydraulic system, electrical system at pagpapaandar. Ang dredge ay underwent na preliminary wet performance testing sa isang pasilidad sa Baltimore. Ang mga sumusunod na pagbabago ay ginawa ng Atlas sa Welland.

Ang mga sumusunod na pagbabago ay isinama sa dredge.

  1. Espesyal na MC-915 ENV auger ulo at boom pagpupulong:
    • isang auger head na may hydraulic forward tilt at manu-manong transverse tilt capability
    • isang dual-convergence, variable-pitch, multi-flight auger
    • buong likod na shroud sa likod ng auger
  2. Matatanggal na vibrating front shroud kabilang ang:
    • naaalis na mga screen ng harap
    • top mounts para sa vibrating motors
  3. Espesyal na MC-920 uri ng truss boom pagpupulong kabilang ang higop medyas
  4. Hydraulic equipment package kabilang ang:
    • tagapagpahiwatig ng auger head tilt
    • dalawang variable control haydroliko vibrators
    • auger reducer at motor
    • boom winch system
  5. Bagong sukat ng panukat ng gauge
  6. Iba't ibang pagkonekta ng hardware para sa sistema
  7. Kumpletuhin ang double wrapping traversing winch assembly
  8. Dalawang bagong trunnions na may Pins
  9. Dalawang bagong sponsons upang suportahan ang boom assembly
  10. Kakayahan ng conversion upang tanggapin ang mga standard na bahagi ng MC-915 ayon sa kinakailangan.

Ang sistema ng tubo upang ihatid ang dredged material sa pasilidad ng paggamot na binubuo ng isang lumulutang na seksyon ng 200-mm diameter na may kakayahang umangkop butyl goma hose at matibay polyethylene (PE) pipe na kumukonekta sa dredge sa isang slurry sampling station na matatagpuan sa baybayin, 1500 m ng land- based fused-jointed PE pipe at isang booster pump.

Paggamit ng mga kasangkapan
Upang masuri ang proyekto at ang pagganap ng dredge, isang tooling / data logging package ay idinagdag sa dredge. Ang mga analog na display ay nagbibigay ng operator ng dredge sa mga tagal ng real-time na pagganap ng dredging. Kasama sa paggamit ang instrumentasyon:

  1. isang nucleonic densitometer na may spool piece
  2. isang electromagnetic flowmeter
  3. isang dredge head vibration sensor
  4. isang dredge head turbidity sensor
  5. Ang analog ay nagpapakita para sa slurry velocity, slurry density, vibration, at rate ng produksyon
  6. isang dredge cab-mount data logger na may 4 input channels na kumpleto sa IBM PC compatible software ng suporta, cable at NEMA 4 enclosure
  7. pagkonekta ng hardware at cable upang i-link ang data logger sa sensors at isang remote portable computer

Silt Curtain Structure
Ang isang komersyal na magagamit na silt kurtina ay pinili para sa proyekto at ay binago ng mga tagagawa upang matugunan ang mga tiyak na mga kinakailangan sa pagpapakita. Ito ay binubuo ng isang hindi tatagusan ng polyester na reinforced na vinyl fabric na pinalawak ang buong lalim ng haligi ng tubig. Naka-fabricated ang mga segment ng mga miyembro ng foam foam sa buong haba ng tuktok na gilid.

Pagpapakita ng Teknolohiya
Ang pagtatanghal ay kasangkot sa pag-alis at paggamot ng humigit-kumulang 127 m3 ng pang-industriya na sukat ng kiskisan at kontaminadong latak mula sa loob ng silt curtain. Ang dredging ay isinasagawa sa ibaba ng agos sa direksyon sa ibaba ng agos lamang. Ang bangko ng ilog ay hindi nabalisa; Gayunpaman, ang dredging sa kahabaan ng sloping river bottom ay natupad.

Ang matagumpay na pagkumpleto ng proyekto ay nagsasangkot ng koordinasyon ng iba't ibang mga gawain na nagpapagana sa parehong teknolohiya ng dredging at teknolohiya ng paggamot na maipakita nang sabay-sabay.

Ang programa ng dredging ay kinokontrol ng Operational and Performance Standards na inisyu ng Environment Canada (Environment Canada, 1991) bilang pamantayan para sa pagsusuri ng teknolohiya ng dredging. Ito ay itinuturing na tatlong kategorya, katulad ng pag-alis ng sediment, transportasyon at pretreatment. Ang mga pangunahing alalahanin sa ilalim ng pag-alis ng sediment ay ang containment ng mga resuspended contaminants at kahusayan sa pag-alis. Walang dredging ang natupad hanggang sa ang nakapaloob silt kurtina ay na-install.

Ang binagong MC-915 ENV na dredge ay unang nasubok sa walang-mantsa na latak sa loob ng silt na kurtina sa ibabaw lamang ng dulo ng McMaster Avenue, na nagpapatunay na ang teknolohiya ay maaaring gamitin na may kaunting epekto sa kapaligiran. Dredging sa nahawahan sediment nagsimula sa huli Oktubre. Ang limang hanggang walong pagsubok ay tumatakbo sa bawat araw ay isinasagawa at sinusuri sa mga susunod na araw na 12.

Kinakailangan ng mga operating procedure na ang mga pang-araw-araw na aktibidad ay dapat na coordinated upang ma-optimize ang parehong oras ng dredging at pagkuha ng data. Kinakailangan din ang bawat test run sa pag-synchronize sa plantasyon ng sediment treatment at ang booster operation operation, tungkol sa pagsisimula at paghinto ng dredging at flow rate control.

Nagsimula ang dredging sa 'orihinal' na mode at sa kurso ng dredging, maraming mga nakaplanong pagbabago ang ginawa sa dredge at mga pamamaraan ng pagpapatakbo upang payagan ang pagsusuri ng dredge sa mga tuntunin ng mga ani ng produksyon ng bubuyot at kalubhaan. Ang epekto ng bawat pagbabago sa sediment resuspension sa loob at labas ng kurtina ng silt ay sinusubaybayan bilang bahagi ng programa sa pagsubaybay sa kalidad ng tubig. Kasama ang mga pagbabago na ito:

  • pag-aalis ng mga shroud screen (mode na 'off screen') upang mabawasan ang 'pag-aararo' ng latak sa harap ng dredge head. Hindi pinayagan ng mga screen ang pagpasa ng mga damo at magkakaugnay na mga sediment
  • hinangin ang mga maliliit na bar ng bakal sa kabuuan ng paggamit ng pagsipsip upang mabawasan ang pagpasok ng mga labi
  • pag-install ng isang check balbula sa pipeline sa dredge discharge upang i-minimize ang backflow
  • paglipat ng shroud vibrators sa isang pagsisikap upang magbigay ng isang mas pahalang aksyon sa ulo.

Sa kalagitnaan ng demonstrasyon, ang binago na auger ay pinalitan ng pamantayan ng ngipin na may ngipin at malapit sa pagtatapos ng demonstrasyon, ang auger shroud ay tinanggal ('shroud off' mode ').

Sa mga unang yugto ng dredging, ang lahat ng mga operating parameter para sa anumang naibigay na pagsubok ay pinananatiling halos pare-pareho hangga't maaari. Tulad ng pag-usad ng dredging, isang mas nababaluktot na kontrol ng kagamitan sa dredging ng operator ng dredge ay pinagtibay ('Variable Q' mode) na nagpapahintulot sa kanya na baguhin ang mga parameter tulad ng bilis ng engine, advance rate at lalim ng hiwa sa panahon ng isang pagsubok, upang ma-maximize ang sediment pagtanggal Ang pamamaraan ng pagpapatakbo na ito ay nagresulta sa mas kaunting oras ng pag-standby para sa dredge at isang pagtaas sa bilang ng mga pagsubok na tumatakbo bawat araw sa huling bahagi ng programa ng pagpapakita.

Konklusyon
Ang teknolohiya ng Mud Cat ay nagtagumpay sa pag-alis ng kontaminadong latak mula sa riverbed at pagdadala ng sediment sa site ng paggamot at angkop na angkop sa mga kondisyon ng site, kahit na ang densidad ng slurry at porsiyentong solido ay mas mababa kaysa sa inaasahan. Ang mga pagbabago sa larangan na ginawa sa mga kagamitan ng dredging sa panahon ng proyekto ay nagpapahintulot sa pagtatasa ng pagganap nito at partikular na pagpapasiya ng epekto ng mga pagbabago sa sediment resuspension at sa dredge productivity. Ang mga konklusyon mula sa pagsusuri ng dredge ay inuuri bilang mga sumusunod.

  • Ang paghigop ng vacuum ng dredge ay ginampanan ang pangunahing bahagi sa pagliit ng resuspended solids. Walang napagpatuloy na mga plume ng resuspended na materyal na nagpapalaganap na malayo sa dredge head. Ang mga mataas na antas ng kaguluhan sa panahon ng mga kondisyon na 'pump off' ay maiugnay sa paggalaw ng dredge sa pagitan ng mga pagpapatakbo at sa backwashing sa pamamagitan ng pipeline.
  • Ang dredging sa 'orihinal' na mode ay nagresulta sa isang pangkalahatang average na labo ng 18.5 FTU (Formazin turbidity unit) sa dredge head kumpara sa background turbidity ng 5 FTU. Ang dredging sa mode na 'shroud off' na may pamantayang auger ay nagresulta sa isang pangkalahatang average na labo ng 17.6 FTU. Ang pagpapatakbo sa mas nababaluktot na mode na 'Variable Q' ay nagresulta sa mas matagal na panahon ng dredging at hindi gaanong madalas na pag-plug ng pipeline habang pinapanatili pa rin ang mababang antas ng kaguluhan sa dredge head (pangkalahatang average na 13.8 FTU). Ang pagpapatakbo sa mode na 'screen off' ay nagresulta sa pinakamababang antas ng kaguluhan sa dredge head (pangkalahatang average na 5.4 FTU) ngunit nagresulta din sa madalas na pagbara ng paggamit o dredge pump.
  • Ang screen ng paggamit sa dredge head ay limitado ang paggalaw ng latak, lalo na ang cohesive clayey silt, hanggang sa auger.
  • Ang kabuuang pangkalahatang average solids (sa timbang), kabilang ang grado ng kiskisan at ilog na latak, sa pumped slurry ay mababa (2.1%, hindi kasama ang rinsing) at iba-iba nang malaki sa pagpapakita dahil sa istruktura ng programa ng dredging (na may madalas na pagsisimula, hihinto at pag-flush ng pipeline) at ang pangkalahatang maingat na diskarte sa dredging upang mabawasan ang mga alalahanin sa kapaligiran. Gayunpaman, ang dredge head ay hindi ikiling ang transversely, tulad ng dinisenyo, at dredging sa buong sloping ibaba ng ilog ay hindi nagpapahintulot ng kahit na entry ng deposito sa dredge ulo.
  • Ang ilan sa mga pagbabago sa patlang sa kagamitan sa dredging ay may isang makabuluhang nakakaapekto sa rate ng produksyon ng slurry solids. Ang pagtanggal ng screen ng pag-inom ay tumaas ang pangkalahatang average na porsyento ng solido sa 3.7% habang ang pagtanggal ng saplot ng ulo ng dredge ay nagresulta sa pinakamataas na pangkalahatang average na porsyento ng solido na 4.4%. Ang mga tuktok na nag-average ng 22% na solido sa 'shroud off' mode ay nagpapahiwatig ng maximum na makakamit na rate ng produksyon.
  • Ang mga shroud-mount vibrators ay walang malaking positibong epekto sa pagganap ng dredge.
  • Ang scale ng mill ay dredged sa isang mas mataas na porsyento ng solido na sediment ng ilog. Batay sa nasuri na data, 10% na solido (ayon sa timbang) ay nakilala bilang isang konserbatibong pagtatantya ng average na porsyento na solido na makakamit sa buong pag-dredging ng buong sukat ng gilingan gamit ang 'shroud off' (o maihahambing) na mode. Ang isang konserbatibong pagtantya ng 5% na solido ay nakilala bilang makakamit para sa mga sediment ng ilog. Ang dredging sa kabila ng ilog, sa halip na parallel dito, dapat ding magbunga ng isang mas mahusay na pagtanggal ng sediment.
  • Ang mga konsentrasyon ng TSS sa layo na 10 na layo mula sa dredge ay mas mababa sa Kapantayan ng Kapaligiran ng Canada ng 25 mg / L sa layo na 25 m. Ang pinakamataas na konsentrasyon ng TSS na sinukat ng distansya ng 10 mula sa dredge ay 21 mg / L.
  • Ang Gheen couplings sa nababaluktot na seksyon ng tubo ay hindi sapat upang maalis ang pagtulo ng slurry nang walang pagdaragdag ng Victaulic clamps.
  • Ang pag-gamit ng paggamit ng mga kasangkapan at data na naka-install sa dredge ay nagbibigay ng maaasahang data para sa real time monitoring ng operasyon ng dredging. Ang cab-mount displays ng slurry density at flow ay nagpapahintulot sa operator ng dredge upang i-optimize ang proseso ng pag-alis ng sediment.
  • Ang silt na kurtina ay ginagawang mahusay sa pagsasaalang-alang sa containment ng ilog latak na naging resuspended sa panahon ng dredging pagpapakita. Walang katibayan ng isang epekto sa ibaba ng agos ng dredging ang sinukat.

Pagkilala
Ang mga may-akda ay nais na kilalanin ang paglahok ng Kapaligiran Canada, ang OMOEE, ang Komite sa Pagpapayo ng Pampublikong Adwana ng Remedial Action Plan Niagara River at ang lokal na Welland River Cleanup Committee. Kinikilala din ang bahagyang pagpopondo ng Environment Canada at ng OMOEE.

Mga sanggunian
Ontario Ministry of the Environment, 1991. Ang Mga Alituntunin sa Kalidad ng Programa ng Sediment (Draft). Water Resources Branch, Toronto.

Kapaligiran Canada, 1991. Mga Pamantayan sa Pagpapatakbo at Pagganap. Proteksyon sa Kapaligiran, Ontario

ni Carol Ancheta

Nais mo ba ng karagdagang impormasyon sa kuwentong ito o upang makipag-usap sa isang kinatawan ng Mud Cat tungkol sa iyong dredging project?

Kaugnay na Post