Scheiden van baggerspecie, Ontwerp van een scheidingsbekken voor baggerspecie
Ontwerpparameters
De belangrijkste ontwerpparameters van een scheidingsbekken (SB) zijn (in hiërarchische volgorde):
- breedte van het SB;
- lengte van het SB;
- helling van het SB;
- vorm van het SB.
1. Breedte van het SB
Het debiet en de breedte van het SB dienen zodanig op elkaar te worden afgestemd dat de gewenste stromingskarakteristiek wordt verkregen. Het quotiënt van het debiet van de slurrystroom (m³/s) en de breedte (m) van het SB dient bij voorkeur tussen 0,01 en 0,1 m²/s te bedragen. Indien het quotiënt <0,01 m²/s bedraagt, zullen in het depot op natuurlijke wijze geulen ontstaan waarin het quotiënt wel 0,01 tot 0,1 m²/s bedraagt.
2. Lengte van het SB
De lengte van het SB moet voldoende zijn om de gewenste fractiescheiding te laten plaatsvinden. Tevens moet de lengte voldoende zijn om bij een gegeven breedte en hoogte een vooraf bepaalde hoeveelheid zand te kunnen bergen. Vanwege de dynamiek van het sedimentatieproces zal, gerekend vanaf het inspuitpunt, de afstand waarbinnen sedimentatie van deeltjes met een specifieke diameter plaatsvindt, tijdens het proces variëren. Het nauwkeurig bepalen van de lengte van het SB is op basis van deze afstand dus niet mogelijk. Er is nog weinig bekend over de relatie tussen de afstand nodig voor sedimentatie, de beoogde scheiding en de procescondities in het SB. Aangenomen wordt dat een verhouding lengte : breedte van minimaal 3 : 1 nog volstaat om het slib af te scheiden. Door deze verhouding te verhogen wordt een veiligheidsmarge ingebouwd. Bij het vaststellen van de lengte is de gewenste sedimentatielengte van primair belang. De verhouding tussen breedte en lengte is van secundair belang.
3. Helling van het SB
De helling van de bodem van het SB en de helling van het gesedimenteerde materiaal zijn mede bepalend voor de snelheid waarmee de mengselstroom zich voortbeweegt. Deze stroomsnelheid is bepalend voor de sedimentatie van deeltjes. Ten aanzien hiervan is de evenwichtshelling van het gesedimenteerde materiaal de belangrijkste parameter. De evenwichtshelling zal tijdens het opspuiten op natuurlijke wijze ontstaan en is afhankelijk van de mediane korreldiameter van het gesedimenteerde materiaal en van de stroomsnelheid.
De helling van de bodem van het lege SB moet minder steil zijn dan de evenwichtshelling, omdat anders bij aanvang van het opspuiten geen sedimentatie zal plaatsvinden. In een SB worden evenwichtshellingen variërend van zeer steil (1:5) tot relatief vlak (1:250) gemeten. Voor de bodem van het SB kan worden volstaan met een helling tussen 1:250 en 1:500. Als zich eenmaal een laag sediment heeft afgezet, is de helling van de bodem van het SB niet meer van belang.
4. Vorm van het SB
Het uitgangspunt bij het ontwerpen van een SB is dat het nuttig volume van het depot voldoende moet zijn om een vooraf vastgestelde hoeveelheid zand te kunnen bergen. Door opkaden, het tegen en op de kaden schuiven van gesedimenteerd zand, kunnen de hoogte en het volume van het SB eventueel worden vergroot.
Belangrijk bij de vormgeving van het SB is het vermijden van ‘dode hoeken’. In dode hoeken vindt nauwelijks stroming plaats, waardoor slibdeeltjes kunnen bezinken. Dit heeft een negatieve invloed op het scheidingsrendement. Tevens moeten de procescondities in het SB over een voldoende afstand vanaf het inspuitpunt stabiel zijn. Voor beide aspecten geldt dat de toepassing van een rechthoekig scheidingsdepot met afgeronde hoeken, een waaiervorm aan de inspuitzijde en effluentzijde en schuine kaden de voorkeur heeft.
[9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [18], [19], [23], [24]
lees verder