'Rivierreiniger'1.38 MB - Boskalis Dolman

BOSKALIS DOLMAN VERWERKT VERVUILDE BAGGER TOT SLIBKOEK
Rivierreiniger
De grootste baggerverwerkingsinstallatie in zijn soort staat in De
amerikaanse staat wisconsin. PaPierfabrieken Daar hebben De fox
river jarenlang vervuilD met Pcb. in een recorDtijD heeft boskalis
Dolman De installatie uit De gronD gestamPt, Die De verontreinigDe
baggersPecie verwerkt tot schoon zanD en stortbare slibkoek. ‘De
komenDe zeven jaar behanDelen we hier bijna 3 miljoen m³ bagger.’
‘Een jaar geleden was dit nog
een braakliggend veld vol bomen’, vertelt
ir. Harry van Dam van Boskalis Dolman. In
recordtempo heeft de begroeiing op het oude
Shell­terrein in de Amerikaanse stad Green
Bay, 350 km ten noorden van Chicago, plaatsgemaakt
voor asfalt en een gigantische loods.
Hierin verwerkt Boskalis Dolman sinds dit
voorjaar verontreinigde baggerspecie uit de
naastgelegen Fox River tot schoon zand en
slibkoek. ‘Deze compleet nieuwe installatie is
de grootste ter wereld in zijn soort’, zegt Van
Dam, verantwoordelijk voor alle engineeringswerkzaamheden,
niet zonder trots. ‘De
komende zeven jaar gaan we hier bijna 3 miljoen
m³ bagger verwerken.’
De bodem van de Fox River is over een
lengte van zo’n 30 km zwaar verontreinigd
met pcb (poly­
‘Het duurt 2,5 uur
voor het sediment
de afstand heeft
overbrugd’
chloorbifenyl), een
stof die papierfabrieken
in de
jaren zeventig en
tachtig gebruikten
bij de productie van
carbonvrij kopieer­
papier. De Amerikaanse overheid houdt acht
fabrieken in Green Bay en omgeving verantwoordelijk
voor het lozen van pcb­houdend
afvalwater in de rivier en heeft hun opgedragen
zich te verenigen in een consortium en
de verontreiniging te verwijderen. De aanbesteding
van de sanering vond plaats in december
2007 en in juni 2008 kreeg Boskalis
Dolman samen met twee Amerikaanse bedrijven,
hoofdaannemer Tetra Tech en baggeraar
Brennan, de opdracht. ‘Meteen vanaf dat moment
was de tijdsdruk enorm, omdat de sane­
34
ring op last van de overheid
uiterlijk op 1 mei 2009 van start
moest gaan’, laat Van Dam weten.
‘Normaal gesproken kost
het ontwerpen en bouwen van
zo’n fabriek veel meer tijd dan
een jaar. Nu hebben de detailengineering
en de bouw vrijwel
gelijktijdig plaatsgevonden. Uiteindelijk
konden we de installatie
op 27 april opstarten.’
MONDKAPJE
Sinds die dag voeren drie cutterzuigers
op de Fox River meer
dan 1000 m³ bagger per uur
aan. ‘Uniek is dat de baggerschepen
het slib direct inbrengen in
de installatie: tien hydraulische
pompen persen de bagger via
een centrale pijpleiding naar de verwerkingslocatie.’
Het sediment komt via een
schudzeef terecht in een verzamelbak. ‘Vanwege
mogelijke verspreiding van giftige aerosolen
hebben we de bak afgedekt en voorzien
van luchtbehandeling’, geeft Van Dam aan,
die gehuld is in een witte overall en wel een
witte bouwhelm en veiligheidsbril, maar geen
mondkapje draagt. ‘Na uitvoerige metingen is
vastgesteld dat een mondkapje niet nodig is.
En ook al worden er momenteel geen bouwwerkzaamheden
meer uitgevoerd, het dragen
van een helm is volgens de Amerikaanse veiligheidsregels
verplicht.’
Een aantal leidingen verbindt de verzamelbak
met een buffertank. ‘Die is onder meer
nodig als de stroom uitvalt, wat hier vaker gebeurt
dan in Nederland. We informeren de
FoTo boSKALiS doLmAn
cutters dan meteen dat ze moeten stoppen
met baggeren, maar het kan even duren voor
de slibaanvoer ook echt stopt. Een van de
schepen is nu bijvoorbeeld op 16 km van de
installatie aan het werk. Het slib doet er ongeveer
2,5 uur over om die afstand te overbruggen.’
De baggerspecie passeert de schudzeef om
grof vuil als stenen en boomtakjes te verwijderen
en gaat vervolgens naar de zandafscheiding.
‘Pcb hecht zich nauwelijks aan zandkorrels.
Het zijn voornamelijk lichte organische
deeltjes, zoals roet en humus, die de verontreiniging
in hoge mate absorberen. Het zand
is dus schoon en na afscheiding te gebruiken
als ophoogmateriaal bij lokale bouwwerkzaamheden’,
legt Van Dam uit, terwijl hij de
vier trappen beklimt van de installatie die de
baggerspecie van zand ontdoet. Boven aangekomen
zijn twee grote trechtervormige apparaten
te zien, de hydrocyclonen. ‘De bagger
wordt tangentieel in de eerste cycloon gebracht,
waardoor een soort draaikolk ontstaat.
Deze vortex slingert de zware zandkorrels
met een diameter groter dan 150 µm tegen de
wand. Die zakken naar beneden en verlaten
de cycloon aan de onderkant. De lichtere
zandkorrels van 63 tot 150 µm in doorsnee en
de slibdeeltjes worden bovenlangs afgevoerd
en in de tweede cycloon gebracht. Die zorgt
dat het slib ook van fijn zand wordt ontdaan.’
Opstroomkolommen onder de cyclonen
vangen het grove en het fijne zand op om het
na te wassen. ‘In deze tegenstroomwassers
bezinkt het zand. De valsnelheid van de
zandkorrels is namelijk hoger dan de snel­
heid van het water dat in deze kolommen
omhoog stroomt. Omdat de lichtere slibdeeltjes
een lagere valsnelheid hebben, spoelt het
proceswater ze uit het zand, waarna ze bovenlangs
worden afgevoerd’, vertelt Van
Dam. ‘Deze behandelingsstap is niet altijd
noodzakelijk, maar geeft een veel grotere
garantie op kwalitatief goed zand. We hadden
verwacht ongeveer 30 gewichtsprocent
schoon zand uit het sediment te produceren,
maar tot dusver halen we dat niet. Dat heeft
waarschijnlijk te maken met de locatie in de
rivier waar de baggerschepen aan het werk
zijn.’ Het zand wordt via twee ontwateringszeven
onderin de toren afgevoerd. De overlopen
van de twee opstroomkolommen en
het resterende slibmengsel uit de tweede
cycloon komen in een residutank terecht
tekst ir. judith oomen
De loods gezien vanaf de zandtoren, met op
de voorgrond de indiktanks, daarachter de
buffertanks en helemaal achterin de blauwe
membraanfilterpersen.
voor verdere bewerking, die vooral bestaat
uit ontwatering.
Vanaf de zandtoren, die in een hoek van de
loods staat, is de enorme hal met een oppervlak
ongeveer gelijk aan twee voetbalvelden
goed te overzien. ‘Het overgrote deel van de
ruimte is ingericht voor de ontwatering’, geeft
Van Dam aan. ‘Want hoe droger het slib, hoe
minder ruimte het inneemt op een stortplaats.’
Dat ontwateren gebeurt eerst met behulp
van de zwaartekracht, in vier indiktanks
van 18 m in doorsnee en 3 m hoog. ‘We voegen
vlokmiddelen aan het slibmengsel toe,
die zorgen dat de fijne slibdeeltjes samenklonteren
en op de bodem bezinken.’
Het water loopt over de rand van de tanks
en gaat via een zuiveringsinstallatie terug
naar de rivier. ‘Omdat pcb een zeer sterke
13 november 2009Ede ingenieurE18 13 november 2009Ede ingenieurE18 35

FoTo boSKALiS doLmAn FoTo PAuL robbe Hydraulische stangen drukken de membraanfilterpersen samen om het slib verder te ontwateren, tot er een droge koek overblijft (zie inzet).
binding heeft met organische stoffen, lost het
vrijwel niet op in water. Met het verwijderen
van die organische deeltjes verdwijnt ook de
verontreiniging. Het water in de tanks krijgt
voldoende tijd om te bezinken en is dus
kraakhelder. Naar Nederlandse maatstaven is
het zwevendstofgehalte laag genoeg om het
water direct op de rivier te lozen, maar hier in
de VS voegen ze met de zuiveringsinstallatie
nog een extra reinigingsstap toe.’
Het bezonken slib gaat vanuit de indik­
naar buffertanks. ‘Omdat de baggerspecie
vanuit de rivier direct in de installatie wordt
geperst en de verwerking één procesgang
vormt, is het zeer belangrijk voldoende buf­
36
fermogelijkheden in te bouwen. De opslagcapaciteit
in de hal is voldoende om de installatie
zonder toevoer van bagger of afvoer van
slibkoek twaalf uur draaiend te houden.’
De bruine slurry in de buffertanks bestaat
voor slechts 15 % uit droge stof en nog voor
85 % uit water. ‘De volgende stap is de mechanische
ontwatering.’ Van Dam wijst op een
betonnen verhoging van 7 m met daarop acht
blauwe membraanfilterpersen. ‘Dat is het
hart van de centrale.’ Elke pers telt 188 platen
van 2 bij 2 m, die elk een holte bevatten waarin
de slurry wordt gepompt. Als de pers met
slibmengsel is gevuld, gaat de druk in deze
kamers omhoog door de rubberen membra­
13 november 2009Ede ingenieurE18
nen in de platen met water
op te blazen. Het water in de
slurry ontsnapt via het filterdoek,
het slib blijft achter in
de holtes tot het droog genoeg
is.
‘Omdat het slib moeilijk is
te ontwateren, is napersen
noodzakelijk’, laat Van Dam
weten. Vier hydraulische
stangen drukken de 22 m
lange pers samen. Even later,
zo’n 75 minuten na het vullen
begon, gaat de pers open.
Een voor een vallen de 2,5 cm
dikke slibkoeken die zich tussen
de platen hebben gevormd,
naar beneden op een
transportband. Een medewerker
met een lange stok in
zijn hand houdt het proces
nauwlettend in de gaten en
steekt regelmatig een slibkoek
los van de platen. ‘De
koek blijkt nogal plakkerig te
zijn en valt niet altijd meteen naar beneden’,
licht Van Dam toe. Het drogestofgehalte van
het slib bedraagt nu, zes uur nadat het in de
installatie is binnengekomen, 50 %.
‘Hier in de VS hebben ze helemaal geen
ervaring met membraanfilterpersen voor
baggerspecie. Daarom hebben we ze in
Duitsland laten maken. Als een soort grote
meccanodozen kwamen de persen, elk in
1200 onderdelen, hier aan.’ Ook de rest van
de verwerkingsinstallatie is in Europa gebouwd
en naar de VS verscheept. ‘Vanwege
de krappe tijdsplanning hebben we ervoor
gekozen om met onze vaste leveranciers te
werken. Zij zijn gewend aan onze werkwijze
FoTo PAuL robbe
BAGGEREN
Drie baggerschepen verwijderen het sediment uit de
rivier. Het baggeren gebeurt van eind april tot half
november, 24 uur per dag, 5 dagen per week.
Green Bay
Ashwaubenon
Ashwaubenon
Creek
dam
Vakwerk
De snijkop en de zuigerpijp
zijn bevestigd aan een vakwerkconstructie
die naar
boven, beneden en beide
zijkanten kan bewegen.
Snijkop
Terwijl de snijkop draait,
zuigt de pomp aan boord
van het schip sediment
en water op.
GREEN B AY
Lake
Michigan
verwerkingsinstallatie
Fox
River
sluizen
De Pere
N
km
Allouez
0 1
East
River
zuigerpijp
Palen
Naar beneden gebrachte
palen houden het
baggerschip op zijn plaats.
Verontreinigd slib
De snijkop verwijdert een 60 cm
dikke laag van de rivierbodem.
Al het sediment met een pcbverontreining
van 1 ppm wordt
weggehaald.
Pers
Het slib vult de ruimtes in de
membraanfilters op. De pers drukt
de filters samen, waardoor het
water uit het slib ontsnapt. Het
restant vormt een slibkoek.
Het water wordt gefilterd,
behandeld en teruggevoerd
naar de rivier.
Slibkoek
De membraanfilterpers laat de
droge slibkoek vallen op een
lopende band, die het materiaal
vervoert naar een verzamelplaats.
De pers is meteen klaar
voor een volgende partij slib.
Laden
De pcb bevattende slibkoek wordt op
trucks geladen en gewogen.
De lading wordt afgedekt. De buitenkant
van de vrachtwagen wordt gewassen
om te voorkomen dat
verontreinigde stof per ongeluk het
gebouw verlaat. Het gebruikte water
wordt behandeld door de
waterzuiveringsinstallatie.
stuurhut pomp
Afvoer
Elke zes minuten rijdt een vrachtwagen gevuld met slibkoek naar de
stortplaats in het nabijgelegen Calumet County. De verwerkingstijd
van rivier tot truck bedraagt zes uur.
afvoerpijp
Schudzeef
Als het riviersediment de installatie binnenkomt,
worden grote delen als stenen,
stokken en kunstaas verwijderd. Alles kleiner
dan 3 mm gaat door de schudzeef.
Zandtoren
Vervolgens wordt het sediment naar een
ontzandingsinstallatie gepompt. Pcb's
hechten zich niet aan zand. Hydrocyclonen
draaien het slib rond om het
zand te verwijderen. Het wordt gescheiden
in fijn en grof, nagewassen
in opstroomkolommen en buiten de
verwerkingsinstallatie opgeslagen.
Doseerunits
Om het sediment in te laten dikken tot
een meer samenhangende vloeistof
worden vlokmiddelen toegevoegd.
Indiktanks
Na menging met de vlokmiddelen wordt het
sediment met rust gelaten om in te dikken.
Grote schrapers brengen de laag slib op de
bodem bijeen, vanwaar
het naar een buffertank gaat.
Drijvende pompen
De pijplijn naar de verwerkingsinstallatie
loopt over
de rivierbodem. Om de
1,6 km is een drijvende
boosterpomp geplaatst.
VERWERKEN
De verwerkingsinstallatie, de grootste in zijn
soort, staat in Green Bay, op een voormalig
terrein van Shell vlakbij de Fox River.
buffertank
grof zand
doseringsunit
fijn zand
iLLuSTrATie Joe HeLLer
Waterzuivering
Het water loopt over de rand
van de tank en wordt in een
zuiveringsinstallatie behandeld
en teruggevoerd naar
de rivier.
Buffertanks
Vanuit de buffertanks wordt
het slib naar een membraanfilterpers
gepompt voor
mechanische ontwatering.

LOCATIE
haven Hamburg (D)
haven, Antwerpen (B)
Fox River, Green Bay (VS)
Hudson River, Fort Edwards (VS)
Een overzicht van grote baggerverwerkingsinstallaties.
en eisen, en nemen bovendien
een deel van de detailengineering
voor hun rekening.’ De verschillende
onder delen, in totaal zo’n
125 containers vol, zijn per schip
naar Green Bay vervoerd. In acht
maanden tijd is de installatie opgebouwd.
CAPACITEIT
(m³/jaar)
1 000 000
650 000
382 000
191 000
TRUCKS
De acht transportbanden die de
slibkoeken uit de persen opvangen,
komen uit op een verzamelband,
die naar een aparte ruimte
in de loods voert. Daarvandaan vertrekken
dagelijks ruim honderd
vrachtwagens volgeladen met de
verwerkte baggerspecie naar een
stortplaats in de buurt. ‘We waren
uitgegaan van 80 trucks per dag,
maar het zijn er nu 106 – dat is
ruim 30 % meer dan gepland.’
Na wat kleine opstartproblemen
functioneert de installatie inmiddels
zoals verwacht. ‘Die problemen
hadden echter niets te
maken met het systeem zelf, maar
meer met de juiste afstemming
van de geleverde onderdelen’,
haast Van Dam zich te zeggen. ‘Zo
bleek een van de transportbanden
niet goed te werken. In de besturing
van de installatie zelf zitten
ontzettend weinig fouten. Het
systeem heeft vanaf dag één perfect
gedraaid.’
Alle stappen van het verwerkingsproces
worden autonoom gemeten.
Die gegevens gaan naar de controlekamer
in de loods en ook naar het kantoor
van Boskalis Dolman in Papendrecht. Verder
hangen er in de hal negen camera’s, waarvan
de beelden ook in Nederland zijn te bekijken.
‘Zo kunnen we op kantoor realtime meegenieten
van het proces’, zegt Van Dam, die
normaal gesproken in Papendrecht werkt.
De installatie is 24 uur per dag, 5 dagen per
SOORT PERSEN
zeefband en hogedruk
membraanfilter
membraanfilter
kamerfilter
BIJZONDERHEDEN
in aanbouw
–
in winter 24 weken buiten bedrijf
in winter 24 weken buiten bedrijf
week in bedrijf. Het streven is de installatie
28 weken per jaar draaiend te houden; vanwege
de strenge winters in dit gedeelte van
de Verenigde Staten ligt de verwerking van
baggerspecie van half november tot eind
april noodgedwongen stil. Als de rivier bevroren
is, kunnen de cutterzuigers onmogelijk
doorgaan met baggeren. ‘Dat betekent
dat we aanpassingen en onderhoud probe­
De ontwateringszeven
onderin de
zandtoren.
ren uit te stellen tot de wintermaanden.’
Boskalis Dolman heeft zeven jaar nodig om
de Fox River van pcb te ontdoen. Als de klus
is geklaard, wil het bedrijf de installatie inpakken
en naar een volgende locatie verhuizen.
‘De levensduur van de persen bedraagt
naar verwachting namelijk vijftien jaar.’
www.boskalisdolman.nl
www.foxrivercleanup.com
13 november 2009Ede ingenieurE18 39
FoTo PAuL robbe