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Applicability of solidifica0on/stabiliza0on for the direct treatment of hydraulic dredging sludges in geotex0le tubes Marine Infrastructure Na/onal Workshop, Quebec, February 23, 2016 16 III. Work completed Phase 1 : S/S treatment of «se3led» sediments o Phase 1B : Formula;on and prepara;on of mixtures Material Mixing of addi0ves Physical and chemical tes0ng Characterisa0on of sediments

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Applicability  of  solidifica0on/stabiliza0on  for  the  direct  treatment  of  hydraulic  dredging  sludges  in  geotex0le  tubes  Marine  Infrastructure  Na/onal  Workshop,  Quebec,  February  2-­‐3,  2016   16  

III.  Work  completed  

Phase  1  :  S/S  treatment  of  «se3led»  sediments    

o  Phase  1B  :  Formula;on  and  prepara;on  of  mixtures  

   

 

   

Material   Mixing  of  addi0ves  

Physical  and  chemical  tes0ng    

Characterisa0on  of  sediments    

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Applicability  of  solidifica0on/stabiliza0on  for  the  direct  treatment  of  hydraulic  dredging  sludges  in  geotex0le  tubes  Marine  Infrastructure  Na/onal  Workshop,  Quebec,  February  2-­‐3,  2016   17  

III.  Work  completed    

Phase  1  :  S/S  treatment  of  «  se3led  »  sediments    o  Phase  1C  :  Assessment  of  performance  

 

 

Control tests Comparative values (MDDELCC guidelines to apply S/S treatment for contaminated soils)

Physical  tests  —      Flexural  strength  (  to  28  days)   -­‐  

—      Compression  strength  (to  28  days)   >  3,5  MPa  

—      Hydraulic  conduc0vity   <  10-­‐7  cm/s  

—      Physical  altera0on                (freeze/thaw  or  drying/weTng)    

<  10  %  loss  aVer  12  cycles  

Chemical  tests  —    Leaching  SPLP   <  potability  criteria  

—    Water    leaching   <  potability  criteria  

—    Diffusivity  (leachability  index)   >  9  

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Applicability  of  solidifica0on/stabiliza0on  for  the  direct  treatment  of  hydraulic  dredging  sludges  in  geotex0le  tubes  Marine  Infrastructure  Na/onal  Workshop,  Quebec,  February  2-­‐3,  2016   18  

III.  Work  completed  

Phase  2  :  S/S  treatment  of  «liquid»  sediments  

 o  Phase  2A  :  Performance  assessment  program  

o  Solidified  material  :  same  program  as  for  Phase  1  

           (physical  and  chemical  tests)    

o  Filtrate:  Addi0onal  performance  assessment  program  —  Total  and  dissolved  metals  —  pH  and  redox  poten0al  —  Electrical  conduc0vity    —  Turbidity  and  suspended  solids  —  Chemical  oxygen  demand  (COD)  —  Anions  —  Ammonia  —  Total  and  dissolved  organic  carbon  (TOC  and  DOC)  

   

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III.  Work  completed    

Phase  2  :  S/S  treatment  of  «liquid»  sediments    

o  Phase  2B  :  Determining  flocculant  dosage  o  Jar  tests  :  

—   Concentra0on  of  polymer  solu0ons  :    0.1%,  0.2%,  0.3%  et  0.4%    —   Polymer  type  (ca0on,  anion)  —   Compa0bility  with  S/S  treatment  

   

 

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III.  Work  completed  

Phase  2  :  S/S  treatment  of  «liquid»  sediments    

o  Phase  2B  :  Determining  flocculant  dosage  o  Selected  polymer  (AQ  8539)  based  on  the  best  floccula0on  charateris0cs  :  

—  Floc  size  —  Sedling  rate  —  Supernatant  clearness  

Before  addi*on     A-er  addi*on  

Clear  supernatant  

Flocculated  solids  

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III.  Work  completed  

Phase  2  :  S/S  treatment  of  «liquid»  sediments  

o  Phase  2C  :  Se3ling/filtra;on  column  test    

   

Geotex*le  membrane  

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III.  Work  completed  

Phase  2  :  S/S  treatment  of  «liquid»  sediments  

o  Phase  2C  :  Se3ling/filtra;on  column  test  o  Small  scale  column  tests:  

•  Sediment  +  S/S  treatment  +  polymer  •  Sediment  +  polymer  

 

   Before  treatment   A-er  treatment  

Solidified  material  retained  on  the  filter  (geotex*le)  

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Applicability  of  solidifica0on/stabiliza0on  for  the  direct  treatment  of  hydraulic  dredging  sludges  in  geotex0le  tubes  Marine  Infrastructure  Na/onal  Workshop,  Quebec,  February  2-­‐3,  2016   23  

III.  Work  completed    

Phase  2  :  S/S  treatment  of  «liquid»  sediments    

o  Phase  2D  :  Geotex;le  tube  injec;on  test    o  Laboratory  prototypical  treatment  unit  to  simulate  a  direct  coupled  S/S  and  

polymer  treatment  during  the  pumping  of  hydraulically  dredged  sediments  into  a  geotex0le  tube  

 

     Hydraulically  dredged  

sediments  to  be  treated  

S/S  sludge   Flocculant  

Geotex*le  tube  

Floccula*on  

General  illustra;on  of  the  pumping  system    

Homogeniza*on  

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III.  Work  completed  

Phase  2  :  S/S  treatment  of  «liquid»  sediments  

o  Phase  2D  :  Geotex;le  tube  injec;on  test    o  Conduct  compara0ve  injec0on  tests  (with  and  without  S/S  treatment)  

o  «Liquid»  sediments  :  dry-­‐solids  content  of  approx.  15%                                        (dilu0on  of  same  sediments  as  for  Phase  1)  

   

Material  before  treatment   Material  aVer  treatment   Water  (filtrate)  aVer  treatment  

Solidified  material  extracted  from  the  geotex*le  tube  

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IV.  Results  

Phase  1  :  Performance  assessment  of  S/S  treatment  on  «se3led»  sediments  

 

 

Control tests

Comparative values (MDDELCC guidelines to apply S/S treatment for contaminated soils)

Results

Physical  tests  —      Flexural  strength  (at  28  days)   -­‐   0,6  -­‐  1,6  MPa  

—      Compression  strength  (at  28  days)   >  3,5  MPa   2,0  -­‐  5,0  MPa  

—      Hydraulic  conduc0vity   <  10-­‐7  cm/s   10-­‐8  -­‐  10-­‐9  cm/s  

—      Physical  altera0on   <  10  %  loss  aVer    12  cycles  (freeze/thaw  or  drying/weTng)  

<  1%  aWer  56  cycles  (drying/weTng)  

Chemical  tests  —    Leaching  SPLP   <  potability  criteria   <  potability  criteria  

—    Water  Leaching     <  potability  criteria   <  potability  criteria  

—    Diffusivity  (leachability  index)   >  9   >  10  

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IV.  Results  

Phase  2  :  Assessment  of  treatment  performance  on  «liquid»  sediments    

o Results  being  processed  for  

–  Filtrate  

–  Solidified  sediments  

Solidified  material  extracted  from  the  geotex*le  tube  

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Conclusions  

 Summary    

o   Development  of  a  new  treatment  process  for  contaminated  hydraulically  dredged  sediments:  

—    Coupling  of  solidifica0on/stabiliza0on  with  dewatering  in  geotex0le  tubes    

o  S/S  treatment  of  contamined  material  :  —      Decrease  in  contaminant  mobility  —      Encapsula0on  of  contaminants  in  a  monolithic  matrix  —      Improvement  of  mechanical  proprie0es  of  materials  

o  Dewatering  in  geotex0le  tubes:  —      Control  of  suspended  solids  during  dewatering  of  hydraulically  dredged  sediments  

 

   

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Conclusions  

 

o   Suitability  and  benefits  of  this  innova;ve  process  

o  Recovery  and  reuse  of  fine  –grained  sediments,  which  are  commonly  regarded  as  waste  (e.g.  without  geotechnical  applicability),  for  construc0on/civil  engineering  applica0ons  

o  Stabiliza0on  and  encapsula0on  of  contamina0on  in  a  cemen00ous  matrix  

o  Strengthening  of  sediments  allowing  the  integra0on  of  the  treated  material  in  structural  works  (dike  cores,  plamorm,  embankments)  

 

 

   

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Thank  you  for  your  a3en;on!              

                                                                                                                                           Ques0ons  …  

 

 

   

JEAN-PHILIPPE BOUDREAULT, ing. [email protected]

VALERI MAMBILO [email protected]

JEAN-SÉBASTIEN DUBÉ, ing., Ph.D. [email protected]