冰漿清管技術在城鎮(zhèn)供水管道清洗中的應用

施 凱，陳志偉，程志強，彭秀華

(蘇州吳中供水有限公司，江蘇 蘇州 215100)

經(jīng)過多年發(fā)展以后，供水行業(yè)已經(jīng)基本上建立了較為完善的從源頭到龍頭的飲用水水質安全保障體系，自來水廠的處理工藝水平和供水水質也有了大幅提升。然而，在優(yōu)質的出廠水和用戶獲得的龍頭水水質之間還是存在著一定差距，相關部門接到區(qū)域性和突發(fā)性的水質投訴時有發(fā)生[1-5]。管網(wǎng)水質之所以變差，其根源是自來水在輸配過程中不可避免地受到管網(wǎng)二次污染。目前，國內水司實施管網(wǎng)水質管理的最重要手段之一就是管道清洗，《城鎮(zhèn)水務2035年行業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》也提出：各地要根據(jù)當?shù)厮|特點、管道材質、管網(wǎng)運行狀況等特點，盡快建立輸配管網(wǎng)清洗制度，結合管網(wǎng)水質監(jiān)測，規(guī)范各級管網(wǎng)清洗運營工作。目前常見管道清洗方法有單向水沖洗法、高壓水射流清洗法、氣水脈沖清洗法等[6-9]。

國內某公司在綜合比較分析現(xiàn)有管道清洗方法優(yōu)缺點的基礎上，研發(fā)了一種新的管道清洗技術——冰漿清管技術[10-11]，同時依托該技術生產(chǎn)了兩種不同型號的冰漿清管特種車輛，單臺車輛的儲冰量分別為6和10 m3，并在多個現(xiàn)實場景進行了成功應用。筆者主要介紹了冰漿清管技術在城鎮(zhèn)供水管道清洗中的應用案例，旨在為廣大水司提供新的技術參考。

1 冰漿清管實施作業(yè)前的準備

采用冰漿清洗城鎮(zhèn)供水管道操作簡單，清洗步驟主要包括隔離管道、注入冰漿、開啟閥門、清洗管道和恢復性沖洗。

對供水管道實施冰漿清洗前需完成以下準備工作：

① 核對需啟閉閥門的數(shù)量和位置；

② 核查需啟閉閥門是否正常，如不能正常啟閉需及時更換；

③ 提前通知清洗期間的停水用戶，發(fā)布停水通知；

④ 冰漿清洗作業(yè)時車輛臨時占道停車需與交通部門協(xié)調；

⑤ 清洗作業(yè)涉及的需拆除的管線附屬設施，如水表等，需進一步確認其拆除狀態(tài)；

⑥ 冰漿注入口宜使用消火栓，條件不具備時，可在清洗管道前端的合適位置連接一個臨時注入短管；

⑦ 清洗廢水排放口宜使用消火栓，條件不具備時，可在清洗管道末端的合適位置連接一個臨時排放短管；

⑧ 冰漿清洗的上游管道水壓需至少達到0.2 MPa，條件不具備時，可通過附近管網(wǎng)的閥門調度等方法滿足清洗水壓的要求；

⑨ 現(xiàn)場查勘過程中，對發(fā)現(xiàn)的圖紙與實地不一致的管線點位和附屬設施等，應在圖紙上進行標注說明。

2 冰漿清管實施案例

2.1 清洗案例一

某小區(qū)約有81戶居民，供水管道為DN200球墨鑄鐵管，于2008年建設運行，此次清洗管道全長約530 m。圖1箭頭所示方向為該小區(qū)清洗管道。

圖1 某小區(qū)冰漿清洗管道范圍Fig.1 Schematic diagram of ice slurry cleaning pipeline in a residential area

此次清洗主控閥門為DN200閘閥F1，清洗時逐個關閉小區(qū)梯口閥門F2～F21，冰漿注入口、廢水排放口均為小區(qū)消防栓，以銀藏路DN400市政供水管道作為清洗水源。清洗廢水照片見圖2，清洗廢水濁度變化見圖3。

圖2 某小區(qū)供水管道冰漿清洗廢水Fig.2 Ice slurry cleaning wastewater from a residential area water supply pipeline

圖3 某小區(qū)供水管道冰漿清洗廢水濁度變化Fig.3 Turbidity change of ice slurry cleaning wastewater from a residential area water supply pipeline

由圖2、圖3可以看出，該小區(qū)供水管道內部環(huán)境很差，積存的泥渣等污染物較多，肉眼可見清洗廢水幾乎呈泥漿狀態(tài)，清洗廢水濁度更是高達4 140 NTU。此外，通過相關公式計算得到，此次冰漿清洗沖出的管道沉積物質量為15.12 kg，折合28.53 kg/km，達到預期清洗效果。

老舊小區(qū)居民的水質投訴一直是各水司的痛點，一般情況下水司會對小區(qū)內供水管道進行放水沖洗，但是收效甚微，有的地方也會更換部分老舊管道，但是成本很高。冰漿清管技術可以顯著提升供水管道內的清潔程度，有效解決管網(wǎng)二次污染，提升管網(wǎng)水質，且清洗作業(yè)時間短，能快速恢復供水，對用戶用水影響小；同時，可以節(jié)省沖洗用水50%以上、節(jié)省沖洗用時50%以上，清洗成本僅為建設成本的1/30～1/20。

2.2 清洗案例二

某市政供水管道建設于2012年，為DN200球墨鑄鐵管，管段長度為240 m。清洗過程中以上游消火栓作為冰漿注入點、下游消火栓作為廢水排出點，無需開挖，快連快接，操作方便。擬計劃對該管道進行兩次清洗，清洗用冰量等條件完全一致，對比前后兩次清洗效果，判斷冰漿清管效果，見圖4、圖5。

圖4 某市政供水管道冰漿清洗廢水Fig.4 Ice slurry cleaning wastewater from a municipal water supply pipeline

從圖4、圖5可以看出，第一次清洗時，由于管道內積存的泥沙、管垢等較多，清洗廢水水樣顏色很深，其最高濁度達到1 197 NTU，濁度波峰持續(xù)時間約為3.5 min；經(jīng)過第一次清洗后，由于大部分沉積物已經(jīng)被清洗掉，管道內環(huán)境顯著改善，所以第二次清洗廢水水樣顏色較第一次明顯變淺，清洗廢水濁度峰值僅約為337 NTU，濁度波峰持續(xù)時間約為2.2 min。對比2次清洗水樣可以看出，冰漿清管技術能高效去除管道內積存的泥沙、管垢等沉積物，改善管道內部環(huán)境，保障管網(wǎng)水水質安全。

圖5 某市政供水管道冰漿清洗廢水濁度變化Fig.5 Turbidity change of cleaning wastewater from a municipal water supply pipeline

通過相關公式計算得到，第一次冰漿清洗沖出的管道沉積物質量為2.94 kg，折合12.24 kg/km；第二次冰漿清洗沖出的管道沉積物質量為0.25 kg，折合1.04 kg/km。這也再次表明，老舊市政管線經(jīng)冰漿清管技術清洗后，管道內大部分污染物被去除，清洗效果顯著。

3 結論

冰漿清管技術是一種以冰漿作為介質來清洗管道的技術，目前國內采用該技術進行供水管道清洗的水司還較少。實際清洗案例表明，該技術能有效去除供水管道內積存的泥渣等污染物，有效改善管道內部環(huán)境，提升管網(wǎng)水質，且清洗時管道無需開挖，快連快接，操作方便，對管道無損傷，清洗成本低，為水司清洗供水管道提供了一個新的選擇。