冰浆清管技术在城镇供水管道清洗中的应用

施 凯，陈志伟，程志强，彭秀华

(苏州吴中供水有限公司，江苏 苏州 215100)

经过多年发展以后，供水行业已经基本上建立了较为完善的从源头到龙头的饮用水水质安全保障体系，自来水厂的处理工艺水平和供水水质也有了大幅提升。然而，在优质的出厂水和用户获得的龙头水水质之间还是存在着一定差距，相关部门接到区域性和突发性的水质投诉时有发生[1-5]。管网水质之所以变差，其根源是自来水在输配过程中不可避免地受到管网二次污染。目前，国内水司实施管网水质管理的最重要手段之一就是管道清洗，《城镇水务2035年行业发展规划纲要》也提出：各地要根据当地水质特点、管道材质、管网运行状况等特点，尽快建立输配管网清洗制度，结合管网水质监测，规范各级管网清洗运营工作。目前常见管道清洗方法有单向水冲洗法、高压水射流清洗法、气水脉冲清洗法等[6-9]。

国内某公司在综合比较分析现有管道清洗方法优缺点的基础上，研发了一种新的管道清洗技术——冰浆清管技术[10-11]，同时依托该技术生产了两种不同型号的冰浆清管特种车辆，单台车辆的储冰量分别为6和10 m3，并在多个现实场景进行了成功应用。笔者主要介绍了冰浆清管技术在城镇供水管道清洗中的应用案例，旨在为广大水司提供新的技术参考。

1 冰浆清管实施作业前的准备

采用冰浆清洗城镇供水管道操作简单，清洗步骤主要包括隔离管道、注入冰浆、开启阀门、清洗管道和恢复性冲洗。

对供水管道实施冰浆清洗前需完成以下准备工作：

① 核对需启闭阀门的数量和位置；

② 核查需启闭阀门是否正常，如不能正常启闭需及时更换；

③ 提前通知清洗期间的停水用户，发布停水通知；

④ 冰浆清洗作业时车辆临时占道停车需与交通部门协调；

⑤ 清洗作业涉及的需拆除的管线附属设施，如水表等，需进一步确认其拆除状态；

⑥ 冰浆注入口宜使用消火栓，条件不具备时，可在清洗管道前端的合适位置连接一个临时注入短管；

⑦ 清洗废水排放口宜使用消火栓，条件不具备时，可在清洗管道末端的合适位置连接一个临时排放短管；

⑧ 冰浆清洗的上游管道水压需至少达到0.2 MPa，条件不具备时，可通过附近管网的阀门调度等方法满足清洗水压的要求；

⑨ 现场查勘过程中，对发现的图纸与实地不一致的管线点位和附属设施等，应在图纸上进行标注说明。

2 冰浆清管实施案例

2.1 清洗案例一

某小区约有81户居民，供水管道为DN200球墨铸铁管，于2008年建设运行，此次清洗管道全长约530 m。图1箭头所示方向为该小区清洗管道。

图1 某小区冰浆清洗管道范围Fig.1 Schematic diagram of ice slurry cleaning pipeline in a residential area

此次清洗主控阀门为DN200闸阀F1，清洗时逐个关闭小区梯口阀门F2～F21，冰浆注入口、废水排放口均为小区消防栓，以银藏路DN400市政供水管道作为清洗水源。清洗废水照片见图2，清洗废水浊度变化见图3。

图2 某小区供水管道冰浆清洗废水Fig.2 Ice slurry cleaning wastewater from a residential area water supply pipeline

图3 某小区供水管道冰浆清洗废水浊度变化Fig.3 Turbidity change of ice slurry cleaning wastewater from a residential area water supply pipeline

由图2、图3可以看出，该小区供水管道内部环境很差，积存的泥渣等污染物较多，肉眼可见清洗废水几乎呈泥浆状态，清洗废水浊度更是高达4 140 NTU。此外，通过相关公式计算得到，此次冰浆清洗冲出的管道沉积物质量为15.12 kg，折合28.53 kg/km，达到预期清洗效果。

老旧小区居民的水质投诉一直是各水司的痛点，一般情况下水司会对小区内供水管道进行放水冲洗，但是收效甚微，有的地方也会更换部分老旧管道，但是成本很高。冰浆清管技术可以显著提升供水管道内的清洁程度，有效解决管网二次污染，提升管网水质，且清洗作业时间短，能快速恢复供水，对用户用水影响小；同时，可以节省冲洗用水50%以上、节省冲洗用时50%以上，清洗成本仅为建设成本的1/30～1/20。

2.2 清洗案例二

某市政供水管道建设于2012年，为DN200球墨铸铁管，管段长度为240 m。清洗过程中以上游消火栓作为冰浆注入点、下游消火栓作为废水排出点，无需开挖，快连快接，操作方便。拟计划对该管道进行两次清洗，清洗用冰量等条件完全一致，对比前后两次清洗效果，判断冰浆清管效果，见图4、图5。

图4 某市政供水管道冰浆清洗废水Fig.4 Ice slurry cleaning wastewater from a municipal water supply pipeline

从图4、图5可以看出，第一次清洗时，由于管道内积存的泥沙、管垢等较多，清洗废水水样颜色很深，其最高浊度达到1 197 NTU，浊度波峰持续时间约为3.5 min；经过第一次清洗后，由于大部分沉积物已经被清洗掉，管道内环境显著改善，所以第二次清洗废水水样颜色较第一次明显变浅，清洗废水浊度峰值仅约为337 NTU，浊度波峰持续时间约为2.2 min。对比2次清洗水样可以看出，冰浆清管技术能高效去除管道内积存的泥沙、管垢等沉积物，改善管道内部环境，保障管网水水质安全。

图5 某市政供水管道冰浆清洗废水浊度变化Fig.5 Turbidity change of cleaning wastewater from a municipal water supply pipeline

通过相关公式计算得到，第一次冰浆清洗冲出的管道沉积物质量为2.94 kg，折合12.24 kg/km；第二次冰浆清洗冲出的管道沉积物质量为0.25 kg，折合1.04 kg/km。这也再次表明，老旧市政管线经冰浆清管技术清洗后，管道内大部分污染物被去除，清洗效果显著。

3 结论

冰浆清管技术是一种以冰浆作为介质来清洗管道的技术，目前国内采用该技术进行供水管道清洗的水司还较少。实际清洗案例表明，该技术能有效去除供水管道内积存的泥渣等污染物，有效改善管道内部环境，提升管网水质，且清洗时管道无需开挖，快连快接，操作方便，对管道无损伤，清洗成本低，为水司清洗供水管道提供了一个新的选择。