冰漿清管技術在城鎮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)

經過多年發展以后，供水行業已經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，相關部門接到區域性和突發性的水質投訴時有發生[1-5]。管網水質之所以變差，其根源是自來水在輸配過程中不可避免地受到管網二次污染。目前，國內水司實施管網水質管理的最重要手段之一就是管道清洗，《城鎮水務2035年行業發展規劃綱要》也提出：各地要根據當地水質特點、管道材質、管網運行狀況等特點，盡快建立輸配管網清洗制度，結合管網水質監測，規范各級管網清洗運營工作。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有管道清洗方法優缺點的基礎上，研發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 冰漿清管實施作業前的準備

采用冰漿清洗城鎮供水管道操作簡單，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，發布停水通知；

④ 冰漿清洗作業時車輛臨時占道停車需與交通部門協調；

⑤ 清洗作業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；

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，可通過附近管網的閥門調度等方法滿足清洗水壓的要求；

⑨ 現場查勘過程中，對發現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清洗管道。

圖1 某小區冰漿清洗管道范圍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梯口閥門F2～F21，冰漿注入口、廢水排放口均為小區消防栓，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，該小區供水管道內部環境很差，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，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，有效解決管網二次污染，提升管網水質，且清洗作業時間短，能快速恢復供水，對用戶用水影響小；同時，可以節省沖洗用水50%以上、節省沖洗用時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，濁度波峰持續時間約為3.5 min；經過第一次清洗后，由于大部分沉積物已經被清洗掉，管道內環境顯著改善，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，改善管道內部環境，保障管網水水質安全。

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境，提升管網水質，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。