國內(nèi)外供水企業(yè)普遍使用清洗的方法用以改善和提高供水管網(wǎng)輸水水質(zhì),解決管網(wǎng)二次污染問題。目前清除供水管道生長環(huán)的方法主要有單向清洗法、高壓水射流清洗法、刮管法、氣水脈沖清洗法等。本課題試驗采用填料式氣水脈沖清洗技術(shù),在已經(jīng)趨于成熟的氣水脈沖的方法上加以改進。(1)單向清洗法:傳統(tǒng)清洗方法又稱點清洗,是指打開供水管網(wǎng)中指定位置的消火栓進行清洗,直到出水的濁度、色度、余氯等指標達到飲用水水質(zhì)標準規(guī)定的限值。
傳統(tǒng)清洗方法
其打開消火栓是無序的,沒有采取關(guān)閉閥門等措施控制流向,因此清洗效果不明顯。單向清洗方法是對傳統(tǒng)清洗法的改進,通過關(guān)閉閥門和調(diào)整打開的消火栓個數(shù)來控制水的流向和流速,各清洗區(qū)域互不影響,克服了傳統(tǒng)清洗方法的弊端,能夠有效改善管網(wǎng)水水質(zhì)。通常松軟的積垢可用提高水流的流速進行清洗,每次清洗的管線長度為100~200m,清洗流速為平時供水速度的3~5倍。一般情況下水流速度控制在1.2m/s以上,就可以沖掉附著在管壁的生物膜、腐蝕結(jié)垢物等沉積物,但壓力不應(yīng)高于允許值。國外多采用此種方法進行清洗,因為它不需要斷管,僅利用管道本身的一些附屬設(shè)備進行除垢,適合中、小型管道的清洗,但這種方法受限于管道的長度,并且清洗水量消耗較多。
高壓水射流清洗
高壓水射流清洗是物理清洗中一項重要的新技術(shù),它根據(jù)不同的清洗對象和要求,采用適合的射流形式和執(zhí)行機構(gòu),利用射流很高的沖擊動能,連續(xù)不斷地對被清洗基體進行打擊、沖蝕、剝離、切除以達到清除基體污垢的目的。高壓水射流可除去用化學(xué)方法不能或難以清洗的特殊垢層,如水垢、塵垢、銹層、油垢、烴類殘渣、各種涂層、混凝土、結(jié)焦、樹脂層、顏料、橡膠、石膏、塑料、微生物污泥、高分子聚合垢等。高壓水射流除銹的機理是利用射流的打擊力作用于銹層表面,同時高速切向流產(chǎn)生水楔作用,擴展銹層裂紋,繼而在水流沖刷作用下將銹蝕去除。由于它是濕法除銹,不產(chǎn)生粉塵,安全衛(wèi)生,勞動條件好,對環(huán)境無污染。高壓水射流清洗技術(shù)是一種新興技術(shù)及工藝,適用于各類容器與管道內(nèi)外壁的清洗除銹,具有適用范圍廣、效果好,省水、無腐蝕、無污染的特點。高壓水射流技術(shù)目前可做到最大一次清洗長度為 300~400m,但是清洗工作需要使用超高壓設(shè)備,對操作工人的素質(zhì)和防護裝備的要求高。
刮管法
刮管法清垢機理主要有兩種,一是清管器的磨擦、刮削作用,使結(jié)垢剝離破碎;二是清管器周圍泄漏的流體產(chǎn)生的沖力對附著于管壁上的結(jié)垢及剝離的污垢產(chǎn)生沖刷、粉化作用,并產(chǎn)生攪拌力將清洗下來的污垢懸浮分散排送出去。堅硬的結(jié)垢可以用機械刮管方式去除,刮管器有多種形式,利用鋼絲繩等使其在積垢的管道內(nèi)來回拖動。另一種刮管方法為彈性沖管器法(PIG),該技術(shù)是國內(nèi)外比較成熟的管道清洗技術(shù)。彈性沖管器法是利用充氣的特制工具來刮掉管道內(nèi)壁的附著物。使用清管器清洗管道,可針對軟硬不同的銹蝕、結(jié)垢,選用不同形式的清管器,既可除掉管道內(nèi)的銹蝕結(jié)垢物,也能對新排管道通水前進行清除,并且節(jié)水、高效。清管器刮管方法適用于DN100 以上的各種口徑管道除垢工作,一次清管長度可由幾十米到幾千米,只要管道沒有變徑,可通過任何角度的彎管和閥門(除蝶閥外),進行長距離清管。清管時施工停水時間短,一般 100 米的管道,只用一天就可以清洗干凈,并恢復(fù)供水。缺點是目前國內(nèi)還沒有與刮管法配套的襯里技術(shù),可能會破壞管道內(nèi)防腐層,加速管網(wǎng)的腐蝕速度。另外,除銹效果也不是很好。
氣水脈沖法
氣水脈沖法是哈爾濱工業(yè)大學(xué)給水排水系統(tǒng)研究所于多年前提出的一種新的給水管網(wǎng)清洗技術(shù),經(jīng)過努力搭建了一套試驗平臺進行了多次試驗,得到一些試驗數(shù)據(jù),為現(xiàn)場清洗試驗奠定了一定基礎(chǔ)。氣水脈沖是高頻高壓,使管道內(nèi)流態(tài)變?yōu)槲闪鳎a(chǎn)生水錘對管壁生長環(huán)造成強烈的沖擊作用。使用水氣脈沖發(fā)生設(shè)備,壓縮空氣通過脈沖發(fā)生裝置以脈沖的形式進入管道內(nèi),沿著管壁產(chǎn)生螺旋切向力,同時像脈沖波一樣釋放高頻率高能量,動量轉(zhuǎn)化為沖量將管壁生長環(huán)沖刷下來。由于是動態(tài)的清洗,脈沖可交替的產(chǎn)生氣壓和常壓,所以當小于飽和蒸汽壓時,就會頻繁的發(fā)生氣穴現(xiàn)象,使得生長環(huán)不斷剝落。交替的壓力使流量突然發(fā)生變化,壓力的急劇升高和下降會造成水錘現(xiàn)象,有助于生長環(huán)的去除。另外,脈沖能夠產(chǎn)生“彈性”加速流量,加強了紊流狀態(tài)和慣性剪切力,以完全的清洗管道。