冰浆清洗，已成为供水管网管道清洗中的重要技术之一。冰浆兼具流体和固体的特性，能够帮助回收管道沉淀物，在实现管道清洗的同时帮助供水企业分析沉淀物成分，为管网稳定性研究提供参考。本文参考AWWA文献，再次解读冰浆清洗技术。
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图 冰浆清洗现场
沉积物评价
图 冰浆清洗后对沉积物的分析
根据对当前数据库中编制的定量重量分析数据的评估，单次冰浆清洗作业中去除的最高沉积物量为206.8磅/英里，每次作业中最小的去除量为0.09磅/英里，而冰清管技术的平均去除量为21.07磅/英里。
成分分析
进一步的评价是通过成分分析过程完成的。这一阶段使用从样品中去除的物质，如前所述，确定在清洗过程中去除的沉积物的主要成分。此外，三磷酸腺苷(ATP)测试用于评估沉积物中细菌的数量，这可以帮助确定许多细菌相关问题的原因。
在沉积物中发现的前三种矿物质是铁、锰和钙。在56%的时间里，铁一直是主要的矿物。锰在32%的时间里占主导地位，钙在12%的时间里占主导地位。
输配管网系统中铁和锰沉积物的存在通常与有色水、金属味和染色投诉有关，并且它可以挑战水务公司在保持余氯方面的努力。此外，这些沉积物的积累会污染管道，减少流量并影响系统压力。
这些金属物质通常是在水处理厂中被去除的目标。然而，它们在输水管道中的存在可能来自于长期的堆积，或者像铁的情况一样，来自于潜在的腐蚀活动。
图 金属物质的检出情况
钙是水中硬度组成中最常见的成分。来自水厂的，经过工艺处理和酸碱平衡的水，理论上不应该出现钙沉积物，但由于温度、压力和固体含量的变化，它们在输配系统中的存在并不罕见，这些变化会影响水垢的形成。
沉积物中存在有细菌并不代表管道系统就不安全，因为所发现的微生物种类都不受饮用水标准的管制。然而，在进行的47种成分分析中，32种含有常见的铁和锰氧化剂细菌。氧化铁和氧化锰的细菌将这些金属转变成更不溶的化合物，并促进这些金属氧化物的沉积。
相应地，在沉积物中确定铁或锰为主要矿物的30个样品中，26个样品中出现了与铁有关的细菌。这表明铁和锰细菌与沉积物中作为主要金属的铁或锰的存在有87%的相关性。
从ATP测试结果显示沉积物材料中存在的细菌数量来看，47个样本中有13个样本的细菌数量超过了生物膜通常开始形成的水平，并开始形成大量物质，可能堵塞管道系统并产生相关的流量和压力问题。除这些问题外，生物膜在配管中的积聚会影响消毒残留物和消毒副产物的形成。
这些关系可以指出输配系统中沉积物积聚的潜在原因，并指导维护程序，包括有效的管道清洁技术、处理过程和系统操作。下面的案例研究说明了冰清管获得的信息的实际应用，以及随后对作为该过程一部分收集的沉积物进行分析。
图 样本的分析为现场收集的水样的不同颜色提供了原因分析
案例研究：冰浆清洗的结果提供了水质信息
马萨诸塞州东南部的一个社区大约有15000户居民，由于其铸铁输配管网中铁和锰沉积物的积累，不断面临水质问题。这些矿物质会导致水变色，引起居民的抱怨，也会抑制水流，并在系统中产生压力问题。
尽管城市中的水处理厂使用了除铁和除锰技术，但这些矿物质在输配管网中积聚的情况并不罕见。这在地下水富含这些矿物质和管道材料为铸铁的地区尤为常见。
该地水务企业在两个独立的8英寸铸铁管道中应用了冰浆清洗技术。第一次是在4,600英尺长的管道中，总共清除了180磅的沉积物。这相当于每英里206磅。第二次是在4,700英尺长的管道中，去除的泥沙总量为42磅，相当于每英里47磅。
从第一次清洗运行中去除的沉积物中，成分分别是59%的钙，17%的铁，20%的锰，以及其他少量成分。从第二次清洗运行中去除的沉积物中，成分分别是47%的钙，39%的铁，14%的锰，以及其他少量成分。高钙含量在地下水中是常见的，而钙沉积物如碳酸钙的形成通常见于有机生物膜夹带铁和锰的基质中。
被清除走的沉积物中铁化合物的强烈存在表明管道系统中碎片的存在和潜在的腐蚀。有关去除的沉积物组成的知识可用于评估处理过程和系统操作。
然而，在如何最佳利用光纤技术以及如何根据不同的运营需求进行调整方面，还有更多工作要做。
来源：原文出自AWWA的J Opflow，原文标题《ICE PIGGING CREATES CLEAN MAINS AND WATER QUALITY INSIGHTS》
作者：Roger Miller, Eric Duderstadt, Paul Treloar
翻译：《净水技术》实习编辑 张龙龙，汇编于《对标国际·供水实践进展》，欢迎订阅。
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