老城区污水管道沉积物清淤高压水射流技术研究

陈国荣; 赵青霞; 罗桂军; 童设华; 刘键; 李伟; 徐超; 龚维友; 刘智峰

doi:10.12153/j.issn.1674-991X.20220055

老城区污水管道沉积物清淤高压水射流技术研究

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220055

陈国荣^1,,
赵青霞²,
罗桂军¹,
童设华^{2, 3},
刘键¹,
李伟¹,
徐超¹,
龚维友⁴,
刘智峰^2, ,

1.
中建五局土木工程有限公司
2.
湖南大学环境科学与工程学院
3.
湖南大隆环境科技有限公司
4.
湖南峰晟环境科技有限公司

基金项目: 企业立项项目冲积平原老城区重力流污水管道高效清淤技术研究（cscec5b-2020-32）

详细信息

作者简介:
陈国荣（1978—），男，高级工程师，主要从事环境治理研究，30598127@qq.com

通讯作者:
刘智峰（1983—），男，副教授，博士，主要从事固体废物处理处置、土壤修复和水污染治理等研究，zhifengliu@hnu.edu.cn

中图分类号: TU992,X703
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出版历程
- 收稿日期: 2022-01-19

Research on high-pressure water jet technology for sediment dredging of sewage pipeline in old urban area

1.
China Construction Fifth Engineering Division Civil Engineering Co., Ltd.
2.
College of Environmental Science and Engineering, Hunan University
3.
Hunan Dalong Environmental Technology Co., Ltd.
4.
Hunan Fengsheng Environmental Technology Co., Ltd.

摘要

摘要:
以我国南方某县城区实际污水管道为研究对象，测定城区中居民小区与菜市场区域污水管道内沉积现状及沉积物的性质，通过各种清淤方法的对比，选择高压水射流法进行清淤工作，使用新型充气式污水管道封堵装置、清洗-吸泥一体化车辆以及KEG帝王喷头，进行喷头出口压力与喷头移动速度的正交试验，对比清淤效果、油耗、水耗、清淤时间及总成本，筛选高效低成本最佳清淤参数。结果表明：居民小区污水管道淤积程度为50%左右，菜市场污水管道淤积程度为40%~50%，居民小区管道内淤泥的流动性比菜市场好，选用较低喷头出口压力能满足清淤工作；适用于居民小区污水管道的最佳清淤参数为喷头出口压力9 MPa和喷头移动速度0.3 m/s，适用于菜市场污水管道的最佳清淤参数为喷头出口压力12 MPa和喷头移动速度0.3 m/s。
- 排水管道 /
- 沉积程度 /
- 沉积物性质 /
- 高压水射流法 /
- 设备运行参数
Abstract:
Taking the actual sewage pipeline in the urban area of a county in southern China as the research object, the sedimentation status and sediment properties of sewage pipelines in the residential quarter and vegetable market in the urban area were determined. By comparing various dredging methods, the high-pressure water jet method was selected for silting removal. The new inflatable sewage pipe plugging device, washing-suction integrated vehicle and KEG Emperor spray head were used. The orthogonal test of nozzle outlet pressure and nozzle moving speed was carried out to compare the silting effect, oil consumption, water consumption, silting time and total cost, and the best silting parameters with high efficiency and low cost were selected. The results showed that the degree of sewage pipeline silting in the residential quarter was about 50%, and that in the vegetable market was about 40%-50%. The fluidity of sludge in pipelines of the residential quarter was better than that of the vegetable market. Lower pressure at the nozzle outlet could satisfy sludge cleaning. The optimum dredging parameters for sewage pipes in the residential quarter were spray head outlet pressure 9 MPa and spray head movement speed 0.3 m/s, and the optimum dredging parameters for sewage pipes in the vegetable market were spray head outlet pressure 12 MPa and spray head movement speed 0.3 m/s.
- drainage piping /
- deposition degree /
- sediments properties /
- high pressure water jet method /
- equipment operation parameters

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图 1 试验区污水管段管道淤积现状（QV检测）

Figure 1. Pipeline silting status of sewage section in experimental area (QV detection)

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图 2 清淤后试验区污水管道现状（QV 检测）

Figure 2. Current situation of sewage pipeline in experimental area after silting (QV detection)

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图 3 居民小区试验耗油总量与耗水总量

Figure 3. Total oil and water consumption in residential quarter experiment

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图 4 菜市场试验耗油总量与耗水总量

Figure 4. Total oil and water consumption in vegetable market experiment

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表 1 管道内沉积物基本性质

Table 1. Basic properties of sediments in pipelines

管道区域	含水率/%	粒径分布/%					MLVSS/ （mg/L）	MLSS/ （mg/L）	密度/ （g/cm³）	黏度/ （Pa·s）	含油量/ （g/kg）
管道区域	含水率/%	<60目	60~ 100目	100~ 150目	150~ 300目	>300目	MLVSS/ （mg/L）	MLSS/ （mg/L）	密度/ （g/cm³）	黏度/ （Pa·s）	含油量/ （g/kg）
居民小区	72.01~ 78.83	0.86~ 1.04	43.84~ 4.16	74.88~ 81.12	15.36~ 16.64	0.96~ 1.04	157.44~ 170.56	208.32~ 225.68	2.37~ 2.59	11.856~ 13.104	2.19~ 2.37
菜市场	76.47~ 84.53	0.95~ 1.05	4.75~ 5.25	71.25~ 78.75	16.15~ 17.85	1.90~ 2.10	130.56~ 141.44	170.88~ 185.12	2.10~ 2.30	14.345~ 15.855	4.42~ 4.77

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表 2 居民小区管道试验清淤效果

Table 2. Effect of pipeline orthogonal experiments on silt removal in residential quarter

组别	喷头出口压力/MPa	移动速度/ （m/s）	清淤效果/%
组别	喷头出口压力/MPa	移动速度/ （m/s）	1次	2次	3次	4次
方案1	12	0.1	83.3	100
方案2	12	0.3	72.2	100
方案3	12	0.6	44.5	60.0	75.0	100.0
方案4	10	0.1	71.4	100.0
方案5	10	0.3	60.0	100
方案6	10	0.6	37.2	54.5	60.0	100
方案7	9	0.1	63.0	100
方案8	9	0.3	57.0	100
方案9	9	0.6	34.3	47.8	50.0	100

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表 3 菜市场管道试验清淤效果

Table 3. Effect of pipeline orthogonal experiments on silt removal in vegetable market

组别	喷头出口压力/MPa	移动速度/ （m/s）	清淤效果/%
组别	喷头出口压力/MPa	移动速度/ （m/s）	1次	2次	3次	4次	5次	6次
方案1	12	0.1	43.7	55.5	100
方案2	12	0.3	31.3	47.7	60.9	100
方案3	12	0.6	6.3	6.7	8.9	13.7	13.6	15.8
方案4	10	0.1	25.0	29.2	52.9	100
方案5	10	0.3	15.6	20.4	25.6	37.5	70.0	100
方案6	10	0.6	4.7	4.9	10.3	11.5	13.1	15.0
方案7	9	0.1	15.6	18.5	27.3	37.5	65.0	100
方案8	9	0.3	6.3	6.7	10.7	12.0	15.9	19.0
方案9	9	0.6	3.1	3.2	6.7	8.7	9.8	13.0

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表 4 居民小区管道清淤试验全过程时间成本及总成本

Table 4. Time cost and total cost of pipeline desilting experiment in residential quarter

组别	时间/min							成本/（元/m）
组别	现场勘探及毒气检测	QV内窥检测	封堵和抽水	冲洗和吸泥	拆堵	转运	总计	冲洗和吸泥段	总计
方案1	15	5	40	17.33	10	5	92.33	3.96	69.94
方案2	15	5	40	8.44	10	5	83.44	2.75	66.47
方案3	15	5	40	12.44	10	5	87.44	2.28	67.08
方案4	15	5	40	17.33	10	5	92.33	3.90	69.53
方案5	15	5	40	8.44	10	5	83.44	2.73	66.31
方案6	15	5	40	12.44	10	5	87.44	2.27	67.02
方案7	15	5	40	17.33	10	5	92.33	3.83	69.13
方案8	15	5	40	8.44	10	5	83.44	2.71	66.21
方案9	15	5	40	12.44	10	5	87.44	2.25	66.94

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表 5 菜市场管道清淤试验全过程时间及总成本

Table 5. Time cost and total cost of pipeline desilting experiment in vegetable market

组别	时间/min							成本/（元/m）
组别	现场勘探及毒气检测	QV内窥检测	封堵和抽水	冲洗和吸泥	拆堵	转运	总计	冲洗和吸泥段	总计
方案1	15	5	40	26.00	10	5	101.00	5.44	72.53
方案2	15	5	40	16.89	10	5	91.89	2.81	68.74
方案3	15	5	40	>18.67	10	5	>93.67	>2.49	>56.69
方案4	15	5	40	34.67	10	5	109.67	6.01	74.20
方案5	15	5	40	25.33	10	5	100.33	3.57	70.57
方案6	15	5	40	>18.67	10	5	>93.67	>2.42	>55.62
方案7	15	5	40	52.00	10	5	127.00	7.33	77.74
方案8	15	5	40	>25.33	10	5	>100.33	>3.27	>57.47
方案9	15	5	40	>18.67	10	5	>93.67	>2.10	>56.30

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