Das Vorhandensein großer Mengen von Sedimenten in städtischen Entwässerungssystemen führt zu Rohrverstopfungen und Überschwemmungsverschmutzungen bei Regen. Ultraschall als saubere physikalische Behandlungsmethode kann die Stabilität der Sedimente zerstören und so die Entfernung von Sedimenten in der Trockenzeit ermöglichen, um die Funktion der Kanalisation aufrechtzuerhalten. Zur Erforschung der Machbarkeit des Einsatzes von Ultraschalltechnik für die tatsächliche Reinigung und der optimalen Behandlungsbedingungen wurde ein orthogonales Experiment entworfen, um die Ultraschallreinigungseffekte und den Einfluss von fünf Schlüsselfaktoren zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Sedimentablagerungen in den Rohren nach der Ultraschallbehandlung erheblich verbesserten, die Scherfestigkeit der behandelten Sedimente auf 26,4 % bis 91,5 % der Kontrollgruppe gesenkt wurde, und die adhäsiven extrazellulären Polymere (EPS) in den Sedimenten stark abgebaut wurden. Korrelationsanalysen zeigen, dass die Zerstörung von EPS ein wichtiger Grund für die Verringerung der Erosionsbeständigkeit der Sedimente ist. Die Reihenfolge des Einflusses der fünf Schlüsselfaktoren auf die Ultraschallreinigung lautet: Ultraschallleistung > Abstand der Sonde zur Schlammbodenfläche > Wirkzeit > Sedimentdicke > Ultraschallfrequenz. Die optimalen Bedingungen für die Ultraschallreinigung sind: Leistung 220 W, Frequenz 50 kHz, Behandlungszeit 200 s, Abstand zur Schlammbodenfläche 3 cm. Die Auswirkung der Reinigung auf die Sedimentdicke wurde untersucht und zeigte, dass die Ultraschallreinigung für Sedimente mit einer Dicke von nicht mehr als 7 cm wirksam ist, mit einer deutlichen Abschwächung darüber hinaus. Darauf basierend wurden die Veränderungen der Eigenschaften der Sedimente entlang der Tiefe nach der Ultraschallwirkung weiter untersucht.

Rohrsedimente;Ultraschallreinigungstechnologie;orthogonales Experiment;Erosionsbeständigkeit;extrazelluläre Polymere