研究针对地铁中央空调循环冷却水的浊度、硬度、电导率、菌藻等指标均高于一般中央空调的特点，提出了一套科学有效的地铁循环冷却水的处理方法。

本研究以某城市4个地铁站的中央空调循环冷却水为研究对象，采用四种水处理方法进行处理。结果表明：在地铁循环水系统中，物化法水处理——“射频物理场+自动投加药”，是一种最佳的水处理方法。

     地铁作为大容量快速交通系统，在整个城市客流运输中正扮演着越来越重要的角色。各大城市已经把地铁网络作为城市基础建设的重点。

地铁车站的冷却循环水系统作为车站空调系统重要的组成部分，其循环水水质情况将直接影响车站的空气质量及温度调节，车站内的环境与之息息相关。

根据调研发现，目前已运营的或正在建设的各个车站的水质处理较为简单，大多是在水循环系统的管道上串联电磁或电场的物理除垢仪，其处理成效并未得到系统、综合的评估。冷却水在循环过程中，如果未得到及时合适的处理，由于水的浊度和碱度高容易造成管道结垢或腐蚀，影响系统机组中的传热，影响机组的冷量发挥，增加管道水阻，同时菌藻滋生不但会形成粘泥污垢阻塞管道，而且易产生危害人类健康的各种细菌。大量研究表明，地铁站内空气均存在不同程度污染，这与大多数地铁站点为封闭或者半封闭式，主要依赖空调通风，而空调通风系统的新风均来自地面、公路旁边，而此处恰恰是汽车尾气污染的重点区域。同时通风系统内部污染较严重，特别是军团菌污染严重，在地铁冷却水中军团菌的检出率为45%-48%^[1-3]。

因此，对于地铁冷却水系统的水质处理进行系统、科学的研究是十分必要的，本论文通过试验，提出一套有效、科学的地铁循环水水质处理方法。推而广之，可以改善已建或在建的地铁车站的空气环境，节约能源，提高运营水平，意义十分重大。

选择运行环境、运行工况、设备管路材质、补水水质等相近的地铁冷却循环水系统。以某城市4个地铁站（A站、B站、C站、D站）的中央空调循环冷却水为研究对象，采用四种水处理方法进行处理，综合分析不同水处理方法的处理效果。为方便对比研究，各地铁站采取的水处理方法如下：

表1 试验站点和水处理方法

编号	站点	水处理方法
1	A站	化学法（人工投加药）
2	B站	物理法（高频电子场）
3	C站	物化法（高频电子场+人工投加药）
4	D站	物化法（射频物理场+自动投加药）

本研究的水质检测指标主要有：

              pH值；

              溶解性总固体（mg/L）；

              浊度（NTU）；

              菌落总数（cfu/mL）；

              硬度（mg/L）；

              电导率（μs/cm）

由连续三天对系统水质进行连续检测，绘制浊度、溶解性总固体、总硬度和电导率随时间的变化曲线得出：

①   D站中央空调循环冷却水的水质变化最小，系统水质最稳定。

②   A站和B站的中央空调循环冷却水水质变化较大，系统水质的稳定性差。

③   系统水质稳定性由大到小依次为：D站 > C站 > A站≈ B站。

对4个系统的水质进行连续检测，得出：

①  D站的中央空调循环冷却水水质最好。其浊度、溶解性总固体、总硬度、电导率的平均值均低于A站、C站、C站。

②  B站的中央空调循环冷却水水质最差。浊度最高为4.22 NTU，溶解性总固体为3440 mg/L，总硬度高达1213 mg/L，超过了工业循环冷却水处理设计规范（GB50050-2007）规定的指标。

③  4个地铁站的空调系统水质由好到差依次为：D站 > C站 > A站 > B站。

① 防腐蚀效果分析

在循环冷却水系统中的腐蚀主要为电化学腐蚀^[4]。电化学的腐蚀过程也就是一个原电池的工作过程，对于金属来说，水作为一种电解液，水中含有的阴阳离子越多，则电化学腐蚀越容易发生，水体的电导率就越高，同时水体浊度、溶解性总固体等指标也随之升高。所以通过检测水体电导率、浊度、溶解性总固体等指标判断系统腐蚀情况。

比较各站循环冷却水的电导率平均值，可以得出：D站的平均电导率为1531 μs/cm，C站的平均值1574 μs/cm，A的电导率平均值为3517 us/cm，B站的平均电导率为4260 us/cm。根据电导率判断系统防腐蚀效果，由好到差排序为：D站＞C站＞A站＞B站。

比较各站循环冷却水的溶解性总固体平均值，可以得出，D站溶解性总固体含量的平均值为1024.3 mg/L，其含量分别是C站、A站和B站的86.1%，39.7%和29.5%。根据溶解性总固体判断系统防腐蚀效果，由好到差排序为：D站＞C站＞A站＞B站。

比较各站循环冷却水的浊度平均值，可以得出，D站的平均浊度为1.44 NTU。 C站、A站、B站的平均浑浊度分别是其的2.08倍、2.73倍和3.15倍。根据浊度判断系统防腐蚀效果，由好到差排序为：D站＞C站＞A站＞B站。

从电导率、溶解性总固体、浊度三个指标分析结果均表明，系统防腐蚀效果，由好到差排序为：D站＞C站＞A站＞B站。

每种方法的防腐效果，按照由好到差进行排序为：物化法（射频物理场+自动投加药剂）＞物化法（高频电子场+人工投加药剂）＞化学法（人工投加药剂）＞物理法（高频电子场）。

 ② 阻垢效果分析

比较各站循环冷却水的总硬度平均值，可以得出，D站总硬度的平均值为487 mg/L，C站的平均值为484 mg/L，此两站的总硬度值最低。A站和B站的总硬度平均值分别为838 mg/L和1213 mg/L。

当温度为37℃时，碳酸盐结垢的极限值为500 mg/L。D站的总硬度平均值为487 mg/L，处于总硬度随温度变化的稳定区域；C站的总硬度平均值为484 mg/L，也处于稳定区域；而A站和B站处于硬度指标超过饱和浓度，处于结垢区域。说明D站及C站的除垢阻垢效果非常好。

每种方法的阻垢效果，按照由好到差进行排序为：物化法（射频物理场+自动投加药剂）＞物化法（高频电子场+人工投加药剂）＞化学法（人工投加药剂）＞物理法（高频电子场）

③ 杀菌灭藻效果分析

取8月19日、8月20日、8月21日，这三天所测各站细菌总数的平均值详见图5。由此得出：D站循环冷却水的平均细菌总量最低，仅为B站平均值的63.98%。细菌含量的降低，不仅直观地表现出了处理设备的杀菌灭藻效果，而且可以减少由细菌导致的粘垢。

每种方法的杀菌灭藻效果，按照由好到差进行排序为：物化法（射频物理场+自动投加药剂）＞化学法（人工投加药剂）＞物化法（高频电子场+人工投加药剂）＞物理法（高频电子场）。

从系统运行管理角度分析，采用全自动运行方式的处理方法，其运行操作简单，系统管理便捷高效。按照运行操作的难易程度，对4个站进行排序如下：B站 > D站 > A站 > C站。

5.1处理效果对比结论

（1）物化法水处理效果明显优于单一化学法或物理法水处理。

D站和C站均采用物理法和化学法综合处理的方法。而A站和B站分别以化学法或物理法进行单一方法处理。从实际运行效果得出：物化法综合处理效果明显优于单一法处理。

（2）化学法水处理效果优于物理法水处理效果。

采用物理法处理循环水，并不能去除水中的各种离子，因此B站的各种离子都偏高。采用物理法处理，虽然在运行管理上较简单，但是其水质的处理效果不佳，系统水质的稳定性较差。

采用加药法处理的A站水质出现升高和降低的变化，人工加药的加药量不好控制，会影响水质的变化，如果提高化学加药量，系统所排放的废水会造成环境污染。相比物理法水处理，化学法处理的效果较好，但是化学法处理由于受到环境污染等限制，传统的药物处理方式技术复杂，环境污染大，给相关人员带来了一定难度，且不易于实现自动控制。

（3）物化法（射频物理场+自动投加药）水处理效果优于物化法（高频物理场+人工投加药）水处理方法。

射频物理场和自动投加药剂的处理技术是以射频物理法水处理技术为主，根据系统工况、补水水质、环境参数等具体情况，辅助以不同的化学药剂，有效控制、自动调节、稳定水质，解决由于补水水质差、系统水质要求高、运行管理复杂等物理或化学单一处理方法不能满足的问题。

采用人工手动加药时, 经常会出现加药滞后的情况, 使循环冷却水中药剂的含量或者过量、或者不足，造成药剂浓度大幅波动，也影响水质处理的效果。

从C站和D站的水质检测报告，可得出：采用“射频物理场+自动投加药”的水处理效果优于“高频物理场+人工投加药”的处理效果。

5.2从处理效果和运行管理的角度综合分析，由高到低排序为：D站 > C站 > A站 > B站。采用“射频物理场+自动投加药”处理的D站，不仅水处理效果最佳，而且运行管理简单。

综上所述，在地铁循环水系统中，从处理效果和运行管理等角度分析，物化法水处理——“射频物理场+自动投加药”，是一种最佳的水处理方法。现已在工程实际中成功应用，具有很好的推广性。

1.       唐漪灵, 朱献忠, 严惠琴, 杨清双.上海地铁站空气微生物污染情况调查. 中国卫生检验杂志,1999, 9(4):291-293.

2.       朱佩云, 陈悦, 沈健民, 王刚毅. 上海部分地铁站空调冷却塔水军团菌污染状况调查. 环境与职业医学, 2002, 19(5):313-314.

3.       江思力, 冯文如, 何晖, 钟嶷. 广州市部分地铁站空调冷却塔水军团菌污染状况调查. 热带医学杂志, 2005, 5(3):212-323.

4.       朱月海，朱江 循环冷却水.北京中国建筑工业出版社,2008，7