李曼（廣州地鐵集團(tuán)有限公司運營事業(yè)總部，廣東 廣州 51000）

地鐵中央空調(diào)水處理技術(shù)的實際現(xiàn)場應(yīng)用

李曼（廣州地鐵集團(tuán)有限公司運營事業(yè)總部，廣東 廣州 51000）

通過現(xiàn)場試驗及水質(zhì)處理效果，對應(yīng)用于廣州地鐵中央空調(diào)水處理系統(tǒng)的藥劑進(jìn)行評價。

地鐵；中央空調(diào)水處理；冷卻水；冷凍水

1 系統(tǒng)水質(zhì)情況

廣州地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)管道材料主要是碳鋼和紫銅，現(xiàn)結(jié)合其系統(tǒng)特點，研究分析以下三類水質(zhì)。

1.1 補充水

中央空調(diào)系統(tǒng)主要采用自來水作為補充水水源，由于地鐵覆蓋面積較廣，補水水質(zhì)情況稍有不同，以番禺區(qū)為例，其水質(zhì)情況見表1。

表1 番禺區(qū)補水水質(zhì)情況

從表1可知，番禺區(qū)的補水具有中下等堿度和硬度。該水源作為冷凍補水，因濃縮倍數(shù)變化不大則結(jié)垢腐蝕傾向不嚴(yán)重，但作為冷卻水補水，隨著濃縮倍數(shù)的提高，水的硬度、堿度、含鹽量等會隨之成倍增長，導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)生變化。

1.2 冷凍水

冷凍系統(tǒng)是全密閉，循環(huán)水量基本保持不變，水中鈣、鎂離子含量不因循環(huán)而增加，因此結(jié)垢趨勢不嚴(yán)重，但是溶解氧會隨著補充水進(jìn)入系統(tǒng)，因此只需考慮腐蝕趨勢。當(dāng)碳鋼與含氧循環(huán)水長期接觸時，金屬表面的不均一和水的導(dǎo)電性，使碳鋼表面形成腐蝕微電池，所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)使陽極區(qū)的金屬不斷溶解而造成腐蝕[1]。

陽極：Fe→Fe2++2e 陰極：1/2O2+H2O+2e→2OH-

在水中：Fe2++2OH-→Fe(OH)2；2Fe(OH)2+O2→2Fe(OH)3

由此可知，氫氧化亞鐵極易氧化成紅棕色的氫氧化鐵，這也是冷凍水出現(xiàn)紅水的主要原因。

1.3 冷卻水

廣州地鐵循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，冷卻塔完成水的循環(huán)再冷卻，雖然能夠節(jié)約水資源，但冷卻水在要與空氣接觸，加上陽光照射及灰塵雜物進(jìn)入等多種因素影響下，容易產(chǎn)生沉積物、設(shè)備腐蝕、滋生微生物等問題，

2 水處理技術(shù)的評價

2.1 冷凍系統(tǒng)

冷凍系統(tǒng)總水量和循環(huán)水量均較小，加之系統(tǒng)密閉則藥劑損耗量也小，因此該系統(tǒng)主要通過水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)及設(shè)備運行狀態(tài)來進(jìn)行加藥。當(dāng)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)或設(shè)備運行狀態(tài)不佳時，通過清洗、預(yù)膜解決結(jié)垢及腐蝕的問題，一般處理頻率為一年一次。使用M公司冷凍系統(tǒng)專用清洗劑A清洗系統(tǒng)，清洗排污后用預(yù)膜劑B進(jìn)行預(yù)膜，其效果可使碳鋼腐蝕率[2]降低近95%以上。清洗劑A和緩蝕劑B為例，用

實驗用水分別由番禺區(qū)的自來水及三種藥劑濃度配成，碳鋼標(biāo)準(zhǔn)掛片密度7.85 g/cm2，面積20 cm2，溫度為60℃恒溫水浴，掛片勻速轉(zhuǎn)動，運行時間為72h，實驗結(jié)果見表2。

表2 掛片腐蝕實驗結(jié)果

由表2可知，加藥后的試片腐蝕率遠(yuǎn)小于未加藥劑的，當(dāng)藥劑濃度達(dá)到0.3 kg/t時，腐蝕率可認(rèn)為趨近于0，說明藥劑緩蝕效果顯著。

2.2 冷卻系統(tǒng)

本次試驗的冷卻系統(tǒng)結(jié)垢明顯，水質(zhì)濃縮倍數(shù)很高，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的換熱效果，因此使用M單位冷卻系統(tǒng)專用清洗劑C對系統(tǒng)進(jìn)行停機(jī)大清洗，排污完畢后加入預(yù)膜劑D進(jìn)行預(yù)膜，期間使用掛片檢測腐蝕率，直到系統(tǒng)腐蝕率達(dá)到0.075mm/a的標(biāo)準(zhǔn)[3]，用補水置換出預(yù)膜后的水。隨后冷卻系統(tǒng)進(jìn)入日常維保階段，定期水質(zhì)監(jiān)測、排污補水、補加阻垢緩蝕劑、殺菌滅藻等藥劑。由于冷卻系統(tǒng)在日常運行中，隨著濃縮倍數(shù)的增加，容易出現(xiàn)結(jié)垢傾向，因此我們通過阻垢實驗評價藥劑效果[4]。

實驗用水分別由番禺區(qū)的自來水配成，水浴溫度為80℃恒溫，運行時間10h，實驗結(jié)果見表3。

表3 阻垢實驗結(jié)果

由表3可知，當(dāng)藥劑濃度在3倍水及3.5倍水時，藥劑阻垢效果良好。

3 結(jié)語

目前廣州地鐵所采用的水處理技術(shù)是市場上應(yīng)用面最廣、技術(shù)最成熟的化學(xué)處理法，通過人工加藥對系統(tǒng)進(jìn)行清洗、預(yù)膜及日常維護(hù)保養(yǎng)，雖然能夠解決循環(huán)水腐蝕、結(jié)垢等問題，但人工操作繁瑣。若以后可以采用以化學(xué)處理為主、機(jī)械過濾為輔的物化結(jié)合法，同時配以成熟工業(yè)檢測儀表和程序進(jìn)行自動控制，不僅水處理效果好，而且運行管理簡單。

[1]齊冬子.敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的化學(xué)處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001:169—181.212.

[2]GB/T18175-2014《水處理劑緩蝕性能的測定旋轉(zhuǎn)掛片法》.

[3]GB/T 50050-2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》.

[4]GB/T16632-2008《水處理劑阻垢性能的測定碳酸鈣沉積法》.