試車場ABS測試路循環(huán)水水質(zhì)管理研究

袁濤 鐘力 張亮 張英鵬

摘 要：本文根據(jù)試車場ABS測試路的功能性要求與使用環(huán)境，結(jié)合實際使用過程中循環(huán)水系統(tǒng)發(fā)生的問題，圍繞水質(zhì)問題產(chǎn)生的原因機(jī)理，通過相關(guān)材料的破壞試驗對比分析，并結(jié)合某試車場實踐的成果跟蹤分析，總結(jié)并闡述了ABS測試路循環(huán)水水質(zhì)管理系統(tǒng)解決方案，可供類似試車場運維項目參考借鑒。

關(guān)鍵詞：試車場 ABS測試路 循環(huán)水 水質(zhì)管理

1 引言

試車場ABS測試路主要進(jìn)行車輛制動防抱死系統(tǒng)開發(fā)、認(rèn)證的系列試驗，對路面附著系數(shù)K（即路面摩擦系數(shù)通過汽車試驗得出的另一種表達(dá)形式），有著較為嚴(yán)格的要求。特別是低附著系數(shù)的測試道路如玄武巖路面，通常都配備了相應(yīng)的循環(huán)水系統(tǒng)，使得路面可以形成一層均勻的水膜，以實現(xiàn)降低路面材料本身的摩擦系數(shù)，滿足試驗條件的功能;同時盡可能節(jié)約水資源的使用。該套系統(tǒng)處于半開放式的環(huán)境中，水體自市政自來水管網(wǎng)補入蓄水池，通過動力泵房經(jīng)給水管路，通過出水裝置給至路面，形成均勻的水膜;路面的橫向坡度下端，匯入收水槽，再通過回水管路流入蓄水池，形成一套完整的循環(huán)水系統(tǒng)。多數(shù)系統(tǒng)配備路物理過濾裝置（過濾器），用以過濾反水體中的雜質(zhì)，必要時進(jìn)行適當(dāng)補水，以補充因蒸發(fā)、下滲等因素造成的損耗。但某試車場在實際使用過程中，出現(xiàn)了嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化，藻類滋生、微生物迅速繁殖;進(jìn)而導(dǎo)致路面形成粘泥，局部附著系數(shù)嚴(yán)重下降，出水裝置或噴嘴堵塞等等問題。無法滿足正常的試驗環(huán)境要求，造成路面附著系數(shù)的突變與不均勻，同時也形成了嚴(yán)重的安全隱患。

2 原因分析

水體中藻類以孢子的形式繁殖的，體積十分微小，可以隨風(fēng)漂浮在空氣中。藻類借助陽光進(jìn)行光合作用合成自身所需養(yǎng)分，無需依賴水中的有機(jī)物和無機(jī)物即可進(jìn)行生長繁殖，當(dāng)氣溫較高、陽光照射較充足時在水浸沒或周期性濕潤區(qū)域生長茂盛。有活性的藻類往往具有粘性，產(chǎn)生綠色、黃色等粘泥，失活的藻類會失去粘滑的特性。同時，藻類為細(xì)菌的營養(yǎng)來源，所以藻類繁殖的地方其他微生物也會繁殖。

然而目前多數(shù)系統(tǒng)配備物理過濾裝置的過濾精度為50～100μm，雖然可有效去除砂、石等雜質(zhì)，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到去除藻類等微生物的精度要求。

3 方案的確定

循環(huán)水系統(tǒng)殺菌除藻的處理手段最為直接有效的方法為增加化學(xué)處理，采用藥劑控制水體質(zhì)量，但是，化學(xué)藥劑又存在非常明顯的破壞性副作用，藥劑的選擇至少需要滿足以下要求：

（1）對測試路面（瓷磚或玄武巖磚、瀝青混凝土、水泥混凝土）、供水系統(tǒng)（水泵、不銹鋼管、PE管、閥門）、試驗車輛（輪轂、輪胎、車身等）腐蝕、破壞性盡可能低;

（2）藥劑殺菌速度快、殺菌效果好、揮發(fā)性低，且可通過相關(guān)指標(biāo)量化殺菌、除藻效果;

（3）對環(huán)境無害，滿足環(huán)保要求。

經(jīng)市場調(diào)研、對比，最終選定為：在供水系統(tǒng)循環(huán)水池內(nèi)定期交替投加“穩(wěn)定的溴類氧化性殺菌劑”及“非氧化性殺菌劑”進(jìn)行殺菌除藻：

a、穩(wěn)定的溴類氧化性殺菌劑：其主要成分為次溴酸鈉，其除藻原理為：通過氧化殺菌功能破壞細(xì)菌的線粒體酶，從而中斷藻類和細(xì)菌的“呼吸”，造成其死亡。穩(wěn)定的溴類殺菌劑分解較慢，且分解的溴類產(chǎn)物不會破壞水系設(shè)施設(shè)備及

路面（日常除藻常用的“不穩(wěn)定的氯類氧化殺菌劑”很容易產(chǎn)生次氯酸和氫氣，在水中會合成氯化氫（鹽酸），腐蝕路面）;

b、非氧化性殺菌劑：為防止細(xì)菌、微生物產(chǎn)生抗藥性，需定期“沖擊性”投加非氧化性殺菌劑，其為一種高效、廣譜的殺菌劑，具有優(yōu)異的殺菌滅藻性能，可有效的控制微生物生長，并可剝離已形成的微生物粘泥，對藻類有很好的控制效果（表1）。

為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿炞C藥劑安全性，保證供水系統(tǒng)、管道、路面、試驗車輛等不被其腐蝕、破壞，經(jīng)過“藥劑高濃度破壞試驗”驗證，試驗結(jié)果如下表所示：

因此，“穩(wěn)定的溴類氧化性殺菌劑”不會對相關(guān)材料造成破壞;“非氧化性殺菌劑”只有在“將純品藥劑直接倒在路面”或“極高濃度下”才會對“瀝青”和“不銹鋼管路”造成破壞，但按日常投加劑量，循環(huán)水池內(nèi)藥劑濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于破壞路面的“極高濃度”（按投藥劑量投加后，藥劑濃度峰值約在3ppm，但破壞濃度至少需高于270000ppm）。

4 日常管理

藻類生長繁殖受外界因素（天氣、路面蒸發(fā)量、溫度等）、系統(tǒng)運行情況（路面試驗量、水系補水等）、藥劑投加管理等共同影響，存在較多的未知可變因素。例如，某試車場運維時發(fā)現(xiàn)“雷暴天氣后藻類生長異常旺盛”，其主要原因為：雷暴天氣后云層化雨、空氣稀薄，陽光透過性增強(qiáng)，照射路面更直接，而藻類主要靠光合作用繁殖，波長390-410nm的紫光可活躍葉綠體運動，波長600-700nm的紅光可增強(qiáng)葉綠體的光合作用;同時雨水的營養(yǎng)物質(zhì)遠(yuǎn)高于系統(tǒng)循環(huán)水，所以雷暴天氣后藻類生長異常旺盛，一旦雨后當(dāng)日未及時投加相關(guān)藥劑，綠藻就會大量繁殖。循環(huán)水的水質(zhì)需要進(jìn)行實時監(jiān)控，可以采取的監(jiān)控方式有：

a、通過測試總鹵余量（余溴量）來衡量除藻效果：在投藥4小時后，在蓄水池內(nèi)取水樣，進(jìn)行總鹵量檢測，來反饋除藻效果（如水樣余溴量低于“執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)方案的要求值”，則需適當(dāng)加大藥劑投加量）;

b、通過測定細(xì)菌總數(shù)來反映除藻效果：取0.1ml水樣，放入9.9ml無菌水中混合均勻，取1ml混合后的水樣滴在一片3M無菌片中，常溫保存48小時后讀取菌片上紅點數(shù)，反饋除藻效果;

因細(xì)菌測定法涉及“菌片培養(yǎng)”、“顯微鏡觀察”等，專業(yè)性較高且設(shè)備采購成本高，遂現(xiàn)場選定“總鹵測試法”來監(jiān)控除藻效果，日常利用“快速測試盒監(jiān)測，在投藥四小時后現(xiàn)場取水樣，通過比色卡便可現(xiàn)場快速測定總鹵余量。根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整藥劑投加劑量及投加頻率，在保證除藻效果的前提下最大程度控制運維成本，極大降低外界天氣、環(huán)境、試驗量等對控藻工作的影響。同時得出經(jīng)驗結(jié)論：投藥4小時后，總鹵余量不低于0.5ppm即可很好控制藻類生長。

5 實際案例反饋

某試車場經(jīng)過1個年度周期的運行管理，ABS測試路的循環(huán)水系統(tǒng)的水體質(zhì)量得到了全面的提升，藻類泛濫造成的延伸問題得到了徹底的解決。經(jīng)副作用評估測試，測試結(jié)果如表2所示：

a、總鐵測試平均值在0.1-0.15mg/L，低于GB50050-2017國標(biāo)6-7倍，腐蝕安全;

b、系統(tǒng)堿度、硬度低于藥劑控制上限6-7倍，結(jié)構(gòu)趨勢控制良好;

c、補水良好，由氯離子等帶來的腐蝕趨勢極小，氯離子含量低于碳鋼標(biāo)準(zhǔn)10倍以上，不銹剛標(biāo)準(zhǔn)18倍左右。

根據(jù)水體試驗檢測結(jié)論，也進(jìn)一步驗證了藥劑使用的安全性，同時在日常巡檢中未發(fā)現(xiàn)路面因投加藥劑而被腐蝕、破壞現(xiàn)象，也未接到客戶投訴反饋試驗車輛受損的情況。

同時，通過“日常記錄—效果監(jiān)控—階段性總結(jié)—持續(xù)改進(jìn)”，得出了“控藻執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)總鹵余量值”的修訂結(jié)果，可以在保證除藻效果的前提下最大程度節(jié)約運維成本。

6 結(jié)語

試車場ABS路循環(huán)水水質(zhì)管理必要時可以增加化學(xué)處理工藝，通過溴類氧化性殺菌劑與非氧化性殺菌劑的交替使用，可以達(dá)到良好的水質(zhì)調(diào)控水平;通過實測數(shù)據(jù)可以制定完善的濃度標(biāo)準(zhǔn)（將設(shè)施設(shè)備副作用降低到可控范圍）;通過監(jiān)控相關(guān)指標(biāo)（余溴量或細(xì)菌總數(shù)），可有效反映藥效使用情況，并合理降低運維成本。由實際案例的運行效果來看，上述方案應(yīng)對試車場ABS測試路循環(huán)水水質(zhì)調(diào)控具有良好的實際效果，可供類似系統(tǒng)的運維提供參考借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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