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试车场ABS测试路循环水水质管理研究

袁涛 钟力 张亮 张英鹏

摘 要：本文根据试车场ABS测试路的功能性要求与使用环境，结合实际使用过程中循环水系统发生的问题，围绕水质问题产生的原因机理，通过相关材料的破坏试验对比分析，并结合某试车场实践的成果跟踪分析，总结并阐述了ABS测试路循环水水质管理系统解决方案，可供类似试车场运维项目参考借鉴。
关键词：试车场 ABS测试路 循环水 水质管理
1 引言
试车场ABS测试路主要进行车辆制动防抱死系统开发、认证的系列试验，对路面附着系数K（即路面摩擦系数通过汽车试验得出的另一种表达形式），有着较为严格的要求。特别是低附着系数的测试道路如玄武岩路面，通常都配备了相应的循环水系统，使得路面可以形成一层均匀的水膜，以实现降低路面材料本身的摩擦系数，满足试验条件的功能;同时尽可能节约水资源的使用。该套系统处于半开放式的环境中，水体自市政自来水管网补入蓄水池，通过动力泵房经给水管路，通过出水装置给至路面，形成均匀的水膜;路面的横向坡度下端，汇入收水槽，再通过回水管路流入蓄水池，形成一套完整的循环水系统。多数系统配备路物理过滤装置（过滤器），用以过滤反水体中的杂质，必要时进行适当补水，以补充因蒸发、下渗等因素造成的损耗。但某试车场在实际使用过程中，出现了严重的水体富营养化，藻类滋生、微生物迅速繁殖;进而导致路面形成粘泥，局部附着系数严重下降，出水装置或喷嘴堵塞等等问题。无法满足正常的试验环境要求，造成路面附着系数的突变与不均匀，同时也形成了严重的安全隐患。
2 原因分析
水体中藻类以孢子的形式繁殖的，体积十分微小，可以随风漂浮在空气中。藻类借助阳光进行光合作用合成自身所需养分，无需依赖水中的有机物和无机物即可进行生长繁殖，当气温较高、阳光照射较充足时在水浸没或周期性湿润区域生长茂盛。有活性的藻类往往具有粘性，产生绿色、黄色等粘泥，失活的藻类会失去粘滑的特性。同时，藻类为细菌的营养来源，所以藻类繁殖的地方其他微生物也会繁殖。
然而目前多数系统配备物理过滤装置的过滤精度为50～100μm虽然可有效去除砂、石等杂质，但还远远达不到去除藻类等微生物的精度要求。
3 方案的确定
循环水系统杀菌除藻的处理手段最为直接有效的方法为增加化学处理，采用药剂控制水体质量，但是，化学药剂又存在非常明显的破坏性副作用，药剂的选择至少需要满足以下要求：
（1）对测试路面（瓷砖或玄武岩砖、沥青混凝土、水泥混凝土）、供水系统（水泵、不锈钢管、PE管、阀门）、试验车辆（轮毂、轮胎、车身等）腐蚀、破坏性尽可能低;
（2）药剂杀菌速度快、杀菌效果好、挥发性低，且可通过相关指标量化杀菌、除藻效果;
（3）对环境无害，满足环保要求。
经市场调研、对比，最终选定为：在供水系统循环水池内定期交替投加“稳定的溴类氧化性杀菌剂”及“非氧化性杀菌剂”进行杀菌除藻：
a、稳定的溴类氧化性杀菌剂：其主要成分为次溴酸钠，其除藻原理为：通过氧化杀菌功能破坏细菌的线粒体酶，从而中断藻类和细菌的“呼吸”，造成其死亡。稳定的溴类杀菌剂分解较慢，且分解的溴类产物不会破坏水系设施设备及
路面（日常除藻常用的“不稳定的氯类氧化杀菌剂”很容易产生次氯酸和氢气，在水中会合成氯化氢（盐酸），腐蚀路面）;
b、非氧化性杀菌剂：为防止细菌、微生物产生抗药性，需定期“冲击性”投加非氧化性杀菌剂，其为一种高效、广谱的杀菌剂，具有优异的杀菌灭藻性能，可有效的控制微生物生长，并可剥离已形成的微生物粘泥，对藻类有很好的控制效果（表1）。
为严谨的验证药剂安全性，保证供水系统、管道、路面、试验车辆等不被其腐蚀、破坏，经过“药剂高浓度破坏试验”验证，试验结果如下表所示：
因此，“稳定的溴类氧化性杀菌剂”不会对相关材料造成破坏;“非氧化性杀菌剂”只有在“将纯品药剂直接倒在路面”或“极高浓度下”才会对“沥青”和“不锈钢管路”造成破坏，但按日常投加剂量，循环水池内药剂浓度远远低于破坏路面的“极高浓度”（按投药剂量投加后，药剂浓度峰值约在3ppm，但破坏浓度至少需高于270000ppm）。
4 日常管理
藻类生长繁殖受外界因素（天气、路面蒸发量、温度等）、系统运行情况（路面试验量、水系补水等）、药剂投加管理等共同影响，存在较多的未知可变因素。例如，某试车场运维时发现“雷暴天气后藻类生长异常旺盛”，其主要原因为：雷暴天气后云层化雨、空气稀薄，阳光透过性增强，照射路面更直接，而藻类主要靠光合作用繁殖，波长390-410nm的紫光可活跃叶绿体运动，波长600-700nm的红光可增强叶绿体的光合作用;同时雨水的营养物质远高于系统循环水，所以雷暴天气后藻类生长异常旺盛，一旦雨后当日未及时投加相关药剂，绿藻就会大量繁殖。循环水的水质需要进行实时监控，可以采取的监控方式有：
a、通过测试总卤余量（余溴量）来衡量除藻效果：在投药4小时后，在蓄水池内取水样，进行总卤量检测，来反馈除藻效果（如水样余溴量低于“执行标准方案的要求值”，则需适当加大药剂投加量）;
b、通过测定细菌总数来反映除藻效果：取0.1ml水样，放入9.9ml无菌水中混合均匀，取1ml混合后的水样滴在一片3M无菌片中，常温保存48小时后读取菌片上红点数，反馈除藻效果;
因细菌测定法涉及“菌片培养”、“显微镜观察”等，专业性较高且设备采购成本高，遂现场选定“总卤测试法”来监控除藻效果，日常利用“快速测试盒监测，在投药四小时后现场取水样，通过比色卡便可现场快速测定总卤余量。根据测试结果调整药剂投加剂量及投加频率，在保证除藻效果的前提下最大程度控制运维成本，极大降低外界天气、环境、试验量等对控藻工作的影响。同时得出经验结论：投药4小时后，总卤余量不低于0.5ppm即可很好控制藻类生长。
5 实际案例反馈
某试车场经过1個年度周期的运行管理，ABS测试路的循环水系统的水体质量得到了全面的提升，藻类泛滥造成的延伸问题得到了彻底的解决。经副作用评估测试，测试结果如表2所示：
a、总铁测试平均值在0.1-0.15mg/L，低于GB50050-2017国标6-7倍，腐蚀安全;
b、系统碱度、硬度低于药剂控制上限6-7倍，结构趋势控制良好;
c、补水良好，由氯离子等带来的腐蚀趋势极小，氯离子含量低于碳钢标准10倍以上，不锈刚标准18倍左右。
根据水体试验检测结论，也进一步验证了药剂使用的安全性，同时在日常巡检中未发现路面因投加药剂而被腐蚀破坏现象，也未接到客户投诉反馈试验车辆受损的情况。
同时，通过“日常记录—效果监控—阶段性总结—持续改进”，得出了“控藻执行标准总卤余量值”的修订结果，可以在保证除藻效果的前提下最大程度节约运维成本。
6 结语
试车场ABS路循环水水质管理必要时可以增加化学处理工艺，通过溴类氧化性杀菌剂与非氧化性杀菌剂的交替使用，可以达到良好的水质调控水平;通过实测数据可以制定完善的浓度标准（将设施设备副作用降低到可控范围）;通过监控相关指标（余溴量或细菌总数），可有效反映药效使用情况，并合理降低运维成本。由实际案例的运行效果来看，上述方案应对试车场ABS测试路循环水水质调控具有良好的实际效果，可供类似系统的运维提供参考借鉴。
参考文献：
[1]谢东明，邱彬，柴智勇，等.基于乘用车ABS试验的各试验场低附着路面现状分析.《汽车技术》，2016.
[2]盛艳.水体中藻菌互相关系及其对藻类水华的贡献，《科学与技术》，2014.
时代汽车2020年16期
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