我國是空調(diào)、供暖大國，特別是90年代以來，中央空調(diào)及集中供暖發(fā)展迅速，目前已成為大型工民建的主要供暖、制冷方式。
水是采暖空調(diào)系統(tǒng)的冷媒及熱媒的主要載體，水中的鹽類物質(zhì)、固形物雜質(zhì)、細菌和溶解性氣體等，在循環(huán)水系統(tǒng)運行過程中，隨著系統(tǒng)溫度、流速、金 屬材質(zhì)的電極電位差和周圍大氣環(huán)境發(fā)生相互作用，引起采暖空調(diào)及工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中各類換熱器、散熱器和各類管道閥門的結(jié)垢、腐蝕、菌藻等方面的問題，降低 熱交換率，腐蝕設備，危及生產(chǎn)和生活安全。循環(huán)水處理技術的核心是在有效控制循環(huán)水中的懸浮物、膠體及溶解物等水質(zhì)指標的前提下及控制系統(tǒng)的污垢熱阻值、 腐蝕速率、細菌及懸浮物繁殖的基礎上，提高系統(tǒng)運行濃縮倍數(shù)，降低系統(tǒng)補水量及排污量，進而降低系統(tǒng)的處理運行成本，縮短投資回收周期，達到節(jié)能減排的目 標。因此，水質(zhì)處理及控制直接影響到采暖空調(diào)及工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的運行。
國家大力倡導節(jié)能減排，建設節(jié)水型社會。國家發(fā)改委、水利部和建設部聯(lián)合發(fā)布的《節(jié)水型社會建設“十一五”規(guī)劃》中第四部分重點節(jié)水領域中明確提出的減少 循環(huán)冷卻水補水、提高循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)、開發(fā)循環(huán)冷卻水高濃縮技術、高效冷卻節(jié)水技術、大力推廣冷卻水循環(huán)工藝的水處理技術。
1. 我國集中式采暖空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水處理行業(yè)市場前景廣闊
1.1 中央空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水處理市場
目前，隨著我國城市化的發(fā)展，中央空調(diào)行業(yè)迅速發(fā)展，中央空調(diào)循環(huán)水總量不斷增加。
中央空調(diào)行業(yè)與房地產(chǎn)市場密切相關，2010年全國商品房銷售面積10.43億平方米，比上年增長10.1%。其中，商品住宅銷售面積7.30億平方米， 辦公樓和商業(yè)營業(yè)用房銷售面積3.13億平方米。2011年上半年，全國商品房銷售面積44419萬平方米，同比增長12.9%。總體而言，房地產(chǎn)開發(fā)投 資仍保持著較快的增長速度，中央空調(diào)行業(yè)伴隨著房地產(chǎn)市場的快速增長而水漲船高。2010年辦公樓和商業(yè)營業(yè)用房銷售面積為3.13億平方米，假設以5萬 平方米的建筑體為計算單位，共有6205座，按照90%的中央空調(diào)安裝率計算，有5585座建筑體使用中央空調(diào)系統(tǒng)。辦公樓和商業(yè)營業(yè)用房的冷熱負荷以 80瓦/平方米計算，總負荷為4500千瓦左右。中央空調(diào)冷卻循環(huán)水循環(huán)水量為780平方米/小時，冷凍循環(huán)水循環(huán)水量為680平方米/小時；采暖循環(huán)水 循環(huán)水量為340平方米/小時，根據(jù)估算得出，每座建筑體需要1套水處理系統(tǒng)，每套系統(tǒng)以26萬計算，2010年全年循環(huán)水系統(tǒng)處理投資額為14.52億 元。
2011年我國中央空調(diào)市場總量總?cè)萘繛?75億元，且每年平均以10%的速度增長。我國中央空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水處理投資為中央空調(diào)系統(tǒng)投資的0.2%— 0.3%，根據(jù)2011年中央空調(diào)市場容量總額計算，2011年中央空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水處理市場總?cè)萘考s為11.5-17.2億元。
1.2 集中供暖循環(huán)水處理市場
根據(jù)法律要求，寒冷地區(qū)與嚴寒地區(qū)要求供熱，這兩個氣候區(qū)構成了我國的集中供暖地區(qū)。我們采暖的地區(qū)占到了我們國家總面積的二分之一以上；從房屋建筑面積上來說，也是占到了二分之一以上。
根據(jù)法律要求，寒冷地區(qū)與嚴寒地區(qū)要求供熱，這兩個氣候區(qū)構成了我國的集中供暖地區(qū)。我們采暖的地區(qū)占到了我們國家總面積的二分之一以上；從房屋建筑面積上來說，也是占到了二分之一以上。
目前我國采暖地區(qū)人口總數(shù)約為5.4億人，2009年底，我國北方地區(qū)城鎮(zhèn)民用建筑總面積約為79億平方米，城鎮(zhèn)集中供熱面積38.4億平方米，普及率 48%。至2020年，北方城鎮(zhèn)民用建筑面積約為149億平方米，集中供熱面積將達到75億平方米，普及率50%。目前我國集中供熱面積約為40億平方 米，每年以10%的速度增長。以供熱面積為20萬平方米的集中供熱站計算，我國目前有2萬個左右的供熱站。20萬平方米的集中供熱站的循環(huán)水量大概為 700立方米/小時。中高溫采暖水系統(tǒng)，其末端采用散熱器集中供熱系統(tǒng)，每小時需要700立方米的循環(huán)水量，需要1套水處理系統(tǒng)，投資額為10-12萬 元，則我國目前采暖系統(tǒng)循環(huán)水設備市場保有量為20-24億元。
2010年全國商品房銷售面積10.43億平方米。其中，商品住宅銷售面積7.30億平方米，集中供熱的普及率為50%，2010年采暖總面積為3.6億 平方米，以供熱面積為20萬平方米的集中供熱站計算，我國2010年新增1800座供熱站，則采暖循環(huán)水處理設備的市場新增額約為2億元。
1.3 市場規(guī)?？偭?/div>
根據(jù)上面兩個小節(jié)的分析可以看出，目前我國集中式采暖空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水市場規(guī)模約為35億，且每年平均以10%的速度增長。
目前，我國集中式采暖空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水處理行業(yè)內(nèi)的的企業(yè)有1500余家，其中具有一定知名度且規(guī)模稍大的代表性企業(yè)市場占有率均不足5%。該行業(yè)內(nèi)的競爭主要是技術競爭，具有自主知識產(chǎn)權和持續(xù)技術創(chuàng)新能力的企業(yè)，將在未來市場競爭中脫穎而出。
2. 集中式采暖空調(diào)循環(huán)水處理領域特點
2.1 補水水質(zhì)多樣化
(1) 補水水源的多樣化
隨著我國建設資源節(jié)約型社會戰(zhàn)略實施，再生水用于采暖空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的補充水源正在推廣實施，補水水源從地表水、地下水、市政自來水拓展到中水、雨水及市政污水。
（2）補水水質(zhì)的多樣化
不同補水水源其水中各類水質(zhì)指標差異巨大。同一地區(qū)同一性質(zhì)補水水源水質(zhì)也呈現(xiàn)多樣化。如北京市政自來水，在南城表現(xiàn)為正硬水，硬度可一般在400-450mg/l，而北城則表現(xiàn)為負硬水，水質(zhì)硬度一般在200-300mg/l。
不同水質(zhì)的水注入到循環(huán)水系統(tǒng)，隨著系統(tǒng)的循環(huán)運行，循環(huán)水的運行水質(zhì)差異性則表現(xiàn)的尤為充分。
2.2 規(guī)范及標準尚未形成體系
采暖空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)是公共建筑節(jié)能、節(jié)水的重點關注領域。任何一個專業(yè)領域的成熟與規(guī)范與該專業(yè)領域的規(guī)范和標準體系的建設息息相關。作為水處 理專業(yè)領域，其標準和規(guī)范由三大類組成：設計規(guī)范、水質(zhì)標準和產(chǎn)品標準組成。目前在我國采暖空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)水處理領域，產(chǎn)品標準有《水處理設備技術條 件》、《射頻式物理場水處理設備技術條件》、《電子式水處理器技術條件》、《全自動固定床鈉離子交換器》，水質(zhì)標準有《采暖空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)標準》（正在國標 委報批階段），設計規(guī)范則為空白。
2.3 應用研究缺失
任何一項技術從理論到產(chǎn)品應用之間的應用研究是產(chǎn)品和處理技術先進性、成熟性的客觀表現(xiàn)。應用研究既是對理論研究的促進和完善，也是對理論研究的技術驗證和產(chǎn)品應用的首要前提。而我國在采暖空調(diào)系統(tǒng)水處理技術的理論和應用研究缺失較大。
我國作為集中式采暖空調(diào)技術應用的大國，尚未有專業(yè)研究機構就采暖空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)處理技術進行專門研究，專業(yè)實驗室尚屬空白。水處理設備的性能檢驗尚無專業(yè)檢測機構。
目前國內(nèi)主要由專業(yè)性采暖空調(diào)水處理公司聯(lián)合高校就此展開技術研究，但仍然停留在理論層面。對于不同處理工藝與系統(tǒng)工況、材質(zhì)、環(huán)境、運行管 理、補水水質(zhì)等如何相互適應匹配，既能滿足系統(tǒng)防垢、防腐、殺菌滅藻的運行要求，又能滿足系統(tǒng)的節(jié)能減排高效運行尚處于起步階段，根據(jù)筆者多年了解，目前 個別企業(yè)已經(jīng)建成專業(yè)實驗室從事應用研究。
3. 集中式采暖空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)處理技術研究與應用
集中式采暖空調(diào)循環(huán)水處理技術的核心是在有效控制循環(huán)水中的懸浮物、膠體及溶解物等水質(zhì)指標的前提下及控制系統(tǒng)的污垢熱阻值、腐蝕速率、細菌及 懸浮物繁殖的基礎上，提高系統(tǒng)運行濃縮倍數(shù)，降低系統(tǒng)補水量及排污量，進而降低系統(tǒng)的處理運行成本，縮短投資回收周期，達到節(jié)能減排的目標。
目前國內(nèi)對循環(huán)水的處理主要分為兩大類：靜態(tài)處理與被動處理。
靜態(tài)處理主要是指采用單純物理法處理技術對循環(huán)水進行全流量處理或者采用化學法處理技術對循環(huán)水進行旁流處理。靜態(tài)處理技術目前在已經(jīng)投入運行的系統(tǒng)中約占總市場份額的8%。
被動處理主要是指日常對系統(tǒng)運行進行監(jiān)控，當水質(zhì)超過國家標準GB50050-2007之相關規(guī)定后，采用停機清洗方案對系統(tǒng)進行處理并更換循環(huán)水水體。被動處理技術在已經(jīng)投入運行的系統(tǒng)中約占總市場份額的8%。
3.1 循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)影響因素分析
循環(huán)水在運行過程中，水質(zhì)處于動態(tài)變化之中，水質(zhì)變化勢必導致運行工況發(fā)生變化。循環(huán)水處理的任務就是通過有效的處理技術控制循環(huán)水水質(zhì)，保障系統(tǒng)工況穩(wěn)定運行。
導致循環(huán)水水質(zhì)變化因素如下：
A：系統(tǒng)工藝
系統(tǒng)工藝的主要影響因素包括水溫、流速、工況（敞開式還是密閉式、冷卻循環(huán)還是冷凍循環(huán)）等。這些影響因素在項目工藝設計時就已經(jīng)確定，屬于整 套系統(tǒng)的固有條件。從水處理的角度分析屬于靜態(tài)影響因素。水溫是系統(tǒng)的腐蝕及結(jié)垢的重要影響因素。流速會影響系統(tǒng)水力工況，是系統(tǒng)腐蝕的重要影響因素。
B：金屬材質(zhì).系統(tǒng)中的換熱設備材質(zhì)一般為不銹鋼或銅，管材及閥門、水泵等材質(zhì)一般為碳鋼或鑄鐵。不同金屬之間的電極電位差會導致系統(tǒng)的電化學腐蝕。從水處理的角度分析屬于靜態(tài)影響因素。
C:補水水質(zhì).系統(tǒng)的補水中含有一定量的懸浮物、膠體及溶解性物質(zhì)（如鈣鎂離子、氯根、硫酸根等等）。這些物質(zhì)隨著補水進入到循環(huán)水系統(tǒng)，造成系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢及菌藻滋生等水質(zhì)問題。補水水質(zhì)一般是在一定的范圍內(nèi)波動，從水處理的角度分析屬于動態(tài)影響因素。
D：氣象環(huán)境.冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的冷源供應裝置為冷卻塔。依靠水與空氣進行熱量交換達到降溫的目的。氣溫、濕度及空氣質(zhì)量隨著季節(jié)的變化而變化，導致系統(tǒng)水質(zhì)發(fā)生波動，以及周圍富營養(yǎng)源的輸入導致系統(tǒng)菌藻滋生。從水處理的角度分析屬于動態(tài)影響因素。
E：排污控制.循環(huán)水在運行過程中，會產(chǎn)生腐蝕、結(jié)垢及菌藻滋生等水質(zhì)問題。這類水質(zhì)問題的產(chǎn)物如鐵銹、復合垢及生物粘泥等對循環(huán)水水質(zhì)造成二次污染，加速系統(tǒng)水質(zhì)惡化。從水處理的角度分析屬于動態(tài)影響因素。
3.2 物理法處理技術
物理法處理，如磁化、高壓靜電、高頻及射頻場等物理場處理技術。該類技術主要是將電能轉(zhuǎn)換成磁場、電場及射頻場并將其饋散到被處理介質(zhì)-水，達 到防垢、防腐及殺滅菌藻的目的。目前，物理法水處理技術已經(jīng)發(fā)展到較高水平的射頻式物理場水處理技術，該技術在國內(nèi)外集中式空調(diào)及采暖系統(tǒng)的循環(huán)水處理領 域得到廣泛應用。物理法處理技術主要依據(jù)影響循環(huán)水的A、B、C三個因素對循環(huán)水水質(zhì)進行靜態(tài)化抑制處理。對于D、E及C的變化未能綜合考慮，因而在處理 工藝選擇時，對于C、D、E三個因素相對穩(wěn)定的工藝方可考慮。
3.3 化學法處理技術
化學法處理技術是向循環(huán)水系統(tǒng)投加水質(zhì)穩(wěn)定劑（緩蝕劑、阻垢劑、殺生劑），達到控制循環(huán)水結(jié)垢、腐蝕及抑制菌藻滋生的目的。
主要依據(jù)影響循環(huán)水的B、C兩個因素對循環(huán)水水質(zhì)進行靜態(tài)化抑制處理。對于A、D、E及C的變化未能綜合考慮，因而在處理工藝選擇時，對于A、C、D、E相對穩(wěn)定的場合方可考慮。
3.4 動態(tài)物化法處理技術
動態(tài)物化法水處理技術是在物理法水處理的基礎上，輔助化學法水處理技術，采用自動化監(jiān)測、監(jiān)控技術，可以保證最佳的水質(zhì)條件和最佳的藥劑投加量。
動態(tài)物化法水處理技術主要包括：強效過濾與物理法處理裝置、專用環(huán)保型藥劑與動態(tài)化學處理裝置、水質(zhì)實時監(jiān)測系統(tǒng)和智能程序全自動控制系統(tǒng)。動 態(tài)化學處理裝置是一種可實現(xiàn)對循環(huán)水系統(tǒng)自動或定時加藥，以減少人員勞動強度的設備。該裝置可根據(jù)補水量的多少，比例式的自動加藥或定時加藥，還可以根據(jù) 水中的pH值及補水量定量加藥在線控制。
3.5 不同處理方法的分析比較
綜合比較以上各種水處理方法，每種水處理方法都有各自的優(yōu)缺點，如下表所示：
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技術名稱
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技術特點
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優(yōu)點
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缺點
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化學法
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定時定量向循環(huán)水系統(tǒng)中投加水質(zhì)穩(wěn)定劑。
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防腐、防垢、殺菌滅藻效果明顯；應用范圍廣；
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運行成本高；環(huán)境污染嚴重；操作運行管理復雜；
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物理法
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利用電場、磁場等物理作用，使水中產(chǎn)生自由電子或改變水分子結(jié)構等，以達到防垢、防腐、殺菌滅藻等效果。
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運行成本低；對環(huán)境無污染；操作運行簡單；
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處理效果較差；受水質(zhì)、環(huán)境等影響，應用范圍受到限制；
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動態(tài)物化法
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依據(jù)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，在射頻式物理場水處理及水質(zhì)保持的基礎上，輔助化學法水處理技術，動態(tài)處理循環(huán)水水質(zhì)。
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防腐、防垢、殺菌效果好；
水質(zhì)穩(wěn)定，排污量小，運行成本低；應用范圍廣；
無環(huán)境污染，可滿足排放要求。
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投資高
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3.6 動態(tài)物化法處理技術創(chuàng)新點
綜合分析上述三類處理技術，動態(tài)物化法處理技術具有如下五大創(chuàng)新特點：
（1） 動態(tài)水質(zhì)處理
在系統(tǒng)工藝、金屬材質(zhì)等靜態(tài)影響因素基礎上根據(jù)補水水質(zhì)、氣象條件等動態(tài)影響因素，對循環(huán)水實施動態(tài)水質(zhì)處理。
（2） 物化結(jié)合處理
以物理法處理技術為主，對循環(huán)水實施靜態(tài)處理，輔以化學法對循環(huán)水進行動態(tài)處理，有效降低運行成本。
（3） 水質(zhì)保持
循環(huán)水在運行過程中水質(zhì)不斷惡化，依據(jù)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，有效去除循環(huán)水中的懸浮物、膠體及溶解物。
（4） 智能化在線自動監(jiān)控
與物化處理技術配套，集成了在線監(jiān)測裝置并開發(fā)了遠程監(jiān)控系統(tǒng)及動態(tài)控制系統(tǒng)，在冷卻水處理系統(tǒng)首次實現(xiàn)信號遠程傳輸，跟據(jù)藥劑濃度連續(xù)及時回饋信號，并轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量控制加藥系統(tǒng)。
（5） 高濃縮倍率運行
利用物化結(jié)合水質(zhì)處理技術，雙排污水質(zhì)保持技術及動態(tài)水質(zhì)處理技術，有效解決循環(huán)水結(jié)垢、腐蝕、菌藻及雜質(zhì)等問題。滿足水質(zhì)在高濃縮倍率下運 行。高濃縮倍率水質(zhì)穩(wěn)定劑配方及在線監(jiān)控系統(tǒng)、示蹤水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)、pH在線監(jiān)控系統(tǒng)、自控殺菌滅藻劑濃度監(jiān)控系統(tǒng)、計算機遠程控制平臺等組成工程化技 術裝置系統(tǒng)，使循環(huán)冷卻水運行濃縮倍率提高到5倍以上。水質(zhì)綜合指標達到國際先進水平。
4. 結(jié)語
國家鼓勵循環(huán)經(jīng)濟、支持可持續(xù)發(fā)展、強力推行節(jié)能減排、重視綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展。隨著國家節(jié)能減排政策的大力推行，我國中央空調(diào)循環(huán)水、集中供暖循環(huán)水和工業(yè)冷卻循環(huán)水處理市場前景廣闊。
我國集中式采暖空調(diào)循環(huán)水處理應用技術中，物理法、化學單獨使用時，都存在一定的弊端。因此，在物理法的靜態(tài)化處理循環(huán)水主要技術指標的基礎 上，輔以動態(tài)化化學處理解決補水水質(zhì)動態(tài)變化的動態(tài)物化法水處理技術較好地解決了由于補水水質(zhì)波動造成循環(huán)水水質(zhì)不穩(wěn)定的問題，是循環(huán)水系統(tǒng)治理領域技術 的未來發(fā)展趨勢。在中小型工業(yè)循環(huán)水處理領域也可以推廣使用。
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