让冷却塔不再扰民

陈彦鸿

冷却塔是用水作为循环冷却剂，与空气接触产生热交换，依靠水的“液态—气态”转换过程中蒸发带走热量来达到降温目的的设备，设备一般为塔状，故名为冷却塔。生活与工业中的很多设备系统，譬如公用建筑中的中央空调、冷库，工业生产中的火力发电装置、制药生产设备等，都需要利用冷却塔来进行设备的散热和冷却。

随着社会的进步和物质生活水平的提高，中央空调、冷库、工业制冷等遍布大中小城市的各个角落，作为制冷系统必不可少的冷却塔与居民参差杂处，冷却塔所带来的噪声、废水等问题开始影响广大城镇居民，各种投诉与上访事件频频发生，成为城市管理者急需解决的难题之一。

冷却塔成扰民大问题

位于广州市天河路533号的华兴银行，原是广州市天河区政府办公大楼，该建筑9层楼顶安装有5台冷却塔。华兴银行附近的中辰广场B1栋商住楼为高层建筑，两楼之接的间距不足10米，冷却塔运行时产生的噪声及湿热空气等对中辰广场B1栋商住楼9至11层的住户带来了非常大的影响。

受影响的居民对此进行了多番投诉，天河区环保局敦促相关物业部门对冷却塔进行改造。物业部门在冷却塔出风口加装简易导流装置，将湿热气流引向偏离居民楼的方向，这次改造虽然起到一定的定向排气作用，但是不具有降噪效果，更没有做任何水处理措施。因此不仅没有解决居民投诉问题，反而使得居民投诉越来越激烈。天河区环保局此后通过引入专业环保公司对冷却塔进行了全面改造，才最终把这个问题平息下来。

实际上，近年来类似的投诉并不少见。冷却塔作为制冷配套设备，虽然解决了设备的冷却问题，但运行时由于风机的转动、巨量气流排出、巨量水流循环、布水和滴水等因素，极易造成环境污染，其中噪声污染、振动污染、水污染、大气污染、细菌病毒污染等问题越来越突出。

环保部噪声与振动控制专家邵斌指出，在工业和民用建筑的制冷系统设计和安装过程中，很少有人会考虑到冷却塔运行时产生的环境影响，一般情况下冷却塔的设计和使用是割裂开来的，只要能够正常使用即可，至于后期可能产生的影响并不在考虑范畴。冷却塔运行过程中所产生的环境问题被推向了社会，不仅严重影响了居民的身心健康，也为环保行政管理部门带来了大量的工作负担，有时还会酿成群体性事件。

随着冷却塔带来的社会问题不断出现，人们在工业、民用制冷系统中，开始对冷却塔的环保危害采用了一些应对措施，但是在专业人士看来，这些基本上都属于“头痛医头，脚痛医脚”的被动式治理，治理效果有限，投资费用大，且不能从根本上彻底消除环境危害。

“在制冷系统设计中，人们对冷却塔可能产生的低频振动关注较少，有的要求安装冷却塔减振材料，却很少考虑到冷却塔运行中的振动频率。”邵斌表示，低频振动虽然没有巨大的噪声，但是其振动往往会影响人们的睡眠等，给人们的生活带来极大的不便。更有甚者，持续的低频振动从微观上严重伤害建筑体结构，缩短建筑物的寿命。

而在噪声方面，几乎所有冷却塔生产厂家都声称自己的产品在噪声控制上是达标的，但他们说的标准只是一种“工业机械标准”，而不是“环境标准”。此外，冷却塔中冷却水的长期使用，细菌、藻类、金属离子、盐分矿物质等浓度越来越高，细菌病毒繁殖、蚊蝇滋生，对居民健康带来潜在威胁。加上冷却塔冷却时产生大量湿热空气，也让居民大为反感，这导致很多投诉者坚决要求“拆除冷却塔以绝后患”。

一体化技术全方位性解决问题

针对冷却塔带来的一系列问题，广东太昌环保科技有限公司专门成立广东太昌冷却塔环保技术研究所，聘请国内多所高校（如清华大学、同济大学、华南理工大学等）噪声与振动方面的教授对冷却塔环保问题开展专门研究，该研究所也是国内唯一一家专门研究冷却塔环保技术的科研机构。通过多年的研究，“城市绿塔”正式面世，为冷却塔问题开辟了解决之道。

“城市绿塔”对噪声治理、湿热空气导流、冷却循环水除垢、抑垢、杀菌等环保节能治理技术进行了有机结合，使各项技术相辅相承而创造出一套全方位的环保节能冷却系统成套设备，可以有效应用于传统冷却塔节能环保改造。

“城市绿塔”的一项关键技术是针对冷却塔噪声特性，在消声结构设计和消声材料配比、组合方面做加强处理，在不影响包围式结构整体外观的情况下，对中、低频噪声进行了卓有成效的处理。

低频噪音与高频噪音不同，高频噪音随着距离越远或遭遇障碍物，能迅速衰减。而低频噪音却递减得很慢，声波又较长，能轻易穿越障碍物，长距离奔袭和穿墙透壁直入人耳。低频噪音的治理是噪声治理领域的公认难题之一。

针对低频噪声的特点，“城市绿塔”采用复合式降噪技术，以钢结构为主体，将隔声阻尼材料以及吸声材料有机组合连接为一体，对声能量进行吸收、消除和隔断，从而将噪声锁定在特定的空间范围内，达到锁声效果。这款技术还可以根据不同的频带特性，按照实际需要进行模块的组合，满足各等级的隔声量要求，彻底解决中低频噪声扰民问题。

冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水的蒸发以及外界灰尘大量进入水中，造成各种无机离子和有机物质的富集，从而为细菌及微生物的生长提供了丰富的“养料”，而循环冷却水的温度及湿度又特别适于细菌及微生物的生长，微生物的代谢产物会造成严重的沉积物的附着、设备腐蚀和菌藻微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥污垢堵塞填料内风路等问题。同时会滋生几十种细菌、病毒，特别是嗜肺军团菌等致命微生物，这些细菌会随空气四处飘散，对空气造成严重的生物污染，威胁人的生命健康。

ORP平衡装置做为冷却循环水处理系统是“城市绿塔”的另一项核心技术。该系统改变了以往采用投放化学药物消毒的原理，选用O3对循环水进行处理。系统主机将经过加压干燥处理的O2送进臭氧发生器反应室发生反应生成O3，O3通过混合泵与经过滤处理的冷却塔水混合进行消毒。另外，ORP监测传感装置在此过程中通过对冷却水的ORP值（水溶液氧化还原能力的测量指标）进行监测，由配电控制系统及时调整臭氧发生器功率，从而确保臭氧产量足够维持水体氧化性能，保证臭氧的杀菌、缓蚀性能达到最大效果。

与传统处理技术相比，ORP平衡装置通过杀菌消毒、抑垢、解垢等消除生物粘泥，使填料内的通风空间免受生物粘泥的阻塞，同时减低风速，降低整机的低频噪声还能够提升热交换效率。实践证明，采用ORP平衡系统臭氧处理冷却塔循环水，冷却塔污水排放量减少50%以上；不需要化学药剂，可完全满足环保要求；可以有效的杀灭细菌及病毒，包括军团菌，去除生物粘泥、藻类、霉菌等。

广州市光华制药厂的实践表明，使用该平衡系统对冷却塔进行改造，中央空调冷却系统平均每月节省电耗超过5%，年总节约（含节电、节费、节水等）超过10%。

推广前景可期

实践表明，“城市绿塔”是兼具环境效益和社会效益的有效装置。

装置根据冷却塔噪声情况进行量化设计，可以使环境噪声满足GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》Ⅱ类声环境功能区昼间噪声限值的要求，彻底解决传统冷却塔烦人的噪声。

装置还能灭杀水体中的细菌、病毒，防止细菌、病毒随水体蒸发飘散至大气中，造成空气生物性污染。ORP平衡系统具有除垢抑垢功能，提高了系统整体工作效率，减少水资源的使用量，同时降低污水排放量。

装置中的ORP平衡系统能软化水垢使其脱落排除并抑制水垢的生成，使冷却系统维持在优异的换热状态下，降低电能消耗，减少电费支出。据测算，ORP平衡系统平均可为冷却塔节能5%。正常运行时启动2台120冷吨的空调机组运行，每台机组功耗约为86千瓦，每天运行10小时，按节电5%计算，每天节电86度，每月节电为2580度，每度电按1元计算，每年可节约30960元。

ORP平衡系统具有杀菌灭藻功能，不需投加药剂进行水处理，大大节省加药费用；冷却塔循环水达到一定浓度就必须排除，采用ORP平衡系统后，由于良好的处理效果，可大大减少污水排放量，大幅降低用水费用。

“城市绿塔”还可以降低冷却塔设备、管道、填料等腐蚀速率50%以上，延长设备、管道及填料使用寿命，其中冷却塔填料的使用寿命延长10倍以上，管路的使用寿命延长3～5倍，中央空调主机换热装置使用寿命减少3～5倍，大大降低设备折旧费。

在现代建筑中，写字楼、商场、餐厅、剧场等商业和办公区，都离不开大型通风冷却塔。为了使水体、噪声、大气方面满足环保要求，几乎每台冷却塔都需要采用降噪措施、隔振措施、水治理措施等进行处理。随着国家环保要求越来越严格，人们的环保意识也越来越强，冷却塔综合治理技术的市场需求也将越来越大。