中央空調系統通過冷凍水循環、製冷劑循環和 冷卻水循環，不斷將建築物內的熱量傳遞到自然界 中，而獲得舒適的空間環境（圖 1）。冷卻水 x 系統 多為開放式系統，冷卻水通過在冷卻塔中蒸發飄逸 到大氣中而將熱量散發到周圍環境中。
中央空調水系統的用水通常分為兩類，即未經 過任何處理的自來水和軟化水。由於冷卻水用水量 大，一般都補充自來水。水中對設備產生影響的主 要因素為硬度、鹼度、微生物、pH 值、Cl- 、氧含 量等。自來水因地區不同而水質變化較大，在水的 循環過程中，硬度和鹼度不斷被濃縮，是造成結垢 的主要因素，而 Cl- 、低 pH、溶解氧、生物粘泥是 造成腐蝕的罪魁禍首。
按照我國有關規範，冷凍水要求補充軟化水。 而對於軟化水而言，失去了結垢性離子 Ca2+、Mg2+ 等，沒有結垢問題，同樣設備也失去了保護性結垢 層，其腐蝕性增強，從而加重了腐蝕穿孔現象。這 個規範要求是否合理，有關部門正在論證。
同時冷卻塔又是微生物和藻類滋生的場所，合 適的溫度、充分的氧氣和養分、充足的日照，過度 滋生的微生物進入循環水系統，造成系統堵塞和腐 蝕，不僅增加了額外的運行費用，同時也縮短了設 備的使用壽命。
1 冷卻循環水系統中存在的問題及危害
1.1 水垢問題 懸浮物和生物膜及水垢混合在一起，在熱交換 器列管表面形成沉積物，從而降低了冷凝器的熱交換效率。研究表面，1mm 水垢就能造成空調機組效 率下降 45%。
熱交換器上 0.25mm 厚的汙垢或者結垢層，將 降低熱交換效率，增加能耗 10%。下式可以用來計 算一個冷卻循環水系統一年的能耗成本：
冷卻系統噸位×噸水電耗×負載係數×每年 工作時間×每度電成本=每年能耗成本
例如，400 冷噸×0.65kw/冷噸×0.7 負載係數 ×2500 小時/年×0.6 元/kwh=27.3 萬元/年
如果熱交換器上的汙垢厚度為 0.25mm，運行 一年的電費將增加 2.73 萬元。
而且，冷卻系統本身產生顆粒物，例如腐蝕產 物、無機物沉澱（鐵的氧化物、硬度鹽類等等）、 微生物宿主、有機化合物的聚集體和其它的物質， 會加速腐蝕和腐蝕物的形成。
1.2 生物粘泥 今天每一個冷卻塔系統都會考慮不斷增長的 生物粘泥問題。ASHRAE 導則 12-2000 中說道，冷 卻塔系統最基本的處理建議是控制和防治生物粘 泥，而且指出控制生物粘泥的最簡單的成功方法是 保持系統清潔。ASHRAE2000 年 9 月號（44-49 頁） 中這樣寫道，「生物粘泥增長加劇的適宜條件包括 溫度 77-108 華氏度，結垢問題存在，有沉澱物和生 物膜…通常情況下，在多種複雜的微生物群落中滋 生猖獗，因為他們需要從周圍環境中獲得養分和保 護。」顯而易見，維持低含量的懸浮顆粒濃度，就 減少了生物粘泥生長的空間和養分。同時需要合適 的殺生程序提高生物粘泥的控制效率。
生物粘泥導致的熱交換損失甚至大於無機水 垢造成的熱交換損失。美國 CTI（冷卻塔技術研究 所）的報告顯示，生物膜（粘泥）的熱傳導率只有 碳酸鈣垢的 1/5。
1.3 腐蝕問題 一種局部的腐蝕，通常發生在儲罐和輸水系統 中，有高活性的局部陽極電位引起的。 腐蝕是離 子濃度不對等或者氧濃度差異所致。 經常發現在 高溫區、晶格缺陷處、切削部位、表面劃痕或裂紋 處。 點蝕是金屬損壞的最常見因素。 一個穿孔能 夠毀掉一臺關鍵的熱交換器，從而能夠導致整個工 廠停產。
厭氧菌會在生物膜深處氧稀缺的地方繁殖。一 些細菌能夠夠代謝不鏽鋼中的碳、一些細菌能夠生 成硝酸、硫酸或者有機酸，從而加速腐蝕。細菌菌 群下面潮溼的表面氧的消耗，會導致形成「微分通 風電池」，從而引起電流腐蝕。水系統中超過 70% 的腐蝕是由微生物加速或者導致的。微生物，象細 菌，在所有腐蝕方面比以前認為的作用更大。
1.4 軍團菌問題 軍團菌普遍存在於有水的環境中，軍團菌本身 存活能力不強，冷凍與加熱均能殺死該菌。它的存 活、繁殖溫度條件為 20－58℃。為了防治冷卻塔傳播軍團菌，許多國際或以疾病防 治中心名義，或以冷卻水協會的名義發布了「冷卻 塔防治軍團菌守則（或指南）」。他們的共同點就是 要消除軍團菌賴以生長的汙垢、沉渣與粘泥，要求 每年（每季節）清洗填料，系統用化學殺菌。對於 疑有軍團病發生的情況，則要求加強清洗殺菌工 作。由於清洗冷卻塔及循環系統十分繁瑣，費時費 工。檢測軍團菌的方法還不夠靈敏、精確，所以至 今沒有一個國家對冷卻塔作出強制性操作規範。美 國和新加坡等則制定了冷卻塔軍團菌指導性文件。
冷卻塔與空調系統是否有利於預防軍團菌與 設備設計關係密切，一些不宜於機械清洗填料的冷 卻塔應予以改造或更換。適宜於冷卻塔殺菌的季銨 鹽、唑啉酮類殺菌對於殺滅軍團菌已被證實無效。 清理軍團菌滋生的場所是防治軍團菌的關鍵。
2 冷卻循環水常用的處理方法
2.1 結垢控制 – 添加阻垢劑
冷卻循環水系統中通常會沉積幾種不同的水 垢，從而迫使要採取幾種不同的控制方法：沉積抑 製劑控制目的是增溶劑預防水垢析出，也是晶體修 飾劑改變沉積物的自然狀態而不會粘附在系統內 表面。分散劑和表面活性劑是荷電分子，它們吸附 懸浮固體顆粒，使它們相互排斥，使固體顆粒保持 在較小的顆粒狀態。酸、磷酸鹽和水溶性聚合物是 典型的無機垢抑制劑，冷卻水中的鈣硬度較高時結 垢控制尤其關鍵。
另外的方法就是將過飽和的沉積物從水中取 出一部分，這樣就防止了沉積物的析出而實現阻垢 的目的。比如部分軟化的方法或者電解除垢的方 法。
2.2 腐蝕控制 – 添加緩蝕劑 腐蝕是一個電化學過程，腐蝕就是金屬從陽極 電位向陰極電位的電子轉移過程中發生的氧化。陰 離子緩蝕劑減少陰極金屬表面的可接觸面積，陽離 子緩蝕劑則是減少可接觸的陽極表面面積。有時候 同時需要這兩種類型的緩蝕劑來抑制腐蝕。磷酸 鹽、鋅鹽、鉬酸鹽和聚合矽酸鹽是低碳鋼的緩蝕劑， 而有機氮基複合物（偶氮化合物）則是銅質材料的 緩蝕劑。
或者是通過水中礦物質的特性，控制碳酸鈣處 於過飽和的平衡狀態，讓少量的碳酸鈣晶體析出在 設備和管道內表面，從而中斷這個腐蝕的電化學過 程，達到控制腐蝕的目的。
2.3 微生物控制 – 添加殺菌滅藻劑 氧根自由基(OH)、雙氧水(H2O2)和次氯酸鹽 （漂白劑，OCl- ）、以及lv氣(Cl2)都是氧化劑，它們 能夠殺死微生物。這幾種化合物中， 最容易，也最安全。一般用 13%溶液來 破壞微生物。雙氧水是液體狀態，皮膚接觸後容易 引起燒傷。臭氧、雙氧水和氫氧根自由基也可以用 來控制微生物滋生。所有這些物質都是強氧化劑。 典型的微生物抑制化合物包括氯和溴化合物，或者 臭氧，也包括幾種有毒性的有機物，例如季銨鹽、 甲醛、有機硫化物、溴基有機物等等。註：四氨基 化合物，與其說是殺菌劑，不如說是 抑菌劑（比 如，抑制微生物滋生，但是沒有殺死微生物）。表 面活性劑也幫助殺菌劑減少生物膜。也可以通過電 解水本身產生上述氧化性殺菌物質，實現微生物控 制。
2.4 添加化學藥劑處理中央空調冷卻水存在 的問題 傳統的化學藥劑處理，就是使用標準的阻垢劑 和緩蝕劑，交互使用兩種非氧化性殺生劑來控制微 生物汙染。美國冷卻塔研究所（CTI）建議交替使 用溴和氯來控制軍團菌。這種處理技術對於中央空 調系統來說，主要存在的問題有（1）中央空調循 環水系統通常比較小，一般沒有專業的水處理工程 師來管理，添加藥劑不能根據補加水水質波動及時 調整，不能使得藥劑發揮到更好水平；（2）持續的 剩餘滷素的存在，導致管板上形成許多腐蝕結節； （3）在北方高硬度水質地區，使用化學藥劑處理 技術，冷卻水濃縮倍率一般較低，造成大量新鮮水 浪費；（4）化學藥劑排入市政汙水管網系統，造成 市政汙水處理系統負荷增加。
3 冷卻循環水電解水處理技術
3.1 電化學水處理方法
電化學水處理方法是以電化學的基本原理為 基礎，利用電極反應及其相關過程，通過直接和間 接的氧化還原、凝聚絮凝、吸附降解和協同轉化等綜合作用，對水中的硬度、重金屬、懸浮物、膠體、 細菌、藻類、色度、硝酸鹽等汙染物有效去除。由 於電化學無需向水中投加藥劑、水質淨化效率高、 無二次汙染、使用方便、易於控制，在工業水處理、 生活汙水處理和回用、飲用水淨化等方面，表現出 巨大的發展潛力。
水（H2O）是最基本的電解質，液態的水可以 發生電離反應生成 H+ 和 OH- ：
在直流電流的作用於下，兩極會發生化學反 應，這種過程稱之為電解。電解是將電能轉化成化 學能的過程。電解水處理過程中所發生的化學變化 與水中的化學組成、物質濃度、電極材料等因素密 切相關，兩極上析出物質的量和通過的電量成正比。
在水處理中，針對具有不同化學組成的水質條 件，通過改變不同的電極材料、電極布置方式、反 應室結構、電極作用過程和催化氧化還原措施等， 可以獲得不同的電解淨水效果。
電解水處理的特點:
電解是在外部電流作用下一個電子導體 （特種金屬製成的電極）和一個離子導體（水中的 電解質）之間發生的系列化學反應。
電解製造了一個氧化反應和還原反應分 別進行的環境。
電解過程可以控制和測量，從而可以精確 預知處理後水的水質。
不用任何化學藥劑，因此沒有任何汙染。
環境友好。
處理效果不隨被處理水的條件或組成而 發生變化。
被批准用於飲用水的處理。
3.2 EST 工作原理
EST 通過旁流處理的方式，取一定比例的冷卻 循環水流過 EST 反應室，以便拿掉適當的礦物質和 殺死細菌，然後回到冷卻塔中。通過精確的分析測 試，通過 EST 的結垢礦物質含量得到了可以看得見 的降低。在 EST 中發生的這種實際的化學反應，區 別於任何一種其他的機械式和電磁式的處理方式。
通過電解，水中的礦物質在 EST 反應室內壁上 沉澱出來並通過機械裝置去除，這就是 EST 的工作 原理。反應室中維持一定的工作電流。結果是，在 陰極（反應室內壁）附近形成高濃度的氫氧根，這 種升高的 pH 環境（pH 大約為 13），讓易結垢的礦 物質預先結垢，並從水中析出。實際上，陰極附近 局部的高氫氧根濃度形成的化學環境，和用石灰處 理形成的冷石灰軟化環境類似。冷石灰軟化處理主 要用來給水去除鈣、鎂和矽。
與此同時，電流也將一小部分的氯離子轉化成 游離氯，部分氫氧根氧化成微量臭氧。這兩個產物 提供了殺生效應，結合安培電流及局部高的和低的 （陽極）pH 區域，維持了 EST 之外的一個事實的 消毒環境。
根據水蒸發濃縮過程中帶來的水中碳酸鈣飽 和指數（LSI）的變化，將碳酸鈣控制在過飽和狀 態，在管道和設備內壁形成很薄的一層保護層，從 而保護管道和設備不和冷卻水中的溶解氧接觸，防 止腐蝕現象的發生。同時，EST 可以除掉冷卻水中 的鐵、銅離子以及其他重金屬離子，隨排垢時一起 排出冷卻循環系統之外，而這些離子是加速腐蝕的 罪魁禍首。
在反應室內壁（陰極）附近發生的主要化學反 應有：
2H2O (l) + 2e- → H2 (氣) + 2OH- (aq)
鹼性溶液中發生的反應（陰極附近）
CO2(aq)+ OH- (aq) → HCO3 - (aq)
HCO3 - (aq) + OH- (aq) → CO3 2-(aq) + H20(液)
Ca2+(aq) 鈣離子可能形成
氫氧化鈣: Ca(OH)2(垢)
碳酸鈣: CaCO3(垢)
陽極附近發生的化學反應有：
生成氧氣
4HO- → O2(g) + 2H20 + 4e-
游離氯 Cl- – e- → Cl0
2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e-
臭氧 O2 + 2HO- – 2e- → O3(g) + H2O
自由基 OH- – e- → OH0
過氧化氫 2H2O – 2 e- → H2O2 + 2H+
氧自由基2H2O – 2e- → O0 + 2 H+
EST把部分水垢以固體形式在EST內部預先析 出排出冷卻系統之外，冷卻水的濃縮倍率可以做的 更高，從而節約大量的新鮮補充水。而且在整個電 解水處理過程中，無須添加任何化學藥劑，EST 刮 垢和清洗的排放水除了水垢和固體雜質之外，沒有 任何危害成分，因此簡單沉澱後可以用於景觀綠化 或者清洗用水。當然也就不會向水體排放任何汙染 物了，節省大量的化學藥劑。因此，EST 技術成為 以色列環保部推薦的冷卻水和高硬度水處理的綠 色水處理技術。
3.3 EST 工作過程
EST 周期性自動刮垢和排汙。清洗周期和清洗 時間取決於每天要去除的礦物質以及從冷卻塔中 排掉的水量，以維持冷卻塔中水系統的化學和微生 物平衡。礦物質平衡通過分析監測冷卻水的化學性 質來決定，從而在 PLC 上可以設置每天需要清洗的 次數。
清洗的第一步，進、出口閥門關閉，EST 底部 的排汙閥門打開。gua刀在活塞的推動下在反應室內 自上而下運動，刮掉內壁軟的預先沉澱出來的水 垢，並和衝洗水一起從底部排出。排汙的時候，進 水閥門打開，以便衝洗排放區域。大約 90-120 秒鐘 後，排汙閥門關閉，刮刀回到反應室的頂部，出水 閥門打開，EST 重新工作。
4 美國科羅拉多紀念醫院中央空調冷
卻循環水 EST 應用案例
4.1 採用 EST 後醫院的冷卻水管理目標
醫院冷卻水管理的最基本的目標是自身空調 系統的可靠性，在最小腐蝕的情況下維持熱交換器 表面清潔，並且設備運行效率高，使用壽命長。
操作工人的安全性也是一個重要的因素，EST 讓工人們避免了處理或 暴露在危險化學品中的風 險。在控制軍團菌方面，EST 的細菌控制能力被證 明非常有效。
環境督察是另外一個重要的區域管理目標。降 低水消耗已經成為工業和商業用戶的一個關鍵目 標。因為 EST 除掉了一大部分水中的結垢礦物質， 真正浪費的濃水排放水量大大減少。與此同時，醫 院管理部門也實現了儘可能節約每一加侖自來水 的目標。節約用水和清潔控制之間的平衡是正在尋 求的目標，特別是在補給水水質經常變動的情況 下。
4.2 冷凝器列管檢查
EST 安裝運行 15 個月後，2005 年 4 月醫院組織 了專家評估 EST 的使用效果。參與檢查的專家一致 同意在近年來打開檢查的凝結器中，這個採用 EST 處理、不用化學藥劑處理的冷凝器列管，比以往用 化學藥劑處理的冷凝器狀態差不多，甚至更好。到 場的每個人都同意這個凝結器列管的表面沒有水 垢，腐蝕和微生物得到了和化學藥劑一樣好的控制。
這兩張照片是冷凝器的管板和列管的照片攝 於 05 年 4 月 4 日。這個使用了 8 年的熱交換器的 銅管非常清潔，沒有軟的或者硬的垢。同時用光學 顯微鏡檢查了管子的內表面，發現熱交換器幾英尺 深處也很清潔。銅管上沒有腐蝕的跡象。一些管板和列管末端發現了節結（腐蝕斑），但是和用化學 藥劑的結果比較，滲透深度是最小的。
雖然在第一次通過的列管內壁存在極少數的 可見的粘滑的汙染物，但是第二次通過的列管和端 板上沒有任何生物膜汙染。而且，衝洗管子排出的 水是非常乾淨的，而且其中沒有任何可能存在於管 子內壁的明顯的碎片、水垢或者粘土。
在與良好化學藥劑維護實現的防腐、阻垢和微 生物控制相當或者超出原有結果的同時，紀念醫院 運用 EST 技術之後獲得了下述收益：（1）冷卻塔濃 水排放量每年減少 740,000 加侖（2,800m3/年）；（2） 在此 15 個月期間，絕對沒有購買任何水處理化學 藥劑， 操作工沒有處置和暴露於化學品中，不用 添加藥劑、控制添加量、濃水排放或者回收藥劑以 免影響環境；（3）無需退還裝載化學的儲罐了；（4） 無需保留冷卻水使用的化學品的「材料安全數據 表」（MSDS）了；（5）測試化學殘留量的次數大大 減少了。
4.3 EST 減少冷卻塔濃水排放
EST 從 2003 年 12 月 20 日投入運行，從 04 年 1 月到 8 月是研究 EST 的化學性能，所以濃水排放 量和使用化學藥劑時一樣。從 04 年 9 月中旬開始， EST 衝洗（濃水排放通過衝洗的次數來控制）次數 從每天 12 次降到每天 4 次。與此同時，從 9 月開 始日平均濃水排放量明顯下降。 2003 年的 10 個數 據平均結果，使用化學藥劑處理的日平均濃水排放 量為 2,580 加侖。而經過優化後的 EST 系統，從 04 年 9 月到 05 年 3 月的日平均濃水排放量為 528 加 侖。
因此日平均濃水排放量減少了 2,052 加侖。這 就等於說一年節省的濃水排放水量為 749,000 加侖 （2,835m3/年）。 當然這也是節約的新鮮補充水的 量 2,835m3/年。更為重要的是，安裝 EST 後排放的 水，經過簡單沉澱後，我們用於綠化和清潔，也相 當於每天另外節約 528 加侖的新鮮水。
紀念醫院冷卻塔日平均濃水排放量（GPD） 0 1000 2000 3000 4000 5000 Mar-03 May Jul Sep Nov Jan-04 Mar May Jul Sep Nov Jan-05 Mar 日平均排汙量 EST 水處理減少的濃水排放量 圖表中給出的是兩年內每個月的日平均濃水 排放量。前 10 個數據是 2003 年的，代表當時用的 是化學水處理藥劑。中間缺失的三個數據是 2004 年早期安裝 EST 之後，新的流量計還沒有裝上。隨 後 2004 年和 2005 年的數據是 EST 運行後的濃水排 放量。
2004 年 9 月開始減少 EST 的清洗次數，排 放量大幅度下降。 冷卻塔日平均濃水排放量(gpd) 與補水電導率的關係 0 1000 2000 3000 4000 5000 Mar-03 May Jul Sep Nov Jan-04 Mar May Jul Sep Nov Jan-05 Mar 日平均排汙量 補水平均電導率 X 10 自來水電導率對化學藥劑水處理濃水排放量的影響，而 EST 不受影響 180 本圖可以看出日平均濃水排放量（藍色）隨自 來水月平均電導率（紫色）變化的趨勢。
計算濃縮倍率（濃縮倍率=蒸發量/排汙量+1） 0 10 20 30 40 50 60 Mar-03May Jul Sep Nov Jan-04Mar May Jul Sep Nov Jan-05Mar 濃縮倍率 濃縮倍率 減少濃水排放量對濃縮倍率的影響 濃縮倍率顯示了自來水中的礦物質經過冷卻 塔蒸發（蒸發掉的只有水）之後被濃縮的程度。 像前面提到的，2003 年採用化學藥劑處理期間 的計算濃縮倍率相對比較低，只有 5~16 之間。2004 年 9 月中旬 EST 控制的濃水排放量減少之後，計算 濃縮倍率急劇增加。實際上，2004 年 9 月和 10 月 的計算 EST 濃縮倍率比 2003 年同期高出了 3 倍。 而且，在 04 年 9 月 16 日到 19 日期間基於硫酸根 分析得出冷卻塔的濃縮倍率為 54。這個 54 倍的濃 縮倍率與水錶實際測量出來的同期月平均結果非 常接近。
因為冷卻塔補加水和濃水排放量都有水錶測 量，而且醫院也提供了歷史數據，所以這裡的濃縮 倍率通過這個公式計算：濃縮倍率 = (蒸發量 / 濃 縮排放量) +1。這個簡化的公式沒有把風吹飄灑損 失的量計算在內，但是目前新型高效率的冷卻塔飄 灑帶走的水量很少。 在過去，一個高負荷的冷卻塔的濃縮倍率無法 達到 20 倍的濃縮倍率，主要就因為飄灑。然而， 現在，紀念醫院三座馬力（Marley）NC 系列的冷 卻塔的飄灑只有循環量的 0.02%。事實上，結合較 好地運行冷卻塔，使其在低於額定的循環流量下運 行，還能夠進一步減少飄灑的量。另外，塔頂的風 扇不到高溫時候不開啟，通過人工到塔頂檢查保證 極少的飄灑脫離系統。
4.4 EST 對多種離子去除效果的影響
從化學的角度，對於任何選定的離子或者離子 集團，濃縮倍率都有下面的共識決定：冷卻塔冷卻 水濃度/補加水濃度。因此，如果冷卻水中的硫酸根 濃度為 600ppm，補加水中為 20ppm，濃縮倍率就 是 30。就正常情況來說，用化學藥劑處理的目標是 讓所有的物質都處於溶解狀態，因此大多數離子的 濃縮倍率應該相同。
181 水質分析顯示了對結垢離子的去除 例子 電導率 pH P-鹼度 M-鹼度 (CO3) 鈣離子 鎂離子 Silica SO4 Cl- 自來水 197 7.8 0 48 38 22 8 26 14 冷卻水 2422 8.6 36 320 273 299 73 622 300 倍率 13 7 7 14 10 24 23 上面分析的每一個數據都是 05 年 1 月 6 日到 05 年 3 月 17 日期間六組樣品的平均結果。測試結 果又分成 3 組，每組用不同的色系標示。紅色代表 去除效率最高，橙色代表去除效率處於第二位，藍 色和綠色代表去除效率最低。 碳酸鈣(CaCO3)在 EST 陰極形成預沉澱效果最 明顯，重碳酸鹽和碳酸鹽鹼度測試結果為總鹼度， 用甲基橙鹼度標示；因為在陰極附近的高 pH 環境 下這兩種物質的溶解性最差，鈣和鹼度濃度受影響 的程度最大。
像表中較低的濃縮倍率，是因為 EST 預沉澱和去除了很大一部分自來水中的鈣和鹼度。 第二，象在冷石灰軟化工藝中一樣，鎂和矽在 陰極附近的鹼性條件下也被預沉澱出來。儘管他們 的去除效率只有鈣的一半，但是降低的比例還是相 當穩定的。
電導率濃縮倍率降低原因在於總的離子 濃度的降低。這也和冷石灰軟化工藝中的化學反應 情況類似。 電解去除離子的另外一種方式是將氯離子轉，然後當冷卻水流經冷卻塔時飄散掉。這 種去除離子的形式比硬度預沉澱去除的效果要低 很多，但是，這種降低依然是顯而易見的。然而， 毋容置疑的，循環水中餘氯的含量實際上一直為 0.05~0.1ppm。 如上表所示，離子分析測試的結果，硫酸根濃 縮倍率最高。這裡沒有考慮水的溫度和其它因素。 因此，因為硫酸根測試容易，所以用來實際檢測估 計濃縮倍率。
4.6 EST 對微生物的控制
電解對水垢的影響已經做了清楚的描述。與此 同時，陰極和陽極的化學反應，配合特別的流量設 計，反覆地將細菌暴露於破壞性的環境中（反應室 內陰極附近強鹼性環境和陽極強氧化性環境），每 次流經反應室就會暴露在極高和極低的 pH、電擊、 和其它幾種氧化消毒環境之中。 暴露 EST 環境 10 次/天 EST 以旁流的方式安裝，也就是說，大約 110gpm 的冷卻水取出來經過 EST 處理後再回到系 統中去。旁流量設計時基於系統中所有的冷卻水每 天經過 EST 系統至少 10 次。因此，同樣地，每個 來自空氣中或者水中懸浮物裡的細菌，都會在 24 小時之內經過苛刻的 EST 環境大約 10 次。 pH 微生物對多種突然的環境變化很敏感。其中一 個尤其敏感的參數是 pH 值（水的酸度或者鹼度變 化）。實際上，水的 pH 值哪怕簡單地改變很少幾個 單位，就能夠事實上消除某些微生物的生長。
如前文討論的，陽極附近會形成高濃度的氫氧 根，從而在反應室內壁附近造成極高的鹼性環境， pH 值達到 13。相反，在陽極附近，一直維持著低 pH 的酸性環境。 因此，寄生在冷卻水懸浮物上面的細菌適應了 輕微弱鹼性環境，pH 值在 8.5 到 9.0 之間。這個 pH 值是使用 EST 處理冷卻循環水時控制的範圍。於 是，因為冷卻水切向進入和離開反應室，不斷地循 環就會反覆將細菌置於低 pH 值區和高 pH 值區。 結果就是細菌每次通過反應室時都經歷了多次變 化的 pH 值環境。 暴露在電流中 EST 在反應室中維持大約 7.5 安培 30 伏特的直 流電流。因此，細菌每次經過反應室時都會暴露在 7.5 安培的電流中。
產生氣、臭氧和氧自由基 由於陰極發生的化學反應，少量的氯離子轉化 成游離氯，因此循環水中餘氯維持一個較小的濃 度，約 0.1ppm。這個餘氯，就像向水中添加漂白粉 一樣，通過氧化作用殺死細菌。同時，在陰極還產 生了臭氧和氧自由基，這兩個氧化性物質，和氯類 似，具有殺生劑的作用。
4.7 軍團菌檢測結果
在 05 年 3 月 8 日取水樣（經過一夜）送到 Pittsburg, PA 的獨立實驗室進行軍團菌檢測。檢測 報告結果是所送樣品軍團菌檢測結果顯陰性或者 樣品中沒有檢出軍團菌。
4.8 EST 處理系統可靠性觀察
類似 2005 年 4 月 6 日的情況，醫院冷卻塔系 統的運行狀況比得上以前用化學水處理時的結果。 在正常的操作參數下，冷凝器的可實現溫度保持得 很好。 在安裝 EST 情況下，即使循環量比建議的低， 系統的運行參數看起來都很好。2005 年 1 月 18 日， EST 進水管到上安裝了流量計，那一天的流量只有 45gpm，可是建議的流量卻是~110gpm。2005 年 2 月 2 日，改造管道後，流量增加到 120gpm。從那 天起，冷卻塔填料一直很乾淨，而且冷卻塔池滯流 區看起來更好了。
5 結論
中央空調冷卻循環水處理是維護中央空調系 統正常運行的一項重要工作。合理的水處理技術不 僅能夠充分保證中央空調系統效率，同時也能節省 系統運行成本，延長設備使用壽命。美國紀念醫院 的經驗證明，EST 是一項綠色的中央空調冷卻循環 水處理新技術，在維護系統正常運行的前提下，節 約新鮮水，降低微生物風險，減少維護費用等方面， 與傳統的化學藥劑處理比較來說，是冷卻水處理領 域的一項進步。
EST控制允許的日平均排放量從化學藥劑處理 時的 2580gpd 降低到 582gpd。這相當於每年節省科 羅拉多泉城自來水 740,000gpy。節省自來水消耗的 同時，系統的效率沒有明顯的損失，冷卻器的列管 看起來很乾淨，而且沒有水垢。節省水的同時，實 現了不向環境中排放任何化學藥劑。減少濃水排放 的結果，濃縮倍率從使用化學藥劑時的 16 倍，增 加到使用 EST 時的最高 60 倍。而且濃縮倍率增加 沒有造成工作效率明顯的變化。自來水經常性的電 導率波動，導致了化學藥劑處理時的不可忽略的水 量消耗。用 EST 控制之後，這種消耗得到了徹底根除。
低碳鋼的腐蝕率測試結果，平均腐蝕率略微高 於 2 mpy。這裡，這個腐蝕率是可以接受的，但是 如果必要的話，還能夠通過機械的或者化學的方法 加以改善。閒置期增加冷凝器循環水的流量，會使 得熱交換器的腐蝕節結降到最小。雖然銅質掛片試 驗分析結果顯示平均腐蝕率為 0.24 mpy，熱交換器 列管看起來非常好。如果需要進一步控制腐蝕，可 以配合加極微量的緩蝕劑。 微生物得到很好的控制，基本沒有生物粘泥汙 染的問題。同時軍團菌檢測結果表明，軍團菌在使 用 EST 之後，不用任何其它化學藥劑的情況下，也 得到了很好的控制。