工业循环水的重要指标——浓缩倍数

工业循环水的重要指标——浓缩倍数
杜辉
摘要：阐述了工业循环水的发展状况以及研究工业循环水的原因，列出循环水的工艺指标，进而对工业循环水中的一项重要指标——浓缩倍数进行专业知识的论述。

关键字：工业循环水工艺指标浓缩倍数
一、循环水概述
随着工业的发展和生活的需要，水的用量急剧增加。

因此，节约水资源成了当务之急。

采用循环水是节约水资源的重要途径，而且高浓缩倍数运行的循环水还可以减少环境的污染。

由于循环水的结垢、腐蚀现象比较严重，容易滋生菌藻，以至影响设备的传热效率，威胁设备的使用寿命，因此需要对循环冷却水系统进行研究以避免这些可能的发生或减缓发生的时间。

二、循环水的工艺指标
①供水压力≥0.42MPa；
②供水温度≤29℃；
③回水温度≤39℃；
④浓缩倍数：2.5—4.0；
⑤总磷：4—12mg/L；
⑥总硬度≤450mg/L；
⑦外送水浊度≤25度；
⑧外送水PH值：8.0—9.0。

三、工业循环水的重要指标——浓缩倍数
下面就工业循环水的一项指标——浓缩倍数进行专业知识论述。

1、浓缩倍数
由于第一循环水场使用的是敞开式循环冷却系统，冷却水在循环利用的过程中，有很多水分由于蒸发而损失，相对的，水中的各种矿物质和离子含量则会愈来愈多，而为了保持水中的含盐量浓度一定，向循环水中注入新鲜水，排出浓缩水。

因此，浓缩倍数就是用来控制水中含盐的浓度，是循环水中某物质的浓度与补充水中某物质的浓度之比。

即浓缩倍数（K）=循环水含盐量（C R)/补充水含盐量（C M）
2.浓缩倍数的工业意义
随着经济的发展,工业用水量日益增长,而循环冷却水占工业水总量的70%左右,循环冷却水大有潜力可挖。

浓缩倍数是判定循环冷却水利用率的一个重要指标,一般浓缩倍数低,耗水量、排污量均大且水处理药剂的效能得不到充分发挥;该数越高,说明循环水被利用的次数越多。

提高循环水浓缩倍数不仅可以降低补充水量、节约水资源、降低排污水量、减少对环境的污染和废水处理量,还可以减少水稳剂及杀菌剂的消耗量、降低水处理成本。

提高浓缩倍数运行是目前公认的有效节水方法。

但随着浓缩倍数的提高,循环水系统结垢和腐蚀因子也随着成倍上升。

这就需要把浓缩倍数控制在一个合理的范围,目前我厂要求把浓缩倍数控制在2.5～4.0之间。

因此，对浓缩倍数的检测就显得十分重要。

3、检测浓缩倍数的方法
（1）Cl-法
虽Cl-的测定比较简单，在循环水运行过程中既不挥发也不沉淀，日常的水质检测项目中具有Cl-浓度一项，所以，人们常用Cl-来计算浓缩倍数，但是，通常还会在循环水中加入含氯离子的药剂控制
水中的微生物，因此会引入额外的氯离子，从而使测得的浓缩倍数偏高。

（2）SiO2法
在循环水的日常运行中，一般情况不向冷却水中引入硅酸盐，因此，用SiO2计算浓缩倍数的干扰较少。

但是，当硅酸盐与镁离子浓度都高时，循环水中会生成硅酸镁沉淀而使监测的结果偏低。

（3）K+法
从理论上来说，循环水系统中K+来源较少，一般在某个阶段内K+是相对稳定的，但在不同时期，也会受土壤、地面水等外界环境的影响而有一定的变化。

K+的溶解度较大，在运行过程中也不会从水中析出，故用K+法检测循环水浓缩倍数时，受到的干扰相对较少。

（4）Ca2+法
一般来说，Ca2+是结垢因素，循环水系统在运行过程中或多或少地会结垢，尤其在高浓缩倍数时更为明显，故用Ca2+法测得的浓缩倍数会偏低。

（5）电导率法
循环冷却水中的溶解盐类呈离子状态，具有一定的导电能力，因此可用溶液中的电导率间接地表示溶解盐类的含量。

电导率测定方法较简单，但由于系统中投入氧化性杀菌剂后会增加一些溶解性的Cl-，Br-等离子，同时系统的物料泄漏等原因会引起电导率的波动。

所以，对于循环冷却水系统而言，用电导率测定循环水浓缩倍数也具有一定的参考意义。

综合以上方法可知，K+法是最为稳定的，所测的浓缩倍数也最为准确，第一循环水场曾经也选用K+法来计算浓缩倍数，但是由于用来测定的仪器比较昂贵，在综合实际情况下，因此选用了Cl-法来测定浓缩倍数。

4.如何提高浓缩倍数
根据浓缩倍数的定义：浓缩倍数（K）=循环水含盐量（C R)/补充水含盐量（C M）可以看出提高循环水含盐量或降低补充水含盐量均可提高循环水的浓缩倍数。

(1)维持补充水含盐量不变，提高循环水含盐量，提高浓缩倍数。

为了控制循环水腐蚀和结垢，循环水含盐量的提高是有一定限度的，须在安全经济的基础上进行，以先进可靠的水处理配方作保障，一定范围内提高浓缩倍数。

(2)循环水含盐量一定，去除补充水中的部分或全部离子，使其得到软化，降低补充水含盐量，提高浓缩倍数。

这是比较常用的方法之一。

用于补充水软化的方法有：离子交换、石灰法、电渗析等；或使用含盐量较低的其他水源部分替代原本含盐量较高的补充水。

(3)减少非蒸发损失水量，提高浓缩倍数。

补充水量等于蒸发损失水量与非蒸发损失水量之和，蒸发损失水量是基于冷却降温需要蒸发散热损失的水量，难以控制；非蒸发损失水量是非冷却降温需要、在环境中损失的水量可以控制。

非蒸发损失通常有排污损失、风吹损失、管网漏失。

减少非蒸发损失水量重点为风吹损失、管网损失和其他损失，需要全方位做好工作。

(4)高碱高硬补充水水质加酸调pH提高浓缩倍数。

向循环水系统中投加硫酸或盐酸，减低循环水总碱度，提高循环水钙硬，基本维持“钙硬+总碱度”界限不变，来提高循环水浓缩倍数。

4.提高循环水浓缩倍数中存在的问题及建议
(1)系统设计不合理
在排污量一定的情况下，系统达到一定浓缩倍数所需的时间与系统容积成反比。

《工业循环冷却水处理设计规范》规定循环水量与循环冷却水系统容积之比大于3。

目前一循的一套系统容积为3000m3左右,循环量在4200 m3/h左右，循环水量与循环冷却水系统容积之比为1.4，达不到大于3的设计规范要求，这种设计上“先天不足”，在生产运行后，要通过一系列技术改造来解决的难度很大，使浓缩倍数提高的难度较大。

(2)装置物料泄露影响浓缩倍数的提高
由于装置建造时间年久，很多管线老化，出现漏损，致使物料泄露进入循环冷却水中，影响浓缩倍数的提高。

（3）循环冷却系统不密闭
由于一循采用敞开式循环冷却系统，冷却塔上由于风吹损失，蒸发损失，或者冷却塔破损，致使冷却水迸溅至塔外流失。

（4）系统渗漏影响浓缩倍数的提高
由于冬季防冻防凝的需要，管线末端、部分采样点、管线防空点需要常流水，因此会造成循环水渗漏损失。

或者是管网、设备异常泄露造成水量损失。