提高循环水浓缩倍数

“治污增效，节水减排”——提高循环水浓缩倍数

1 概述

淡水是全球一种有限而宝贵的资源，也是人类及万物赖以生存的生命之源。在化学工业上，也是作用巨大的。生产中用的冷却水，其量占全厂用水量70～80%，是用水大项。我国是一个严重缺水的国家，节水减排势在必行。想节水减排，不抓冷却用水显然是不行的。

冷却循环水系统运行的好坏，直接关系到企业安全、高效地生产，必需给予保证。在确保生产正常的前提下，节水减排工作只有一条出路，那就是科学地、合理地采用处理技术，将目前循环水浓缩倍数由2～3倍提至4～6倍!这是节水减排的关键所在。但随着浓缩倍数的提高，对水质运行质量会造成难度，如产生结垢、腐蚀或软泥沉积等新的问题。但为了节水减排，这些难题必需给予解决，节水才能成为可能。

2 提高浓缩倍数是节水的关键

在敞开式循环冷却水系统中，浓缩倍数是一项主要指标。浓缩倍数越大，说明水重复利用率越高，排污越少，当然补水也会越少了。所以说，提高浓缩倍数是节水之关键。

循环冷却水在运行中，水会发生蒸发损失、风吹损失、排污损失及泄漏损失。为了维持水池水位，会进行相应补充。以上四种损失之总和就组成了补水量。循环水中溶解盐类也会随之产生浓缩，这是因为蒸发损失所产生水量，基本不会带出盐类，而补入水质中盐类会在循环水中积聚，所以水系统运行时间长，循环水中盐类也会发生相应浓缩。我们就是利用某种盐类的浓缩来测算浓缩倍数。较常用方法是利用水中氯离子(有条件也可用钾离子)，计算方法：

浓缩倍数＝循环水中Cl-/补充水中Cl-

为了节水减排，必需弄清浓缩倍数同排污率关系

补水量由蒸发损失+风吹损失+渗漏损失+排污损失组成

渗漏损失纯为外部因素，可不计。风吹损失则与吹风量、塔型及有否收水器有关，一般按循环水量的0.1～0.2%估算。蒸发损失主要由外界气温、湿度、塔型、冷热水温差等因素决定，而排污损失则和水质及药剂处理允许的浓缩倍数有关。允许浓缩倍数高，排污就少，如满足条件，甚至可以不排。所以说，想节水减排，就只有提高浓缩倍数，而提高浓缩倍数又只有选用优良的药剂及工艺或通过改善补充水水质而改善循环水水质来达到。

附：固定条件测出循环水浓缩倍数及排污率关系曲线

从以上曲线可以查出，浓缩倍数2时，排污率约1.6%，而升至5倍时，排污率仅为0.3%。假设某厂循环水总量为10000m3/h，如保持浓缩倍数为2倍，则排污量10000×1.6%＝160m3/h，如能提至5倍，10000×0.3%=30m3/h，节水160-30=130m3/h。

如一年按8000小时生产，则一年节水并减排104万吨。节省费用200余万元/年，治污又增效，节水又减排，经济、环保双赢。

3 提高浓缩倍数后的水质危害

提高浓缩倍数绝不能用强行关上排污阀来实现，这样会给生产带来严重后果，加重水系统中设备结垢、腐蚀和软泥积沉，而影响生产。水质不好产生的问题是慢性病，几天可能看不出来，一旦时间长必然会出问题，这点已被不少企业的实际情况所证实。这是因为水质经高倍浓缩后，会产生一系列物理、化学反应，在低浓缩倍数运行时不会产生的问题，在高倍时就会产生并加重，如悬浮物。高倍运行时，大量灰尘、泥砂等杂质进入系统，由于长期不排污，会越积越多，造成系统软泥沉积，轻者引起传热下降，如积沉lmm，传热性能下降5%；重者还会因泥下缺氧而产生硫酸菌繁殖，生成硫酸而腐蚀金属，损坏设备，并且灰尘还会吸附循环水中的药剂，造成药剂成本加大而增加处理成本。

其次是硬度，高浓缩必然是高硬度，结垢趋势加快。COD、NH4-N等项目也会因高倍运行而产生问题。且菌藻繁殖也会加快，带来系统中生物软泥增多，堵塞冷却塔填料及流速低的换热器。以上问题产生都会给生产带来影响或损坏设备，从以上问题可以看出，提高浓缩倍数虽然节水但应有相应的技术措施跟上，否则是不行的。

提高倍数的措施一般走两条路线，一条是提高处理药剂及净化能力，来适应高倍运行。另一条是通过处理—次水来改善补水水质。有时也可二条办法全采用。具体到某企业该如何办，要结合各单位实际情况进行具体问题具体分析，因地制宜，按体裁衣，万不可生搬硬套，要由有经验单位帮做经济技术比较分析，以决定选何方案。

4 影响循环水浓缩倍数的原因

实践中，见不少企业早已关上排污阀，而浓缩倍数却提不上去，产生原因大致有：

1、池或回水沟泄漏，特别是采用地沟回水的系统，最易发生渗漏。解决办法当然是尽量堵漏。

2、循环水进出口水温温差太小，冷却塔一般设计取温差10℃左右，而企业为保险，一般选水泵流量偏大，造成温差小，经实测，不少企业水温温差仅在4～5℃，远低于设计值，温差小蒸发损失就低，如夏季温差5℃，蒸发损失率为0.8%，而温差10℃则为1.6%。蒸发损失率低，补水率也随之下降，补入盐类也就减少，浓缩倍数迟迟上不去。解决办法是适应关于水泵出口阀，减少循环水量，在不影响生产前提下，提高温差，不但节省电能，也利于浓缩倍数的提高。

3、风吹损失率大，因不同冷却设备，其风吹损失率变化是较大的，如采用**池冷却企业，其风吹损失率为1.5～2%，**式冷却塔1～3%，风筒式机力通风冷却塔0.3～0.5%，带收水器的仅0.1～0.2%，低和高的差10倍以上。风吹损失的水为循环水，带有水中盐类，代替了排污，风吹损失＞0.5%，几乎不需排污就可满足盐类平衡。解决办法是冷却塔应装高效收水器。选购新的冷却设备时还应该注意其风吹损失率大小，如选择不当，不但会造成年损失几百万吨水的浪费，还会带来处理费用的增加及排污水量的治理费用。采用喷嘴式喷淋冷却的应注意风吹损失量，太大的浪费水。

5 简介几家减排治理循环水实例企业

节水减排已被众多企业所认识，有的是自觉，也有的可能是迫于实际，但不管何因，开始重视节水减排却是实情，动的早，见效也早。

1、一次补给水选用脱盐处理工艺——实现零排放方案

如山西某大型化肥企业，新建合成氨40万吨/年，年产尿素40万吨，甲醇20万吨。全厂冷却循环水15000m3/h，一次水补水水质：

外状：清PH：7.2 导电度：760us/cm

碱度：255mg/L(CaCO3) CI-：29mg/L

硬度：500mg/L(CaCO3)

一次水总硬度大，永硬也大，如采用常规循环水处理，浓缩倍数最多二倍多，排污率应在