循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測(cè)方法及控制指標(biāo)

循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測(cè)方法及控制指標(biāo)摘要：為了充分發(fā)揮水處理藥劑的效能，提高水質(zhì)管理水平，增加經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)本廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，分析了不同濃縮倍數(shù)檢測(cè)方法的可行性、實(shí)用性，并對(duì)濃縮倍數(shù)的控制指標(biāo)提出了合理的范圍。關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)檢測(cè)方法控制指標(biāo)循環(huán)水濃縮倍數(shù)是指循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況使循環(huán)水不斷濃縮的倍率（以補(bǔ)充水作基準(zhǔn)進(jìn)行比較），它是衡量水質(zhì)控制好壞的一個(gè)重要綜合指標(biāo)。濃縮倍數(shù)低，耗水量、排污量均大且水處理藥劑的效能得不到充分發(fā)揮；濃縮倍數(shù)高可以減少水量，節(jié)約水處理費(fèi)用；可是濃縮倍數(shù)過高，水的結(jié)垢傾向會(huì)增大，結(jié)垢控制及腐蝕控制的難度會(huì)增加，水處理藥劑會(huì)失效，不利于微生物的控制，故循環(huán)水的濃縮倍數(shù)要有一個(gè)合理的控制指標(biāo)。濃縮倍數(shù)的檢測(cè)方法有很多，由于各廠補(bǔ)充水水質(zhì)及循環(huán)水運(yùn)行情況的差異，不同方法測(cè)出的結(jié)果都不同，所以對(duì)不同循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測(cè)方法進(jìn)行比較是很有必要的。1循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測(cè)方法循環(huán)水系統(tǒng)日常運(yùn)行時(shí)，濃縮倍數(shù)的檢測(cè)一般是根據(jù)循環(huán)水中某一種組分的濃度或某一性質(zhì)與補(bǔ)充水中某一組分的濃度或某一性質(zhì)之比來計(jì)算的。即：K=C循/C補(bǔ)（1）式中C循一循環(huán)水中某一組分的濃度C補(bǔ)--補(bǔ)充水中某一組分的濃度但對(duì)于用來檢測(cè)濃縮倍數(shù)的某一組分，要求不受運(yùn)行中其他條件如加熱、投加水處理劑、沉積、結(jié)垢等情況的干擾。因此，一般選用的組分有Cl-、Ca2+、SiO2、K+和電導(dǎo)率等。1.1Cl-、Ca2+法雖然Cl-的測(cè)定比較簡單，在循環(huán)水運(yùn)行過程中既不揮發(fā)也不沉淀，但我廠因常用C12或NaClO、潔爾滅等藥劑來控制水中的微生物及粘泥，這樣會(huì)引入額外的C1-，用該法測(cè)得的濃縮倍數(shù)會(huì)偏高；同時(shí)循環(huán)水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中或多或少地會(huì)結(jié)垢，尤其在高濃縮倍數(shù)時(shí)更為明顯，故用Ca2+法測(cè)得的濃縮倍數(shù)會(huì)偏低。1.2電導(dǎo)率法電導(dǎo)率的測(cè)定比較簡單、快速、準(zhǔn)確。從理論上來說，在循環(huán)水系統(tǒng)中常需要加入水處理劑和通入Cl2,這會(huì)使水的電導(dǎo)率增加，另外當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備有泄漏時(shí)也會(huì)使電導(dǎo)率明顯增高，故用該法測(cè)出的電導(dǎo)率也會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。事實(shí)上，我廠于1996年3-7月用電導(dǎo)率法進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明：用作基準(zhǔn)的補(bǔ)充水一長江水的電導(dǎo)率是波動(dòng)不穩(wěn)的，其波動(dòng)范圍為154?291uS/cm；循環(huán)水的電導(dǎo)率也是波動(dòng)不穩(wěn)的，一循、三循波動(dòng)范圍分別為330?613rS/cm、308?618uS/cm。因此，當(dāng)循環(huán)水的電導(dǎo)率較高、補(bǔ)充水的電導(dǎo)率也較高時(shí)，得出的K值還是不高；當(dāng)循環(huán)水電導(dǎo)率不高而補(bǔ)充水電導(dǎo)率較低時(shí)，K值也會(huì)高。SiO2法由于我廠循環(huán)水系統(tǒng)未投用硅酸鹽系列水處理劑，因此原來一直沿用該法。用該法檢測(cè)時(shí)，循環(huán)水濃縮倍數(shù)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常波動(dòng)且嚴(yán)重失真的現(xiàn)象：用以前沿用的室內(nèi)新鮮水作基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)，濃縮倍數(shù)普遍偏高，一循曾高達(dá)8.5；后改用裝置補(bǔ)充水作基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)，濃縮倍數(shù)又普遍偏低，有時(shí)甚至出現(xiàn)＜1的情況。K+法從理論上來說，循環(huán)水系統(tǒng)中K+來源較少，一般在某個(gè)階段內(nèi)K+是相對(duì)穩(wěn)定的，但在不同時(shí)期，也會(huì)受土壤、地面水等外界環(huán)境的影響而有一定的變化。K+的溶解度較大，在運(yùn)行過程中也不會(huì)從水中析出，故用K+法檢測(cè)循環(huán)水濃縮倍數(shù)K時(shí)，受到的干擾相對(duì)較少。為此，進(jìn)行了如下考察?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果的考察，見表1。表1?1995年4——7月K+法規(guī)場(chǎng)數(shù)據(jù)采樣日期補(bǔ)充水K+含量（mg/L）一循K+含量（mg/L）濃縮倍數(shù)4月1日1.253.402.724月5日1.253.650.924月10日1.404.403.144月15日1.604.702.944月20日1.504.803.204月27日1.453.302.235月15日1.383.102.255月19日1.453.402.345月23日1.403.702.645月27日1.453.002.075月31日1.502.601.736月4日1.393.392.446月12日1.303.702.316月18日1.523.652.407月3日1.123.102.777月9日1.583.222.047月15日1.102.352.147月18日1.353.502.59從表1可以看出，補(bǔ)充水K+的變化不大，其變化范圍為1.10?1.60mg/L；一循水K+的變化范圍為2.35?4.80mg/L。同樣以一循為例，將一循數(shù)據(jù)分成兩段(4—5月/6—7月)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：兩段檢測(cè)結(jié)果之間不存在系統(tǒng)誤差，因此用K+法測(cè)出的結(jié)果是可靠的。方法精密度的考察，其結(jié)果見表2。表2??K+標(biāo)液及樣品的重復(fù)檢測(cè)結(jié)果樣品名稱八次重復(fù)檢測(cè)結(jié)果K+(mg/L)平均結(jié)果x(mg/L)標(biāo)準(zhǔn)偏差s變異系數(shù)s/x(%)標(biāo)液6mg/L5.885.825.946.125.945.885.826.125.940.122.02裝置補(bǔ)充水*1.981.981.922.041.921.981.921.921.960.0452.30一循水樣3.663.603.723.843.663.723.903.603.710.112.96三循水樣5.645.705.585.465.585.405.345.705.550.142.52注？*該裝置補(bǔ)充水中K+濃度數(shù)據(jù)為1999年11月8日所測(cè)。從表2可見：該方法精密度高，其變異系數(shù)＜3%。不同實(shí)驗(yàn)室間的結(jié)果對(duì)照見表3。表3?1996年3-5月濃縮倍數(shù)的對(duì)照分析結(jié)果（K+法）采樣日期研究室測(cè)得K值供水室測(cè)得K值兩室K值之差的絕對(duì)值兩室K值之差的絕對(duì)值/平均值X100%一循三循一循三循一循三循一循三循3月18日2.252.332.212.260.040.071.83.03月12日2.162.202.162.100.00.100.04.53月25日1.972.571.922.550.050.022.60.84月1日1.852.851.852.650.00.200.07.34月8日2.263.262.193.170.070.093.22.84月16日2.123.041.932.790.190.259.48.64月22日2.043.142.063.160.020.021.00.64月29日2.622.212.752.230.130.024.80.95月6日2.422.122.402.080.020.040.81.95月13日2.31停工2.19停工0.12停工5.3停工5月27日2.48停工2.36停工0.12停工5.0停工注？該對(duì)照結(jié)果為不同實(shí)驗(yàn)室的不同人員對(duì)同一天的不同樣品用不同儀器進(jìn)行分析的結(jié)果。從表3可以看出，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況也較好，兩室K值之差的絕對(duì)值與平均值之比值W9.4%。由此可見，用K+法測(cè)出的K值誤差較小，可作為循環(huán)水系統(tǒng)的實(shí)際K值。2循環(huán)水濃縮倍數(shù)的控制指標(biāo)一般濃縮倍數(shù)低，耗水量就大，排污量也大；濃縮倍數(shù)高可以減少水量，節(jié)約水處理費(fèi)用。但濃縮倍數(shù)過高會(huì)使循環(huán)冷卻水中的硬度、堿度和濁度升得太高，水的結(jié)垢傾向增大很多，從而使結(jié)垢、腐蝕控制的難度變大，使水處理藥劑（如聚磷酸鹽）在冷卻水系統(tǒng)內(nèi)的停留時(shí)間增長而水解。因此，循環(huán)冷卻水的K值并不是愈高愈好。我廠現(xiàn)有四套循環(huán)水系統(tǒng)，其中一循最大，故以一循為例加以說明。一循系統(tǒng)容量為1.2X104m3/h,循環(huán)水量R為1.1X104m3/h,根據(jù)：M補(bǔ)水量=[K?a/(K-1+a)]XRD排水量=[a/(K-1+a)]XRa=AT/600式中AT--我廠循環(huán)水進(jìn)出口水溫之差(e8°C)K--循環(huán)水系統(tǒng)的Ka--蒸發(fā)因子據(jù)此可計(jì)算出a=0.013和K=1?10時(shí)系統(tǒng)所需補(bǔ)水量M、排污量D、(M/R)%、(D/R)%及節(jié)水率(AM/R)/AK,計(jì)算結(jié)果見表4。表4?一循在不同K下冷卻水系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算值項(xiàng)目濃縮倍數(shù)K1.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0D(m3)11000141.271.047.535.628.523.820.417.815.9M(m3)11000282.3213.1189.8178.2171.2166.5163.1160.6158.7D/R(%)1001.280.650.430.320.260.220.190.160.14M/R(%)1002.571.941.731.621.561.511.481.461.44(△M/R)/AK(%)97.40.630.210.110.060.040.030.020.02從表4可以看出：隨著濃縮倍數(shù)的增加，冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水量M和排污水量D都不斷減少。因此，提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，可以節(jié)約水資源。每提高一個(gè)濃縮倍數(shù)單位所降低的補(bǔ)充水量的百分比［(△M/R)/AK］隨濃縮倍數(shù)的增加而降低，且在低濃縮倍數(shù)時(shí)，提高K值的節(jié)水效果比較明顯；但當(dāng)K提高