循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測方法及控制指標(biāo) 論文

1、循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測方法及控制指標(biāo)循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測方法及控制指標(biāo) 論文論文 關(guān)鍵字：控制 不同 結(jié)垢 日月 濃縮倍數(shù) 補(bǔ)充水 循環(huán)水 電導(dǎo)率 檢測 結(jié)果 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)場調(diào)查，分析了不同濃縮倍數(shù)檢測方法的可行性、實用性，并對濃縮倍數(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)控制好壞的一個重要綜合指標(biāo)。濃縮倍數(shù)低，耗水量、排污

2、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)約水處理費用；可是濃縮倍數(shù)過高，水的結(jié)垢傾向會增大，結(jié)垢控制及腐蝕控制的難度會增加，水處理藥劑會失效，不利于微生物的控制，故循環(huán)水的濃縮倍數(shù)要有一個合理的控制指標(biāo)。 濃縮倍數(shù)的檢測方法有很多，由于各廠補(bǔ)充水水質(zhì)及循環(huán)水運行情況的差異，不同方法測出的結(jié)果都不同，所以對不同循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測方法進(jìn)行比較是很有必要的。 1 1 循循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測方法環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測方法 循環(huán)水系統(tǒng)日常運行時，濃縮倍數(shù)的檢測一般是根據(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)之比來計算的。即： KC循/C補(bǔ)(1) 式中

3、 C循-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 但對于用來檢測濃縮倍數(shù)的某一組分，要求不受運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。 1.1 Cl-、Ca2+法 雖然 Cl-的測定比較簡單，在循環(huán)水運行過程中既不揮發(fā)也不沉淀，但我廠因常用 Cl2或 NaClO、潔爾滅等藥劑來控制水中的微生物及粘泥，這樣會引入額外的 Cl-，用該法測得的濃縮倍數(shù)會偏高；同時循環(huán)水系統(tǒng)在運行過程中或多或少地會結(jié)垢，尤其在高濃縮倍數(shù)時更為明顯，故用 Ca2+法測得的濃縮倍數(shù)會偏低。 1.2 電導(dǎo)率法 電導(dǎo)率的測定比較

4、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，這會使水的電導(dǎo)率增加，另外當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備有泄漏時也會使電導(dǎo)率明顯增高，故用該法測出的電導(dǎo)率也會產(chǎn)生很大的誤差。事實上，我廠于 1996 年 3-7 月用電導(dǎo)率法進(jìn)行了測試，結(jié)果表明：用作基準(zhǔn)的補(bǔ)充水-長江水的電導(dǎo)率是波動不穩(wěn)的，其波動范圍為 154291 S/cm；循環(huán)水的電導(dǎo)率也是波動不穩(wěn)的，一循、三循波動范圍分別為 330613 S/cm、308618 S/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，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，K 值也會高。 1.3 SiO2法 由

5、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。用該法檢測時，循環(huán)水濃縮倍數(shù)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常波動且嚴(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，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，濃縮倍數(shù)又普遍偏低，有時甚至出現(xiàn)1的情況。 1.4 K+法 從理論上來說，循環(huán)水系統(tǒng)中 K+來源較少，一般在某個階段內(nèi) K+是相對穩(wěn)定的，但在不同時期，也會受土壤、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，在運行過程中也不會從水中析出，故用 K+法檢測循環(huán)水濃縮倍數(shù) K 時，受到的干擾相對較少。 為此，進(jìn)行了如下考察。 現(xiàn)場檢測結(jié)果的考察，見表

6、 1。 表表 1 1 19951995 年年 4 47 7 月月 K K+法規(guī)場數(shù)據(jù)法規(guī)場數(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 1.25 3.40 2.72 4 月 5 日 1.25 3.65 0.92 4 月 10 日 1.40 4.40 3.14 4 月 15 日 1.60 4.70 2.94 4 月 20 日 1.50 4.80 3.20 4 月 27 日 1.45 3.30 2.23 5 月 15 日 1.38 3.10 2.25 5 月 19 日 1.45 3.40 2.34 5 月 23 日 1.40 3.70 2.64

7、 5 月 27 日 1.45 3.00 2.07 5 月 31 日 1.50 2.60 1.73 6 月 4 日 1.39 3.39 2.44 6 月 12 日 1.30 3.70 2.31 6 月 18 日 1.52 3.65 2.40 7 月 3 日 1.12 3.10 2.77 7 月 9 日 1.58 3.22 2.04 7 月 15 日 1.10 2.35 2.14 7 月 18 日 1.35 3.50 2.59 從表 1 可以看出，補(bǔ)充水 K+的變化不大，其變化范圍為 1.101.60 mg/L；一循水 K+的變化范圍為 2.354.80 mg/L。 同樣以一循為例，將一循數(shù)據(jù)分成

8、兩段(45 月/67 月)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果表明：兩段檢測結(jié)果之間不存在系統(tǒng)誤差，因此用 K+法測出的結(jié)果是可靠的。 方法精密度的考察，其結(jié)果見表 2。 表表 2 2 K+K+標(biāo)液及樣品的重復(fù)檢測結(jié)果標(biāo)液及樣品的重復(fù)檢測結(jié)果 樣品名稱 八次重復(fù)檢測結(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/L 5.88 5.82 5.94 6.12 5.94 5.88 5.82 6.12 5.94 0.12 2.02 裝置補(bǔ)充水* 1.98 1.98 1.92 2.04 1.92 1.98 1.92 1.92 1.96 0.045 2.30 一循水樣 3.6

9、6 3.60 3.72 3.84 3.66 3.72 3.90 3.60 3.71 0.11 2.96 三循水樣 5.64 5.70 5.58 5.46 5.58 5.40 5.34 5.70 5.55 0.14 2.52 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。 從表 2 可見：該方法精密度高，其變異系數(shù)3%。 不同實驗室間的結(jié)果對照見表 3。 表表 3 3 19961996 年年 3 3- -5 5 月濃縮倍數(shù)的對照分析結(jié)果（月濃縮倍數(shù)的對照分析結(jié)果（K+K+法）法） 采樣日期 研究室測得 K值 供水室測得 K值 兩室 K 值之差的絕對值 兩室 K 值之差

10、的絕對值/平均值100% 一循 三循 一循 三循 一循 三循 一循 三循 3 月 18日 2.25 2.33 2.21 2.26 0.04 0.07 1.8 3.0 3 月 12日 2.16 2.20 2.16 2.10 0.0 0.10 0.0 4.5 3 月 25日 1.97 2.57 1.92 2.55 0.05 0.02 2.6 0.8 4 月 1日 1.85 2.85 1.85 2.65 0.0 0.20 0.0 7.3 4 月 8日 2.26 3.26 2.19 3.17 0.07 0.09 3.2 2.8 4 月 16日 2.12 3.04 1.93 2.79 0.19 0.25

11、 9.4 8.6 4 月 22日 2.04 3.14 2.06 3.16 0.02 0.02 1.0 0.6 4 月 29日 2.62 2.21 2.75 2.23 0.13 0.02 4.8 0.9 5 月 6日 2.42 2.12 2.40 2.08 0.02 0.04 0.8 1.9 5 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 該對照結(jié)果為不同實驗室的不同人員對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)場應(yīng)用情況也較好，兩室 K 值之差的絕對值與平均

12、值之比值9.4%。 由此可見，用 K+法測出的 K 值誤差較小，可作為循環(huán)水系統(tǒng)的實際 K 值。 2 2 循環(huán)水濃縮倍數(shù)的控制指標(biāo)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)約水處理費用。但濃縮倍數(shù)過高會使循環(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 1.2104m3/h，循環(huán)水量 R 為 1.1104m3/h，根據(jù)：

13、M補(bǔ)水量K/(K-1+)R D排水量/(K-1+)R =T/600 式中 T-我廠循環(huán)水進(jìn)出口水溫之差(8 ) K-循環(huán)水系統(tǒng)的 K -蒸發(fā)因子 據(jù)此可計算出 0.013 和 K110 時系統(tǒng)所需補(bǔ)水量 M、排污量 D、(M/R)%、(D/R)%及節(jié)水率(M/R)/K，計算結(jié)果見表 4。 表表 4 4 一循在不同一循在不同 K K 下冷卻水系統(tǒng)的參數(shù)計算值下冷卻水系統(tǒng)的參數(shù)計算值 項目 濃縮倍數(shù) K 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 D（m3) 11000 141.2 71.0 47.5 35.6 28.5 23.8 20.4 17.8 15.9

14、 M(m3) 11000 282.3 213.1 189.8 178.2 171.2 166.5 163.1 160.6 158.7 D/R(%) 100 1.28 0.65 0.43 0.32 0.26 0.22 0.19 0.16 0.14 M/R(%) 100 2.57 1.94 1.73 1.62 1.56 1.51 1.48 1.46 1.44 （M/R）/K（%） 97.4 0.63 0.21 0.11 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02 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。 每提高一個濃縮倍數(shù)單位所降低的補(bǔ)充水量的百分比(M/R)/K隨濃縮倍數(shù)的增加而降低，且在低濃縮倍數(shù)時，提高 K 值的節(jié)水效果比較明顯；但當(dāng)提高到 4.0 以上時再進(jìn)一步提高濃縮倍數(shù)的節(jié)水效果就不太