工業新水水質對循環水濃縮倍數的影響分析

羅金華（中冶賽迪工程技術股份有限公司，重慶 401122）

工業新水水質對循環水濃縮倍數的影響分析

羅金華（中冶賽迪工程技術股份有限公司，重慶 401122）

本文根據幾類不同的新水水質，通過計算得出：工業新水水質越差，循環水系統所能達到的濃縮倍數也越低；濃縮倍數相同時，新水水質越差，其穩定指數RSI越小，鈣硬度+甲基橙堿度的值越大，結垢的可能性也越大；隨著濃縮倍數的增加，補充水量占循環水量的百分比越來越少，節水效果越來越不明顯。

工業新水；循環水；濃縮倍數

隨著我國鋼鐵、電力、化工、印染等行業的快速發展，工業企業對區域水資源和水環境的影響有所增加，國家社會對其環境影響關注度增強，循環用水、串接用水、廢水再生利用等水處理技術等得到廣泛應用。但是循環冷卻水由于水分不斷蒸發，溶解固體、懸浮物和微生物不斷被濃縮，從而很容易導致結垢堵塞、腐蝕等問題。所以，實際生產過程中往往通過不斷添加工業新水和排出一定比例的循環水來稀釋固體和微生物的濃度，以維持整個系統的水量和水中礦物質的平衡，從而使得腐蝕和結垢處于動態平衡狀態。因此，在保證系統安全運行的條件下，工業新水水質對提高濃縮倍數和水的利用率起著至關重要的作用。

1 工業新水水質對循環水系統的影響分析

循環水處理技術是目前工業企業廣泛采用的節水技術，敞開式循環冷卻水系統在運行過程中有蒸發、風吹、滲漏和排污四種損失，其中蒸發損失不會帶走鹽份，因此系統的濃縮倍數N一定大于1。為保證系統的正常運行，必須補充新鮮水，當補充水帶入的鹽量等于損失水量帶出系統的鹽量時，系統即處于平衡狀態。敞開式循環冷卻水系統的水質指標很多，如濁度、鈣硬度、甲基橙堿度、總鐵、Cu2+，Cl-，SO42-，硅酸、石油類、CODCr等，為便于分析，下面僅選擇對循環水水質起控制作用的、鈣硬度、甲基橙堿度和Cl-來進行研究

當循環水系統的碳酸鈣穩定指數RSI≥3.3時，在國內現有藥劑配方不加酸運行的條件下，鈣硬度+甲基橙堿度可達1100mg/L(以CaCO3計)而系統不會結垢；當傳熱面水側壁溫大于70℃時，要求鈣硬度小于200 mg/L(以CaCO3計)。

假定傳熱面水側壁溫為53℃，對不同的新水水質，其濃縮倍數不同時，對循環水的碳酸鈣穩定指數RSI進行計算，計算結果表明：新水水質越差，循環水系統所能達到的濃縮倍數也越低；在相同的濃縮倍數下，新水水質越差，其穩定指數RSI越小，鈣硬度+甲基橙堿度的值越大，結垢的可能性也越大。

假定循環水量R為10000m3/h，當地氣溫為40℃，冷卻塔的蒸發損失系數KZF值取0.0016，風吹損失量按有除水器的機械通風冷卻塔考慮，取值1‰，滲漏水量按循環水量的1‰計，濃縮倍數N不同時，其補充水量、排污水量與循環水量的關系見圖1和圖2。

由圖1可以看出，隨著濃縮倍數的提高，蒸發水量和風吹漏損水量占補充水量的百分比越來越大，而排污水量占補充水量的百分比卻越來越小；當濃縮倍數N為9時，排污水量為0，補充水量全部用于補償蒸發和風吹漏損水量，此時的濃縮倍數即為該系統的最大理論濃縮倍數，補充水量即為該系統的最小極限理論補充水量。

圖1 不同濃縮倍數時蒸發、風吹和排污水量占補充水量的百分比

圖2 不同濃縮倍數時補充水量占循環水量的百分比

由圖2可以看出，隨著濃縮倍數的增加，補充水量占循環水量的百分比越來越少。但是，隨著濃縮倍數的增加，補充水量占循環水量百分比曲線越來越平緩，即節水效果越來越不明顯。當濃縮倍數從4提高到6時，含鹽量增加了1.5倍，補充水量占循環冷卻水量的百分比僅提高了0.21個百分點，節水效果已不明顯。

2 結語

濃縮倍數是循環水水質管理的一個重要經濟技術指標，濃縮倍數高，既降低了工業新水補水量，又可節約藥劑，降低運行成本，同時減少強制排污水量。“減少工業新水用量，提高循環水濃縮倍數”，是每個工業企業所追求的目標和保護環境應盡的社會責任和義務，但新水水質不同，對循環水系統濃縮倍數的影響較大。而且，當濃縮倍數提高到一定數值時，其節水效果越來越不明顯，但水中含鹽量卻迅速增加，對設備的腐蝕或結垢影響也越來越大。如果一定強制濃縮倍數達到特定數值，甚至會要求作為循環冷卻水補充水的工業新水做部分脫鹽處理，造成工程建設費用和生產運行成本的大幅度上升。由于在工業企業的水平衡方案設計中往往采用串級水和廢水再生利用等方案，因此循環水濃縮倍數可以根據工業新水水質適當調整。

[1]安路陽，李超，孟慶銳等.半焦廢水資源化回收及深度處理技術[J].煤炭加工與綜合利用，2014，10：42～47.

羅金華（1973-）女，四川，碩士，中冶賽迪工程技術股份有限公司，高級工程師，給水及廢水處理