減少循環水場新鮮水用量的措施

劉輝

摘 要：介紹了循環水如何提高濃縮倍數，進一步提高循環水的重復利用率，降低循環水運行成本。

關鍵詞：循環水;濃縮倍數;旁濾

水資源是發展國民經濟的主要資源之一，水資源緊張缺乏，供需矛盾日顯突出。在工廠中，循環冷卻水占工業用水量的90%以上。故需加強和改善水質，提高工業用水的利用率，減少新鮮水的用量，做到零排污或減少排污。

1 濃縮倍數

1.1定義

循環水濃縮倍數就是循環水中某一種組分的濃度與補充水中某一種組分的濃度之比。濃縮倍數K值的大小決定了節水的水平和水的重復利用率的高低，用公式表示為：

K=M/B=（E+D+B+F）/B ?（1）

式中K：濃縮倍數 ;M：補水量;E：蒸發量（m3/h）;D：風吹損失量（m3/h）;F：泄漏（m3/h）; B：排污量（m3/h）

若將風吹損失D和泄漏損失F都包括在污水B內，則式（1）變為：K=（E+B）/B=M/（M-E）=1/（1- M/E） （2）;若蒸發量不變，則補水量越小，得到濃縮倍數越大。隨著K值的增大，M/E下降程度越快，排污，迅速下降，當K=5以后，M/E下降程度較緩慢，節水意義就小。從藥劑配方角度看，藥劑耗量增加可能趨勢不利，將現行的濃縮倍數指標由2～3倍提高到4～5倍可減少一半的新鮮水用量，這樣可以減少藥劑的消耗量，實現節能降耗的目的。

1.2 濃縮倍數的控制

以齊魯石化供排水廠煉油第四循環水場為例：

從表-1可以看出，四循循環水場濃縮倍數控制較好，一般在3.1以上，而濃縮倍數主要是本著以下原則進行控制：

循環水場運行初期，補充水帶入的鹽度大于損失水帶走的鹽度系統含鹽升高，此時應減少或停止排污，控制濃縮倍數近一步接近指標。

正常運行時，系統水量，鹽量平衡，風吹，泄漏基本補變為定值。補充水量平衡蒸發]水量，排污水量和定值即可。

當濃縮倍數超過指標時，應增大排污量，補水量，維持水量平衡，減少系統含鹽量。

當濃縮倍數低于指標時，應減少補水量，排污量，但應使補水量≥蒸發量，以持水量平衡，增加系統含鹽量。

充分利用上游裝置冷凝水或回用水，來調節水中鈣堿含量，調節水中離子濃度，控制濃縮倍數在指標內運行。

選用適用于高鈣硬+堿度的水穩劑，以適用于高濃縮倍數的循環水。

2 ?水溫

由式（2）可知蒸發量大，也可提高濃縮倍數 蒸發量E可用式（3）表示：E=（0.1+0.002θ）（T1—T2）R% ? ?（3）

式中θ 為空氣的干球溫度;T1 、T2為進出塔水溫;R為循環水量。也就是說合理調節進出水溫差，也可達到節水的目的，這與系統的熱負荷及冷卻能力有關，一般來說滿負荷生產比非滿負荷生產濃縮倍數要高，實際生產中和冷換設備進出口閥基本上全開狀態，循環水在換熱器內停留時間太短，不能與工藝介質進行足夠的熱交換，無法將工藝介質的熱量取走，換熱效果不理想，使冷換設備的出水溫度（即冷卻塔的上塔溫度）過低，造成進出冷卻塔的循環水溫差小，一般在4～6℃左右。四循環水場冷熱水溫度具體數據如表-2。

針對此種情況，應加強這方面的管理，合理調整換熱器進出口閥門開度，使換熱器進口閥全開，出口閥調到合理的開度，并根據裝置工藝條件的變化而做出相應的調整，提高換熱器的換熱效果，使冷卻塔進出塔溫差得以優化進而使冷卻塔的進出塔溫差接近或達到設計值。

3 ?污水回用

循環水相對來說對水質要求較低。污水回用主要是將處理后的廢水回用到循環水中去，作為補充水源，降低運行費用，因為其排污水水質與循環水是一致的，循環水經過加藥、殺菌、旁濾處理后，濁度，有機物含量較低，只是鈣硬和總減經過濃縮后含量較高。解決回用問題主要是降低排污水中的鈣硬和總堿。一般情況下可選用脫鹽后，再回用到循環水系統中即可。

4 ?冷卻塔底部集水池改造

目前循環水場要運行3～4年甚至更長的時間才能進行停工檢修，對于循環水場的優質運行帶來了不利影響，由于敞開式循環水系統吸入大量的灰塵懸浮與水中，其中有4/5的懸浮物沉積于水池底部，對于用氯氣殺菌的循環水系統來講，集水池底部大量的污泥的積聚消耗掉大量的氯氣，并且使氯氣在水中很難達到殺菌濃度。建議對涼水塔底部集水池作如下改造：

將各間涼水塔底部的集水池之間加隔離墻，其隔離墻的制作可采用提前制作，材質可選用不銹鋼，停工后迅速安裝固定的方法將集水池分離開來，每間集水池設立單獨出口，然后將各集水池出口并聯。這樣在長周期的運行中如果有污泥沉積，可以在系統運行的情況下逐間單獨停運，清除底部污泥，然后再并入系統運行。這樣即可保證系統長周期的運行，又可降低藥劑消耗，降低運行成本。

5 ?旁濾

循環水系統在運行中，其中的懸浮物質很容易沉積于低流速部位，而這些沉積層又是疏松多孔的。因此在這些沉積層下部的金屬很容易和周圍金屬形成氧濃差腐蝕，從而造成設備和管線的腐蝕、穿孔，在同樣的條件下，僅將循環水濁度降低就可減少局部腐蝕。有資料認為將循環水的懸浮固體含量控制在小于10mg/L較好，針對當前實際情況，循環水場不斷擴大生產規模，現有旁濾池過濾量滿足不了生產需求，循環水濁度具高不下，建議對現有旁濾池進行改造擴建，提高循環水旁濾量，降低循環水濁度，提高水質。

6 ?結論

為減少循環水場新鮮水用量，通過控制循環水的濃縮倍數、水溫，及加大回用水補入量和對涼水塔做適當的改造是可行的。

參考文獻：

[1] 龍荷云，循環冷卻水處理。江蘇科學技術出版社，2003，36～85。