何世梅
（長嶺煉油化工總廠，湖南 長嶺 414012）

　　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(shí)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)
　　中圖分類號：tu991.4
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：c
　　文章編號：1000-4602(2000)06-0048-03

　　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(yùn)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 循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測方法

　　循環(huán)水系統(tǒng)日常運(yùn)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(jì)算的。即：?

　　K＝C_循/C_補(bǔ)(1)
　　式中　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(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。
　　1.1 Cl^-、Ca²⁺法
　　雖然Cl^-的測定比較簡單，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(yùn)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(shí)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154～291 μS/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330～613 μS/cm、308～618 μS/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(yùn)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。
　　① 現(xiàn)場檢測結(jié)果的考察，見表1。

　　從表1可以看出，補(bǔ)充水K⁺的變化不大，其變化范圍為1.10～1.60 mg/L；一循水K⁺的變化范圍為2.35～4.80 mg/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。
　　② 方法精密度的考察，其結(jié)果見表2。

從表2可見：該方法精密度高，其變異系數(shù)＜3%。

　　③ 不同實(shí)驗(yàn)室間的結(jié)果對照見表3。

　　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(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1.2×10⁴m³/h，循環(huán)水量R為1.1×10⁴m³/h，根據(jù)：

　　M_{補(bǔ)水量}＝［K·α/(K-1+α)］×R

　　D_排水量＝［α/(K-1+α)］×R

　　α=△T/600

　　式中 ΔT--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
　　　　　α--蒸發(fā)因子

　　據(jù)此可計(jì)算出α＝0.013和K＝1～10時系統(tǒng)所需補(bǔ)水量M、排污量D、(M/R)%、(D/R)%及節(jié)水率(ΔM/R)/ΔK，計(jì)算結(jié)果見表4。

　　從表4可以看出：
　　① 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。
　　② 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［(ΔM/R)/ΔK］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)?K?提高到4.0以上時再進(jìn)一步提高濃縮倍數(shù)的節(jié)水效果就不太明顯了，如一循由4.0提高到5.0時，節(jié)水量僅占循環(huán)水量的0.11%，因此我廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)控制在2.0～4.0為好。

　　3 結(jié)論

　　① 我廠循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測采用Cl^-、Ca²⁺、SiO₂和電導(dǎo)率等法誤差較大。
　　② 數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果及現(xiàn)場應(yīng)用情況表明用K⁺法具有準(zhǔn)確度高、精密度好等特點(diǎn)。
　　③ 我廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)控制在2.0～4.0為好。

參考文獻(xiàn)：
［1］鄭用熙.分析化學(xué)中的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法［M］.科學(xué)出版社，1991.

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收稿日期：1999-12-09