工业新水水质对循环水浓缩倍数的影响分析

罗金华（中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆 401122）

工业新水水质对循环水浓缩倍数的影响分析

罗金华（中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆 401122）

本文根据几类不同的新水水质，通过计算得出：工业新水水质越差，循环水系统所能达到的浓缩倍数也越低；浓缩倍数相同时，新水水质越差，其稳定指数RSI越小，钙硬度+甲基橙碱度的值越大，结垢的可能性也越大；随着浓缩倍数的增加，补充水量占循环水量的百分比越来越少，节水效果越来越不明显。

工业新水；循环水；浓缩倍数

随着我国钢铁、电力、化工、印染等行业的快速发展，工业企业对区域水资源和水环境的影响有所增加，国家社会对其环境影响关注度增强，循环用水、串接用水、废水再生利用等水处理技术等得到广泛应用。但是循环冷却水由于水分不断蒸发，溶解固体、悬浮物和微生物不断被浓缩，从而很容易导致结垢堵塞、腐蚀等问题。所以，实际生产过程中往往通过不断添加工业新水和排出一定比例的循环水来稀释固体和微生物的浓度，以维持整个系统的水量和水中矿物质的平衡，从而使得腐蚀和结垢处于动态平衡状态。因此，在保证系统安全运行的条件下，工业新水水质对提高浓缩倍数和水的利用率起着至关重要的作用。

1 工业新水水质对循环水系统的影响分析

循环水处理技术是目前工业企业广泛采用的节水技术，敞开式循环冷却水系统在运行过程中有蒸发、风吹、渗漏和排污四种损失，其中蒸发损失不会带走盐份，因此系统的浓缩倍数N一定大于1。为保证系统的正常运行，必须补充新鲜水，当补充水带入的盐量等于损失水量带出系统的盐量时，系统即处于平衡状态。敞开式循环冷却水系统的水质指标很多，如浊度、钙硬度、甲基橙碱度、总铁、Cu2+，Cl-，SO42-，硅酸、石油类、CODCr等，为便于分析，下面仅选择对循环水水质起控制作用的、钙硬度、甲基橙碱度和Cl-来进行研究

当循环水系统的碳酸钙稳定指数RSI≥3.3时，在国内现有药剂配方不加酸运行的条件下，钙硬度+甲基橙碱度可达1100mg/L(以CaCO3计)而系统不会结垢；当传热面水侧壁温大于70℃时，要求钙硬度小于200 mg/L(以CaCO3计)。

假定传热面水侧壁温为53℃，对不同的新水水质，其浓缩倍数不同时，对循环水的碳酸钙稳定指数RSI进行计算，计算结果表明：新水水质越差，循环水系统所能达到的浓缩倍数也越低；在相同的浓缩倍数下，新水水质越差，其稳定指数RSI越小，钙硬度+甲基橙碱度的值越大，结垢的可能性也越大。

假定循环水量R为10000m3/h，当地气温为40℃，冷却塔的蒸发损失系数KZF值取0.0016，风吹损失量按有除水器的机械通风冷却塔考虑，取值1‰，渗漏水量按循环水量的1‰计，浓缩倍数N不同时，其补充水量、排污水量与循环水量的关系见图1和图2。

由图1可以看出，随着浓缩倍数的提高，蒸发水量和风吹漏损水量占补充水量的百分比越来越大，而排污水量占补充水量的百分比却越来越小；当浓缩倍数N为9时，排污水量为0，补充水量全部用于补偿蒸发和风吹漏损水量，此时的浓缩倍数即为该系统的最大理论浓缩倍数，补充水量即为该系统的最小极限理论补充水量。

图1 不同浓缩倍数时蒸发、风吹和排污水量占补充水量的百分比

图2 不同浓缩倍数时补充水量占循环水量的百分比

由图2可以看出，随着浓缩倍数的增加，补充水量占循环水量的百分比越来越少。但是，随着浓缩倍数的增加，补充水量占循环水量百分比曲线越来越平缓，即节水效果越来越不明显。当浓缩倍数从4提高到6时，含盐量增加了1.5倍，补充水量占循环冷却水量的百分比仅提高了0.21个百分点，节水效果已不明显。

2 结语

浓缩倍数是循环水水质管理的一个重要经济技术指标，浓缩倍数高，既降低了工业新水补水量，又可节约药剂，降低运行成本，同时减少强制排污水量。“减少工业新水用量，提高循环水浓缩倍数”，是每个工业企业所追求的目标和保护环境应尽的社会责任和义务，但新水水质不同，对循环水系统浓缩倍数的影响较大。而且，当浓缩倍数提高到一定数值时，其节水效果越来越不明显，但水中含盐量却迅速增加，对设备的腐蚀或结垢影响也越来越大。如果一定强制浓缩倍数达到特定数值，甚至会要求作为循环冷却水补充水的工业新水做部分脱盐处理，造成工程建设费用和生产运行成本的大幅度上升。由于在工业企业的水平衡方案设计中往往采用串级水和废水再生利用等方案，因此循环水浓缩倍数可以根据工业新水水质适当调整。

[1]安路阳，李超，孟庆锐等.半焦废水资源化回收及深度处理技术[J].煤炭加工与综合利用，2014，10：42～47.

罗金华（1973-）女，四川，硕士，中冶赛迪工程技术股份有限公司，高级工程师，给水及废水处理