摘要：工业循环水系统作为一种降低工业生产过程中的用水成本以及保护水资源环境的重要方式，已经逐渐成为当前社会广为关注的重点内容，工业循环水的浓缩倍数在一定程度上能够反映和控制循环水系统运行的一个重要综合性指标。本文主要介绍了工业循环水浓缩倍数的分析方法，以期为相关工程提供理论指导。
关键词：工业循环水；浓缩倍数；分析方法
随着节能减排及可持续发展的提出，因为节能、节水及降低生产成本等优点，工业生产冷却水的循环利用也得到越来越多的应用，工业循环水浓缩倍数是整个系统的重要指标，对循环水系统运行产生了至关重要的影响 [1]。本文主要介绍了工业循环水浓缩倍数的概念、工业意义及分析方法。
1.循环水浓缩倍数
循环水浓缩倍数是指循环冷却水系统运行时，由于水分蒸发等情况使循环水不断浓缩的倍率，通常将循环水和补充水当中含盐量之比定义为循环水的浓缩倍数，即：K＝CR/CM。一般浓缩倍数低，耗水量、排污量均大且水处理药剂的效能得不到充分发挥；浓缩倍数越高，说明循环水被利用的次数越多。提高循环水浓缩倍数不仅可以降低补充水量、节约水资源、降低排污水量、减少对环境的污染和废水处理量，还可以减少水处理剂及杀生剂的消耗量、降低水处理成本。通过实验证明：浓缩倍数从1.5 提高2，节水50%；从2 提高到3，节水30%；从3 提高到4，节水15%；从4提高到5，节水6%，浓缩倍数在5 以上再提高已失去了节水意义，反而会带来很多问题，如：细菌藻类滋生繁殖加剧；水中盐含量增加，会使循环冷却水中的硬度、碱度和浊度升得太快太高，加大了水的结垢倾向，加剧了冷换设备的腐蚀和结垢；对药剂使用提出更高要求，主要是药剂加入的精度要提高；有害物质对药剂的容忍度产生变化。这就是说浓缩倍数不是越大越好，要把浓缩倍数控制在一定范围内。为了能够正确地检测循环水浓缩倍数，我们需要选择一种合适的分析方法。
2.循环水浓缩倍数的分析方法
选定哪一个组分浓度或者性质作为CR、CM来计算这个值非常重要。目前一般是根据氯离子、钙离子、钾离子、二氧化硅和电导率这些特征物质分析循环水浓缩倍数K。因为在冷却水系统运行时，这些物质的浓度及特性一般不受投加药剂、曝气、加热、沉积或结垢等因素干扰，且随K的增加而成比例增加。下面介绍的是常见的循环水浓缩倍数的分析方法：
（1）钾离子法
钾离子法分为离子色谱法和火焰光度法，离子色谱法是目前运用比较广泛的。离子色谱是高效液相色谱的一种，是分析阴阳离子的一种液相色谱方法。离子色谱主要用于环境样品的分析，包括地面水、饮用水、雨水、生活污水和工业废水、酸沉降物和大气颗粒物等样品中的阴、阳离子，与微电子工业有关的水和试剂中痕量杂质的分析。离子在固定相和流动相有不同的分配系数，当流动相将样品带到分离柱时，由于各种离子对离子交换树脂的相对亲和力不同，样品中的各种离子被分离，再流经电导池，由电导池检测器检测，并绘出各种离子的色谱图，以保留时间定性，以峰面积或峰高定量测出离子含量。
（2）电导率法
电导率法的工作原理是循环冷却水中的溶解盐类呈离子状态，故具有一定的导电能力，因此可用相关仪器直接测定溶液中的电导率，从而间接地表示溶解盐类的含量。具体操作步骤是先对电导率仪进行校正，然后依次对补充水和循环水测定其电导率。电导率测定迅速，仪器操作简单，受补水水质及水处理工艺影响，适合现场监测。
（3）氯离子法
氯离子法的工作原理是以铬酸钾为指示剂，在pH在5~9.5的范围内用硝酸银标准滴定溶液滴定，硝酸银与氯化物生成白色氯化银沉淀，当有过量硝酸银存在时，则与铬酸钾指示剂反应，生成砖红色铬酸银，表示反应终点到达。氯离子性质稳定、不易产生沉淀、测定简单快捷。但当补充水质不稳定、采用聚氯化铝作净水剂或是冷却水以氯气等含氯试剂作杀菌剂时不能采用该分析方法，会产生很大的误差。
3 各分析方法效果对比
本部分对上述分析方法进行对比分析，通过相关搜集到相关企业实验数据如下表1所示。氯离子法数据明显总体偏大，精密度最差。浓缩倍数是工业用循环水的一个重要指标，氯离子性质稳定，不易产生沉淀，该方法测定简单、快捷，这是该方法的优点。现在采用氯根测定数据明显总体偏大，精密度最差，这里的主要原因就是因为控制菌藻而加入的药剂含有一定量的氯根，引入误差较大；而且由于原水一般来自于不同的水井，本身的氯根含量差别较大，所以造成数据本身波动很大，而且严重偏离实际浓缩倍数。正是由于氯离子有人为添加的因素，所以用氯根法测定氯离子表示浓缩倍数的实际意义不大。电导率法虽然平均值与钾离子的方法接近，但精密度不理想，数据稳定性差。循环冷却水中的溶解盐类呈离子状态，具有一定的导电能力，因此可用溶液中的电导率间接地表示溶解盐类的含量。电导率测定方法的最大优点就是简 单、快速，但由于系统中投入氧化性杀菌剂后会增加一些溶解性的Cl-，Br-等离子，同时临时调节pH值时加入酸碱漏等会引起电导率的波动。加入水处理剂和通入Cl-，这也会使水的电导率增加，另外当系统设备在有泄漏时也会使电导率明显增高，所以，故用该法测出的电导率会产生很大的误差。从而会导致循环水浓缩倍数数据出现异常波动且严重失真的现象。但是，对于循环冷却水系统而言，投入氧化性杀菌剂一般都是定期的，物料泄漏也不是经常性的，这种方法适合现场临时检测，因此用电导率法测定循环水浓缩倍数只具有一定的参考意义。钾离子法则具有较好的准确度和精密度由于钾离子性质稳定、钾离子在水中的溶解度又大，在运行过程中不会析出，循环水中又无此来源，基本无影响因素，所以钾离子测定结果的精密度和准确度非常高。因此选用火焰光度测定钾离子作为监测浓缩倍数的特性物质是最合适的。
4 结论
循环水系统作为降低工业生产用水成本与保护环境的重要方式，是当前社会重点关注的内容。循环水浓缩倍率是重要的经济指标，对循环水系统运行产生了至关重要的影响。提高循环水浓缩倍数是一种经济有效的节能减排方式，但超过一定倍数就会造成一系列问题。所以我们需要有效的分析出循环水浓缩倍数，常见有多种分析方法，如氯离子法、电导率法、二氧化硅法及钾离子法等，但各有利弊，应根据工业生产的实际情况，选择相应合适的分析方法。
参考文献：
[1]李树彬，孟令辉，王光春.提高循环水浓缩倍率的措施[J].科技创新导报，2015，（01）：95-96.
论文作者:邓祺琪
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
标签：倍数论文; 离子论文; 电导率论文; 方法论文; 工业论文; 精密度论文; 冷却水论文; 《基层建设》2017年2期论文;