减少循环水场新鲜水用量的措施

刘辉

摘 要：介绍了循环水如何提高浓缩倍数，进一步提高循环水的重复利用率，降低循环水运行成本。

关键词：循环水;浓缩倍数;旁滤

水资源是发展国民经济的主要资源之一，水资源紧张缺乏，供需矛盾日显突出。在工厂中，循环冷却水占工业用水量的90%以上。故需加强和改善水质，提高工业用水的利用率，减少新鲜水的用量，做到零排污或减少排污。

1 浓缩倍数

1.1定义

循环水浓缩倍数就是循环水中某一种组分的浓度与补充水中某一种组分的浓度之比。浓缩倍数K值的大小决定了节水的水平和水的重复利用率的高低，用公式表示为：

K=M/B=（E+D+B+F）/B  （1）

式中K：浓缩倍数 ;M：补水量;E：蒸发量（m3/h）;D：风吹损失量（m3/h）;F：泄漏（m3/h）; B：排污量（m3/h）

若将风吹损失D和泄漏损失F都包括在污水B内，则式（1）变为：K=（E+B）/B=M/（M-E）=1/（1- M/E） （2）;若蒸发量不变，则补水量越小，得到浓缩倍数越大。随着K值的增大，M/E下降程度越快，排污，迅速下降，当K=5以后，M/E下降程度較缓慢，节水意义就小。从药剂配方角度看，药剂耗量增加可能趋势不利，将现行的浓缩倍数指标由2～3倍提高到4～5倍可减少一半的新鲜水用量，这样可以减少药剂的消耗量，实现节能降耗的目的。

1.2 浓缩倍数的控制

以齐鲁石化供排水厂炼油第四循环水场为例：

从表-1可以看出，四循循环水场浓缩倍数控制较好，一般在3.1以上，而浓缩倍数主要是本着以下原则进行控制：

循环水场运行初期，补充水带入的盐度大于损失水带走的盐度系统含盐升高，此时应减少或停止排污，控制浓缩倍数近一步接近指标。

正常运行时，系统水量，盐量平衡，风吹，泄漏基本补变为定值。补充水量平衡蒸发]水量，排污水量和定值即可。

当浓缩倍数超过指标时，应增大排污量，补水量，维持水量平衡，减少系统含盐量。

当浓缩倍数低于指标时，应减少补水量，排污量，但应使补水量≥蒸发量，以持水量平衡，增加系统含盐量。

充分利用上游装置冷凝水或回用水，来调节水中钙碱含量，调节水中离子浓度，控制浓缩倍数在指标内运行。

选用适用于高钙硬+碱度的水稳剂，以适用于高浓缩倍数的循环水。

2  水温

由式（2）可知蒸发量大，也可提高浓缩倍数 蒸发量E可用式（3）表示：E=（0.1+0.002θ）（T1—T2）R%    （3）

式中θ 为空气的干球温度;T1 、T2为进出塔水温;R为循环水量。也就是说合理调节进出水温差，也可达到节水的目的，这与系统的热负荷及冷却能力有关，一般来说满负荷生产比非满负荷生产浓缩倍数要高，实际生产中和冷换设备进出口阀基本上全开状态，循环水在换热器内停留时间太短，不能与工艺介质进行足够的热交换，无法将工艺介质的热量取走，换热效果不理想，使冷换设备的出水温度（即冷却塔的上塔温度）过低，造成进出冷却塔的循环水温差小，一般在4～6℃左右。四循环水场冷热水温度具体数据如表-2。

针对此种情况，应加强这方面的管理，合理调整换热器进出口阀门开度，使换热器进口阀全开，出口阀调到合理的开度，并根据装置工艺条件的变化而做出相应的调整，提高换热器的换热效果，使冷却塔进出塔温差得以优化进而使冷却塔的进出塔温差接近或达到设计值。

3  污水回用

循环水相对来说对水质要求较低。污水回用主要是将处理后的废水回用到循环水中去，作为补充水源，降低运行费用，因为其排污水水质与循环水是一致的，循环水经过加药、杀菌、旁滤处理后，浊度，有机物含量较低，只是钙硬和总减经过浓缩后含量较高。解决回用问题主要是降低排污水中的钙硬和总碱。一般情况下可选用脱盐后，再回用到循环水系统中即可。

4  冷却塔底部集水池改造

目前循环水场要运行3～4年甚至更长的时间才能进行停工检修，对于循环水场的优质运行带来了不利影响，由于敞开式循环水系统吸入大量的灰尘悬浮与水中，其中有4/5的悬浮物沉积于水池底部，对于用氯气杀菌的循环水系统来讲，集水池底部大量的污泥的积聚消耗掉大量的氯气，并且使氯气在水中很难达到杀菌浓度。建议对凉水塔底部集水池作如下改造：

将各间凉水塔底部的集水池之间加隔离墙，其隔离墙的制作可采用提前制作，材质可选用不锈钢，停工后迅速安装固定的方法将集水池分离开来，每间集水池设立单独出口，然后将各集水池出口并联。这样在长周期的运行中如果有污泥沉积，可以在系统运行的情况下逐间单独停运，清除底部污泥，然后再并入系统运行。这样即可保证系统长周期的运行，又可降低药剂消耗，降低运行成本。

5  旁滤

循环水系统在运行中，其中的悬浮物质很容易沉积于低流速部位，而这些沉积层又是疏松多孔的。因此在这些沉积层下部的金属很容易和周围金属形成氧浓差腐蚀，从而造成设备和管线的腐蚀、穿孔，在同样的条件下，仅将循环水浊度降低就可减少局部腐蚀。有资料认为将循环水的悬浮固体含量控制在小于10mg/L较好，针对当前实际情况，循环水场不断扩大生产规模，现有旁滤池过滤量满足不了生产需求，循环水浊度具高不下，建议对现有旁滤池进行改造扩建，提高循环水旁滤量，降低循环水浊度，提高水质。

6  结论

为减少循环水场新鲜水用量，通过控制循环水的浓缩倍数、水温，及加大回用水补入量和对凉水塔做适当的改造是可行的。

参考文献：

[1] 龙荷云，循环冷却水处理。江苏科学技术出版社，2003，36～85。