金向东

摘 要：浓缩倍数是循环冷却水的含盐浓度与补充水的含盐浓度之比值。它是敞开式循环冷却水系统日常运行中需要控制的一个很重要的控制和管理指标。浓缩倍数低，耗水量就大，排污水量也大，循环水相对不易结垢，水质稳定药剂耗量低；反之，浓缩倍数高，耗水量就小，排污水量也小，循环水相对容易结垢，水质稳定药剂耗量高。浓缩倍数大小的选择对于实际工程中补充水量、排污水量的计算和设计具有指导意义。

关键词：钢铁企业；浊循环冷却水系统；浓缩倍数

1 概述

钢铁企业浊循环冷却水系统常用于炼铁、炼钢、连铸、热轧等单元的煤气清洗、火焰切割、喷雾冷却、精炼除尘等。浊循环冷却水系统回水经加药、混凝、沉淀、过滤处理后冷却，不断循环使用。冷却水通过沉淀池构筑物、冷却塔时不断蒸发，循环水中的盐类不断被浓缩，含盐量不断增加。

在《工业循环冷却水处理设计规范》中明确提出，敞开式系统循环冷却水的设计浓缩倍数不宜小于3.0。根据以往的工程实际经验，对于一般含盐量的补充水，国内钢铁企业敞开式净循环冷却水的浓缩倍数一般控制在2～3之间，少数可达到4。但《工业循环冷却水处理设计规范》中关于浓缩倍数的要求仅适用于常规净循环水系统，不能适用于浊循环水系统。

文章通过对钢铁企业浊循环冷却水系统的分析，对浊循环冷却水系统的浓缩倍数的选择进行了探讨，可作为相似工程中设计的借鉴和参考。

2 浊循环冷却水系统常规控制水质指标和浓缩倍数计算参照指标

在进行浓缩倍数的选择时，首先要选取最重要的水质指标参数作为设定和计算浓缩倍数的参照值。

钢铁企业浊循环冷却水系统常规控制水质指标包括悬浮物、pH、总硬度、碱度、Cl-、SO42+、全铁、电导率、温度等。考虑到浊循环水处理系统主要是去除在生产过程中进入水体的悬浮物并控制管道和设备的结垢，所以浊循环水系统一般以悬浮物和总硬度作为与浓缩倍数相关联的最重要的水质指标参数。在以往实际工程浊循环水系统浓缩倍数的选择和计算时，通常以悬浮物含量作为计算的指标。

文章在介绍浓缩倍数的具体计算时，也均以循环水悬浮物作为参照值。

3 浊循环冷却水系统的特点及分析

与敞开式净循环冷却水系统相比，浊循环冷却水系统具有以下特点：

第一，浊循环供水水质要求低于净循环供水水质要求，供水悬浮物含量高于净循环水。煤气清洗、火焰切割、喷雾冷却、精炼除尘等经沉淀处理后的浊循环供水的悬浮物含量约为20～150mg/L，而一般钢铁企业工业净循环水控制悬浮物含量为20mg/L。供水水质要求低，如果采用相同的补水，则相对而言可以采用较高的浓缩倍数。因此，如果均以工业新水作为选择和计算浓缩倍数的基准，浊循环水系统的浓缩倍数必然远高于敞开式净循环水系统。

第二，浊循环冷却水系统不仅是一个降温冷却的过程，它也是一个水处理物理变化过程。通过对浊循环回水的加药、混凝、沉淀、过滤等处理，将在生产过程中进入浊循环水体的大量悬浮物以污泥形式加以去除，以满足生产的要求。而对于敞开式净循环水系统而言，少量水中悬浮物的增加主要来源于空气中的尘埃，往往可通过旁滤的手段加以去除，循环水系统本身可以认为是一个降温冷却的过程。浊循环水系统相对净循环水系统，系统更为复杂，可变因素也多，所以不能以原先适用于敞开式净循环水系统的浓缩倍数来直接应用于浊循环水系统。

由于上述特点的存在，在进行浊循环冷却水系统浓缩倍数的选择时，必须考虑上述因素的影响，不能简单的套用《工业循环冷却水设计规范》中关于浓缩倍数的要求。

4 浊循环冷却水浓缩倍数的选择

4.1 物料平衡设定和水量平衡设定

浊循环水系统历经加药、混凝、沉淀、过滤等处理过程，在进行浊循环冷却水系统浓缩倍数的选择时，在不考虑补充水、排污水和蒸发等因素的前提下，须先做如下两个设定：物料平衡和水量平衡。

4.1.1 物料平衡。常规浊循环冷却水系统的工艺流程为：浊循环回水至浊循环冷却水处理站，经混凝、沉淀、过滤后，再经冷却塔冷却，最后将水重新送往用户。在生产过程中进入浊循环水体的大量悬浮物以污泥形式加以去除。

在实际运行过程中，随污泥排出的悬浮物、杂质、盐类等的含量不可能做到与生产过程中产生的这部分量完全平衡，有的时间段可能是前者大于后者，有的时间段也可能是后者大于前者。但在进行浓缩倍数的选择时，设定随污泥排出的悬浮物、杂质、盐类等的含量与生产过程中产生的这部分量相等，即在整个浊循环水系统中基本没有这就是物料平衡假设。这样，在设计计算时所要分析的对象就可以大为简化，参与浓缩倍数计算的对象仅为经处理后符合生产要求的浊循环水的含盐量。另外，从常年平均的角度考虑，这种假设也是可靠的。

4.1.2 水量平衡假设。在浊循环冷却水系统中，随污泥排出部分水量。污泥再经浓缩、脱水后，泥饼外运，在浓缩、脱水过程中所产生的清水回流至浊循环水系统。考虑到真正随泥饼损失的水量较少，在进行浓缩倍数的选择时，设定随泥饼损失的水量忽略不计，则浊循环系统内的水量也是稳定的，这就是水量平衡假设。通过水量平衡的假设，使设计计算时所要分析的对象也得到简化，另外，根据以往工程的实际经验，该部分水量约占整个浊循环系统排污水量的5%以下，因此在设计计算时确实可以忽略。

5 结语

综上所述，钢铁企业浊循环水系统不仅是个降温冷却的过程，其中还存在着混凝、沉淀、过滤的水处理流程，在进行浓缩倍数的选择和计算时必须进行周密的考虑和计算。

参考文献

[1] 王笏曹.钢铁工业给水排水设计手册[M].北京冶金工业出版社，2002.

[2] 张景来，王剑波，常冠钦，刘平.冶金工业污水处理技术及工程实例[M].化学工业出版社，2003.

[3] 工业循环冷却水处理设计规范（GB50050-1995）[S].

[4] 工业循环水冷却设计规范（GB/T50102-2003）[S].