張志向，白煜磊

（天津正達(dá)科技有限責(zé)任公司，天津300131）

在特定條件下，距離為1cm、截面面積為1cm2的雙電極間介質(zhì)電阻的倒數(shù)定義為電導(dǎo)率[1]。它可定性地反映水中離子的多少，其大小與水中離子的多少、離子的摩爾電導(dǎo)、離子的電荷數(shù)以及離子的遷移速度都有關(guān)系。工業(yè)敞開式凈環(huán)水系統(tǒng)由于系統(tǒng)濃縮的原因，長(zhǎng)期運(yùn)行后必然會(huì)帶來(lái)腐蝕、結(jié)垢、細(xì)菌滋生等一系列問題。經(jīng)過幾十年的研究、發(fā)展，投加緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑已成為目前控制工業(yè)循環(huán)水穩(wěn)定運(yùn)行的最有效手段。然而在某些工業(yè)領(lǐng)域，為了保護(hù)煉鋼過程中某些特殊設(shè)備，開發(fā)人員對(duì)循環(huán)水電導(dǎo)率做出了特殊限定。

山西太原某鋼廠凈環(huán)密閉系統(tǒng)循環(huán)水量2100m3/h，保有水量800m3，補(bǔ)水為初級(jí)除鹽水（電導(dǎo)率＜50us/cm）,總硬度基本維持在30～50mg/L（以碳酸鈣計(jì)），所使用藥劑配方為水質(zhì)穩(wěn)定劑（有效成分主要為亞硝酸鈉、氫氧化鈉、銅緩蝕劑、有機(jī)磷）；以及pH 調(diào)節(jié)劑。此幾類藥劑均對(duì)系統(tǒng)電導(dǎo)率有所影響，藥劑的投加量直接會(huì)影響系統(tǒng)電導(dǎo)率。由于該系統(tǒng)是純密閉凈環(huán)水系統(tǒng)，我們將根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況安排并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法。系統(tǒng)工藝流程見圖1：

圖1

1 影響因素

1.1 溫度的影響[2]

水的導(dǎo)電能力不僅與水中雜質(zhì)的含量有關(guān)，而且還與水的溫度有關(guān)。一般情況下，溫度每改變一度，電導(dǎo)率值將增大1.4%左右。該系統(tǒng)投用以來(lái)，由于現(xiàn)場(chǎng)用水量大且存在跑冒滴漏現(xiàn)象，為保證供水水位平衡，需要及時(shí)對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充水，一直以來(lái)補(bǔ)充總廠系統(tǒng)內(nèi)除鹽水溫度20℃，補(bǔ)水后由于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)因素系統(tǒng)溫度隨著升高，使得循環(huán)水整體溫度升高，電導(dǎo)率值增大。

1.2 系統(tǒng)排換水源的影響

系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行密閉系統(tǒng)水池口存在少量蒸發(fā)現(xiàn)象，水體濃縮電導(dǎo)率逐步升高；由于現(xiàn)場(chǎng)不定期會(huì)對(duì)系統(tǒng)整體排污，要確保供水水位不低于系統(tǒng)最低水位，需要對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)水，而補(bǔ)水為除鹽水電導(dǎo)率較小，故直接影響整個(gè)循環(huán)水電導(dǎo)率值。

1.3 水流速度的影響[3]

測(cè)定電導(dǎo)率時(shí)將其電極插入被測(cè)的水中，水的流速如果很低，水中雜質(zhì)會(huì)容易黏附在電極上，造成電極污染，因此，影響所測(cè)電導(dǎo)率的準(zhǔn)確性。

1.4 水處理劑的影響

水的電導(dǎo)率除了受以上因素影響之外，還有水處理劑投加量有關(guān)。該系統(tǒng)為密閉系統(tǒng)，主要投加pH 調(diào)節(jié)劑與緩蝕劑防止循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕，水處理劑電導(dǎo)率值較高，加入循環(huán)水系統(tǒng)電導(dǎo)率值變化較大。

2 水處理劑對(duì)系統(tǒng)電導(dǎo)率的分析

取現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)補(bǔ)水，根據(jù)不同藥劑對(duì)系統(tǒng)電導(dǎo)率的影響繪制曲線，確定最佳藥劑投加區(qū)間。

2.1 pH對(duì)水體電導(dǎo)率的影響

取現(xiàn)場(chǎng)除鹽水補(bǔ)水，分別投加一定濃度的pH 調(diào)節(jié)劑，以水體電導(dǎo)率為縱坐標(biāo)，進(jìn)行曲線擬合見圖2：

圖2 電導(dǎo)率隨pH 變化曲線圖

由圖2 可見，補(bǔ)水電導(dǎo)率較低投加pH 調(diào)節(jié)劑后，pH 逐漸升高，當(dāng)系統(tǒng)水質(zhì)pH 在達(dá)到9.5 以上后，系統(tǒng)電導(dǎo)率會(huì)以較快速度上升，對(duì)系統(tǒng)電導(dǎo)率有較大影響。因此我們可以得出結(jié)論：為保證系統(tǒng)電導(dǎo)率平穩(wěn)，需盡量控制系統(tǒng)pH＜9.5。

2.2 藥劑對(duì)水體電導(dǎo)率的影響

在以上試驗(yàn)基礎(chǔ)之上，我們調(diào)制除鹽水補(bǔ)水pH 為9.5，由于水質(zhì)穩(wěn)定劑中各藥劑配比是一定的，因此我們選擇總磷作為藥劑考察目標(biāo)，以總磷（單位mg/L）為橫坐標(biāo)，以電導(dǎo)率為縱坐標(biāo)，通過投加不同濃度藥劑來(lái)考察系統(tǒng)電導(dǎo)率見圖3：

圖3 電導(dǎo)率隨藥劑濃度變化曲線圖

表1

由圖3 可以看出，系統(tǒng)電導(dǎo)率隨藥劑濃度不斷上升逐漸增大，當(dāng)系統(tǒng)總磷超過4mg/L 時(shí)，系統(tǒng)電導(dǎo)率將超過800us/cm，導(dǎo)致系統(tǒng)報(bào)警，影響現(xiàn)場(chǎng)正常生產(chǎn)。

2.3 通過旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)確定效果

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)采用：GB/T 18175-2000

實(shí)驗(yàn)時(shí)間：96h

藥劑濃度控制：2～4mg/L

pH 值控制：8～9.5

由于該系統(tǒng)主要材質(zhì)為碳鋼、不銹鋼、銅，所以通過分析三種掛片的平均腐蝕速率得知，碳鋼平均腐蝕速率小于0.075mm/a，不銹鋼與銅平均腐蝕速率0.005mm/a，該加藥方案可以減緩系統(tǒng)腐蝕。

3 結(jié)論

通過水處理劑實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果的分析與討論，可以的到以下結(jié)論：

1）雖然水溫，水流速和補(bǔ)排水操作都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的電導(dǎo)率有影響，但是向系統(tǒng)投加水處理劑是對(duì)系統(tǒng)電導(dǎo)率變化最主要的因素。而投加水處理藥劑主要由pH 和藥劑濃度兩個(gè)指標(biāo)決定。

2）當(dāng)將系統(tǒng)pH 控制于9.5 以下，藥劑濃度控制在總磷4mg/L 以下時(shí)，系統(tǒng)可以滿足電導(dǎo)率＜800 us/cm 的設(shè)備運(yùn)行要求。

3）將系統(tǒng)pH 控制在8～9.5，藥劑總磷濃度控制在2～4mg/L，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行十分穩(wěn)定，系統(tǒng)腐蝕速率很小，冷卻設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行無(wú)報(bào)警。