水處理劑對循環水電導率影響

張志向，白煜磊

（天津正達科技有限責任公司，天津300131）

在特定條件下，距離為1cm、截面面積為1cm2的雙電極間介質電阻的倒數定義為電導率[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、離子的電荷數以及離子的遷移速度都有關系。工業敞開式凈環水系統由于系統濃縮的原因，長期運行后必然會帶來腐蝕、結垢、細菌滋生等一系列問題。經過幾十年的研究、發展，投加緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑已成為目前控制工業循環水穩定運行的最有效手段。然而在某些工業領域，為了保護煉鋼過程中某些特殊設備，開發人員對循環水電導率做出了特殊限定。

山西太原某鋼廠凈環密閉系統循環水量2100m3/h，保有水量800m3，補水為初級除鹽水（電導率＜50us/cm）,總硬度基本維持在30～50mg/L（以碳酸鈣計），所使用藥劑配方為水質穩定劑（有效成分主要為亞硝酸鈉、氫氧化鈉、銅緩蝕劑、有機磷）；以及pH 調節劑。此幾類藥劑均對系統電導率有所影響，藥劑的投加量直接會影響系統電導率。由于該系統是純密閉凈環水系統，我們將根據系統實際情況安排并設計實驗方法。系統工藝流程見圖1：

圖1

1 影響因素

1.1 溫度的影響[2]

水的導電能力不僅與水中雜質的含量有關，而且還與水的溫度有關。一般情況下，溫度每改變一度，電導率值將增大1.4%左右。該系統投用以來，由于現場用水量大且存在跑冒滴漏現象，為保證供水水位平衡，需要及時對系統補充水，一直以來補充總廠系統內除鹽水溫度20℃，補水后由于現場生產因素系統溫度隨著升高，使得循環水整體溫度升高，電導率值增大。

1.2 系統排換水源的影響

系統長期運行密閉系統水池口存在少量蒸發現象，水體濃縮電導率逐步升高；由于現場不定期會對系統整體排污，要確保供水水位不低于系統最低水位，需要對系統補水，而補水為除鹽水電導率較小，故直接影響整個循環水電導率值。

1.3 水流速度的影響[3]

測定電導率時將其電極插入被測的水中，水的流速如果很低，水中雜質會容易黏附在電極上，造成電極污染，因此，影響所測電導率的準確性。

1.4 水處理劑的影響

水的電導率除了受以上因素影響之外，還有水處理劑投加量有關。該系統為密閉系統，主要投加pH 調節劑與緩蝕劑防止循環水系統腐蝕，水處理劑電導率值較高，加入循環水系統電導率值變化較大。

2 水處理劑對系統電導率的分析

取現場系統補水，根據不同藥劑對系統電導率的影響繪制曲線，確定最佳藥劑投加區間。

2.1 pH對水體電導率的影響

取現場除鹽水補水，分別投加一定濃度的pH 調節劑，以水體電導率為縱坐標，進行曲線擬合見圖2：

圖2 電導率隨pH 變化曲線圖

由圖2 可見，補水電導率較低投加pH 調節劑后，pH 逐漸升高，當系統水質pH 在達到9.5 以上后，系統電導率會以較快速度上升，對系統電導率有較大影響。因此我們可以得出結論：為保證系統電導率平穩，需盡量控制系統pH＜9.5。

2.2 藥劑對水體電導率的影響

在以上試驗基礎之上，我們調制除鹽水補水pH 為9.5，由于水質穩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，以總磷（單位mg/L）為橫坐標，以電導率為縱坐標，通過投加不同濃度藥劑來考察系統電導率見圖3：

圖3 電導率隨藥劑濃度變化曲線圖

表1

由圖3 可以看出，系統電導率隨藥劑濃度不斷上升逐漸增大，當系統總磷超過4mg/L 時，系統電導率將超過800us/cm，導致系統報警，影響現場正常生產。

2.3 通過旋轉掛片腐蝕試驗確定效果

試驗標準采用：GB/T 18175-2000

實驗時間：96h

藥劑濃度控制：2～4mg/L

pH 值控制：8～9.5

由于該系統主要材質為碳鋼、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腐蝕。

3 結論

通過水處理劑實驗研究結果的分析與討論，可以的到以下結論：

1）雖然水溫，水流速和補排水操作都會對系統的電導率有影響，但是向系統投加水處理劑是對系統電導率變化最主要的因素。而投加水處理藥劑主要由pH 和藥劑濃度兩個指標決定。

2）當將系統pH 控制于9.5 以下，藥劑濃度控制在總磷4mg/L 以下時，系統可以滿足電導率＜800 us/cm 的設備運行要求。

3）將系統pH 控制在8～9.5，藥劑總磷濃度控制在2～4mg/L，現場運行十分穩定，系統腐蝕速率很小，冷卻設備平穩運行無報警。