水处理剂对循环水电导率影响

张志向，白煜磊

（天津正达科技有限责任公司，天津300131）

在特定条件下，距离为1cm、截面面积为1cm2的双电极间介质电阻的倒数定义为电导率[1]。它可定性地反映水中离子的多少，其大小与水中离子的多少、离子的摩尔电导、离子的电荷数以及离子的迁移速度都有关系。工业敞开式净环水系统由于系统浓缩的原因，长期运行后必然会带来腐蚀、结垢、细菌滋生等一系列问题。经过几十年的研究、发展，投加缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂已成为目前控制工业循环水稳定运行的最有效手段。然而在某些工业领域，为了保护炼钢过程中某些特殊设备，开发人员对循环水电导率做出了特殊限定。

山西太原某钢厂净环密闭系统循环水量2100m3/h，保有水量800m3，补水为初级除盐水（电导率＜50us/cm）,总硬度基本维持在30～50mg/L（以碳酸钙计），所使用药剂配方为水质稳定剂（有效成分主要为亚硝酸钠、氢氧化钠、铜缓蚀剂、有机磷）；以及pH 调节剂。此几类药剂均对系统电导率有所影响，药剂的投加量直接会影响系统电导率。由于该系统是纯密闭净环水系统，我们将根据系统实际情况安排并设计实验方法。系统工艺流程见图1：

图1

1 影响因素

1.1 温度的影响[2]

水的导电能力不仅与水中杂质的含量有关，而且还与水的温度有关。一般情况下，温度每改变一度，电导率值将增大1.4%左右。该系统投用以来，由于现场用水量大且存在跑冒滴漏现象，为保证供水水位平衡，需要及时对系统补充水，一直以来补充总厂系统内除盐水温度20℃，补水后由于现场生产因素系统温度随着升高，使得循环水整体温度升高，电导率值增大。

1.2 系统排换水源的影响

系统长期运行密闭系统水池口存在少量蒸发现象，水体浓缩电导率逐步升高；由于现场不定期会对系统整体排污，要确保供水水位不低于系统最低水位，需要对系统补水，而补水为除盐水电导率较小，故直接影响整个循环水电导率值。

1.3 水流速度的影响[3]

测定电导率时将其电极插入被测的水中，水的流速如果很低，水中杂质会容易黏附在电极上，造成电极污染，因此，影响所测电导率的准确性。

1.4 水处理剂的影响

水的电导率除了受以上因素影响之外，还有水处理剂投加量有关。该系统为密闭系统，主要投加pH 调节剂与缓蚀剂防止循环水系统腐蚀，水处理剂电导率值较高，加入循环水系统电导率值变化较大。

2 水处理剂对系统电导率的分析

取现场系统补水，根据不同药剂对系统电导率的影响绘制曲线，确定最佳药剂投加区间。

2.1 pH对水体电导率的影响

取现场除盐水补水，分别投加一定浓度的pH 调节剂，以水体电导率为纵坐标，进行曲线拟合见图2：

图2 电导率随pH 变化曲线图

由图2 可见，补水电导率较低投加pH 调节剂后，pH 逐渐升高，当系统水质pH 在达到9.5 以上后，系统电导率会以较快速度上升，对系统电导率有较大影响。因此我们可以得出结论：为保证系统电导率平稳，需尽量控制系统pH＜9.5。

2.2 药剂对水体电导率的影响

在以上试验基础之上，我们调制除盐水补水pH 为9.5，由于水质稳定剂中各药剂配比是一定的，因此我们选择总磷作为药剂考察目标，以总磷（单位mg/L）为横坐标，以电导率为纵坐标，通过投加不同浓度药剂来考察系统电导率见图3：

图3 电导率随药剂浓度变化曲线图

表1

由图3 可以看出，系统电导率随药剂浓度不断上升逐渐增大，当系统总磷超过4mg/L 时，系统电导率将超过800us/cm，导致系统报警，影响现场正常生产。

2.3 通过旋转挂片腐蚀试验确定效果

试验标准采用：GB/T 18175-2000

实验时间：96h

药剂浓度控制：2～4mg/L

pH 值控制：8～9.5

由于该系统主要材质为碳钢、不锈钢、铜，所以通过分析三种挂片的平均腐蚀速率得知，碳钢平均腐蚀速率小于0.075mm/a，不锈钢与铜平均腐蚀速率0.005mm/a，该加药方案可以减缓系统腐蚀。

3 结论

通过水处理剂实验研究结果的分析与讨论，可以的到以下结论：

1）虽然水温，水流速和补排水操作都会对系统的电导率有影响，但是向系统投加水处理剂是对系统电导率变化最主要的因素。而投加水处理药剂主要由pH 和药剂浓度两个指标决定。

2）当将系统pH 控制于9.5 以下，药剂浓度控制在总磷4mg/L 以下时，系统可以满足电导率＜800 us/cm 的设备运行要求。

3）将系统pH 控制在8～9.5，药剂总磷浓度控制在2～4mg/L，现场运行十分稳定，系统腐蚀速率很小，冷却设备平稳运行无报警。