循環(huán)水中鉀離子在濃縮倍數中的應用技術

劉建新

聯誼集團 大慶 163000

循環(huán)水中鉀離子在濃縮倍數中的應用技術

劉建新

聯誼集團 大慶 163000

循環(huán)水的濃縮倍數是循環(huán)水利用率的一個重要指標，濃縮倍數的計算方法很多，其中選用鉀離子計算濃縮倍數效果較好。

循環(huán)冷卻水；鉀離子；火焰原子吸收分光光度法；濃縮倍數

1、前言

工業(yè)循環(huán)水在使用過程中會不斷有水汽蒸發(fā)，補充水中的鈣鎂等離子就不斷積累在循環(huán)水中，含鹽量不斷增加。經過濃縮過程的循環(huán)水的含鹽量和補充的新鮮水的含鹽量是不同的。兩者的比值稱為濃縮倍數，并以K（濃縮倍數）=S（循環(huán)水的含鹽量）/S（新鮮水的含鹽量）的公式表示。一般濃縮倍數低，耗水量就大，排污量也大；濃縮倍數高可以減少水量，節(jié)約水資源。但濃縮倍數過高會使循環(huán)冷卻水中的硬度、堿度和濁度升得太高，水的結垢傾向增大很多，從而使結垢、腐蝕控制的難度變大，使水處理藥劑(如聚磷酸鹽)在冷卻水系統(tǒng)內的停留時間增長而水解。因此，循環(huán)冷卻水的濃縮倍數值并不是愈高愈好，而是控制在一個合適的范圍，我們單位該指標控制在2.5~4.0之間。

2、檢測濃縮倍數的方法

檢測循環(huán)水濃縮倍數的方法有很多種，有氯離子分析方法、二氧化硅分析方法、鈣離子分析方法、電導率分析方法、鉀離子分析方法，其中氯離子分析方法，雖然簡單，但是日常加入的控制循環(huán)水中微生物的藥劑中含有氯離子，使?jié)饪s倍數偏高；二氧化硅分析方法在鎂離子與硅酸鹽濃度都較高時，循環(huán)水會產生硅酸鎂沉淀，致使?jié)饪s倍數偏低；鈣離子分析方法因為循環(huán)水在運行過程中會或多或少結垢，而鈣離子是結垢的因素，所以此方法會使得濃縮倍數偏低；電導率方法由于加入的藥劑會增加一些溶解性的氯離子、溴離子等離子，另外有時系統(tǒng)的物料的泄露都會引起電導率的波動，將會導致濃縮倍數結果的偏差；鉀離子分析方法受到的干擾與其他分析方法比較相對較少，因此我們單位采用鉀離子分析方法檢測濃縮倍數，

3、實驗部分

3.1 儀器

3.1.1 原子吸收分光光度計，島津AA6300能夠滿足使用要求。

31.2 鉀和鈉空心陰極燈。

3.1.3 乙炔的供氣裝置：高純乙炔氣瓶。

3.1.4 空氣壓縮機。

3.2 試劑

3.2.1 標準溶液：配制標準溶液時所用的基準氯化鉀和基準氯化鈉均要在150℃干燥2h，并在干燥器內冷至室溫。

3.2.2 鉀標準儲備溶液，含鉀1.000g/L：稱取（1.9067+0.0003）g基準氯化鉀（KCL），以水溶解至1000mL容量瓶中，稀釋至標線，搖勻。將此溶液及時轉入聚乙烯瓶中保存。

3.2.3 鉀標準使用溶液，含鉀100.00mg/L：吸取鉀標準貯備溶液（2.1.5）10.00mL于100mL容量瓶中，加2mL硝酸溶液（2.1.1），以水稀釋至標線，搖勻備用。此溶液可保存3個月。

3.2.4 硝酸溶液，1+1。

3.2.5 硝酸溶液，0.2%（V/V）：取2ml硝酸加入998mL水中混合均勻。

3.2.6 硝酸銫溶液，10.0g/L：取1.0g硝酸銫（CSNO3）溶于100mL水中。

4、分析步驟

4.1 試料的制備

采集循環(huán)水樣后，應立即以中速定量濾紙過濾，其濾液用硝酸（3.3.5）調至PH1～2，于聚乙烯瓶中保存。

4.2 校準溶液的制備

取6只50mL容量瓶，分別加入鉀標準使用溶液（3.2.3）0，0.50， 1.00，1.50，2.00，2.50mL，加硝酸銫溶液（3.2.6）3.00mL，加硝酸溶液（3.2.4）1.0mL，用水稀釋至標線，搖勻。其各點的濃度分別為：0，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mg/L。本校準溶液應在當天使用。

4.3 儀器的準備

將鉀空心陰極燈裝在AA6300原子吸收光譜儀的燈架上，預熱鉀空心陰極燈至少30分鐘以上，穩(wěn)定后，按選定的波長，燈電流，狹縫，觀測高度，空氣及乙炔流量等各項參數進行點火測量（注意：在打開氣路時，必須先開空氣，再開乙炔；當關閉氣路時，必須先關乙炔，后關空氣，以免回火爆炸）。當點火后，在測量前，先以硝酸溶液（2.1.3）噴霧5min，以清洗霧化系統(tǒng)。

4.4 測量

每次正式測量前，先以水調儀器零點，然后噴入校準溶液和記錄吸光度和濃度，繪制標準曲線，再噴入循環(huán)水樣品，測得吸光度，同時獲得該樣品的濃度。

4.5 濃縮倍數的計算

表1 2013年2月K+現場數據

3.6 方法精密度的考察，其結果見表2。

表2鉀離子標液及循環(huán)水樣品的重復檢測結果

從表2可見：鉀離子分析方法精密度高，其變異系數＜3%。

5、結論

從理論上來說，循環(huán)水系統(tǒng)中鉀離子來源較少，加入的藥劑也極少帶入系統(tǒng)外的鉀離子，可以說一般情況下某個階段內鉀離子是相對穩(wěn)定的，但在不同時期，也會受土壤、地面水等外界環(huán)境的影響而有一定的變化。鉀離子的溶解度較大，在運行過程中也不會從水中析出，所以用鉀離子分析方法檢測循環(huán)水的濃縮倍數時，與其他分析方法相比受到的干擾相對較少，分析的精密度較高，適合于循環(huán)冷卻水的濃縮倍數計算。

[1]鄭用熙.分析化學中的數理統(tǒng)計方法[M].科學出版社，1991.

[2]何世梅中國給水排水——循環(huán)水濃縮倍數的檢測方法及控制指標

[3]大慶聯誼集團水質分析規(guī)程

劉建新，男，化工分析助理工程師，1972年3月28日，本科學歷，主要從事煉油化工分析的技術和研究工作。