关键词：工业循环水 处理 机理 方法
工业循环水实质就是循环冷却水。一般而言，工业冷却水的用水量在工业用水中的所占比例超过90%。冷却水主要是用来冷却产品及设备，以有效提高设备的生产效率，而所用工业循环水必须有较低的水温、较低的浊度、不易结垢、不易滋生细藻等特性。对循环水进行处理，指的是选取正确的阻垢剂、缓蚀剂等处理剂对循环水进行相应的处理，以提高循环水的利用率。
1、关于工业循环水处理的机理分析
1.1缓蚀机理的相关分析
缓蚀机理的作用原理是选择合适的缓蚀剂以保证金属对循环水的缓蚀作用。常用的缓蚀剂有钥酸盐、磷酸盐、锌盐、铬酸缓蚀剂、聚磷酸盐等，这些缓蚀剂都可以于钢铁表层较好地形成一种保护膜，起到缓蚀作用。其中，锌盐的成本相对较低，但其毒性较强，所以工业部门及环保部门都对该缓蚀剂的使用做出了严格规定；钥酸盐与别的药剂一同使用时，能够有效地抑制点蚀，尤其是对钢、铜、铝的缓蚀作用均较好，但其药剂用量相对较大，且成本较高；聚磷酸盐与磷酸盐尽管会促进藻类生长，但其价格、毒性均较低，反而得到了较广泛的应用[1]。
1.2阻垢机理的相关分析
水垢一般指的是水中微溶性盐类在换热面上沉积而成的一种垢层，该种垢层在水循环中最为常见，同时其危害也是最为严重的。阻垢剂是一种控制水垢的技术，一般情况下，添加阻垢剂之后，循环冷却水都能保持很高的至垢离子浓度，从而有效抑制水垢产生，并能将其浓缩的倍数大幅度提高，起到降低补水量与排污量的目的。结晶、聚合、沉积是水垢形成的常规过程，因此阻垢剂的阻垢机理也极具复杂性，具体表现如下：①晶体品格发生畸变，水垢碳酸钙结晶的坚硬度与致密度均较高，使用阻垢剂后，会对水垢结晶形成一种干扰，此时晶体内部应力会相应加大，最终晶体渐渐发生畸变、破裂，阻止了水垢的形成；②络和增溶，指的是阻垢剂与水中钙镁离子所形成的稳定性较强的螯合物，既能增加钙镁盐的溶解度，又能有效阻止水垢的形成；③凝聚与分散，阴离子型的阻垢剂，其阴离子能够与碳酸钙的微晶产生物理化学反应，在微晶表层所形成的双电层阻止了水垢的形成，除此之外，阻垢剂的阻垢机理还有再生解脱膜假说、双电层作用机理等，此处不一一赘述[2]。
2、工业循环水的物理处理方法
现阶段，在工业循环水的处理中，较常用的是化学处理方法，但由于其毒性与腐蚀性较高，因此其使用受到了较大的限制。在物理处理方法中，尤以阴极保护与膜处理法发展速度较快。
2.1阴极保护的相关分析
阴极保护指的是利用直流电流，让含有离子的保护介质流至处于保护范围内的金属，而被保护的金属，其负电位能够在该种作用下移至保护的电位圈内，金属则不会被腐蚀。阴极保护方法一般有两种：一种是外加电流的阴极保护，另一种是牺牲阳性的阴极保护，外加电流的阴极保护主要是靠施加外加电流来完成，牺牲阳性的阴极保护则是靠阴、阳两极的偶联来完成。工业循环水的物理处理方法主要是利用循环水的物理特性，以保持工业循环水的特性为前提，实现循环水的净化、冷却利用，该方法的应用前景较为广泛。相关技术人员应不断加大资金投入，并对此进行更深入的分析研究，尽量减少其缺陷，提高其技术性与专业性，使该方法在工业循环水的处理中得到更好的发展。
2.2膜处理法的相关分析
膜处理法指的是通过借助特殊的薄膜对循环水里的某些成分进行选择性的过滤，该方法具体包括了纳滤处理法与反渗透处理法。纳滤处理法在现阶段的工业循环水处理技术中是最为常见、发展较快的一种，其渗透率较高，纳滤的工艺、技术也较为先进；反渗透处理法指的是给工业循环水施加一些压力，循环水由于受到压力作用，会进入到水分离的过程，在该过程中，就可提取出符合标准的工业循环水[3]。反渗透处理法可以对工业循环水进行更深度的净化处理，有效加快水与多余物质的分离速度。与化学处理法相比，膜处理法的毒性与刺激性虽然较低，但其所取得的效果却比不上化学处理法。
3、工业循环水的化学处理方法
工业循环水的化学处理方法指的是通过借助阻垢剂、缓蚀剂、杀生剂、复合水处理剂等处理剂来实现对工业水的冷却处理，使用化学处理方法可以将冷却水的利用率大大提高，可以很好地控制结垢腐蚀，并能有效节约能源、延长设备的使用期限。由于上文已对阻垢剂与缓蚀剂作了相关介绍，以下着重对复合水处理剂与杀生剂进行相关研究。
3.1复合水处理剂的相关分析
和单一水处理剂比较，复合水处理剂有许多优点：缓蚀剂和阻垢剂、缓蚀剂和缓蚀剂之间通常会有协同增效的功效；能简化许多加药的手续；能同时实现对多种金属材质腐蚀、污垢产生的控制等。较典型的复合水处理剂一般主要有以下几种配方，分别为：有机磷系水处理药剂配方、铬系水处理药剂配方及钥系水处理药剂配方[4]。
3.1.1有机磷系配方的相关分析
有机磷系配方是工业循环水的化学处理中效果较为显著的方法，该配方药源较丰富、药剂性能较稳定，同时具有缓蚀剂与阻垢剂的功效，且温度较高、抗氧化性也较好，使用方便、简捷，能用在碱性水处理中，最常见的配方为HEMA+HEDP+Zn2+。
3.1.2钥系配方的相关分析
该配方毒性较低且无污染，最常见的配方为钼酸钠+PAA+Zn2++木质素磺酸盐+葡萄糖酸钠。
3.1.3铬系配方的相关分析
铬系配方可以将工业循环水中锌的稳定性大大提高，起到减少由微生物造成的腐蚀与粘泥，被认为是当前国内药源最丰富、技术最成熟的配方，较常见的配方为六偏磷酸钠+HEDP+PAA+Zn2+。值得注意的是，要注重对微生物进行有效控制。
3.2杀生剂的相关分析
在控制工业循环水系统微生物的方法中，杀生剂是最主要的一种。杀生剂一般主要有两种：氧化性杀生剂、非氧化性杀生剂。
3.2.1氧化性杀生剂的相关分析
在氧化性杀生剂中，较常见的有Cl、ClO2、O3等。Cl一直有用于水中杀菌消毒的历史，其价格较低、杀菌力较强、操作方便；ClO2则是较新型的氧化性杀生剂，杀菌力强、不易产生致癌有机物，一般适用于生活饮用水的处理；O3的氧化性较强、稳定性较差，但不会使水中的氯离子浓度有所增加，排放时也不会对环境造成污染，且能在光合作用下分解出氧气。Br2作为Cl的替代品，其杀生速度也十分快，在一样的环境下，Br2能在4分钟内使细菌的存活率下降到0.0001%。
3.2.2非氧化性杀生剂的相关分析
使用频率较高的非氧化性杀生剂主要有洁而灭与新洁而灭。非氧化性杀生剂能在水溶液中分解出阳离子活性基因，高效、毒性低、生物降解性能好是其显著的特点，此外，非氧化性杀生剂的PH使用范围较广，且使用浓度较低，投药十分方便。
总而言之，在大多的循环水系统中，一般以氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂的联合使用所取得的效果为佳。
4、小结
综上所述，工业循环水处理技术在近几年得到了较大的进步与发展，尤其是化学处理方法与物理处理方法，都凭借其独自的优势，有效抑制了水垢的产生，并使循环冷却水的重复使用率得到大大提高，延长了设备的使用期限。在未来的发展中，相关技术人员还应加大资金投入，并加大研究力度，争取找出更多、更好的方法来净化工业循环水，为企业创造更多的效益。
参考文献：
[1]李建平.浅谈工业循环水处理的机理与方法的研究[J].中国石油和化工标准与质量.2012，33（10）：94.
[2]王蓉.工业循环水的化学处理[J].贵州化工.2011，36（05）：44-46.
关键词：工业循环水处理，机理，方法
中图分类号：TK223.5 文献标识码：A
前言
工业用水的处理及循环利用是必须的。而工业循环冷却水系统的污染主要是由于其中的微生物造成的。一方面,微生物造成水体的直接污染;另一方面,工业循环水中的微生物给设备带来极大的危害,它产生的大量粘泥,在循环水中引起腐蚀,粘泥复盖在金属上产生氧浓差腐蚀电池,铁被溶解,粘泥的聚集产生结垢阻碍热传导,严重的会堵塞管道。
1、工业循环水处理的机理
1.1阻垢机理
水垢是水中微溶性盐类在换热面上沉积形成的垢层,它是水循环中最常见的也是危害最为严重的结垢。阻垢剂是控制水垢的技术之一,循环冷却水在添加阻垢剂之后可以保持较高的至垢离子浓度,抑制水垢的产生,提高浓缩的倍数,进而降低排污量和补水量。结晶、聚合和沉积是水垢常规的形成过程,因而阻垢剂的阻垢机理也比较复杂。首先,晶体品格的畸变。水垢碳酸钙结晶一般都比较坚硬而致密,阻垢剂能够对水垢结晶形成干扰,晶体内部应力加大,晶体逐渐畸变破裂,水垢难以形成。其次,络和增溶。它主要是指阻垢剂和水中的钙镁离子形成稳定的鳌合物,加大钙镁盐溶解度的同时抑制了水垢的产生。再次,凝聚和分散。阴离子型阻垢剂中的阴离子可以和碳酸钙微晶发生物理化学反应,微晶表面形成的双电层阻碍了大量水垢的形成。
1.2缓蚀机理
缓蚀机理和阻垢机理的作用原理相类似,也是利用经济实用和符合环保要求的缓蚀剂来保证金属的缓蚀作用。缓蚀剂有铬酸缓蚀剂、钥酸盐、锌盐、磷酸盐、聚磷酸盐以及有机多元磷酸等,它们都能在钢铁的表面形成一种保护膜。其中钥酸盐和其他药剂共同使用可以很好的抑制点蚀,对铜、铝、钢都有较好的缓蚀作用,但是该药剂的用量较大,成本很高。锌盐的成本较低,但是具有较强的毒性,因此工业部门和环保部门对其的使用都进行了严格的规定。磷酸盐和聚磷酸盐虽然会促进藻类的生长,但是其以价格较低和没有毒性的优点而得到了广泛的利用。
2、工业循环水处理的化学方法
工业循环水处理的化学方法就是利用缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂以及复合水处理剂来对工业水进行冷却处理的方法,化学处理办法能够明显提高冷却水的重复利用率,有效的抑制结垢腐蚀,节约能源并延长设备的使用寿命。在对阻垢剂和缓蚀剂进行上述了解的前提下,此处重点对杀生剂以及符合处理技术进行了解。
2.1杀生剂
杀生剂主要是对工业循环水中的微生物进行处理的方法,它通常可以分为氧化杀生剂和非氧化杀生剂。首先,常用的氧化性杀生剂有氯、臭氧、澳、次氯酸盐等。其中氯是工业循环水处理中历史最为悠久的杀菌消毒剂,具有价格低、使用方便和杀菌力强的优点,而二氧化氯是新型的杀生剂,具有无毒副作用和杀菌力强的优点。此外,臭氧作
为一种氧化杀生剂具有不污染环境的优点,澳还具有较高的杀生速度。其次,非氧化性的杀生剂。此种氧化剂具有使用PH范围较宽、使用浓度低和生物降解性能较好的优点。工业循环水处理经常是对氧化性和非氧化性杀生剂进行联合使用,能取得良好的使用效果。
2.2复合水处理剂
缓蚀剂与缓蚀剂、阻垢剂与缓蚀剂的复合使用往往能够增加处理效果,对多种材质的金属进行同时的控制,典型的复合处理剂包括了铬系处理药剂配方、有机磷系和钥系水处理药剂配方。铬系配方能够明显提高工业循环水中锌的稳定性,减少微生物造成的粘泥和腐蚀,是目前我国使用技术最成熟、药源最丰富的配方。而有机磷系也具有药源丰富、稳定性好、抗氧化性好和使用方便的优点,钥系配方则具有配方低毒和无污染的作用。
2.2.1阻垢剂
继早期的天然阻垢剂之后,研究人员开发了聚磷酸系列阻垢分散剂,其中无机盐包括六偏磷酸钠和三聚磷酸钠,但无机磷酸盐存在易水解产生正磷酸盐导致磷酸盐钙垢。有机磷酸盐包括ATMP(氨基三亚甲基膦酸盐)、EDTMP(乙二胺四甲基膦酸盐)、HEDP(羟基亚乙基二膦酸盐)等,有机膦酸处理剂的不足主要是对磷酸钙垢和氧化铁垢抑制能力不好。自20世纪80年代以后,有机磷酸(盐)、低分子量丙烯酸聚合物和共聚物的使用已成为配方的首选,代表性产品如Betz的丙烯酸和丙烯酸-2-羟基丙酯共聚物和苯乙烯-马来酸酐共聚物,Nalco的AA-VS-VA乙烯磺酸单体共聚物 ,R o hm - H a s s 的 A A - E A - A M P S 共 聚 物 ,Kurita的丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物等。
国内共聚物水处理剂的研究也较多,开发了诸如丙烯酸-丙烯酰胺-烯丙基磺酸钠、衣康酸-丙烯酸、马来酸酐-丙烯酰胺等共聚物水处理剂。
2. 2.2 缓蚀剂
缓蚀剂在循环冷却水中主要用于抑制金属腐蚀,最早应用的是无机缓蚀剂,包括铬系、磷系、铝系配方等,其中磷系水处理配方仍然占有相当重要的地位。有机缓蚀剂 主 要 包 括 有 机 膦 酸 盐 、多 元 醇 酸 酯 、PBTC(磷羧酸 )、HPA(羟基磷酸基乙酸 )、BZT(苯并三氮唑)、TTA(甲苯三氮唑)、甲乙基酮肟等。20世纪70年代以后随着对水处理剂环保要求的提高,低磷非金属缓蚀剂逐渐被重视和开发,如Geffers公司开发的PBTCA(2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸)等。
2. 2.3 杀菌剂
杀菌剂在循环冷却水中用于抑制生物黏泥、藻类的滋生,主要分为氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂。氧化性杀菌剂有氯系:氯气,次氯酸盐、二聚氯化异氰酸盐、三聚氯化异氰酸盐、二氧化氯等;溴系:次溴酸盐、溴胺、溴气等;无机氮硫类等。非氧化性杀菌剂包括异噻唑啉酮、戊二醛、季铵盐、季磷盐等。近年来,溴系杀菌剂由于广泛pH范围和低毒性,已得到众多研究人员的重视。
3、工业循环水处理的物理方法
目前化学处理方法是工业循环水处理比较常用的方法,但是化学处理方法具有毒性和腐蚀性,其使用的范围和使用的对象受到了限制。膜处理法和阴极保护是目前发展较快的工业循环水物理处理方法。
3.1膜处理法
膜处理法是指利用特殊的薄膜来对循环水中的特定成分进行选择性的透过,膜处理法包括了反渗透处理法和纳滤处理法。反渗透处理法是指对工业循环水施加一定的压力,循环水在压力的作用下进入水分离过程,在分离的过程中进而提取达到标准的工业循环水。反渗透处理法能够将工业循环水进行深度的净化,加速多余物质与水的分离。此外,纳滤处理法是目前发展较快的工业循环水处理技术,它比反渗透处理法具有更高的渗透率,纳滤的工艺和技术更为先进。总之,膜处理法没有化学处理法的毒性和刺激性,但是处理的效果远远不如化学处理法。
3.2阴极保护
阴极保护是通过借助直流的电流,使含有离子的保护介质流到被保护金属的周围,被保护金属的负电位在这种作用下可以移位到保护的电位范围内,金属在此情况下免于腐蚀。阴极保护方法有外加电流的阴极保护和牺牲阳极的阴极保护,前者是通过施加外加电流来实现,后者则是通过阴极与阳极的偶联来实现。工业循环水处理的物理办法是利用循环水的物理特点,在不改变工业循环水特性的前提下达到循环水净化和循环水冷却利用的目的,具有较为广阔的使用前景。相关技术人员在加大资金投入力度的前提下对物理处理法进行深入的研究,避免化学处理办法的弊端。
结语
近年来,工业循环水处理技术获得了较大的发展,无论是化学处理技术还是物理处理技术都有其自身作用机理和使用的优势,提高了循环冷却水的重复利用,防止了工业水的结垢,节约了能源并延长了设备的使用寿命。新时期相关技术人员还要在各方资金的支持下加大研究的力度,寻求更多的缓蚀剂、阻垢剂以及物理方法来净化工业循环水,节约更多的企业资金。
参考文献
【关键词】智能控制 循环水控制系统
在重工业领域中，循环水控制系统是独立并且十分重要的子系统，循环水泵是循环水系统中不可或缺的执行器件，它供水效率高，但传统的控制方式能耗也相对很高，大约能占一般工厂总用电量的1%-1.5%左右。所以，研究开发循环水控制系统中水泵最佳控制方式，对于节约能源，提高控制系统适用性有很大意义。
1 研究的背景和意义
在大型企业循环水系统中，如果只有一台变频器来调节一台水泵电机，不但很难达到控制要求，而且也会带来资源的浪费和软硬件设计的复杂性等不足。这时一台变频器拖动几台电动机实现循环水控制系统的恒压供水控制手段是个不错的选择，并且在变频器周围提供供水压力的非开环控制调节，能够随着系统的运行实时地进行调节。在设计几台水泵电动机循环不断控制时需要在外部提供相应的逻辑控制，实现水泵之间的循环控制。而在水泵电机从变频运行到工频运行转换的过程中时一般都采用主电路软启动器降低电压的控制方式来完成之间的转换，这样就可以有效地保护好水泵。
循环水控制系统在制造业、电力等产业中很常见，譬如钢铁产业，现在的工业循环水系统有以下几个特点：（1）应用面广，在整个钢铁生产工艺上从钢铁的烧结、焦化到炼铁、炼钢、轧钢等几乎全部生产工艺过程，都需要循环水控制系统为它们冷却。（2）能耗巨大，对于中小型钢铁厂来说，仅水泵年耗电量就达3亿度以上，约占企业生产总耗电量的10%左右。（3）自动化运行程度低，大多数生产工艺过程使用手动操作，降低了生产效率，即使采用自动化控制系统，控制要求和水平也不是很高，同时也缺乏有效的管理和控制技术。（4）节能潜能巨大，循环水系统作为工业生产过程的辅助系统，只要能满足冷却设备的温度要求就可以了，在控制技术与管理上还比较粗放，节能潜力很大。
图1是我们对通钢循环水系统流程框图，其中包括连铸系统和轧钢系统，从图中可以看出，两个系统包含的水泵高达上百台，耗电量非常大，因此对循环水系统的进行优化运行研究，对于企业的节能降耗意义重大。
2 国内外的现状
近年来，在工业过程控制系统中，先后出现了一些先进的智能控制算法，同时一些先进的技术也被运用到其中，不仅可以满足控制系统基本要求，而且还可以使系统的运行更加节能和智能化。研究者们转向了其他的高级控制理论和方法的研究与应用，譬如，最优控制理论、自适应控制理论、遗传算法、神经网络控制理论和模糊控制理论等。把智能控制理论运用到实际控制系统上去，实现控制要求，这是理论联系实际的一个重大突破。
智能控制解除了控制对象精确具体数学模型的限制，它以实时系统工作状态和参数变化情况对系统进行实时控制，不需要精确的数学模型作为控制基础，在干扰多、干扰强，非线性强、强耦合等复杂情况下的控制系统中，其优势将会得到充分的展现。
智能控制算法还具有实时控制、性能识别、存储数据和拟人等优点，在整个控制系统运行中计算机可以实时得到各种参数变化的数据，然后经过控制器实时的处理得出相应的控制决策，在进一步通过参数的不断优化和寻求控制器最佳的控制方式，从而获得整个控制系统的最佳的控制方式。
循环水系统属于大滞后、非线性控制系统，建立数学模型相对困难，模糊控制方法是不需要非线性控制理论和数学模型的情况下建立非线性控制的方法，只要确定好模糊变量、模糊因子、论域、以及模糊规则等参数就行了。很多文献提出将模糊算法与常规PID算法搭在一起构成模糊PID算法去控制系统。把这种控制方式应用到循环水的恒压控制系统中去，这样就可以在很大程度上改善了循环水系统的响应时间和稳态精度。
3 结论
本文介绍课题研究的背景和意义，其次简要说明工业循环水系统现状和发展趋势，并介绍了智能控制理论在工业循环水控制系统中的应用以多Agent理论的历史背景和应用现状。
参考文献
[1]姬鹏军.恒压供水控制系统的研究[D].兰州：兰州理工大学，2009.
[2]翟立哲.济钢生态工业指标体系与模式建立研究[D].济南：山东大学，2009.
[3]杨丽芝.基于多Agent和GSM的城市供水优化调度系统研究[D].兰州：兰州理工大学，2009.
[4]高今.轨道交通地下车站循环冷却水系统设计的探讨[J].地下工程与隧道，2006（4）：34-37.
作者单位
1.长春工程学院 吉林省长春市 130012
2.沈阳供电公司东陵分公司 辽宁省沈阳市 110000
关键词：循环水 浓缩倍数 测定方法 差值 应用
浓缩倍数是循环水水质管理的一个重要经济技术指标。随着循环水水处理药剂的发展，循环水处理都向高浓缩倍数(≥3.5)方向发展。浓缩倍数高，既降低了新鲜补水量，又可节约药剂，降低运行成本，同时减少排污水量，减轻对环境的污染。反之，浓缩倍数偏低，运行成本上升。但在高浓缩倍数的运行情况下，水中的结垢性和腐蚀性离子成倍增加，并且药剂在系统中的停留时间延长。因此，在高浓缩倍数运行情况下如何判断系统水质是否具有恶化趋势，及时调整运行指标和水稳剂配方，显得尤为重要。笔者在运行实践中发现，可利用浓缩倍数不同测定方法的差值来判断系统出现的运行故障。
1 浓缩倍数的测定方法
浓缩倍数是用循环冷却水中某组分的含盐浓度和补充水中某组分的含盐浓度的比值来表示，但一般被检测的某组分含盐浓度应不受外界条件(加热、沉积、投加药剂等)影响而变化，故可采用电导率，Ca2+，K+方法来测定循环水中的浓缩倍数。
循环冷却水中的溶解盐类呈离子状态，具有一定的导电能力，因此可用溶液中的电导率间接地表示溶解盐类的含量。电导率测定方法较简单，但由于系统中投入氧化性杀菌剂后会增加一些溶解性的Cl-，Br-等离子，同时系统的物料泄漏等原因会引起电导率的波动。所以，对于循环冷却水系统而言，投入氧化性杀菌剂一般都是定期的，物料泄漏也不是经常性的。因此用电导率测定循环水浓缩倍数具有一定的参考意义。
一般来说，Ca2+是结垢因素，循环水在运行过程中或多或少会出现结垢现象，尤其在高浓缩倍数的情况下，因此用Ca2+测定出来的浓缩倍数会偏低。
K+离子在水中的溶解度相当大，在运行过程中不会析出，同时补充水的K+也基本稳定，因此用K+测定出来的浓缩倍数较准确。
2 不同测定方法的差值分析
本文探讨的浓缩倍数之间的差值以K+为基准，结合垢样分析结果，找出它们之间存在的关系。某炼油厂循环冷却水浓缩倍数用不同测定方法实测统计数据见表1。
由表1可知：循环水系统在2，3，4月份运行阶段，浓缩倍数较低。用三种测定方法测得的结果相差不大，表明系统基本没有结垢趋势。但浓缩倍数在3.0左右不排除系统有腐蚀趋势，为了分析腐蚀情况，结合垢样分析结果具体分析，监测换热器垢样分析结果见表2。
由表2可知：4月份垢样分析中Fe2O3腐蚀因子含量比5，6月份偏高，表明系统具有腐蚀倾向。某炼油厂循环水的水稳剂配方采用丙烯酸二元共聚物、有机膦酸盐(HEDP)和锌盐复合药剂，丙烯酸二元共聚物起阻垢作用，有机膦酸盐和锌盐复合作缓蚀剂，可以提高膦酸盐的缓蚀效果。根据药剂在金属表面形成各种不同的膜来划分，可将此类复合药剂划分为沉积膜型缓蚀阻垢剂。对于此类沉积膜型缓蚀阻垢剂，只有当药剂的沉积性能和阻垢分散性能达到平衡时，药剂才发挥良好的缓蚀和阻垢效果［1］。
从表1看出：循环水系统在5， 6月份运行阶段，浓缩倍数较高，三种测定方法测得的结果值相差较大，可能原因是水稳剂在高浓缩倍数的条件下，水稳剂的沉积能力大于阻垢分散能力，Ca2+析出沉积在水冷器的表面上，在金属表面上形成一层保护膜，防止金属被腐蚀(由表2可知：5月份Fe2O3腐蚀因子比4月份下降了75%)。结合垢样的CaO，MgO，P2O5三项结垢因素来看，5月份三项结垢指标和为41.34%，4月份为35.74%。表明系统腐蚀情况虽得到了遏制，但结垢趋势更加明显。鉴于浓缩倍数在4.3左右，药剂阻垢分散性能较差，一般有两种方法可提高阻垢性能：
(1)调整原配方，增加阻垢性能；
(2)降低浓缩倍数。
考虑到短时间调整配方比较困难，6，7月份将浓缩倍数降低在3.5～4.0左右运行，6月份的三项结垢指标和也有所下降，表明系统结垢倾向得到了抑制。从表1还可以看出：循环水浓缩倍数在3.6左右运行时，用三种测定方法测得的结果相差不大，表明水稳剂的阻垢性能与沉积性能趋于平衡；浓缩倍数4.0时，系统有结垢趋势。从表2还可以看出，垢样分析结果中，ZnO含量比较高，在高浓缩倍数的情况下，循环水中的碳酸盐含量不断浓缩，pH值上升。根据运行实践来看，浓缩倍数在3.0以上运行，pH值一般在8.2～ 9.0。而pH值在6.5～7.0，有机膦酸盐对Zn2+的稳定能力>90%；pH值=7.5，Zn2+的稳定能力下降至75.2%；pH>7.5，pH值愈高，Zn2+的稳定能力愈低［2］。
因此，在高浓缩倍数的情况下，应考虑水稳剂配方中稳Zn2+功能，进一步降低结垢倾向。
3 讨论
(1)在高浓缩倍数情况下，利用三种测定方法测得的结果的差值能较准确地判断循环水系统结垢和腐蚀倾向。通过比较，及时调整循环水系统运行指标和浓缩倍数，对稳定系统运行，保证现场水冷器安全、稳定运行有着积极意义。
(2)对于一个较稳定的循环水系统而言，用K+，Ca2+之间的差值来判断应更准确些，因为补充水的电导率是有波动的，同时循环水系统投加氧化性杀菌剂、系统物料泄漏等也会引起循环水电导率波动。
(3)三种测定方法之间的差值在一个什么范围内能判断系统结垢、腐蚀倾向，笔者认为对于不同的循环水系统可以通过平时的统计结果，找出三种测定方法对应的关系，以利于指导循环水的水质管理工作。循环水的浓缩倍数的测定方法还有Cl-，SiO2法。对于不同系统，应选取几个干扰不大的主要指标作为参考依据。
(4)循环水在高浓缩倍数的情况下运行，水中的结垢性和腐蚀性离子成倍地增加，并且药剂在系统中的停留时间延长。欲准确判断系统结垢和腐蚀情况，还可以结合现场监测换热器、挂片的结果，冷却塔填料、百叶窗上的附着物等情况来进行辅助判断。
参考文献
1 李本高等 影响循环水处理剂缓蚀效果的因素.工业水处理，2000 ，20(4)：1～5
关键词：循环冷却水 浓缩倍数 检测方法 控制指标
循环水浓缩倍数是指循环冷却水系统在运行过程中，由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩的倍率(以补充水作基准进行比较)，它是衡量水质控制好坏的一个重要综合指标。浓缩倍数低，耗水量、排污量均大且水处理药剂的效能得不到充分发挥；浓缩倍数高可以减少水量，节约水处理费用；可是浓缩倍数过高，水的结垢倾向会增大，结垢控制及腐蚀控制的难度会增加，水处理药剂会失效，不利于微生物的控制，故循环水的浓缩倍数要有一个合理的控制指标。
浓缩倍数的检测方法有很多，由于各厂补充水水质及循环水运行情况的差异，不同方法测出的结果都不同，所以对不同循环水浓缩倍数的检测方法进行比较是很有必要的。
1 循环水浓缩倍数的检测方法
循环水系统日常运行时，浓缩倍数的检测一般是根据循环水中某一种组分的浓度或某一性质与补充水中某一组分的浓度或某一性质之比来计算的。即：
k＝c循/c补(1)
式中 c循--循环水中某一组分的浓度
c补--补充水中某一组分的浓度
但对于用来检测浓缩倍数的某一组分，要求不受运行中其他条件如加热、投加水处理剂、沉积、结垢等情况的干扰。因此，一般选用的组分有cl-、ca2+、sio2、k+和电导率等。
1.1 cl-、ca2+法
虽然cl-的测定比较简单，在循环水运行过程中既不挥发也不沉淀，但我厂因常用cl2或naclo、洁尔灭等药剂来控制水中的微生物及粘泥，这样会引入额外的cl-，用该法测得的浓缩倍数会偏高；同时循环水系统在运行过程中或多或少地会结垢，尤其在高浓缩倍数时更为明显，故用ca2+法测得的浓缩倍数会偏低。
1.2 电导率法
电导率的测定比较简单、快速、准确。从理论上来说，在循环水系统中常需要加入水处理剂和通入cl2，这会使水的电导率增加，另外当系统设备有泄漏时也会使电导率明显增高，故用该法测出的电导率也会产生很大的误差。事实上，我厂于1996年3-7月用电导率法进行了测试，结果表明：用作基准的补充水--长江水的电导率是波动不稳的，其波动范围为154～291 μs/cm；循环水的电导率也是波动不稳的，一循、三循波动范围分别为330～613 μs/cm、308～618 μs/cm。因此，当循环水的电导率较高、补充水的电导率也较高时，得出的k值还是不高；当循环水电导率不高而补充水电导率较低时，k值也会高。
1.3 sio2法
由于我厂循环水系统未投用硅酸盐系列水处理剂，因此原来一直沿用该法。用该法检测时，循环水浓缩倍数数据出现了异常波动且严重失真的现象：用以前沿用的室内新鲜水作基准进行比较时，浓缩倍数普遍偏高，一循曾高达8.5；后改用装置补充水作基准进行比较时，浓缩倍数又普遍偏低，有时甚至出现＜1的情况。
1.4 k+法
从理论上来说，循环水系统中k+来源较少，一般在某个阶段内k+是相对稳定的，但在不同时期，也会受土壤、地面水等外界环境的影响而有一定的变化。k+的溶解度较大，在运行过程中也不会从水中析出，故用k+法检测循环水浓缩倍数k时，受到的干扰相对较少。
为此，进行了如下考察。
① 现场检测结果的考察，见表1。
表1 1995年4——7月k+法规场数据 采样日期 补充水k+含量（mg/l） 一循k+含量（mg/l） 浓缩倍数 4月1日 1.25 3.40 2.72 4月5日 1.25 3.65 0.92 4月10日 1.40 4.40 3.14 4月15日 1.60 4.70 2.94 4月20日 1.50 4.80 3.20 4月27日 1.45 3.30 2.23 5月15日 1.38 3.10 2.25 5月19日 1.45 3.40 2.34 5月23日 1.40 3.70 2.64 5月27日 1.45 3.00 2.07 5月31日 1.50 2.60 1.73 6月4日 1.39 3.39 2.44 6月12日 1.30 3.70 2.31 6月18日 1.52 3.65 2.40 7月3日 1.12 3.10 2.77 7月9日 1.58 3.22 2.04 7月15日 1.10 2.35 2.14 7月18日 1.35 3.50 2.59
从表1可以看出，补充水k+的变化不大，其变化范围为1.10～1.60 mg/l；一循水k+的变化范围为2.35～4.80 mg/l。
同样以一循为例，将一循数据分成两段(4—5月/6—7月)进行数理统计结果表明：两段检测结果之间不存在系统误差，因此用k+法测出的结果是可靠的。
② 方法精密度的考察，其结果见表2。
表2 k+标液及样品的重复检测结果 样品名称 八次重复检测结果k+（mg/l） 平均结果x（mg/l) 标准偏差s 变异系数s/x(%) 标液6mg/l 5.88
5.82 5.94
6.12 5.94
5.88 5.82
6.12 5.94 0.12 2.02 装置补充水* 1.98
1.98 1.92
2.04 1.92
1.98 1.92
1.92 1.96 0.045 2.30 一循水样 3.66
3.60 3.72
3.84 3.66
3.72 3.90
3.60 3.71 0.11 2.96 三循水样 5.64
5.70 5.58
5.46 5.58
5.40 5.34
5.70 5.55 0.14 2.52 注 *该装置补充水中k+浓度数据为1999年11月8日所测。
从表2可见：该方法精密度高，其变异系数＜3%。
③ 不同实验室间的结果对照见表3。
表3 1996年3-5 月浓缩倍数的对照分析结果（k+法） 采样日期 研究室测得k值 供水室测得k值 两室k值之差的绝对值 两室k值之差的绝对值/平均值×100% 一循 三循 一循 三循 一循 三循 一循 三循 3月18日 2.25 2.33 2.21 2.26 0.04 0.07 1.8 3.0 3月12日 2.16 2.20 2.16 2.10 0.0 0.10 0.0 4.5 3月25日 1.97 2.57 1.92 2.55 0.05 0.02 2.6 0.8 4月1日 1.85 2.85 1.85 2.65 0.0 0.20 0.0 7.3 4月8日 2.26 3.26 2.19 3.17 0.07 0.09 3.2 2.8 4月16日 2.12 3.04 1.93 2.79 0.19 0.25 9.4 8.6 4月22日 2.04 3.14 2.06 3.16 0.02 0.02 1.0 0.6 4月29日 2.62 2.21 2.75 2.23 0.13 0.02 4.8 0.9 5月6日 2.42 2.12 2.40 2.08 0.02 0.04 0.8 1.9 5月13日 2.31 停工 2.19 停工 0.12 停工 5.3 停工 5月27日 2.48 停工 2.36 停工 0.12 停工 5.0 停工 注 该对照结果为不同实验室的不同人员对同一天的不同样品用不同仪器进行分析的结果。
从表3可以看出，现场应用情况也较好，两室k值之差的绝对值与平均值之比值≤9.4%。
由此可见，用k+法测出的k值误差较小，可作为循环水系统的实际k值。
2 循环水浓缩倍数的控制指标
一般浓缩倍数低，耗水量就大，排污量也大；浓缩倍数高可以减少水量，节约水处理费用。但浓缩倍数过高会使循环冷却水中的硬度、碱度和浊度升得太高，水的结垢倾向增大很多，从而使结垢、腐蚀控制的难度变大，使水处理药剂(如聚磷酸盐)在冷却水系统内的停留时间增长而水解。因此，循环冷却水的k值并不是愈高愈好。
我厂现有四套循环水系统，其中一循最大，故以一循为例加以说明。一循系统容量为1.2×104m3/h，循环水量r为1.1×104m3/h，根据：
m补水量＝［k·α/(k-1+α)］×r
d排水量＝［α/(k-1+α)］×r
α=t/600
式中 δt--我厂循环水进出口水温之差(≈8 ℃)
k--循环水系统的k
α--蒸发因子
据此可计算出α＝0.013和k＝1～10时系统所需补水量m、排污量d、(m/r)%、(d/r)%及节水率(δm/r)/δk，计算结果见表4。
表4 一循在不同k下冷却水系统的参数计算值 项目 浓缩倍数k 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 d（m3) 11000 141.2 71.0 47.5 35.6 28.5 23.8 20.4 17.8 15.9 m(m3) 11000 282.3 213.1 189.8 178.2 171.2 166.5 163.1 160.6 158.7 d/r(%) 100 1.28 0.65 0.43 0.32 0.26 0.22 0.19 0.16 0.14 m/r(%) 100 2.57 1.94 1.73 1.62 1.56 1.51 1.48 1.46 1.44 （m/r）/k（%） 97.4 0.63 0.21 0.11 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02
从表4可以看出：
① 随着浓缩倍数的增加，冷却水系统的补充水量m和排污水量d都不断减少。因此，提高循环水的浓缩倍数，可以节约水资源。
② 每提高一个浓缩倍数单位所降低的补充水量的百分比［(δm/r)/δk］随浓缩倍数的增加而降低，且在低浓缩倍数时，提高k值的节水效果比较明显；但当k提高到4.0以上时再进一步提高浓缩倍数的节水效果就不太明显了，如一循由4.0提高到5.0时，节水量仅占循环水量的0.11%，因此我厂循环冷却水系统的浓缩倍数控制在2.0～4.0为好。
3 结论
① 我厂循环水浓缩倍数的检测采用cl-、ca2+、sio2和电导率等法误差较大。
② 数理统计结果及现场应用情况表明用k+法具有准确度高、精密度好等特点。
③ 我厂循环冷却水系统的浓缩倍数控制在2.0～4.0为好。
关键词：循环冷却水 浓缩倍数 检测方法 控制指标
循环水浓缩倍数是指循环冷却水系统在运行过程中，由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩的倍率(以补充水作基准进行比较)，它是衡量水质控制好坏的一个重要综合指标。浓缩倍数低，耗水量、排污量均大且水处理药剂的效能得不到充分发挥；浓缩倍数高可以减少水量，节约水处理费用；可是浓缩倍数过高，水的结垢倾向会增大，结垢控制及腐蚀控制的难度会增加，水处理药剂会失效，不利于微生物的控制，故循环水的浓缩倍数要有一个合理的控制指标。
浓缩倍数的检测方法有很多，由于各厂补充水水质及循环水运行情况的差异，不同方法测出的结果都不同，所以对不同循环水浓缩倍数的检测方法进行比较是很有必要的。
1 循环水浓缩倍数的检测方法
循环水系统日常运行时，浓缩倍数的检测一般是根据循环水中某一种组分的浓度或某一性质与补充水中某一组分的浓度或某一性质之比来计算的。即：
K＝C循/C补(1)
式中 C循--循环水中某一组分的浓度
C补--补充水中某一组分的浓度
但对于用来检测浓缩倍数的某一组分，要求不受运行中其他条件如加热、投加水处理剂、沉积、结垢等情况的干扰。因此，一般选用的组分有Cl-、Ca2+、SiO2、K+和电导率等。
1.1 Cl-、Ca2+法
虽然Cl-的测定比较简单，在循环水运行过程中既不挥发也不沉淀，但我厂因常用Cl2或NaClO、洁尔灭等药剂来控制水中的微生物及粘泥，这样会引入额外的Cl-，用该法测得的浓缩倍数会偏高；同时循环水系统在运行过程中或多或少地会结垢，尤其在高浓缩倍数时更为明显，故用Ca2+法测得的浓缩倍数会偏低。
1.2 电导率法
电导率的测定比较简单、快速、准确。从理论上来说，在循环水系统中常需要加入水处理剂和通入Cl2，这会使水的电导率增加，另外当系统设备有泄漏时也会使电导率明显增高，故用该法测出的电导率也会产生很大的误差。事实上，我厂于1996年3-7月用电导率法进行了测试，结果表明：用作基准的补充水--长江水的电导率是波动不稳的，其波动范围为154～291 μS/cm；循环水的电导率也是波动不稳的，一循、三循波动范围分别为330～613 μS/cm、308～618 μS/cm。因此，当循环水的电导率较高、补充水的电导率也较高时，得出的K值还是不高；当循环水电导率不高而补充水电导率较低时，K值也会高。
1.3 SiO2法
由于我厂循环水系统未投用硅酸盐系列水处理剂，因此原来一直沿用该法。用该法检测时，循环水浓缩倍数数据出现了异常波动且严重失真的现象：用以前沿用的室内新鲜水作基准进行比较时，浓缩倍数普遍偏高，一循曾高达8.5；后改用装置补充水作基准进行比较时，浓缩倍数又普遍偏低，有时甚至出现＜1的情况。
1.4 K+法
从理论上来说，循环水系统中K+来源较少，一般在某个阶段内K+是相对稳定的，但在不同时期，也会受土壤、地面水等外界环境的影响而有一定的变化。K+的溶解度较大，在运行过程中也不会从水中析出，故用K+法检测循环水浓缩倍数K时，受到的干扰相对较少。
为此，进行了如下考察。
① 现场检测结果的考察，见表1。
表1 1995年4——7月K+法规场数据 采样日期 补充水K+含量（mg/L） 一循K+含量（mg/L） 浓缩倍数 4月1日 1.25 3.40 2.72 4月5日 1.25 3.65 0.92 4月10日 1.40 4.40 3.14 4月15日 1.60 4.70 2.94 4月20日 1.50 4.80 3.20 4月27日 1.45 3.30 2.23 5月15日 1.38 3.10 2.25 5月19日 1.45 3.40 2.34 5月23日 1.40 3.70 2.64 5月27日 1.45 3.00 2.07 5月31日 1.50 2.60 1.73 6月4日 1.39 3.39 2.44 6月12日 1.30 3.70 2.31 6月18日 1.52 3.65 2.40 7月3日 1.12 3.10 2.77 7月9日 1.58 3.22 2.04 7月15日 1.10 2.35 2.14 7月18日 1.35 3.50 2.59
从表1可以看出，补充水K+的变化不大，其变化范围为1.10～1.60 mg/L；一循水K+的变化范围为2.35～4.80 mg/L。
同样以一循为例，将一循数据分成两段(4—5月/6—7月)进行数理统计结果表明：两段检测结果之间不存在系统误差，因此用K+法测出的结果是可靠的。
② 方法精密度的考察，其结果见表2。
表2 K+标液及样品的重复检测结果 样品名称 八次重复检测结果K+（mg/L） 平均结果x（mg/L) 标准偏差s 变异系数s/x(%) 标液6mg/L 5.88
5.82 5.94
6.12 5.94
5.88 5.82
6.12 5.94 0.12 2.02 装置补充水* 1.98
1.98 1.92
2.04 1.92
1.98 1.92
1.92 1.96 0.045 2.30 一循水样 3.66
3.60 3.72
3.84 3.66
3.72 3.90
3.60 3.71 0.11 2.96 三循水样 5.64
5.70 5.58
5.46 5.58
5.40 5.34
5.70 5.55 0.14 2.52 注 *该装置补充水中K+浓度数据为1999年11月8日所测。
从表2可见：该方法精密度高，其变异系数＜3%。
③ 不同实验室间的结果对照见表3。
表3 1996年3-5 月浓缩倍数的对照分析结果（K+法） 采样日期 研究室测得K值 供水室测得K值 两室K值之差的绝对值 两室K值之差的绝对值/平均值×100% 一循 三循 一循 三循 一循 三循 一循 三循 3月18日 2.25 2.33 2.21 2.26 0.04 0.07 1.8 3.0 3月12日 2.16 2.20 2.16 2.10 0.0 0.10 0.0 4.5 3月25日 1.97 2.57 1.92 2.55 0.05 0.02 2.6 0.8 4月1日 1.85 2.85 1.85 2.65 0.0 0.20 0.0 7.3 4月8日 2.26 3.26 2.19 3.17 0.07 0.09 3.2 2.8 4月16日 2.12 3.04 1.93 2.79 0.19 0.25 9.4 8.6 4月22日 2.04 3.14 2.06 3.16 0.02 0.02 1.0 0.6 4月29日 2.62 2.21 2.75 2.23 0.13 0.02 4.8 0.9 5月6日 2.42 2.12 2.40 2.08 0.02 0.04 0.8 1.9 5月13日 2.31 停工 2.19 停工 0.12 停工 5.3 停工 5月27日 2.48 停工 2.36 停工 0.12 停工 5.0 停工 注 该对照结果为不同实验室的不同人员对同一天的不同样品用不同仪器进行分析的结果。
从表3可以看出，现场应用情况也较好，两室K值之差的绝对值与平均值之比值≤9.4%。
由此可见，用K+法测出的K值误差较小，可作为循环水系统的实际K值。
转贴于 2 循环水浓缩倍数的控制指标
一般浓缩倍数低，耗水量就大，排污量也大；浓缩倍数高可以减少水量，节约水处理费用。但浓缩倍数过高会使循环冷却水中的硬度、碱度和浊度升得太高，水的结垢倾向增大很多，从而使结垢、腐蚀控制的难度变大，使水处理药剂(如聚磷酸盐)在冷却水系统内的停留时间增长而水解。因此，循环冷却水的K值并不是愈高愈好。
我厂现有四套循环水系统，其中一循最大，故以一循为例加以说明。一循系统容量为1.2×104m3/h，循环水量R为1.1×104m3/h，根据：
M补水量＝［K·α/(K-1+α)］×R
D排水量＝［α/(K-1+α)］×R
α=T/600
式中 ΔT--我厂循环水进出口水温之差(≈8 ℃)
K--循环水系统的K
α--蒸发因子
据此可计算出α＝0.013和K＝1～10时系统所需补水量M、排污量D、(M/R)%、(D/R)%及节水率(ΔM/R)/ΔK，计算结果见表4。
表4 一循在不同K下冷却水系统的参数计算值 项目 浓缩倍数K 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 D（m3) 11000 141.2 71.0 47.5 35.6 28.5 23.8 20.4 17.8 15.9 M(m3) 11000 282.3 213.1 189.8 178.2 171.2 166.5 163.1 160.6 158.7 D/R(%) 100 1.28 0.65 0.43 0.32 0.26 0.22 0.19 0.16 0.14 M/R(%) 100 2.57 1.94 1.73 1.62 1.56 1.51 1.48 1.46 1.44 （M/R）/K（%） 97.4 0.63 0.21 0.11 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02
从表4可以看出：
① 随着浓缩倍数的增加，冷却水系统的补充水量M和排污水量D都不断减少。因此，提高循环水的浓缩倍数，可以节约水资源。
② 每提高一个浓缩倍数单位所降低的补充水量的百分比［(ΔM/R)/ΔK］随浓缩倍数的增加而降低，且在低浓缩倍数时，提高K值的节水效果比较明显；但当K提高到4.0以上时再进一步提高浓缩倍数的节水效果就不太明显了，如一循由4.0提高到5.0时，节水量仅占循环水量的0.11%，因此我厂循环冷却水系统的浓缩倍数控制在2.0～4.0为好。
3 结论
① 我厂循环水浓缩倍数的检测采用Cl-、Ca2+、SiO2和电导率等法误差较大。
② 数理统计结果及现场应用情况表明用K+法具有准确度高、精密度好等特点。
③ 我厂循环冷却水系统的浓缩倍数控制在2.0～4.0为好。
论文摘要：提出了在健康水循环思路指导下的以供需水预测、节制用水、水资源保护为基础的，综合考虑水资源配置的水资源综合规划方法，改变了传统的根据水量需求单纯扩大供水规模的以需定供规划方式。在水资源总量有限的条件下，从依靠技术管理提高用水效率、调整工农业产业结构、降低用水定额、兼顾 经济 社会用水与生态用水等方面对需水加以控制管理；从一次性水源向再生性水源转变，挖掘供水潜力；对饮用水水源地和一般水体涵养保护、供水排水、污水处理、再生回用进行全过程管理，实行地表水、地下水统一保护。最后，以北京市新城顺义区为对象进行了区域水资源综合规划。
随着社会经济的 发展 ，我国水资源紧缺问题越来越突出，这就要求对水资源的利用方式应当由以前水厂一用户一排放的单向利用转变为水厂一用户一再生的循环利用，即实现水资源的健康循环，使水资源的社会循环与 自然 循环能够相互协调。
1水资源规划研究现状
20世纪60年代0年代，人类对水资源的开发利用模式强调以自我发展为中心，导致河道断流、地下水位下降、植被遭到破坏、生物多样性锐减。人们逐步认识到环境与水资源的内在联系，在进行水资源规划时更多地考虑了水资源、生态环境与社会经济之间的相互关系。目前国外水资源规划方法主要遵循可持续发展的原则，将防止生态系统进一步恶化和改善生态系统质量放在最优先的位置，在水资源管理过程中积极地开展水环境质量的改善工作。wwW.133229.coM水资源的规划重点放在控制水资源需求量上，采取多种节水措施，以保证现有水资源发挥最大效益，只有当现有水资源量不足、确实需要增加水资源量时，才考虑开发新的水资源或寻求替代水源(如再生水)。水资源规划的目标则转变为满足现状和将来经济社会开发的适度水资源需求量。同时，在规划过程中应用经济措施和价格手段，以及公众参与的透明规划方式逐渐成为发展趋势。
国内在很长的一段时间内采取以需定供的水资源规划方法，这种方法隐性认为水资源量是取之不尽、用之不竭的，由此也造成了如河道断流、地面沉降、海水入侵、土地盐碱化等不良后果。在2002年以后，全国进行了新一轮的水资源综合规划编制工作，针对我国社会经济发展对水资源的迫切需要，进一步查清水资源数量、质量及其时空分布，在维系良好生态系统的基础上实现水资源的供需平衡。
2规划目标及方法
2．1规划目标
健康水循环框架下的区域水资源综合规划应当为区域内水资源可持续利用和管理提供依据，根据经济社会可持续发展和生态环境保护对水资源的要求，提出水资源合理开发、优化配置、高效利用、有效保护和综合治理的总体布局及实施方案，促进人口、资源、环境和经济的协调发展，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。
2．2规划方法
区域水资源综合规划方法的技术路线如图1所示。在传统规划方法——现状调查评价、供需平衡分析、方案比选的基础上，以“健康、循环”为核心进行规划。
“健康”即在规划的全过程中体现生态环境保护的理念。
在需水预测中，除进行生产和生活需水预测外，还应进行生态需水预测，其目标为各个生态系统的健康等级不低于现状，多数能够有所改善。
增加了水资源保护的规划内容，通过水资源污染现状调研及预测，结合保护目标，制定污染源治理及地表水、地下水的保护措施，重点是建立规划区污水收集、处理和回用系统的布局方案。
在建立水资源配置方案集的过程中，应以生态环境保护作为衡量标准之一，去除无法满足生态环境保护目标的方案。
在规划方案比选过程中，除考虑传统的水资源量和社会经济因素外，还应加入生态环境保护因素，共同进行多目标的优化决策，形成推荐的规划方案。“循环”的核心是规划区内污水的收集、处理、再生和回用。再生水回用应根据需水预测成果分析可应用再生水的项目，确定不同回用目标的水质要求及水量需求，由此确定不同规划水平年再生水厂的规模、工艺、分布和服务范围。
雨水收集利用也是“循环”的有机组成部分，同时也是面源污染治理的有效手段，应在规划区内因地制宜地采用不同雨水收集利用方案。
在健康水循环的框架下，应改变传统“以需定供”的规划理念，通过“节制用水”抑制需水预测中不合理的部分，减少需水量。产业结构调整、节约用水和提高用水效率是节制用水的主要手段。通过对农业及 工业 进行产业结构调整，控制高耗水行业的发展规模，鼓励耗水量小、利用率高的行业发展;通过节约用水的分析来减少不合理的需水量。
通过上述围绕“健康、循环”而建立的水资源综合规划，将得到由强化节水的需水方案和包含替代水源的供水方案所组成的水资源配置方案集。综合考虑水资源、社会经济和生态环境等多因素后可得到优化的水资源配置方案。
3应用案例
3.1背景介绍
根据《北京市城市总体规划》，顺义区将作为北京市东部的重点发展新城之一，承担主城区疏解出来的部分城市功能，是未来北京东北部城市化发展的核心地区。随着顺义区的快速发展，对水资源的需求将会发生较大变化，进行新的水资源规划，协调水资源、社会经济发展和生态环境的相互关系，势在必行。为此，在健康水循环的框架下研究和制定了顺义区的水资源综合规划，确定了2010年-2030年顺义地区工业、城市及农业的发展规模、结构与用水布局，在综合考虑总体用水和供水方案后，给出了顺义区水资源总体布局方案，对地下水、地表水、污水处理及再生水等各种供水利用方式进行了规划，同时也对工业、农业、生活、生态的用水来源进行了规划，满足了顺义地区对水资源的需求。
3.2相关规划成果
①需水预测及节制用水
在生产需水预测过程中，考虑了顺义区经济产业结构调整，限制了高耗水行业的发展，合理抑制了需水量。
生态需水预测的目标是各生态系统的健康等级不低于现状，尤其是重点保护地区。生态需水预测分别讨论了河流、林地、湿地、城区绿地、城镇景观水体的生态需水。通过 计算 给出了顺义区的生态需水量及参与水资源供需平衡分析的水量。
节制用水除应用产业结构调整手段外，还对工业、农业和生活的用水节水进行了调查，制定了工业、农业和生活的节水标准与指标，由此进行了节水潜力计算并给出了可行的节水措施。2030年顺义区工业、农业和生活相对节水潜力如图2所示。
根据生产、生活和生态需水的预测及节制用水分析汇总得到基本方案与强化节水方案下的顺义区需水量(如图3所示)。
②水资源保护
首先，结合水功能区划及现状水质，确定了地表水分阶段保护目标，并 计算 了相应的纳污能力。根据对污染源现状的调研，进行了污水及污染物排放量的计算和预测。由此制定了相应时期污水处理厂的布局、规模及处理深度方案。
其次，从 工业 、城镇生活、畜禽养殖污染源治理和水环境监测、综合整治等方面对地表水资源保护策略进行了规划;由开采量和主要污染物因子控制提出了地下水资源保护对策。
③供水预测
根据顺义区的水资源调查评价，预测了不同规划年顺义区地表水和地下水的可供水量，同时根据实际情况给出了雨水集蓄利用方案。
在污水集中处理处置方案的基础上，对再生水用途及回用潜力进行了分析，主要回用于生态用水，同时兼顾农业、工业及市政杂用用水。
④水资源总体布局
由需水预测、节制用水、水资源保护及供水预测的研究成果，给出了顺义地区的6个水资源配置方案，综合水资源量、社会 经济 和生态环境等指标，经过供需平衡分析以及不同方案的比选，给出了推荐的水资源配置方案，并形成了水资源的总体布局(见图4)。
⑤规划实施的效果评价
通过综合评价给出了水资源综合规划的推荐方案，该方案实施后，顺义区水资源供需不平衡的情况将逐渐得到缓解，地下水储量亏损、地表水生态环境恶化等情况将逐渐恢复，最终形成水资源与社会、经济、生态环境之间的和谐关系。
规划实施后，将集中力度实施水资源保护方案，其中包括城镇污水集中治理工程、水环境综合整治工程以及地下水源保护工程等，以上工程实施后顺义区地表水环境质量状况将有很大改观，水质达到水环境功能区划目标要求，地表水因水质原因而无水可用的状况会彻底改变，地表水环境安全得到保障。除此之外，地下水也将逐步得到回补，水质也将有所保证。
4结论
论文摘要：提出了在健康水循环思路指导下的以供需水预测、节制用水、水资源保护为基础的，综合考虑水资源配置的水资源综合规划方法，改变了传统的根据水量需求单纯扩大供水规模的以需定供规划方式。在水资源总量有限的条件下，从依靠技术管理提高用水效率、调整工农业产业结构、降低用水定额、兼顾经济社会用水与生态用水等方面对需水加以控制管理；从一次性水源向再生性水源转变，挖掘供水潜力；对饮用水水源地和一般水体涵养保护、供水排水、污水处理、再生回用进行全过程管理，实行地表水、地下水统一保护。最后，以北京市新城顺义区为对象进行了区域水资源综合规划。
随着社会经济的发展，我国水资源紧缺问题越来越突出，这就要求对水资源的利用方式应当由以前水厂一用户一排放的单向利用转变为水厂一用户一再生的循环利用，即实现水资源的健康循环，使水资源的社会循环与自然循环能够相互协调。
1水资源规划研究现状
20世纪60年代0年代，人类对水资源的开发利用模式强调以自我发展为中心，导致河道断流、地下水位下降、植被遭到破坏、生物多样性锐减。人们逐步认识到环境与水资源的内在联系，在进行水资源规划时更多地考虑了水资源、生态环境与社会经济之间的相互关系。目前国外水资源规划方法主要遵循可持续发展的原则，将防止生态系统进一步恶化和改善生态系统质量放在最优先的位置，在水资源管理过程中积极地开展水环境质量的改善工作。水资源的规划重点放在控制水资源需求量上，采取多种节水措施，以保证现有水资源发挥最大效益，只有当现有水资源量不足、确实需要增加水资源量时，才考虑开发新的水资源或寻求替代水源(如再生水)。水资源规划的目标则转变为满足现状和将来经济社会开发的适度水资源需求量。同时，在规划过程中应用经济措施和价格手段，以及公众参与的透明规划方式逐渐成为发展趋势。
国内在很长的一段时间内采取以需定供的水资源规划方法，这种方法隐性认为水资源量是取之不尽、用之不竭的，由此也造成了如河道断流、地面沉降、海水入侵、土地盐碱化等不良后果。在2002年以后，全国进行了新一轮的水资源综合规划编制工作，针对我国社会经济发展对水资源的迫切需要，进一步查清水资源数量、质量及其时空分布，在维系良好生态系统的基础上实现水资源的供需平衡。
2规划目标及方法
2．1规划目标
健康水循环框架下的区域水资源综合规划应当为区域内水资源可持续利用和管理提供依据，根据经济社会可持续发展和生态环境保护对水资源的要求，提出水资源合理开发、优化配置、高效利用、有效保护和综合治理的总体布局及实施方案，促进人口、资源、环境和经济的协调发展，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。
2．2规划方法
区域水资源综合规划方法的技术路线如图1所示。在传统规划方法——现状调查评价、供需平衡分析、方案比选的基础上，以“健康、循环”为核心进行规划。
“健康”即在规划的全过程中体现生态环境保护的理念。
在需水预测中，除进行生产和生活需水预测外，还应进行生态需水预测，其目标为各个生态系统的健康等级不低于现状，多数能够有所改善。
增加了水资源保护的规划内容，通过水资源污染现状调研及预测，结合保护目标，制定污染源治理及地表水、地下水的保护措施，重点是建立规划区污水收集、处理和回用系统的布局方案。
在建立水资源配置方案集的过程中，应以生态环境保护作为衡量标准之一，去除无法满足生态环境保护目标的方案。
在规划方案比选过程中，除考虑传统的水资源量和社会经济因素外，还应加入生态环境保护因素，共同进行多目标的优化决策，形成推荐的规划方案。“循环”的核心是规划区内污水的收集、处理、再生和回用。再生水回用应根据需水预测成果分析可应用再生水的项目，确定不同回用目标的水质要求及水量需求，由此确定不同规划水平年再生水厂的规模、工艺、分布和服务范围。
雨水收集利用也是“循环”的有机组成部分，同时也是面源污染治理的有效手段，应在规划区内因地制宜地采用不同雨水收集利用方案。
在健康水循环的框架下，应改变传统“以需定供”的规划理念，通过“节制用水”抑制需水预测中不合理的部分，减少需水量。产业结构调整、节约用水和提高用水效率是节制用水的主要手段。通过对农业及工业进行产业结构调整，控制高耗水行业的发展规模，鼓励耗水量小、利用率高的行业发展;通过节约用水的分析来减少不合理的需水量。
通过上述围绕“健康、循环”而建立的水资源综合规划，将得到由强化节水的需水方案和包含替代水源的供水方案所组成的水资源配置方案集。综合考虑水资源、社会经济和生态环境等多因素后可得到优化的水资源配置方案。
3应用案例
3. 1背景介绍
根据《北京市城市总体规划》，顺义区将作为北京市东部的重点发展新城之一，承担主城区疏解出来的部分城市功能，是未来北京东北部城市化发展的核心地区。随着顺义区的快速发展，对水资源的需求将会发生较大变化，进行新的水资源规划，协调水资源、社会经济发展和生态环境的相互关系，势在必行。为此，在健康水循环的框架下研究和制定了顺义区的水资源综合规划，确定了2010年-2030年顺义地区工业、城市及农业的发展规模、结构与用水布局，在综合考虑总体用水和供水方案后，给出了顺义区水资源总体布局方案，对地下水、地表水、污水处理及再生水等各种供水利用方式进行了规划，同时也对工业、农业、生活、生态的用水来源进行了规划，满足了顺义地区对水资源的需求。
3. 2相关规划成果
①需水预测及节制用水
在生产需水预测过程中，考虑了顺义区经济产业结构调整，限制了高耗水行业的发展，合理抑制了需水量。
生态需水预测的目标是各生态系统的健康等级不低于现状，尤其是重点保护地区。生态需水预测分别讨论了河流、林地、湿地、城区绿地、城镇景观水体的生态需水。通过计算给出了顺义区的生态需水量及参与水资源供需平衡分析的水量。
节制用水除应用产业结构调整手段外，还对工业、农业和生活的用水节水进行了调查，制定了工业、农业和生活的节水标准与指标，由此进行了节水潜力计算并给出了可行的节水措施。2030年顺义区工业、农业和生活相对节水潜力如图2所示。
根据生产、生活和生态需水的预测及节制用水分析汇总得到基本方案与强化节水方案下的顺义区需水量(如图3所示)。
②水资源保护
首先，结合水功能区划及现状水质，确定了地表水分阶段保护目标，并计算了相应的纳污能力。根据对污染源现状的调研，进行了污水及污染物排放量的计算和预测。由此制定了相应时期污水处理厂的布局、规模及处理深度方案。
其次，从工业、城镇生活、畜禽养殖污染源治理和水环境监测、综合整治等方面对地表水资源保护策略进行了规划;由开采量和主要污染物因子控制提出了地下水资源保护对策。
③供水预测
根据顺义区的水资源调查评价，预测了不同规划年顺义区地表水和地下水的可供水量，同时根据实际情况给出了雨水集蓄利用方案。
在污水集中处理处置方案的基础上，对再生水用途及回用潜力进行了分析，主要回用于生态用水，同时兼顾农业、工业及市政杂用用水。
④水资源总体布局
由需水预测、节制用水、水资源保护及供水预测的研究成果，给出了顺义地区的6个水资源配置方案，综合水资源量、社会经济和生态环境等指标，经过供需平衡分析以及不同方案的比选，给出了推荐的水资源配置方案，并形成了水资源的总体布局(见图4)。
⑤规划实施的效果评价
通过综合评价给出了水资源综合规划的推荐方案，该方案实施后，顺义区水资源供需不平衡的情况将逐渐得到缓解，地下水储量亏损、地表水生态环境恶化等情况将逐渐恢复，最终形成水资源与社会、经济、生态环境之间的和谐关系。
规划实施后，将集中力度实施水资源保护方案，其中包括城镇污水集中治理工程、水环境综合整治工程以及地下水源保护工程等，以上工程实施后顺义区地表水环境质量状况将有很大改观，水质达到水环境功能区划目标要求，地表水因水质原因而无水可用的状况会彻底改变，地表水环境安全得到保障。除此之外，地下水也将逐步得到回补，水质也将有所保证。
4结论
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