工业循环冷却水系统在运行过程中，水分蒸发、风吹损失使循环水浓缩，含有的盐类超标，阴阳离子增加，pH值改变，导致水质恶化。同时，循环水中的微生物繁殖迅速，适宜生长环境。而结垢控制、腐蚀控制和微生物控制等也需要进行循环水处理。
（1）水垢是由于循环水在冷却过程中不断蒸发，导致水中含盐浓度不断增高，超过某些盐类的溶解度而沉淀形成。常见的水垢包括碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等，这些水垢质地致密，会降低传热效率。
（2）污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成。这些垢质地松软，会降低传热效率并引起垢下腐蚀。（3）循环水对换热设备的腐蚀主要是电化腐蚀。设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子（如Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素都会加速腐蚀。（4）微生物粘泥在循环水中大量繁殖，会导致水质恶化、发臭、变黑，冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞，冷却散热效果大幅下降，设备腐蚀加剧。冷却水系统首先，冷却塔在水的蒸发过程中会大量引入空气，微生物也随之进入冷却水中；其次，冷却水系统的补充水含有一定数量的微生物，它们也会进入冷却水系统中。藻类在阳光下能与水中的二氧化碳、碳酸氢根等碳源进行光合作用，吸收碳素并释放出氧。因此，当藻类大量繁殖时，会增加水中的溶解氧含量，促进氧的去极化作用，腐蚀过程因此而加速。同时，形成的黏泥会降低冷却塔的冷却效率，导致木材变质腐烂。黏泥附着在金属表面会引发严重的垢下腐蚀，同时阻碍了缓蚀阻垢剂对金属的保护作用，使药剂无法发挥应有的缓蚀阻垢效果。这些问题都会导致冷却水系统无法长期安全运行，严重影响生产并造成重大的经济损失。因此，微生物的危害与水垢和腐蚀对冷却水系统的影响同样严重，甚至三者比较起来，控制微生物的危害应优先考虑。循环水中的微生动物动向可通过以下化学方法分析测定：
- 余氯：加氯以消灭病菌，但剩余氯过多表明细菌繁殖严重，此时循环水中的氯消耗量会大大提高。
- 氨：正常情况下循环水中不含氨，但工艺介质泄漏或吸入空气中的氨会使水中出现氨含量，因此需警惕，积极寻找氨泄漏源，同时注意水中是否含有亚硝酸根，氨含量最好控制在1
- NO2-：当水中出现氨和亚硝酸根时，说明水中已有亚硝酸菌将氨转化为亚硝酸根。
- 化学需氧量：水中微生物繁殖严重会增加COD含量，因为细菌分泌的黏液增加了水中有机的物含量。通过化学需氧量的分析，可以观察水中微生物的变化趋势。正常情况下水中COD最好小于5mg/L（KMnO4法）。
循环水中微生物造成的危害十分严重。若在危害发生后再采取措施，往往事倍功半并耗费大量的杀生剂和金钱。因此，事先全面监测循环冷却水的微生物情况是至关重要的。它以补充水为基准进行比较，是衡量水质控制好坏的一个重要综合性指标。然而，如果浓缩倍数过高，水的结垢倾向会增大，结垢控制和腐蚀控制的难度也会增加，水处理药剂可能会失效，不利于微生物的控制。因此，循环水的浓缩倍数需要有一个合理的控制指标。在循环水系统中，水垢是由过饱和的水溶性组分形成的。水中溶解了各种盐类，如碳酸氢盐、碳酸盐、氯化物、硅酸盐等，其中溶解的碳酸氢盐如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2最不稳定，极易分解生成碳酸盐。因此，当冷却水中溶解的碳酸氢盐较多时，水流通过换热器表面，特别是温度较高的表面，就会受热分解；水中溶有磷酸盐与钙离子时，也将产生磷酸钙的沉淀；碳酸钙和Ca3(PO4)2等均属难溶解度与一般的盐类不同，其溶解度不是随温度的升高而加大，而是随着温度的升高而降低。因此，在换热器传热表面上，这些难溶性盐很容易达到过饱和状态而水中结晶，尤其当水流速度小或传热面较粗糙时，这些结晶沉淀物就会沉积在传热表面上，形成通常所称的水垢。由于这些水垢结晶致密、坚硬，又称硬垢。常见的水垢成分包括碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、镁盐和硅酸盐。根据企业循环水系统特性及工艺条件，结合当地水质情况，选择适合企业的水处理方案。通过加药等措施，控制循环水指标在规定范围内，确保生产设备运行周期，并提高循环水利用率。循环水处理技术的应用不仅为企业带来经济效益，同时也产生了良好的社会效益。因此，循环水处理技术的应用是必不可少的。
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