冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温升高、流速变化、蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备的结构和材料等多种因素的综合作用，会产生很多问题。

　　1、水垢附着

　　在循环冷却水系统中，碳酸氢盐的浓度随蒸发浓缩而增加。当其浓度达到过饱和状态，或经过传热表面水温升高时，会分解生成碳酸盐沉积在传热表面，形成致密的微溶性盐类水垢，其导热性能很差（≤1.16W/(m.K)，钢材一般为45W/(m.K)）。因此，水垢附着，轻则降低换热器传热效率，严重时，使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和冷却塔效率下降，生产能耗增加，产量下降，加快局部腐蚀，甚至造成非正常停产。

　　2、设备腐蚀

　　循环冷却水系统中，大量设备是由金属制造，长期使用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔。这是由多种因素造成的，主要有：冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀；有害离子（ Cl^-和SO₄^2-）引起的腐蚀；微生物（厌氧菌、铁细菌）引起的腐蚀等。

　　设备管壁腐蚀穿孔，会形成渗漏，或工艺介质泄露入冷却水中，损失物料，污染水体；或冷却水渗入工艺介质，影响产品质量，造成经济损失，影响安全生产。

　　3、微生物的滋生与粘泥

　　在循环水中，由于养分的浓缩，水温升高和日光照射，给细菌和藻类的迅速繁殖创造了条件。细菌分泌的黏液使水中漂浮的灰尘杂质和化学沉淀物等黏附在一起，形成沉积物附着在传热表面，即生物粘泥或软垢。

　　粘泥附着会引起腐蚀，冷却水流量减少，进而降低冷却效率；严重时会堵死管道，迫使停产清洗。

　　综上所述，冷却水长期循环使用后，必然会带来结垢、腐蚀和微生物滋生问题。解决好这三个问题才能稳定生产、节约资源与能源，从而减少环境污染，提高经济效益。

　　三、循环冷却水处理技术现状

　　1、水垢的控制

　　循环水系统中最易生成的水垢是碳酸钙垢，水垢控制即是防止碳酸钙的析出，大致有以下几类方法。

　　⑴ 从补充冷却水中除去成垢的钙、镁离子

　　在补充水进入循环水系统之前进行软化处理，除去Ca²⁺、Mg²⁺，也就形不成水垢。目前常用的软化方法有两种：

　　一是离子交换树脂法，该法适于补充水量小的循环水系统间或采用；

　　二是石灰软化法，即投加石灰，使Ca(HCO₃)₂反应生成CaCO₃沉淀提前析出。该方法成本低，适于原水（尤其是暂时硬度大的结垢型原水）钙含量高，补充水量较大的循环冷却水系统。

　　⑵ 加酸或通入CO₂气体，降低PH值，稳定重碳酸盐

　　在循环水中加酸（通常为硫酸）或通入CO₂气体，降低PH值，使下列平衡左移，重碳酸盐处于稳定状态。

　　加酸法目前仍有使用，关键是控制好加酸量，否则酸量过多会加速设备腐蚀。

　　通CO₂气体同样应注意控制好PH值，否则循环水通过冷却塔时，由于CO₂的溢出，CaCO₃在塔内结晶，堵塞填料，形成钙垢转移现象。该方法在某些化肥厂、化工厂及电厂等有CO₂气体源的企业仍有推广使用的价值。

　　⑶ 投加阻垢剂

　　在循环水中投加阻垢剂，破坏CaCO₃的结晶增长过程，以达到控制水垢形成的目的。目前常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机多元膦酸、有机磷酸脂、聚丙烯酸盐等，这也是目前应用最广的控制水垢的方法。

　　2、污垢的控制

　　控制污垢，可从下面几个方面努力：

　　⑴ 对补充水进行预处理，降低浊度

　　⑵ 做好循环水水质处理

　　⑶ 投加分散剂

　　可将粘合在一起的泥团杂质等分散成微粒悬浮于水中，随水流流动而不沉积，从而减少污垢对传热的影响，部分悬浮物还可随排污排出。

　　⑷ 增加旁滤设备

　　如果在系统中增设旁滤设备，控制好旁流量和进、出旁流设备的浊度，就可保持系统长时间运行下的浊度在控制指标内，减少污垢形成。

　　3、循环冷却水系统金属腐蚀的控制

　　循环冷却水系统金属腐蚀的控制方法常用的主要有以下四种：

　　⑴ 添加缓蚀剂

　　缓蚀剂是一种用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂，它用量少，不会改变腐蚀介质的性质，不需特殊投加设备，也不需对设备表面进行处理。因此，使用缓蚀剂是一种经济效益较高且适应性较强的金属防护措施。

　　在敞开式循环水系统中，常用的缓蚀剂有硅酸盐、钼酸盐、锌盐、磷酸盐、聚磷酸盐、有机多元膦酸、巯基苯并噻唑（MBT）、苯并三唑（BTA）和甲基苯并三唑（TTA）、硫酸亚铁等，并且为了减轻环境富营养化的压力，目前更趋向于使用后面几种有机膦酸盐和低磷缓蚀剂。

　　⑵ 提高循环水的PH值

　　提高循环水的PH值，使金属表面生成氧化性保护膜的倾向增大，易于钝化，从而有利于控制设备腐蚀。

　　敞开式循环冷却水系统通常通过在冷却塔内的曝气提高PH值，当水中和空气中的CO₂达到平衡时，水的PH为8.5左右。

　　提高循环水的PH值后，不可避免的带来一些问题：循环水结垢倾向增大；设备腐蚀速度下降，但还不能满足要求；某些常用缓蚀剂失效。目前可通过添加专门为碱性冷却水处理开发的复合缓蚀剂来解决，例如：聚磷酸盐-锌盐-膦酸盐-分散剂、聚磷酸盐-正磷酸盐-膦酸盐-三元共聚物、有机多元膦酸-聚合物分散剂-唑类、多元醇磷酸酯-丙烯酸系聚合物、HEDP-PMA等。这些水处理剂的复合配方可发挥出除垢和防腐的综合作用，由于协同或增效作用，它比单一药剂的单一作用，效果更显著，这也是缓蚀剂的发展趋势。

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