不同于污水處理以達標排放為主要目標，工業(yè)循環(huán)水處理最重要目標是控制換熱面上由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況使循環(huán)水不斷濃縮，其中所含的鹽類(lèi)超標、陰陽(yáng)離子增加、pH值明顯變化，致使水質(zhì)惡化；加上冷卻塔上充足的日光照射是藻類(lèi)生長(cháng)的理想地方；管道內壁產(chǎn)生大量結垢、腐蝕、微生物等，從而大幅降低傳熱效率，導致能耗升高。
根據循環(huán)水系統的特點(diǎn)和工藝條件，選擇適合企業(yè)運行條件的水處理方案；控制循環(huán)水指標在一定范圍內運行，既保證生產(chǎn)設備的長(cháng)周期運行，又提高了循環(huán)水利用率；使工業(yè)生產(chǎn)有序進(jìn)行。
循環(huán)水運行過(guò)程中主要產(chǎn)生的問(wèn)題：
（1）水垢：由于循環(huán)水在冷卻過(guò)程中不斷地蒸發(fā)，使水中含鹽濃度不斷增高，超過(guò)某些鹽類(lèi)的溶解度而沉淀。常見(jiàn)的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等垢。水垢的質(zhì)地比較致密，大大的降低了傳熱效率，0.6毫米的垢厚就使傳熱系數降低了20%。
（2）污垢：污垢主要由水中的有機物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等構成，垢的質(zhì)地松軟，不僅降低傳熱效率而且還引起垢下腐蝕，縮短設備使用壽命。
（3）腐蝕：循環(huán)水對換熱設備的腐蝕，主要是電化腐蝕，產(chǎn)生的原因有設備制造缺陷、水中充足的氧氣、水中腐蝕性離子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蝕的后果十分嚴重，不加控制極短的時(shí)間即使換熱器、輸水管路設備報廢。
（4）微生物粘泥：因為循環(huán)水中溶有充足的氧氣、合適的溫度及富養條件，很適合微生物的生長(cháng)繁殖，如不及時(shí)控制將迅速導致水質(zhì)惡化、發(fā)臭、變黑，冷卻塔大量黏垢沉積甚至堵塞，冷卻散熱效果大幅下降，設備腐蝕加劇。因此循環(huán)水處理必須控制微生物的繁殖。
微生物危害：循環(huán)冷卻水中的微生物來(lái)自?xún)蓚�(gè)方面。一是冷卻塔在水的蒸發(fā)過(guò)程中需要引入大量的空氣，微生物也隨空氣帶入冷卻水中，二是冷卻水系統的補充水或多或少都會(huì )有微生物，這些微生物也隨補充水進(jìn)入冷卻水系統中。
藻類(lèi)在日光的照射下，會(huì )與水中的二氧化碳、碳酸氫根等碳源起光合作用，吸收碳素作營(yíng)養而放出氧，因此，當藻類(lèi)大量繁殖時(shí)，會(huì )增加水中溶解氧含量，有利于氧的去極化作用，腐蝕過(guò)程因此而加速。微生物在循環(huán)水系統中的大量繁殖，會(huì )使循環(huán)水顏色變黑，發(fā)生惡臭，污染環(huán)境。同時(shí)，會(huì )形成大量黏泥使冷卻塔的冷卻效率降低，木材變質(zhì)腐爛。黏泥沉積在換熱器內，使傳熱效率降低和水頭損失增加，沉積在金屬表面的黏泥會(huì )引起嚴重的垢下腐蝕，同時(shí)它還隔絕了緩蝕阻垢劑對金屬的作用，使藥劑不能發(fā)揮應有的緩蝕阻垢效能。微生物黏泥除了會(huì )加速垢下腐蝕外，有些細菌在代謝過(guò)程中，生物分泌物還會(huì )直接對金屬構成腐蝕。所有這些問(wèn)題導致循環(huán)水系統不能長(cháng)期安全運轉，影響生產(chǎn)，造成嚴重的經(jīng)濟損失，因此，微生物的危害與水垢、腐蝕對冷卻水系統的危害是一樣的嚴重，甚至可以說(shuō)，三者比較起來(lái)控制微生物的危害是首要的。
具體解決方案
1、水垢的控制方法
從冷卻水中去除成垢鈣離子
從水中除去Ca2+，使水軟化，則碳酸鈣就無(wú)法結晶析出，也就形不成水垢，主要兩種方法。
① 離子交換樹(shù)脂法
離子交換樹(shù)脂法就是讓水通過(guò)離子交換樹(shù)脂，將Ca2+、Mg2+從水中置換出來(lái)并結合在樹(shù) 脂上。
用離子交換法軟化補充水，成本較高。因此只有補充水量小的循環(huán)冷卻水系統采用。
② 石灰軟化法
補充水未進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統前，在預處理時(shí)就投加適當的石灰，讓水中的碳酸氫鈣與石灰在澄清池中預先反應，生成碳酸鈣沉淀析出，從而除去水中的Ca2+。
2、污垢的控制方法
降低補充水濁度
循環(huán)水系統的補充水，其濁度愈低，帶入系統中可形成污垢的雜質(zhì)就愈少。
干凈的循環(huán)水不易形成污垢，當補充水濁度低于5mg/L以下，如城鎮自來(lái)水、井水等，可以不作預處理直接進(jìn)入系統。
當補充水濁度高時(shí)，必須進(jìn)行預處理，使其濁度降低。
預處理技術(shù)：混凝技術(shù)、澄清技術(shù)、過(guò)濾技術(shù)、軟化技術(shù)等。
做好循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理
冷卻水在循環(huán)使用過(guò)程中，如不進(jìn)行水質(zhì)處理，必然會(huì )產(chǎn)生水垢或對設備腐蝕，生成腐蝕產(chǎn)物。
同時(shí)必然會(huì )有大量菌藻滋生，從而形成污垢。
某公司水質(zhì)控制指標：
投加分散劑
在進(jìn)行阻垢、防腐和殺生水質(zhì)處理時(shí)，投加一定量的分散劑，也是控制污垢的好方法。
分散劑將粘合在一起的泥團雜質(zhì)等分散成微粒使之懸浮于水中，隨著(zhù)水流流動(dòng)而不沉積在傳熱表面上，從而減少污垢對傳熱的影響。
做好旁濾處理
一般細菌形成的粘泥以及被殺死細菌尸體、剝離下來(lái)的生物粘泥有70%以上是通過(guò)旁濾器排出循環(huán)水系統之外。
一般大于1000t/h的循環(huán)水系統設計要求旁濾量不低于循環(huán)量的5%。
對于存在化學(xué)泄漏的循環(huán)水系統一般旁漏量在7%以上為宜。并定時(shí)、定人反洗，及做好旁濾器維護工作。
保障循環(huán)水壓力及流速
在循環(huán)水設計規范中要求循環(huán)水冷卻水側流速管程水流速大于 12 0.9米/秒，殼程大于0.3米/秒，熱負荷強度小于5×104千卡/米2·小時(shí)。
對于有氨、油、硫化物，有機化學(xué)品泄漏的系統，水流速度應增加20%～50%。
3、金屬腐蝕的控制方法
添加緩蝕劑
緩蝕劑是一種用于抑制金屬腐蝕的添加劑，它用量少，不會(huì )改變腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)，不需特殊投加設備，也不需對設備表面進(jìn)行處理。
因此，使用緩蝕劑是一種經(jīng)濟效益較高且適應性較強的金屬防護措施。
為了減輕環(huán)境富營(yíng)養化的壓力，目前更趨向于使用后面幾種有機膦酸鹽和低磷緩蝕劑。
提高循環(huán)水的PH
提高循環(huán)水的PH值，使金屬表面生成氧化性保護膜的傾向增大，易于鈍化，從而有利于控制設備腐蝕。
敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統通常冷卻塔內的曝氣提高PH值，當水中和CO2和空氣中的CO2達到平衡時(shí)，水的PH為8.5左右。
目前常添加堿性冷卻水復合緩蝕劑，例如：聚磷酸鹽－鋅鹽－膦酸鹽－分散劑、聚磷酸鹽－正磷酸鹽－膦酸鹽－三元共聚物、有機多元膦酸－聚合物分散劑－唑類(lèi)、多元醇磷酸酯－丙烯酸系聚合物、HEDP－PMA等。
復合緩蝕劑可發(fā)揮出除垢和防腐的綜合作用，這是緩蝕劑的發(fā)展趨勢。
選用耐蝕材料
選用聚丙烯設備或石墨改性聚丙烯設備。
用防腐涂料涂覆
通過(guò)防腐涂料的屏蔽、緩蝕、陰極保護及PH緩沖作用來(lái)保護設備不受腐蝕。
4、微生物的控制方法
選用耐蝕材料
金屬材料耐微生物腐蝕的性能大致可以排列如下：
鈦＞不銹鋼＞黃銅＞純銅＞硬鋁＞碳鋼
控制水質(zhì)
控制水質(zhì)主要是控制冷卻水中氮含量、硫含量、pH值、懸浮物等微生物的養料。
油類(lèi)是微生物的養料，應盡可能防止它泄漏入冷卻水系統。
化工廠(chǎng)中進(jìn)入冷卻水系統的氨能引起硝化細菌的繁殖并降低氯的殺生能力，應加以控制，一般不應高于5ppm。
采用殺生涂料
采用防腐涂料保護設備時(shí)，涂料中添加能抑制微生物生長(cháng)的殺生劑，如：偏硼酸鋇、氧化亞銅、氧化鋅、三丁基氧化錫等。
將防腐涂料刷在設備內壁上、可以控制藻類(lèi)生長(cháng)，且可以抑制異養菌的生長(cháng)。
陰極保護
冷卻水系統中存在硫酸鹽還原菌時(shí)，碳鋼的陰極保護電位一般為-0.95V（相對于Cu/CuSO4電極）。這一電位可使碳鋼處于熱力學(xué)的穩定狀態(tài)，從而防止碳鋼被腐蝕。
清洗
進(jìn)行物理清洗或化學(xué)清洗可把微生物生長(cháng)所需的養料、基地、庇護所及生物本身從冷卻水系統中的設備表面上除去，并被排出。
清洗對于一個(gè)被微生物嚴重污染的冷卻水系統來(lái)說(shuō)，是一種十分有效的措施。
防止陽(yáng)光照射
藻類(lèi)生長(cháng)和繁殖需要陽(yáng)光，冷卻水系統應避免陽(yáng)光照射。
水池上面應加蓋，冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口可加裝百頁(yè)窗。
旁流過(guò)濾
在循環(huán)冷卻水系統中，設計安裝用砂子或無(wú)煙煤等為濾池過(guò)濾冷卻水是一種控制微生物生長(cháng)的有效措施。
通過(guò)旁流過(guò)濾，可以在不影響冷卻水系統正常運行的情況下除去水中大部分微生物。
混凝沉淀
在補充水的前處理或循環(huán)冷卻水的旁流處理過(guò)程中，常使用鋁鹽、鐵鹽等混凝劑或高分 子絮凝劑（例如聚丙烯酰胺）。
這些藥劑能在絮凝沉淀過(guò)程中將水中的各種微生物隨生成的絮凝體一起沉淀下來(lái)，從而把它們除去。
用這種方法除去的微生物可占水體中微生物的80%左右。
噬菌體法
噬菌體是一種能夠吃掉細菌的微生物。
噬菌體與動(dòng)物病毒、植物病毒不同，它們只對細菌的細胞發(fā)生作用，故是一種很小的但非常有用的病毒。
噬菌體靠寄生在叫做“宿主”的細菌里進(jìn)行繁殖。繁殖的結果是將“宿主”吃掉，這個(gè)過(guò)程叫做溶菌作用。
該法對于防止電站的海水冷卻水系統及造紙廠(chǎng)的工業(yè)水系統中粘泥的形成，十分有效。
添加殺生劑
控制冷卻水系統中微生物生長(cháng)最有效和最常用的方法之一是向冷卻水系統中添加殺生劑。
一個(gè)良好的微生物控制方案往往是將幾種方法聯(lián)合使用。例如，先將冷卻水系統進(jìn)行剝離和清洗，再投加殺生劑的方案要比只添加殺生劑的方案要有效得多。
最后
根據企業(yè)循環(huán)水系統的特點(diǎn)和工藝條件，結合當地的水質(zhì)特點(diǎn)，選擇適合企業(yè)運行條件的水處理方案，通過(guò)加藥等措施，控制循環(huán)水指標在一定范圍內運行，既保證生產(chǎn)設備的長(cháng)周期運行，又提高了循環(huán)水利用率。循環(huán)水處理技術(shù)的利用，既能給企業(yè)帶來(lái)顯著(zhù)的經(jīng)濟效益，又能為社會(huì )帶來(lái)良好的社會(huì )效益。所以循環(huán)水處理技術(shù)應用是非常有必要的。
