工业循环冷却水系统在运行过程中，水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩，其中所含的盐类超标，阴阳离子增加，pH值明显变化，致使水质恶化。而且循环水的温度、pH值和营养成分有利于微生物的繁殖，充足的日光照射更使得冷却塔成为藻类生长的理想场所。

　　一、循环水运行过程中产生的主要问题

　　（1）水垢：循环水在冷却过程中不断地蒸发，使得含盐浓度不断增高，进而超过某些盐类的溶解度而沉淀，常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等水垢。水垢的质地比较致密，这大大降低了传热效率，0.6毫米的垢厚就足以使传热系数降低20%。

　　（2）污垢：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，污垢的质地松软，不仅降低传热效率而且还会引起垢下腐蚀，缩短设备使用寿命。

　　（3）腐蚀：循环水对换热设备的腐蚀，主要是电化腐蚀，产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蚀的后果十分严重，不加控制下在极短的时间内就可以使换热器、输水管路设备报废。

　　（4）微生物黏泥：因为循环水中有充足的氧气、合适的温度以及富养条件，很适合微生物的生长繁殖，如不及时控制将迅速导致水质恶化、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。

　　二、水垢的形成

　　在循环水系统中，水垢是由过饱和的水溶性组分形成的，水中溶解有各种盐类，如碳酸氢盐、碳酸盐、氯化物、硅酸盐等，其中以溶解的碳酸氢盐（碳酸氢钙、碳酸氢镁等）最不稳定，极容易分解生成碳酸盐。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；碳酸钙和磷酸钙与一般的盐类不同，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在水中结晶，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，比较坚硬，又称之为硬垢，常见的水垢成分为：碳酸钙，硫酸钙，磷酸钙，镁盐，硅酸盐。

　　三、微生物危害

　　循环冷却水中的微生物来自两个方面：一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气，微生物也随空气带入冷却水中；二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物，这些微生物也随补充水进入冷却水系统中。

　　藻类在日光的照射下，会与水中的二氧化碳、碳酸氢根等碳源发生光合作用，吸收碳素作营养而放出氧，因此，当藻类大量繁殖时，会增加水中溶解氧含量，有利于氧的去极化作用，腐蚀过程因此而加速。微生物在循环水系统中的大量繁殖，会使循环水颜色变黑，发生恶臭，污染环境。同时，会形成大量黏泥使冷却塔的冷却效率降低，木材变质腐烂。

　　黏泥沉积在换热器内，使传热效率降低和水头损失增加，沉积在金属表面的黏泥会引起严重的垢下腐蚀，同时它还隔绝了缓蚀阻垢剂对金属的作用，使药剂不能发挥应有的缓蚀阻垢效能。

　　微生物黏泥除了会加速垢下腐蚀外，有些细菌在代谢过程中，生物分泌物还会直接对金属构成腐蚀。所有这些问题导致循环水系统不能长期安全运转，影响生产，造成严重的经济损失。因此，微生物的危害与水垢、腐蚀对冷却水系统的危害是一样的严重，甚至可以说，三者比较起来控制微生物的危害是首要的。

　　循环水中微生物的动向可以通过以下化学分析项目进行测定：

　　（1）余氯（游离氯）：加氯杀菌时要注意余氯出现的时间和余氯量，因为微生物繁殖严重时会使循环水中耗氯量大大地增加。

　　（2）氨：循环水中一般不含氨，但由于工艺介质泄漏或吸入空气中的氨时也会使水中出现氨，这时不能掉以轻心，除积极寻找氨的泄漏点外，还要注意水中是否含有亚硝酸根，水中的氨含量最好是控制在10 mg/L以下。

　　（3）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，这时循环水系统加氯将变得十分困难，耗氯量增加，余氯难以达到指标，水中NO2-含量最好是控制在小于1 mg/L。

　　（4）COD：水中微生物繁殖严重时会使COD增加，因为细菌分泌的黏液增加了水中有机物含量，故通过COD的分析，可以观察到水中微生物变化的动向，正常情况下水中COD最好小于5 mg/L（KMnO4法）。