循環冷卻水在使用之後，水中的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等離子，溶解固體和懸浮物相應增加，空氣中汙染 物如灰塵、雜物、可溶性氣體以及換熱器物料泄露等，均可進入循環冷卻水，使循環冷卻水系統中的設備和管道 腐蝕、結垢，造成換熱器傳熱效率降低，過水斷面減少，甚至使設備管道腐蝕穿孔。
循環冷卻水系統中結垢、腐蝕和微生物繁殖是相互關聯的，汙垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蝕，而腐蝕產 品又形成汙垢，要解決循環冷卻水系統中的這些問題，必須進行綜合治理。
采用水質穩定技術，用物理與化學處理相結合的辦法控制和改善水質，使循環冷卻水系統中的腐蝕、結垢、 生物汙垢得到有效的解決，從而取得節水、節能的良好效益。臭氧產品已在國內電子、電力、飲料、制藥行業廣 泛應用，質量達到國外同行業90年代水平。投入產出比的可比效益為：1：2-1：10以上，節約能源，提高設備使 用效率，延長設備的使用壽命和運行的安全性，減少環境汙染。
臭氧可以作為唯壹的處理藥劑來替代其它的處理冷卻水處理劑，它能阻垢、緩蝕、殺菌、能使冷卻水系統在 高濃縮倍數甚至在零排汙下運行，從而節水節能，保護水資源；同時，臭氧冷卻水處理不存在任何環境汙染。國 外應用臭氧進行循環水處理已經取得了成功，而我國在這個領域卻是空白。工業（電廠）循環冷卻水處理系統
壹、 概述
循環冷卻水在使用之後，水中的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等離子，溶解固體和懸浮物相應增加，空氣中汙染 物如灰塵、雜物、可溶性氣體以及換熱器物料泄露等，均可進入循環冷卻水，使循環冷卻水系統中的設備和管道 腐蝕、結垢，造成換熱器傳熱效率降低，過水斷面減少，甚至使設備管道腐蝕穿孔。
循環冷卻水系統中結垢、腐蝕和微生物繁殖是相互關聯的，汙垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蝕，而腐蝕產品又形成汙垢，要解決循環冷卻水系統中的這些問題，必須進行綜合治理。
采用水質穩定技術，用物理與化學處理相結合的辦法控制和改善水質，使循環冷卻水系統中的腐蝕、結垢、生物汙垢得到有效的解決，從而取得節水、節能的良好效益。臭氧產品已在國內電子、電力、飲料、制藥行業廣 泛應用，質量達到國外同行業90年代水平。投入產出比的可比效益為：1：2-1：10以上，節約能源，提高設備使用效率，延長設備的使用壽命和運行的安全性，減少環境汙染。
我國是壹個貧水國家，因為按國際標準，每人每年水供應量在1000噸以下就是缺水國家。目前，中國缺水在千億立方米以上。不少地區人均水資源已同世界聞名的缺水國家以色列相近。黃土高原地區情況就是這樣。我國被列為世界上貧水的國家之壹。特別是北方、西部廣大地區缺水特別嚴重。我國東南地區由於地面水資源汙染引起水質性缺水情況也很嚴重。在全國670座大中城市中，有400座城市不同程度的缺水。其中110座城市嚴重缺水。據最新資料證實，北京人均水資源占有量目前是不足300立方米。面對如此缺水的嚴峻形勢，我國工業用水量卻浪費驚人。主要是工業用水重復利用率低。工業用水重復利用率只有20—30%。僅為發達國家的三分之壹。如生產1噸鋼，中國耗水量是國際先進水平的1—6倍以上,生產1噸紙中國所耗水量是國際先進水平的3倍以上。其他工業方面也同樣存在水資源浪費的情況。節約用水已經成為我們國家的當務之急，缺水問題也將嚴重制約我國本世紀的經濟可持續發展，並將引起生態環境退化、人居環境惡化、爭水矛盾日益突出等社會和環境問題。為了節約用水國家正在制定和實施壹些具體舉措和政策，鼓勵節約用水、提高水的重復利用率、汙水處理回用。我國將逐步實行定量供水、提高水價、超量用水罰款的措施。據有關消息透露，在2006年以前，北方地區用水價格將提高到民用水4元/噸，工業用水6元/噸，並對不同行業實行定量供水，超出定量的部分實行6倍的罰款。這將迫使各行業及居民提高節水意識。
目前，各地單位用水排水費用逐漸迅速增加的趨勢已成定局，然而就電廠冷卻循環水工藝而言，盡管會不斷改進，但由於是多年的定型成熟工藝，不可能在短時間內出現革命性的進步，主工藝挖潛似乎難以在降低成本、提高效益方面發揮重要作用。在這種情況下作水的文章顯然十分必要，僅從提高企業經濟效益角度看，也會有事半功倍的效果。因此，汙水經深度處理後回用於生產，已成為企業提高效益、清潔生產、節能降耗以及減少環境汙染的大趨勢。
二、技術背景與意義
循環冷卻水是工業用水中的用水大項,在石油化工、電力、鋼鐵、冶金等行業，循環冷卻水的用量占企業用水總量的50-90%。由於原水中有不同的含鹽量，循環冷卻水濃縮到壹定倍數必須排出壹定的濃水，並補充新水。壹臺30萬KW冷凝機組，循環冷卻水量要達到3.3萬噸/時左右，假定原水中含鹽量為1000mg/L，濃縮倍數為3，那麽循環冷卻水的濃水排放約在6—8‰左右，即198— 264m3/h，同時需補充的新水等於排水及蒸發損失等，補充水量大約為循環水量的2—2.6%，將為660—860m3/h左右，水資源消耗與汙水排放的數量是很大的。
循環冷卻水由於受濃縮倍數的制約，在運行中必須要排出壹定量的濃水和補充壹定量的新水。使冷卻水中的含鹽量、PH值、有機物濃度、懸浮物含量控制在壹個合理的允許範圍。對這部分濃水排放進行具體處理回用，具有重要的意義。它不但能提高水的重復利用率，節約水資源，而且能極大的改善循環冷卻水的整體狀況。
三、循環冷卻水現狀及存在問題
循環冷卻水由泵送往冷卻系統中各用戶，經換熱後溫度升高，被送往冷卻塔進行冷卻。在冷卻塔中熱水從塔頂向下噴淋成水滴或水膜狀，空氣則逆向或水平交流流動，在氣水接觸過程中，進行熱交換。水溫降至符合冷卻水要求時，繼續循環使用。
空氣由塔頂溢出時帶走水蒸氣，使循環水中離子含量增加，因此必須補充新鮮水，排出濃縮水，以維持含鹽量在壹定濃度，從而保證整個系統正常運行。補充水的量應彌補系統蒸發、風吹（包括飛濺和霧沫夾帶）及排汙損失的水量。循環水與補充水中含鹽量之比，即為該循環水系統的濃縮倍數。在壹定的循環冷卻水系統中，只要改變補充水的含鹽量，就可以改變循環水系統的濃縮倍數，而提高濃縮倍數是保證整個循環冷卻水系統經濟運行的關鍵。
冷卻水在循環系統中不斷循環使用，由於水溫升高、流速變化、蒸發、各種無機離子和有機物質的濃縮，冷卻塔和冷卻水池在室外受到陽光照射、風吹雨淋、灰塵雜物的進入，以及設備的結構和材料等多種因素的綜合作用，會產生很多問題。
1、 水垢附著
在循環冷卻水系統中，碳酸氫鹽的濃度隨蒸發濃縮而增加。當其濃度達到過飽和狀態，或經過傳熱表面水溫升高時，會分解生成碳酸鹽沈積在傳熱表面，形成致密的微溶性鹽類水垢，其導熱性能很差（≤1.16W/(m.K)，鋼材壹般為45W/(m.K)）。因此，水垢附著，輕則降低換熱器傳熱效率，嚴重時，使換熱器堵塞，系統阻力增大，水泵和冷卻塔效率下降，生產能耗增加，產量下降，加快局部腐蝕，甚至造成非正常停產。
2、 設備腐蝕
循環冷卻水系統中，大量設備是由金屬制造，長期使用循環冷卻水，會發生腐蝕穿孔。這是由多種因素造成的，主要有：冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕；有害離子（ Cl-和SO42-）引起的腐蝕；微生物（厭氧菌、鐵細菌）引起的腐蝕等。設備管壁腐蝕穿孔，會形成滲漏，或工藝介質泄露入冷卻水中，損失物料，汙染水體；或冷卻水滲入工藝介質，影響產品質量，造成經濟損失，影響安全生產。
3、 微生物的滋生與粘泥
在循環水中，由於養分的濃縮，水溫升高和日光照射，給細菌和藻類的迅速繁殖創造了條件。細菌分泌的黏液使水中漂浮的灰塵雜質和化學沈澱物等黏附在壹起，形成沈積物附著在傳熱表面，即生物粘泥或軟垢。粘泥附著會引起腐蝕，冷卻水流量減少，進而降低冷卻效率；嚴重時會堵死管道，迫使停產清洗。綜上所述，冷卻水長期循環使用後，必然會帶來結垢、腐蝕和微生物滋生問題。解決好這三個問題才能穩定生產、節約資源與能源，從而減少環境汙染，提高經濟效益。
四、循環冷卻水處理技術現狀
1、水垢的控制
循環水系統中最易生成的水垢是碳酸鈣垢，水垢控制即是防止碳酸鈣的析出，大致有以下幾類方法。
⑴ 從補充冷卻水中除去成垢的鈣、鎂離子在補充水進入循環水系統之前進行軟化處理，除去Ca2+、Mg2+，也就形不成水垢。目前常用的軟化方法有兩種：
壹是離子交換樹脂法，該法適於補充水量小的循環水系統間或采用；二是石灰軟化法，即投加石灰，使Ca(HCO3)2反應生成CaCO3沈澱提前析出。該方法成本低，適於原水（尤其是暫時硬度大的結垢型原水）鈣含量高，補充水量較大的循環冷卻水系統。
⑵ 加酸或通入CO2氣體，降低PH值，穩定重碳酸鹽
在循環水中加酸（通常為硫酸）或通入CO2氣體，降低PH值，使下列平衡左移，重碳酸鹽處於穩定狀態。
Ca(HCO3)2=======CaCO3＋H2O＋CO2
加酸法目前仍有使用，關鍵是控制好加酸量，否則酸量過多會加速設備腐蝕。通CO2氣體同樣應註意控制好PH值，否則循環水通過冷卻塔時，由於CO2的溢出，CaCO3在塔內結晶，堵塞填料，形成鈣垢轉移現象。該方法在某些化肥廠、化工廠及電廠等有CO2氣體源的企業仍有推廣使用的價值。
⑶ 投加阻垢劑
在循環水中投加阻垢劑，破壞CaCO3的結晶增長過程，以達到控制水垢形成的目的。目前常用的阻垢劑有聚磷酸鹽、有機多元膦酸、有機磷酸脂、聚丙烯酸鹽等，這也是目前應用最廣的控制水垢的方法。
2、汙垢的控制
控制汙垢，可從下面幾個方面努力：
⑴ 對補充水進行預處理，降低濁度
⑵ 做好循環水水質處理
⑶ 投加分散劑可將粘合在壹起的泥團雜質等分散成微粒懸浮於水中，隨水流流動而不沈積，從而減少汙垢對傳熱的影響，部分懸浮物還可隨排汙排出。
⑷ 增加旁濾設備如果在系統中增設旁濾設備，控制好旁流量和進、出旁流設備的濁度，就可保持系統長時間運行下的濁度在控制指標內，減少汙垢形成。
3、環冷卻水系統金屬腐蝕的控制
循環冷卻水系統金屬腐蝕的控制方法常用的主要有以下四種：
⑴ 添加緩蝕劑緩蝕劑是壹種用於腐蝕介質中抑制金屬腐蝕的添加劑，它用量少，不會改變腐蝕介質的性質，不需特殊投加設備，也不需對設備表面進行處理。因此，使用緩蝕劑是壹種經濟效益較高且適應性較強的金屬防護措施。在敞開式循環水系統中，常用的緩蝕劑有矽酸鹽、鉬酸鹽、鋅鹽、磷酸鹽、聚磷酸鹽、有機多元膦酸、巰基苯並噻唑（MBT）、苯並三唑（BTA）和甲基苯並三唑（TTA）、硫酸亞鐵等，並且為了減輕環境富營養化的壓力，目前更趨向於使用後面幾種有機膦酸鹽和低磷緩蝕劑。
⑵ 提高循環水的PH值提高循環水的PH值，使金屬表面生成氧化性保護膜的傾向增大，易於鈍化，從而有利於控制設備腐蝕。敞開式循環冷卻水系統通常通過在冷卻塔內的曝氣提高PH值，當水中和空氣中的CO2達到平衡時，水的PH為8.5左右。提高循環水的PH值後，不可避免的帶來壹些問題：循環水結垢傾向增大；設備腐蝕速度下降，但還不能滿足要求；某些常用緩蝕劑失效。目前可通過添加專門為堿性冷卻水處理開發的復合緩蝕劑來解決，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***聚物、有機多元膦酸-聚合物分散劑-唑類、多元醇磷酸酯-丙烯酸系聚合物、HEDP-PMA等。這些水處理劑的復合配方可發揮出除垢和防腐的綜合作用，由於協同或增效作用，它比單壹藥劑的單壹作用，效果更顯著，這也是緩蝕劑的發展趨勢。
⑶ 選用耐蝕材料的換熱器例如使用聚丙烯換熱器或石墨改性聚丙烯換熱器，但由於換熱效果差，很少使用。
⑷ 用防腐塗料塗覆通過防腐塗料的屏蔽、緩蝕、陰極保護及PH緩沖作用來保護設備不受腐蝕。
4、循環冷卻水系統微生物的控制
二、系統工藝
循環水冷卻通常分為密閉式循環水冷卻系統和敞開式循環水冷卻系統。密閉式循環水冷卻系統中，水是密閉 循環的，水的冷卻不與空氣直接接觸。敞開式循環水冷卻系統，水的冷卻需要與空氣直接接觸，根據水與空氣接 觸方式的不同，可分為水面冷卻、噴水冷卻池冷卻和冷卻塔冷卻等。
敞開式循環水冷卻系統可分為以下3類：
1.壓力回流式循環冷卻系統
此種循環水系統壹般水質不受汙染，僅補充在循環使用過程中損失的少量水量。補充水可流入冷水池，也可 流入冷卻構築物下部。冷水池也可設在冷卻塔下面，與集水池合並。
補充水→ 冷水池 → 循環泵房
↑ ↓
冷卻塔 ← 生產車間或冷卻設備
壓力回流式循環冷卻系統