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摘 要：当前，随着资源短缺和环境污染等问题的加剧，加强工业循环冷却水的处理，能够有效的缓解水资源短缺的问题，减轻环境污染。本文主要分析了工业循环冷却水的处理技术，首先概述了冷却水的处理技术，然后分析了工业循环冷却水在处理过程现状与问题分析，最后研究了我国在工业循环冷却水处理技术的动态和发展方向。
关键词：工业 循环冷却水 基本问题 处理技术
工业循环水系统在运行过程中非常容易受到腐蚀、污垢和结构等问题。研究发现，通过水处理的技术能够有效的解决工业循环水系统的这些问题。通过冷却水处理技术，能够有效的提高水循环系统的使用年限，而且对于节约用水和保护水资源也具有非常重要的意义。在国际上，冷却水的处理技术已经相对成熟，而在我国却起步较晚，与发达国家相比，仍需要进行积极的研究和探索。
一、冷却水处理技术概述
冷却水处理技术指的是根据循环水系统的设备材料、水质、工作条件等，选择与之相匹配的杀生剂、分散剂、阻垢剂以及缓蚀剂，从而正确匹配水处理配方。进而提出相应的清洗方案、预防方案以及工艺控制条件。工业循环水系统能够有效解决循环水过程中的生物污垢问题、结垢問题与腐蚀问题。通过冷却水处理技术，能显著提高冷却水循环的经济效益。在工业生产的过程中，循环冷却水的处理技术不管是对于企业，还是对于环境来说，都具有非常深远的影响和价值。
经过泵将循环冷却水运送到系统中的各个用户，换热之后温度会不断上升，再送入冷却塔进行冷却。热水从冷却塔的塔顶向下喷淋成水膜或水滴，在与空气（水平或逆向运动）进行交流流动过程中，发生热交换。进而水温降到符合标准的温度时，在进行循环使用。在冷却水循环过程中，主要出现以下几个问题：第一，水沟附着。在冷却循环系统中，随着蒸发浓缩，碳酸氢钠浓度会上升。当达到饱和浓度值时，会分解成为碳酸盐，在传热表面附着，进而形成微溶性、细密性的盐类水垢，进一步降低其导热性能。水垢附着之后，不仅会影响其传热效率，而且会导致系统阻力上升，生产耗能加大、生产效率下降。第二，设备辐射。大部分的循环设备系统是由金属制造而成的。如果长时间进行冷却水循环，会不可避免的产生锈蚀。这主要是由于冷却水中溶解氧、有害离子、微生物等导致的腐蚀。设备腐蚀后会进一步影响安全生产与经济效益。第三，滋生微生物。在循环水过程中，在日光、温度、盐分等影响下，细菌粘液导致化学沉淀物、吹尘杂质等聚集在一起，在传热表面附着，形成生物粘泥，进而导致冷却效率降低。
二、工业循环冷却水在处理过程现状与问题分析
当前，我国的循环冷却水技术已经取得了一定的进展，但是，与发达国家相比，在冷却水处理的过程中仍存在着一定的问题。具体来说，这些问题主要体现在以下几个方面：
首先，当前我国多数工业在进行循环水的处理时存在着水缺少的现象，这就需要我们进行提高冷却水的浓缩的倍数，以此来解决缺水的问题。
其次，在进行水循环处理的过程中还存在着水源污染严重的问题。如水源赤潮和H2S的含量高等问题，这些问题将会造成水循环设备的腐蚀。这就意味着我们应当减少磷酸盐和H2S等的排放量。
再次，在循环冷却水处理的自动化程度方面，我国的冷却水的处理技术的自动化程度相对较低，造成了人工浪费。这就需要我们在“减员增效”方面进行改进。
第四，目前，我国大多数的企业在处理设备的用材方面，档次相对偏低，经常有渗漏等现象。
第五，在循环冷却水处理的设计方面，存在着较多的不合理现象，如系统的贮水量偏多等问题。
第六，在混合冷却水处理的方法方面，多以化学法，即水质稳定剂的方法为主，化学法中又多用磷酸盐系进行水处理。物理法主要包括膜处理法、静电水处理法等。
第七，在循环冷却水处理的时候，在水的回用方面相对较少。
工业循环冷却水处理技术呈现出的问题和不足，推动着我国的循环冷却水的处理技术的不断完善和发展。
三、我国在工业循环冷却水处理技术的动态性研究
1.化学药剂处理
在冷却水循环过程中，为了进一步预防细菌滋生、腐蚀、结垢等现象，一般情况下，会在冷却水中加入多种化学药剂。比如说，阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等等，这也就是通常所说的稳定水质剂。现阶段，我国主要采用的水质稳定技术就是化学药物处理技术。在药剂配方中，磷系占52%-58%左右，硅系占5.8%左右，钼系占20%左右，钨系占5%左右，其他药剂约占10%。通过水质稳定剂的使用，能够有效捕捉可溶性的金属离子，进一步阻碍金属离子的结垢过程，进一步提升碳酸盐硬度。与此同时，吸附小晶粒，吸附在钙离子表层，预防钙离子析出。进一步提高成垢化合物的溶解速度，同时降低其沉降速度，降低结垢的几率。在抑制阴阳极的过程中，减少腐蚀电流，进而达到缓释的目的。会在金属表面形成一层难溶解的膜，阻止冷却水中铁的容积以及氧气扩散，减缓腐蚀侵袭。在实际的冷却水处理过程中，结合具体的水质情况，通过药物之间的协同作用，能够达到提升水质稳定性的作用，进一步达到提高生产效率、降低生产成本目的。
2.静电水处理
静电水处理法的应用也比较广泛，这种处理设备由高压直流电源和水处理器两部分构成。该处理技术的作用机理就是进一步极化水分子，进一步提高水中碳酸钙的溶解度。高压静电所形成的电厂，能够进一步破坏水中的藻类细胞和细菌。大量研究实验证实，循环冷却水中应用静电水处理技术，能够使阻垢率上升到95%，杀菌率上升到92%，灭藻率高达98%左右。该处理技术不仅能预防结垢，还能起到杀菌灭藻的作用，应用效果显著。体积较小，功耗比较小，节能环保。设备的耐久性能良好，管理方便。但是，静电水处理方式存在一定的缺陷，比如说，对污垢沉积以及抑制金属腐蚀没有显著效果。
3.膜处理技术
膜处理技术是一项新兴的处理技术，在此领域受到高度重视。现阶段，主要采用的膜分离法有微滤、超滤、反渗透、纳滤等等。经过反渗透处理之后，循环冷却水的硬度、碱度等等大幅度降低，进而降低了对循环水设备的结垢与腐蚀，为浓缩倍数的提升奠定了条件。在淡水循环系统中，反渗透脱盐装置技术的应用，能够在提高污水盐浓度的同时，降低排污量，很好的达到节水目的。近年来，反渗透膜的价格逐渐下降，外排水收费以及工业用水价格却在逐渐上升，通过反渗透技术的运用，能够提高企业的经济空间。在具体的应用过程中，组合工艺能够有效预防膜污染，充分发挥各种水处理工艺的特点，进而全面提升综合处理效果。现阶段常用的组合工艺有以下几种：①絮凝+超滤。②预处理联合纳滤。③超滤联合活性炭。④臭氧联合膜法组合。⑤超滤联合反渗透组合等等。 4.磁化处理
在常规的冷却水处理工艺中，增添磁化处理装置，从而达到降低污垢沉积率、腐蚀率的作用，与此同时，起到杀菌作用。现阶段，在含氧化铁皮颗粒水中，磁化处理技术得到了广泛应用。其作用机理分析如下：在磁场的作用下，水离子会发生变化，进一步影响成垢警惕的大小、速度。再加上钙离子分布的特殊性，很容易发生极化反应，使文石的附壁能力下降、结构松散，随水冲走。在磁场的作用下，能降低钙离子的水合度，提高钙离子的迁移率与化学活性，进而达到防垢的作用。在磁场水处理装置的影响下，水中的离子会朝着相反的方向发展，磁场会产生电位差，进而形成电子流。会进一步硬化原有的铁锈，生成氧化铁。氧化铁的状态比较稳定，能有效形成保护膜，减缓腐蚀。在磁场中，可以将细菌看作是一定的磁偶极子。细菌随水流动通过磁场时，会受到电流与磁场的双重作用。感应电流达到一定值数，就会改變离子的运动途径或破坏细胞，进而破坏酶的活性。
5.臭氧处理
相对于化学处理技术，臭氧处理技术的成本比较低，受到了世界各国的广泛重视。臭氧处理技术主要由以下几种优势：第一，通过臭氧处理技术，能够有效起到杀菌、阻垢、缓腐蚀的作用，臭氧杀菌作用最为显著，有效避免了不同药物之间的相互作用。在0.05mg/L的臭氧环境中，能够有效阻止细菌滋生。第二，有效避免了药物使用所导致的环境污染问题。第三，臭氧能够在比较宽的ph值域内发挥功效，无须ph控制。第四，臭氧处理技术能够达到冷却水循环的零排放标准，节水效果显著。另外，在臭氧处理过程中，也存在着一定缺点。第一，臭氧缓腐蚀的效果与金属材料有着非常密切的关系，该处理技术对黄铜的腐蚀作用比较强。对碳钢的缓腐蚀作用会受到水质的影响。第二，臭氧的防垢作用，也会在一定程度上受到水质影响。如果循环水的浓缩倍数比较低，则能够有效阻止设备结垢。随着浓缩倍数的上升，阻垢功效会大大降低。
6.工业循环冷却水处理技术的发展趋势
随着人们环保意识的提高，在冷却水处理中限制了毒性较大的化学物品的使用。新型电、磁处理法等物理处理方法不仅具有除垢、防垢、缓蚀和杀菌灭藻等多种功能，更主要的是能有效的降低环境污染，因此越来越受到人们的重视和运用。但是这些方法的运用还需要进行深入的研究，最大限度的提高水循环系统的使用年限，达到节约用水和保护水资源的双重目标。
虽然我国冷却水处理技术得到了飞速发展，但是，与西方国家相比，还存在一定差距。笔者建议在工业循环冷却水处理技术在将来的发展过程中，需要做好以下方面的工作。第一，在高效水质稳定剂方面的研究力度需要进一步加大，与此同时，大幅度提高冷却水的浓缩倍数。第二，对于没有实施循环冷却水处理技术的小企业或循环水利用率较低的企业，加强管理，限期整改。这部分企业的规模小、数量大、耗水量非常大，循环冷却水的用量比例非常大，第三，在使用水质稳定剂的同时，加强配药系统检测与自动化实施水平，能够显著提高作用效果。第四，还需要对非常规的冷却水处理技术进行深入研究。
四、结语
综述所述，本文主要分析了工业循环冷却水的处理技术，首先概述了冷却水的处理技术，然后分析了工业循环冷却水在处理过程现状与问题分析，最后研究了我国在工业循环冷却水处理技术的动态和发展方向。针对当前我国日益严重的能源危机和环境危机，我们应当积极的借鉴国外先进的技术成果，探索出适合我国国情的发展之路，减少能耗，实现我国经济的可持续发展。
参考文献
[1]徐吉成，储金宇，李玉蓉. 臭氧降解显影废水中显影剂及其氧化物总量的研究[J]. 镇江高专学报. 2013（01）.
[2]李松田，李汉斌，王占生. 循环冷却水系统预膜-磁化处理工艺研究[J]. 给水排水. 2013（07）.
[3]吉芳英，熊黎，陈大志，郭倩，金展. 生物膜填料安装方式对环流式活性污泥一生物膜工艺运行性能的影响[J]. 水处理技术. 2012（11）.
[4]潘碌亭，张乃元，余波.内电解UASBA/O2去除焦化废水有机物的特性[J]. 同济大学学报（自然科学版）. 2013（01）.
[5]李端林，卢徐节. 固定化微生物技术在印染废水处理中的应用[J]. 江汉大学学报（自然科学版）. 2013（01）.
[6] 陈瑞华，王艳华，高婵娟.低温等离子体法提高废水可生化性的可行性研究[J]. 当代化工. 2013（07）.
[7]曹祺，戴海润，陈伟.高效生物一体化除臭系统在大型工业废水处理厂的工程应用[J].水处理技术. 2013（06）.
[8]李大刚， 齐新， 朱永翔等. 黄河水高浓缩倍数方案的动态模拟试验研究[J].工业水处理.2012（05）.
[9]祁鲁梁， 李永存， 李本高. 水处理工艺与运行管理实用手册 [M].北京：中国石化出版社，2012（03）.
关键词：工业 循环冷却水 基本问题 处理技术
工业循环水系统在运行过程中非常容易受到腐蚀、污垢和结构等问题。研究发现，通过水处理的技术能够有效的解决工业循环水系统的这些问题。通过冷却水处理技术，能够有效的提高水循环系统的使用年限，而且对于节约用水和保护水资源也具有非常重要的意义。在国际上，冷却水的处理技术已经相对成熟，而在我国却起步较晚，与发达国家相比，仍需要进行积极的研究和探索。
一、冷却水处理技术概述
冷却水处理技术指的是根据循环水系统的设备材料、水质、工作条件等，选择与之相匹配的杀生剂、分散剂、阻垢剂以及缓蚀剂，从而正确匹配水处理配方。进而提出相应的清洗方案、预防方案以及工艺控制条件。工业循环水系统能够有效解决循环水过程中的生物污垢问题、结垢問题与腐蚀问题。通过冷却水处理技术，能显著提高冷却水循环的经济效益。在工业生产的过程中，循环冷却水的处理技术不管是对于企业，还是对于环境来说，都具有非常深远的影响和价值。
经过泵将循环冷却水运送到系统中的各个用户，换热之后温度会不断上升，再送入冷却塔进行冷却。热水从冷却塔的塔顶向下喷淋成水膜或水滴，在与空气（水平或逆向运动）进行交流流动过程中，发生热交换。进而水温降到符合标准的温度时，在进行循环使用。在冷却水循环过程中，主要出现以下几个问题：第一，水沟附着。在冷却循环系统中，随着蒸发浓缩，碳酸氢钠浓度会上升。当达到饱和浓度值时，会分解成为碳酸盐，在传热表面附着，进而形成微溶性、细密性的盐类水垢，进一步降低其导热性能。水垢附着之后，不仅会影响其传热效率，而且会导致系统阻力上升，生产耗能加大、生产效率下降。第二，设备辐射。大部分的循环设备系统是由金属制造而成的。如果长时间进行冷却水循环，会不可避免的产生锈蚀。这主要是由于冷却水中溶解氧、有害离子、微生物等导致的腐蚀。设备腐蚀后会进一步影响安全生产与经济效益。第三，滋生微生物。在循环水过程中，在日光、温度、盐分等影响下，细菌粘液导致化学沉淀物、吹尘杂质等聚集在一起，在传热表面附着，形成生物粘泥，进而导致冷却效率降低。
二、工业循环冷却水在处理过程现状与问题分析
当前，我国的循环冷却水技术已经取得了一定的进展，但是，与发达国家相比，在冷却水处理的过程中仍存在着一定的问题。具体来说，这些问题主要体现在以下几个方面：
首先，当前我国多数工业在进行循环水的处理时存在着水缺少的现象，这就需要我们进行提高冷却水的浓缩的倍数，以此来解决缺水的问题。
其次，在进行水循环处理的过程中还存在着水源污染严重的问题。如水源赤潮和H2S的含量高等问题，这些问题将会造成水循环设备的腐蚀。这就意味着我们应当减少磷酸盐和H2S等的排放量。
再次，在循环冷却水处理的自动化程度方面，我国的冷却水的处理技术的自动化程度相对较低，造成了人工浪费。这就需要我们在“减员增效”方面进行改进。
第四，目前，我国大多数的企业在处理设备的用材方面，档次相对偏低，经常有渗漏等现象。
第五，在循环冷却水处理的设计方面，存在着较多的不合理现象，如系统的贮水量偏多等问题。
第六，在混合冷却水处理的方法方面，多以化学法，即水质稳定剂的方法为主，化学法中又多用磷酸盐系进行水处理。物理法主要包括膜处理法、静电水处理法等。
第七，在循环冷却水处理的时候，在水的回用方面相对较少。
工业循环冷却水处理技术呈现出的问题和不足，推动着我国的循环冷却水的处理技术的不断完善和发展。
三、我国在工业循环冷却水处理技术的动态性研究
1.化学药剂处理
在冷却水循环过程中，为了进一步预防细菌滋生、腐蚀、结垢等现象，一般情况下，会在冷却水中加入多种化学药剂。比如说，阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等等，这也就是通常所说的稳定水质剂。现阶段，我国主要采用的水质稳定技术就是化学药物处理技术。在药剂配方中，磷系占52%-58%左右，硅系占5.8%左右，钼系占20%左右，钨系占5%左右，其他药剂约占10%。通过水质稳定剂的使用，能够有效捕捉可溶性的金属离子，进一步阻碍金属离子的结垢过程，进一步提升碳酸盐硬度。与此同时，吸附小晶粒，吸附在钙离子表层，预防钙离子析出。进一步提高成垢化合物的溶解速度，同时降低其沉降速度，降低结垢的几率。在抑制阴阳极的过程中，减少腐蚀电流，进而达到缓释的目的。会在金属表面形成一层难溶解的膜，阻止冷却水中铁的容积以及氧气扩散，减缓腐蚀侵袭。在实际的冷却水处理过程中，结合具体的水质情况，通过药物之间的协同作用，能够达到提升水质稳定性的作用，进一步达到提高生产效率、降低生产成本目的。
2.静电水处理
静电水处理法的应用也比较广泛，这种处理设备由高压直流电源和水处理器两部分构成。该处理技术的作用机理就是进一步极化水分子，进一步提高水中碳酸钙的溶解度。高压静电所形成的电厂，能够进一步破坏水中的藻类细胞和细菌。大量研究实验证实，循环冷却水中应用静电水处理技术，能够使阻垢率上升到95%，杀菌率上升到92%，灭藻率高达98%左右。该处理技术不仅能预防结垢，还能起到杀菌灭藻的作用，应用效果显著。体积较小，功耗比较小，节能环保。设备的耐久性能良好，管理方便。但是，静电水处理方式存在一定的缺陷，比如说，对污垢沉积以及抑制金属腐蚀没有显著效果。
3.膜处理技术
膜处理技术是一项新兴的处理技术，在此领域受到高度重视。现阶段，主要采用的膜分离法有微滤、超滤、反渗透、纳滤等等。经过反渗透处理之后，循环冷却水的硬度、碱度等等大幅度降低，进而降低了对循环水设备的结垢与腐蚀，为浓缩倍数的提升奠定了条件。在淡水循环系统中，反渗透脱盐装置技术的应用，能够在提高污水盐浓度的同时，降低排污量，很好的达到节水目的。近年来，反渗透膜的价格逐渐下降，外排水收费以及工业用水价格却在逐渐上升，通过反渗透技术的运用，能够提高企业的经济空间。在具体的应用过程中，组合工艺能够有效预防膜污染，充分发挥各种水处理工艺的特点，进而全面提升综合处理效果。现阶段常用的组合工艺有以下几种：①絮凝+超滤。②预处理联合纳滤。③超滤联合活性炭。④臭氧联合膜法组合。⑤超滤联合反渗透组合等等。 4.磁化处理
在常规的冷却水处理工艺中，增添磁化处理装置，从而达到降低污垢沉积率、腐蚀率的作用，与此同时，起到杀菌作用。现阶段，在含氧化铁皮颗粒水中，磁化处理技术得到了广泛应用。其作用机理分析如下：在磁场的作用下，水离子会发生变化，进一步影响成垢警惕的大小、速度。再加上钙离子分布的特殊性，很容易发生极化反应，使文石的附壁能力下降、结构松散，随水冲走。在磁场的作用下，能降低钙离子的水合度，提高钙离子的迁移率与化学活性，进而达到防垢的作用。在磁场水处理装置的影响下，水中的离子会朝着相反的方向发展，磁场会产生电位差，进而形成电子流。会进一步硬化原有的铁锈，生成氧化铁。氧化铁的状态比较稳定，能有效形成保护膜，减缓腐蚀。在磁场中，可以将细菌看作是一定的磁偶极子。细菌随水流动通过磁场时，会受到电流与磁场的双重作用。感应电流达到一定值数，就会改變离子的运动途径或破坏细胞，进而破坏酶的活性。
5.臭氧处理
相对于化学处理技术，臭氧处理技术的成本比较低，受到了世界各国的广泛重视。臭氧处理技术主要由以下几种优势：第一，通过臭氧处理技术，能够有效起到杀菌、阻垢、缓腐蚀的作用，臭氧杀菌作用最为显著，有效避免了不同药物之间的相互作用。在0.05mg/L的臭氧环境中，能够有效阻止细菌滋生。第二，有效避免了药物使用所导致的环境污染问题。第三，臭氧能够在比较宽的ph值域内发挥功效，无须ph控制。第四，臭氧处理技术能够达到冷却水循环的零排放标准，节水效果显著。另外，在臭氧处理过程中，也存在着一定缺点。第一，臭氧缓腐蚀的效果与金属材料有着非常密切的关系，该处理技术对黄铜的腐蚀作用比较强。对碳钢的缓腐蚀作用会受到水质的影响。第二，臭氧的防垢作用，也会在一定程度上受到水质影响。如果循环水的浓缩倍数比较低，则能够有效阻止设备结垢。随着浓缩倍数的上升，阻垢功效会大大降低。
6.工业循环冷却水处理技术的发展趋势
随着人们环保意识的提高，在冷却水处理中限制了毒性较大的化学物品的使用。新型电、磁处理法等物理处理方法不仅具有除垢、防垢、缓蚀和杀菌灭藻等多种功能，更主要的是能有效的降低环境污染，因此越来越受到人们的重视和运用。但是这些方法的运用还需要进行深入的研究，最大限度的提高水循环系统的使用年限，达到节约用水和保护水资源的双重目标。
虽然我国冷却水处理技术得到了飞速发展，但是，与西方国家相比，还存在一定差距。笔者建议在工业循环冷却水处理技术在将来的发展过程中，需要做好以下方面的工作。第一，在高效水质稳定剂方面的研究力度需要进一步加大，与此同时，大幅度提高冷却水的浓缩倍数。第二，对于没有实施循环冷却水处理技术的小企业或循环水利用率较低的企业，加强管理，限期整改。这部分企业的规模小、数量大、耗水量非常大，循环冷却水的用量比例非常大，第三，在使用水质稳定剂的同时，加强配药系统检测与自动化实施水平，能够显著提高作用效果。第四，还需要对非常规的冷却水处理技术进行深入研究。
四、结语
综述所述，本文主要分析了工业循环冷却水的处理技术，首先概述了冷却水的处理技术，然后分析了工业循环冷却水在处理过程现状与问题分析，最后研究了我国在工业循环冷却水处理技术的动态和发展方向。针对当前我国日益严重的能源危机和环境危机，我们应当积极的借鉴国外先进的技术成果，探索出适合我国国情的发展之路，减少能耗，实现我国经济的可持续发展。
参考文献
[1]徐吉成，储金宇，李玉蓉. 臭氧降解显影废水中显影剂及其氧化物总量的研究[J]. 镇江高专学报. 2013（01）.
[2]李松田，李汉斌，王占生. 循环冷却水系统预膜-磁化处理工艺研究[J]. 给水排水. 2013（07）.
[3]吉芳英，熊黎，陈大志，郭倩，金展. 生物膜填料安装方式对环流式活性污泥一生物膜工艺运行性能的影响[J]. 水处理技术. 2012（11）.
[4]潘碌亭，张乃元，余波.内电解UASBA/O2去除焦化废水有机物的特性[J]. 同济大学学报（自然科学版）. 2013（01）.
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[6] 陈瑞华，王艳华，高婵娟.低温等离子体法提高废水可生化性的可行性研究[J]. 当代化工. 2013（07）.
[7]曹祺，戴海润，陈伟.高效生物一体化除臭系统在大型工业废水处理厂的工程应用[J].水处理技术. 2013（06）.
[8]李大刚， 齐新， 朱永翔等. 黄河水高浓缩倍数方案的动态模拟试验研究[J].工业水处理.2012（05）.
[9]祁鲁梁， 李永存， 李本高. 水处理工艺与运行管理实用手册 [M].北京：中国石化出版社，2012（03）.