在工業(yè)用水中工業(yè)循環(huán)冷卻水約占工業(yè)用水的70~80%，節(jié)約冷卻循環(huán)用水量則是節(jié)約冷卻水最有效的措施，但是循環(huán)冷卻水在運(yùn)行過程中不可避免地對(duì)換熱設(shè)備產(chǎn)生一系列的危害，即水垢、污垢的沉積、腐蝕的加劇、菌藻的滋生等，如不進(jìn)行有效治理，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)則很難正常運(yùn)行。

隨著世界工業(yè)的發(fā)展以及水資源的匱乏，工業(yè)循環(huán)水處理日漸成為石化、能源、冶金、電力等行業(yè)重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。長(zhǎng)久以來，循環(huán)水處理行業(yè)通過藥劑添加來解決問題，一直致力于開發(fā)出防垢殺菌效果更好、添加量更少、毒性更小的藥劑。但經(jīng)過多年實(shí)踐證明，添加藥劑雖然暫時(shí)解決循環(huán)水系統(tǒng)的問題，但藥劑給循環(huán)水系統(tǒng)帶來了新的污染源，且系統(tǒng)運(yùn)行存在各種隱患，如同一個(gè)沒有根治的病人隨時(shí)都有復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)，治標(biāo)不治本。

問題一：水垢析出和附著

重碳酸鈣(Ca(HCO3)2)的濃度隨著蒸發(fā)濃縮而增加，當(dāng)其濃度達(dá)到過飽和狀態(tài)時(shí)，或者冷卻水經(jīng)過冷卻塔噴淋導(dǎo)致CO2逸出時(shí)，碳酸鈣(CaCO3)以水垢的形式析出沉積在熱交換器傳熱表面，形成致密的水垢，降低換熱器的傳熱效率。

Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O

問題二：管道和設(shè)備腐蝕

腐蝕是一個(gè)電化學(xué)過程，腐蝕就是金屬?gòu)年?yáng)極電位向陰極電位的電子轉(zhuǎn)移過程中發(fā)生的氧化。當(dāng)金屬與溶解有氧氣的冷卻水接觸時(shí)，由于金屬表面的不均一性和冷卻水的導(dǎo)電性，在金屬表面會(huì)形成許多腐蝕微電池，經(jīng)過氧化還原反應(yīng)，使得陽(yáng)極區(qū)的金屬不斷溶解被腐蝕。

在陽(yáng)極區(qū) Fe-2e-=Fe2+

在陰極區(qū) O2+2H2O+4e-=4OH-

在水中 6Fe2++3/2O2+3H2O=4Fe3++2Fe(OH)3

問題三：微生物滋生和粘泥

循環(huán)水中由于養(yǎng)分的濃縮，水溫升高和日光照射，細(xì)菌、真菌和藻類迅速繁殖。微生物分泌出的粘液，與水中懸浮物及水垢一起形成粘泥。粘泥除了會(huì)引起腐蝕外(循環(huán)水中70%的腐蝕是微生物加速或者直接導(dǎo)致的)，還會(huì)是循環(huán)水流量減少，從而減低熱交換效率。嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵死管道，迫使停產(chǎn)清洗。

問題四：懸浮物導(dǎo)致污垢沉積

懸浮物來源于補(bǔ)水、腐蝕產(chǎn)物、結(jié)垢副產(chǎn)物、菌藻及其代謝物、投加的化學(xué)藥劑、物料泄露。內(nèi)部疏松多孔的污垢除了影響換熱之外，更嚴(yán)重的是助長(zhǎng)某些細(xì)菌如鐵細(xì)菌的繁殖，最終導(dǎo)致?lián)Q熱器穿孔腐蝕而泄漏。

問題五：高溫?fù)Q熱器結(jié)垢

存在多個(gè)換熱器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，某個(gè)高溫?fù)Q熱器的結(jié)垢問題不能通過整體水質(zhì)處理來解決。為了照顧大多數(shù)換熱器采取的循環(huán)水處理方案，卻會(huì)引起高溫?fù)Q熱器的結(jié)垢，從而成為循環(huán)水系統(tǒng)管理的瓶頸。

垢菌清利用水垢預(yù)沉積和氯離子及氧離子的氧化產(chǎn)物，用于工業(yè)循環(huán)冷卻水、中央空調(diào)循環(huán)水、工業(yè)循環(huán)制造冷卻水、供水系統(tǒng)(飲用水、熱水系統(tǒng))，從而取代軟化樹脂或者化學(xué)藥劑解決結(jié)垢和微生物控制的問題。

冷卻水在反應(yīng)室內(nèi)，經(jīng)過電化學(xué)作用發(fā)生下列反應(yīng)：

1) 在陰極(反應(yīng)室內(nèi)壁)附近形成一個(gè)強(qiáng)堿性環(huán)境(PH高達(dá)13)，使碳酸鈣從水中析出，與沉積的重金屬離子一起附著在內(nèi)壁上。

2) 電流導(dǎo)致懸浮顆粒失穩(wěn)，形成較大絮體沉淀下來。

3) 在陽(yáng)極附近，氯離子被電解氧化生成游離氯或者次氯酸。

4) 在陽(yáng)極附近同時(shí)生成氫氧根自由基、氧自由基、臭氧以及雙氧水，這些物質(zhì)進(jìn)一步強(qiáng)化了在反應(yīng)室內(nèi)和整個(gè)水系統(tǒng)的殺菌滅藻效果。

5) 當(dāng)工作時(shí)間達(dá)到設(shè)定值，控制系統(tǒng)就啟動(dòng)自動(dòng)刮垢、排污和清洗程序，刮掉反應(yīng)室內(nèi)壁的軟質(zhì)水垢，與沉淀物一起排出反應(yīng)室。同時(shí)通過維系冷卻水中的礦物質(zhì)平衡防止系統(tǒng)腐蝕。電化學(xué)系統(tǒng)全自動(dòng)操作，免維修，環(huán)境友好，對(duì)水質(zhì)無污染。同時(shí)也防止冷卻塔中軍團(tuán)菌和其他微生物及藻類滋生。

垢菌清除垢原理

在電流的作用下水在陰極發(fā)生電解反應(yīng)生成OH-，由陰極反應(yīng)產(chǎn)生的OH-離子打破陰極附近溶液中堿度與硬度的平衡，溶液中的HCO3-離子轉(zhuǎn)化為CO32-離子，同時(shí)水中的Ca2+、Mg2+等成垢離子在靜電引力的作用下向陰極區(qū)遷移，分別生成CaCO3、Mg(OH)2沉淀析出。

垢菌清殺菌原理

在電場(chǎng)作用下，水中的氯離子會(huì)被氧化成氯氣、次氯酸、次氯酸根等自由氯組分，擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并通過細(xì)菌的細(xì)胞壁穿透到細(xì)菌內(nèi)部，起氧化作用破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。在電催化反應(yīng)中，通過電解水以及溶解在水中的氧氣在電極表面生成一些短壽命的中間產(chǎn)物，即臭氧、羥基自由基、過氧化氫和氧自由基等，這些強(qiáng)氧化性的物質(zhì)能使微生物細(xì)胞中的多種成分發(fā)生氧化，從而使微生物產(chǎn)生不可逆的變化而死亡。

垢菌清防腐蝕原理

提高冷卻水pH值，最大限度降低水的腐蝕性;濃縮的鎂硬度在冷卻水中以氫氧化鎂的形式沉積在管道內(nèi)壁，起到緩蝕和抑制生物膜的作用。

冷卻水從進(jìn)水閥進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)，在陰極附近和陽(yáng)極附近經(jīng)過電化學(xué)作用發(fā)生下列反應(yīng)：
(1)在陰極(反應(yīng)室內(nèi)壁)附近產(chǎn)生大量氫氧根離子(OH-)，形成一個(gè)強(qiáng)堿性環(huán)境。在鄰近反應(yīng)室壁的擴(kuò)散層內(nèi)，強(qiáng)堿性環(huán)境擾亂了水垢的化學(xué)平衡。
(2)同時(shí)陰極的電流導(dǎo)致溶解的重金屬離子形成沉淀，沉到反應(yīng)室底部。
(3)在陽(yáng)極附近，氯離子被電解氧化生成游離氯或者次氯酸。
(4)在陽(yáng)極附近同時(shí)生成氫氧根自由基、氧自由基、臭氧以及雙氧水，這些物質(zhì)進(jìn)一步強(qiáng)化了反應(yīng)室內(nèi)和整個(gè)水系統(tǒng)的殺菌滅藻效果。
(5)懸浮物(SS)在電場(chǎng)的作用下失穩(wěn)，絮凝沉淀到反應(yīng)室底部。