专题循环水的冷却与处理

1、1第19章 循环水的冷却与处理 219-1 19-1 概述概述 3内容一、循环水冷却的必要性 二、选用水作为冷却剂的原因 三、为什么要处理循环冷却水 四、循环冷却水处理的定义及措施 五、循环冷却水系统 六、循环冷却水水质变化 4 工业生产过程中往往会产生大量热量，使生工业生产过程中往往会产生大量热量，使生产设备或产品的温度升高，必须及时进行冷却，产设备或产品的温度升高，必须及时进行冷却，否则影响生产的正常运行、产品的质量和产量。否则影响生产的正常运行、产品的质量和产量。 为了节约水资源，国内外普遍实行冷却水循为了节约水资源，国内外普遍实行冷却水循环使用。环使用。 一、循环水冷却的必要性 5二、

2、选用水作为冷却剂的原因 水具有热容量大、传热效果好、化水具有热容量大、传热效果好、化学稳定性好、常温下呈液态、便于管道学稳定性好、常温下呈液态、便于管道输送、使用方便，且具有价格较低、来输送、使用方便，且具有价格较低、来源广泛等特点，因此，工业生产中常采源广泛等特点，因此，工业生产中常采用水作为冷却介质。用水作为冷却介质。6三、为什么要处理循环冷却水 冷却水在每次使用后冷却水在每次使用后物理性状变化物理性状变化很小很小，但长期循环使用后，会因水中某，但长期循环使用后，会因水中某些些溶解物浓缩或散失溶解物浓缩或散失，尘土积累尘土积累，微生微生物滋生物滋生等原因，造成设备内垢物沉积或等原因，造成设

3、备内垢物沉积或金属设备表面腐蚀。金属设备表面腐蚀。 7四、循环冷却水处理的定义及措施 为防止循环冷却水回用系统中垢物沉积或设为防止循环冷却水回用系统中垢物沉积或设备腐蚀而对冷却水进行处理的过程，称为备腐蚀而对冷却水进行处理的过程，称为循环冷循环冷却水处理却水处理。 循环冷却水处理措施包括：循环冷却水处理措施包括：(1) (1) 使升温的冷却水降低到可回用的温度，以保使升温的冷却水降低到可回用的温度，以保持较好的冷却效果；持较好的冷却效果；(2) (2) 调整使循环水水质保持稳定，防止换热设备调整使循环水水质保持稳定，防止换热设备与管路内微生物滋生、结垢和腐蚀。与管路内微生物滋生、结垢和腐蚀。

4、8五、循环冷却水系统 1 1、循环冷却水系统分类、循环冷却水系统分类 2 2、敞开式循环冷却水系统、敞开式循环冷却水系统 91 1、冷却水系统分类、冷却水系统分类 直流直流冷却水系统冷却水系统循环循环冷却水系统冷却水系统密闭式密闭式循环冷却水系统循环冷却水系统敞开式敞开式循环冷却水系统循环冷却水系统10图图19-1 19-1 直流冷却水系统流程直流冷却水系统流程 11图图19-2 19-2 密闭式循环冷却水系统流程密闭式循环冷却水系统流程 12图图19-3 19-3 敞开式循环冷却水系统流程敞开式循环冷却水系统流程1. 1. 风机；风机；2.2.收水器；收水器；3.3.淋水装置；淋水装置；4.

5、4.冷却塔集水池；冷却塔集水池；5.5.水泵；水泵；6.6.换热器换热器 13表表19-1 19-1 冷却水系统的特性比较冷却水系统的特性比较 直流式冷却水系统循环冷却水系统统封闭式循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统冷却方式冷却在换热器中与介质进行热交换后直接排掉水在密闭系统中进行热交换，冷却水升温后不与大气直接接触，而在另一台换热设备中经其他冷却介质换热降温后再回用热水经冷却塔或冷却池与空气直接接触被冷却变为冷水，再返回系统循环使用，包括接触传热和蒸发传热2种方式优点设备简单、投资少、对水质要求不高方法简单，维护较容易，且补充水量极少，有利于水资源的节约节约水，与直流冷却水系统相比，补充的新

6、鲜水一般只是直流水量的1/40左右缺点耗水量大，运行费用高，不符合节水节能的要求，温度升高后的热水排放对环境产生热污染该系统中冷却水不存在蒸发冷却过程，只靠传导散热，冷却效率很低，循环系统基建造价和能耗高(1)因冷却塔的蒸发传热作用，使一部分循环冷却水被空气带走，系统中损失了一部分水，使循环水中溶解固体浓度增加，即为浓缩现象。会改变水的腐蚀结构性质，可能加重水的结垢或腐蚀倾向。(2)水与空气接触失去部分CO2，使水中Ca(HCO3)2沉积在换热器上；溶解空气中O2，使水中DO总是处于饱和状态，增加水的腐蚀倾向。(3)空气中灰尘、微生物、污染气体(SO2、H2S、NH3等)或昆虫进入水系统，引起

7、水污染，可能产生腐蚀、结垢沉积等问题。、应用不提倡采用，不符合可持续发展精神，原有直流式冷却系统也逐步改建成为循环式冷却水系统一般仅应用在热流量较小或有特殊要求的工业生产系统，如空调、内燃机、变压器冷却器、核反应堆的辅助冷却器等普遍应用142 2、敞开式循环冷却水系统、敞开式循环冷却水系统 敞开式循环冷却水系统是目前敞开式循环冷却水系统是目前应用应用最广泛最广泛，类型最多类型最多的一种冷却系统。的一种冷却系统。 根据热水与空气接触的不同方式，冷根据热水与空气接触的不同方式，冷却系统包括却系统包括: : 冷却池冷却池冷却塔冷却塔15六、循环冷却水水质变化 1 1、溶解固体浓缩、溶解固体浓缩 在开

8、始运行时，循环水质和补充水相同，在运在开始运行时，循环水质和补充水相同，在运行过程中，因纯水不断蒸发，水中的溶解固体和行过程中，因纯水不断蒸发，水中的溶解固体和悬浮物逐渐积累，其程度常用浓缩倍数悬浮物逐渐积累，其程度常用浓缩倍数K K来表示：来表示： Kc循/c补 式中：式中： c c循循、c c补补分别为循环水和补充水中溶解离子分别为循环水和补充水中溶解离子浓度，浓度，mg/Lmg/L。 16 浓缩倍数：循环冷却水与补充水中含盐浓缩倍数：循环冷却水与补充水中含盐量的比值；量的比值； 意义：浓缩倍数的大小反映意义：浓缩倍数的大小反映水资源复用水资源复用率率的大小，是衡量循环冷却水系统运行情况的

9、大小，是衡量循环冷却水系统运行情况的一项重要指标。的一项重要指标。 浓缩倍数不是越高越好浓缩倍数不是越高越好！（其值过高，会！（其值过高，会增加水质结垢、腐蚀倾向）。增加水质结垢、腐蚀倾向）。 17 一般从节水的观点出发，也就是使补充一般从节水的观点出发，也就是使补充水量降到合理的程度，倍数提高到水量降到合理的程度，倍数提高到3 3左右较左右较合适；合适； 若从节约药剂的观点出发，也就是从排若从节约药剂的观点出发，也就是从排污水量降到经济合理的程度，倍数在污水量降到经济合理的程度，倍数在5 5左右左右较合适。较合适。 一般认为，一般认为，浓缩倍数为浓缩倍数为3 35 5是经济合是经济合理理的。

10、的。 18 一般选用水中比较稳定的离子来计算倍数，这种离子在一般选用水中比较稳定的离子来计算倍数，这种离子在浓缩过程中应浓缩过程中应不受外界条件干扰不受外界条件干扰，不分解不分解，不沉积不沉积，投加投加的药剂中不应含此离子的药剂中不应含此离子。（a a）如果系统中不加氯杀菌，或补充水预处理时不用）如果系统中不加氯杀菌，或补充水预处理时不用FeClFeCl3 3作混凝剂时，用作混凝剂时，用ClCl计算的倍数是比较理想的；计算的倍数是比较理想的；（b b）K K+ +在补充水中比较稳定，用以计算倍数也很准确。在补充水中比较稳定，用以计算倍数也很准确。（c c）还可选用）还可选用SiOSiO2 2、

11、电导率等。、电导率等。 有时几种离子所测定的有时几种离子所测定的K K的平均值来作基准。的平均值来作基准。 浓缩倍数的监测浓缩倍数的监测192 2、COCO2 2散失散失 CaCOCaCO3 3COCO2 2H H2 2O Ca(HCOO Ca(HCO3 3) )2 2MgCOMgCO3 3COCO2 2H H2 2O Mg(HCOO Mg(HCO3 3) )2 2 空气中空气中COCO2 2含量很低，只占含量很低，只占0.03%0.03%0.1%0.1%左右。冷却水在冷却塔中与空气充分接触左右。冷却水在冷却塔中与空气充分接触时，水中的时，水中的COCO2 2被空气吹脱而逸入空气中。被空气吹脱

12、而逸入空气中。 203 3、DODO升高升高 循环水与空气充分接触，水中循环水与空气充分接触，水中DODO接接近平衡浓度。当含氧量接近饱和的水近平衡浓度。当含氧量接近饱和的水流过换热设备后，由于水温升高，氧流过换热设备后，由于水温升高，氧的溶解度下降，因此在的溶解度下降，因此在局部局部DODO达到饱达到饱和和。使冷却水的相对腐蚀率增大。使冷却水的相对腐蚀率增大。 214 4、杂质增多、杂质增多 循环水在冷却塔中吸收和洗涤了空循环水在冷却塔中吸收和洗涤了空气中的污染物气中的污染物( (如如SOSO2 2、NONOx x、NHNH3 3等等) )以以及空气携带的泥灰、尘土、植物的绒及空气携带的泥灰

13、、尘土、植物的绒毛、甚至昆虫等，结果使水中杂质增毛、甚至昆虫等，结果使水中杂质增多。当工艺热介质发生泄漏时，泄漏多。当工艺热介质发生泄漏时，泄漏的工艺流体也会污染循环水。的工艺流体也会污染循环水。 225 5、微生物滋生、微生物滋生 循环水中含有的盐类和其他杂质较高，循环水中含有的盐类和其他杂质较高，DODO充足，温度适宜充足，温度适宜( (一般一般252545)45)，许多，许多微生物微生物( (包括细菌、真菌和藻类包括细菌、真菌和藻类) )能够在此能够在此条件下生长繁殖，结果在冷却水系统中形条件下生长繁殖，结果在冷却水系统中形成大量粘泥沉淀物，附着在管壁、器壁或成大量粘泥沉淀物，附着在管壁

14、、器壁或填料上，影响水气分布，降低传热效率，填料上，影响水气分布，降低传热效率，加速金属设备的腐蚀。加速金属设备的腐蚀。 2319-2 沉积物的来源、沉积物的来源、种类及危害种类及危害 24一、沉积物分类 不同文献对沉积物的分类不完全一致。不同文献对沉积物的分类不完全一致。 有的将沉积物统称为污垢，污垢中包括有的将沉积物统称为污垢，污垢中包括了水垢。有的将沉积物分为污垢和水垢，了水垢。有的将沉积物分为污垢和水垢，污垢中不包括水垢。污垢中不包括水垢。 25水垢水垢(scale)(scale)污泥污泥( (软垢软垢) )(fouling)(fouling)淤泥淤泥(sludge)(sludge)粘

15、泥粘泥(slime)(slime)腐蚀产物腐蚀产物(corrosion products)(corrosion products)沉积物沉积物(deposite(deposite，污垢，污垢) )26各种沉积物的各种沉积物的组成组成：(1) (1) 水垢：又称硬垢或无机垢。是补充水中代入的难溶或微溶水垢：又称硬垢或无机垢。是补充水中代入的难溶或微溶盐在循环水中条件变化时所形成的垢。常见的有盐在循环水中条件变化时所形成的垢。常见的有CaCOCaCO3 3、CaCa3 3(PO(PO4 4) )2 2或羟基磷灰石、或羟基磷灰石、CaSOCaSO4 4、硅酸钙、硅酸钙( (镁镁) )等。等。(2)

16、(2) 污泥：又称软垢。常见的有泥渣、粉尘、砂粒、腐蚀产物、污泥：又称软垢。常见的有泥渣、粉尘、砂粒、腐蚀产物、天然有机物、微生物菌落和分泌物、天然有机物、微生物菌落和分泌物、AlAl2 2O O3 3、AlPOAlPO4 4、FePOFePO4 4、一、一般碎屑等。般碎屑等。 淤泥：以泥沙为主的软垢。淤泥：以泥沙为主的软垢。 粘泥：又称生物沉积物。由微生物及其分泌物和残骸组成，粘泥：又称生物沉积物。由微生物及其分泌物和残骸组成，为具有滑腻感的胶状粘泥或黏液。为具有滑腻感的胶状粘泥或黏液。 腐蚀产物：由于设备腐蚀而产生的金属氧化物，主要为腐蚀产物：由于设备腐蚀而产生的金属氧化物，主要为FeFe

17、2 2O O3 3、CuOCuO等。等。 27二、沉积物的来源 (1) (1) 来自补充水；来自补充水；(2) (2) 来自空气；来自空气；(3) (3) 来自工艺介质泄漏；来自工艺介质泄漏；(4) (4) 来自化学处理药剂；来自化学处理药剂；(5) (5) 来自系统腐蚀所形成的腐蚀产物。来自系统腐蚀所形成的腐蚀产物。 28三、沉积物的危害 (1) (1) 影响传热，使换热器效率下降；甚至影响传热，使换热器效率下降；甚至使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和冷使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和冷却塔效率下降，生产的能耗增加，产量下却塔效率下降，生产的能耗增加，产量下降；降； (2) (2) 软垢会

18、促进垢下腐蚀，比全面腐蚀软垢会促进垢下腐蚀，比全面腐蚀危害更大。危害更大。 29四、污垢的结构、组成的鉴定和分析 化学分析法化学分析法化学组成化学组成 XRDXRD、TEMTEMSAEDSAED、电磁共振、核磁共振、电磁共振、核磁共振、FT-IRFT-IR晶体结构、物相组成、化合物形态等晶体结构、物相组成、化合物形态等 重量法重量法污垢灼烧失重反映生物粘泥的量污垢灼烧失重反映生物粘泥的量 3019-3 水垢及其控制水垢及其控制 31一、水垢的种类和特点 ( (一一) CaCO) CaCO3 3水垢水垢 CaCO CaCO3 3水垢是循环水系统中水垢是循环水系统中最常见最常见、危害最大危害最大的

19、水垢，但的水垢，但CaCOCaCO3 3膜对金属又膜对金属又有一定的有一定的保护作用保护作用，水中，水中CaCOCaCO3 3含量过含量过低会使金属腐蚀。低会使金属腐蚀。 321 1、CaCOCaCO3 3水垢鉴别特征水垢鉴别特征 主要特征：用酸溶解时产生大量主要特征：用酸溶解时产生大量COCO2 2气泡；气泡； 800 800900900下灼烧，水垢质量损失下灼烧，水垢质量损失4040(CO(CO2 2与化合水分解的缘故与化合水分解的缘故) )，灼烧后水垢变疏，灼烧后水垢变疏松，溶于水呈碱性；松，溶于水呈碱性； 观察水垢溶解后的少量残渣及注意水垢灼观察水垢溶解后的少量残渣及注意水垢灼烧后的气

20、味，可了解垢中所含杂质。烧后的气味，可了解垢中所含杂质。 33残渣为白色残渣为白色硅酸盐；硅酸盐； 褐色褐色腐蚀产物；腐蚀产物；灼烧闻到焦糊气味灼烧闻到焦糊气味有机碳；有机碳； 腥臭味腥臭味微生物污泥；微生物污泥； 342 2、CaCOCaCO3 3稳定性判断指标稳定性判断指标 LangelierLangelier饱和指数法饱和指数法(SI) 1936(SI) 1936年提出年提出RyznarRyznar指数或指数或稳定指数稳定指数(I(IR R) 1944) 1944年年RyznarRyznar提出提出结垢指数结垢指数(PSI)(PSI)修正修正RyznarRyznar指数，指数，19791

21、979年帕科拉兹提出年帕科拉兹提出临界临界pHpH值值(pH(pHc c) )结垢指数结垢指数19721972年法特勒提出年法特勒提出极限碳酸盐硬度极限碳酸盐硬度 以上以上5 5种方法中：种方法中：最常用的是最常用的是稳定稳定指数指数法法。 35(1)Langelier(1)Langelier饱和指数法饱和指数法(SI)(SI)SIpHpHs式中：pH冷却水的实测pH值； pHsCaCO3饱和pH值。 36 pH pHs spCapCa2+2+pMpM碱度碱度(pK(pK2 2pKpKspsp) ) M M碱度碱度以甲基橙为指示剂所测定的水的总碱度；以甲基橙为指示剂所测定的水的总碱度；pKpK

22、2 2pKpKspsp可查可查工业循环冷却水处理工业循环冷却水处理得到；得到； pHpHs s计算公式：计算公式： pH pHs sC C1 1C C2 2C C3 3C C1 1水的总碱度系数；水的总碱度系数；C C2 2水的钙硬系数；水的钙硬系数；C C3 3水的电导率系数；水的电导率系数；均可查均可查工业循环冷却水处理工业循环冷却水处理得到；得到； )1058. 300637. 0547. 0exp(84. 1)4 . 0lg(5954. 92610108. 0ttTACATDSpHs37 当SI0时，水中CaCO3过饱和，有结垢倾向，溶液pH越高，CaCO3越容易析出； 当SI0时，水

23、中CaCO3未饱和，有过量CO2存在，将会溶解原有水垢，系统存在腐蚀倾向； SI0，水中CaCO3刚好达到饱和，此时系统既不结垢，也不腐蚀。38存在问题： 按饱和指数控制偏于保守，有时出现与实际情况不符的现象，可能出现判断应当结垢，实际上没有结垢；甚至出现腐蚀的倾向。 39实际上：SI0.52.5 稳定SI 0.5 结垢40原因： 没有考虑系统中各处的温度差异； 没有考虑结晶过程； 水中加阻垢剂时，成垢离子(Ca2+)被螯合、分散或吸附，而只有游离的Ca2+才能成垢； 公式没有考虑水中有机胶体的影响（水中有机胶体物质不仅可以阻止CaCO3结晶体的增加而聚集，而且可以防止已经结晶的碳酸盐晶体在金

24、属表面形成水垢）。 41 (2)Ryznar (2)Ryznar指数或稳定指数指数或稳定指数(I(IR R) ) IR2pHspH IR4 .5 5 .05 .0 6 .06 .0 7 .07 .0 7 .57 .5 9 .09 .0 以 上水 的 倾 向严 重 结 垢轻 度 结 垢基 本 稳 定轻 微 腐 蚀较 严 重 腐 蚀严 重 腐 蚀表表19-2 19-2 稳定指数与水的特性的关系稳定指数与水的特性的关系 式中：pHsCaCO3饱和pH值42存在问题：存在问题： 它只反映了化学作用，没有涉及电化它只反映了化学作用，没有涉及电化学过程和严密的物理结晶过程；学过程和严密的物理结晶过程； 没

25、有考虑水中表面活性物质或络合离没有考虑水中表面活性物质或络合离子的影响；子的影响； 忽略了其他阳离子的错综平衡关系。忽略了其他阳离子的错综平衡关系。 43( (二二) Ca) Ca3 3(PO(PO4 4) )2 2水垢水垢 循环水中循环水中投加聚磷酸盐缓蚀剂投加聚磷酸盐缓蚀剂时，时，部分聚磷酸盐会部分聚磷酸盐会水解水解为正磷酸盐。为正磷酸盐。POPO4 43-3-与与CaCa2+2+可生成溶解度很小的可生成溶解度很小的CaCa3 3(PO(PO4 4) )2 2，附着在传热表面上形成磷，附着在传热表面上形成磷酸盐水垢。酸盐水垢。 441 1、磷酸盐水垢性质、磷酸盐水垢性质 外观灰白色，质地较

26、外观灰白色，质地较疏松疏松，水垢附着能力差，容，水垢附着能力差，容易易用捅、刷、刮、磨等方法用捅、刷、刮、磨等方法除去除去。 随着受热面的热流强度和金属温度升高，结垢加随着受热面的热流强度和金属温度升高，结垢加重，垢质也变得坚硬难除。重，垢质也变得坚硬难除。 与与CaCOCaCO3 3垢区别：不能在垢区别：不能在5 5以下稀酸中全部溶解，以下稀酸中全部溶解，需要加热助溶；或者在需要加热助溶；或者在1010以上稀酸中稍微加热使以上稀酸中稍微加热使之全溶。之全溶。 452 2、磷酸钙饱和、磷酸钙饱和pHpH值值(pH(pHp p) )判断法判断法 65. 0lg2lglg755.114tPOCaH

27、pHp式中：式中： CaH钙硬度钙硬度(以以CaCO3计计)，mg/L； PO4为磷酸盐浓度，为磷酸盐浓度，(以以PO43-计计)，mg/L； t温度，温度，。 46I IP PpHpHpHpHp p判断：判断： I IP P 0 0 产生产生CaCa3 3(PO(PO4 4) )2 2水垢；水垢； I IP P0 0 不发生结垢；（当水中加有不发生结垢；（当水中加有阻垢剂时，阻垢剂时，I IP P 0 9.5pH9.5之下运行之下运行。一方面因为自。一方面因为自然然pHpH值均值均9.59.5；另一方面，；另一方面，pHpH过高容易结过高容易结CaCOCaCO3 3和和CaCa3 3(PO(

28、PO4 4) )2 2垢。垢。 而应根据水质条件来选择。某些有腐蚀而应根据水质条件来选择。某些有腐蚀倾向的水可以选择高一些的运行倾向的水可以选择高一些的运行pHpH值，但值，但有些则不能选择过高的有些则不能选择过高的pHpH。有严重结垢倾。有严重结垢倾向的水质，甚至可以在酸性条件下运行。向的水质，甚至可以在酸性条件下运行。 (3) 根据水质条件选择合适的根据水质条件选择合适的pH值值 77(4) 调节调节pH可以和化学处理法配合使用可以和化学处理法配合使用 pH pH的改变，可以调节缓蚀剂和阻垢剂的改变，可以调节缓蚀剂和阻垢剂的用量。的用量。提高提高pHpH值，可以减少缓蚀剂的值，可以减少缓蚀

29、剂的用量，或者不加缓蚀剂，而增加阻垢剂用量，或者不加缓蚀剂，而增加阻垢剂的用量。的用量。降低降低pHpH则须增加缓蚀剂用量。则须增加缓蚀剂用量。合适的合适的pHpH值，可以改善化学处理法的运值，可以改善化学处理法的运行效果，节约缓蚀剂及阻垢剂用量。行效果，节约缓蚀剂及阻垢剂用量。 784、涂料覆盖法、涂料覆盖法 这种方法是在碳钢换热器的传热表面这种方法是在碳钢换热器的传热表面及封头上涂上防腐涂料，形成一层连续及封头上涂上防腐涂料，形成一层连续的牢固附着的薄膜，使金属与冷却水隔的牢固附着的薄膜，使金属与冷却水隔绝，避免受到腐蚀。绝，避免受到腐蚀。 795、电化学保护法、电化学保护法阴极保护法阴极

30、保护法 (1) (1) 护屏保护护屏保护 在需要保护的碳钢或换热器上，在需要保护的碳钢或换热器上，用电位用电位较低的锌、镁或其合金作为较低的锌、镁或其合金作为( (牺牲牺牲) )阳极，使阳极，使换热器受到保护换热器受到保护。被护屏保护的范围称为护。被护屏保护的范围称为护屏作用的半径。介质的电导率越大，则护屏屏作用的半径。介质的电导率越大，则护屏的作用半径越大。因此，此法更适合于海水，的作用半径越大。因此，此法更适合于海水，最适用于保护换热器的管板和封头。最适用于保护换热器的管板和封头。 80(2) (2) 外加电流保护法外加电流保护法 将将需要保护的碳钢设备接到直流电源的负极上需要保护的碳钢设

31、备接到直流电源的负极上，在正极上接上辅助阳极如石墨、炭精等，使碳钢设在正极上接上辅助阳极如石墨、炭精等，使碳钢设备在外加电流作用下备在外加电流作用下变成阴极变成阴极而受到保护。这种方而受到保护。这种方法需要耗电能。只法需要耗电能。只适用于形状简单的换热器适用于形状简单的换热器，如蛇，如蛇管或排管换热器之类。管或排管换热器之类。 8119-5 微生物及其控制微生物及其控制 82一、微生物引起腐蚀的原因一、微生物引起腐蚀的原因1 1、微生物的代谢产物对金属的腐蚀、微生物的代谢产物对金属的腐蚀 硫细菌；利用硫细菌；利用DODO将硫化物和硫磺氧化为将硫化物和硫磺氧化为H H2 2SOSO4 4；硝化细

32、菌和亚硝化细菌利用；硝化细菌和亚硝化细菌利用DODO依次依次将氨氧化为将氨氧化为HNOHNO2 2和和HNOHNO3 3；藻类呼吸产生；藻类呼吸产生COCO2 2等都会等都会降低冷却水的降低冷却水的pHpH。 有些产物会影响金属的有些产物会影响金属的EhEh，使缓蚀处理，使缓蚀处理失效。失效。832 2、形成氧浓差电池腐蚀、形成氧浓差电池腐蚀 由微生物代谢作用引起氧和其他化合物的消耗，由微生物代谢作用引起氧和其他化合物的消耗，从而从而形成浓差电池形成浓差电池。 在氧浓差电池中，缺氧区的金属表面成为阳极，在氧浓差电池中，缺氧区的金属表面成为阳极，发生金属的溶解；有氧区的金属表面成为阴极，发生金属

33、的溶解；有氧区的金属表面成为阴极，发生发生氧去极化作用氧去极化作用。3 3、阴极去极化作用、阴极去极化作用 在缺氧条件下，含有氢化酶的在缺氧条件下，含有氢化酶的SRB(SRB(硫酸盐还原硫酸盐还原菌）可以从菌）可以从铁铁的阴极表面除掉的阴极表面除掉H H原子，并利用它使原子，并利用它使硫酸盐还原，从而加快阴极反应，促进阳极溶解，硫酸盐还原，从而加快阴极反应，促进阳极溶解，加速腐蚀。加速腐蚀。84二、微生物腐蚀机理二、微生物腐蚀机理阳极：阳极：4Fe 4Fe4Fe 4Fe2+2+8e+8e- -阴极：阴极：8H8H+ +8e+8e- - 8H 8H阴极去极化：阴极去极化： SOSO4 42-2-

34、+8H S+8H S2-2-+4H+4H2 2O O腐蚀产物：腐蚀产物：4Fe+SO4Fe+SO4 42-2-+4H+4H2 2O FeS+3Fe(OH)O FeS+3Fe(OH)2 2+2OH+2OH- - 1 1、厌氧腐蚀、厌氧腐蚀 厌氧腐蚀主要是厌氧腐蚀主要是SRBSRB细菌和它们的活动产生的硫化物所致。细菌和它们的活动产生的硫化物所致。 这是经典的去极化理论，是这是经典的去极化理论，是Von Wolgozen KuhrVon Wolgozen Kuhr等人等人在在19341934年提出。最近又有一些新的理论提出，如生物硫年提出。最近又有一些新的理论提出，如生物硫化作用、金属与硫化铁膜之

35、间电池的形成、元素硫的作化作用、金属与硫化铁膜之间电池的形成、元素硫的作用、磷化铁的作用、阳极局部酸化等。用、磷化铁的作用、阳极局部酸化等。852 2、好氧腐蚀、好氧腐蚀 腐蚀性好氧菌主要是铁细菌、硫氧化腐蚀性好氧菌主要是铁细菌、硫氧化菌和腐生菌以及其它一些真菌。菌和腐生菌以及其它一些真菌。863 3、粘稠性生物膜引起的腐蚀、粘稠性生物膜引起的腐蚀 循环水中繁殖的大部分细菌都能分泌粘循环水中繁殖的大部分细菌都能分泌粘性物质使其固着在物体表面，并粘附黏土、性物质使其固着在物体表面，并粘附黏土、垢物、腐殖质和碎片等颗粒物质，在管道垢物、腐殖质和碎片等颗粒物质，在管道表面形成了生物膜。当这些细菌在金

36、属表表面形成了生物膜。当这些细菌在金属表面分裂和新陈代谢时，常形成氧浓差和其面分裂和新陈代谢时，常形成氧浓差和其它浓度差电池，在它浓度差电池，在金属表面金属表面形成阳极区和形成阳极区和阴极区，阴极区，造成局部腐蚀造成局部腐蚀。另外，在。另外，在膜内部膜内部成为无氧环境，创造了成为无氧环境，创造了SRBSRB生存环境，生存环境，形成形成SRBSRB的厌氧腐蚀的厌氧腐蚀。874 4、其它微生物引起的腐蚀、其它微生物引起的腐蚀 藻类为细菌提供食物及繁殖和栖息场所，藻类为细菌提供食物及繁殖和栖息场所，还会造成结垢，提高局部充气电池，氧浓还会造成结垢，提高局部充气电池，氧浓差电池等带来的腐蚀作用。污垢的

37、底部形差电池等带来的腐蚀作用。污垢的底部形成由成由SRBSRB诱发的厌氧腐蚀。诱发的厌氧腐蚀。 88三、三、 微生物控制微生物控制 控制微生物的数量不是根本目的，主要目的控制微生物的数量不是根本目的，主要目的是控制微生物粘泥及其带来的污垢和腐蚀的危是控制微生物粘泥及其带来的污垢和腐蚀的危害。从某种意义上说，我们是要和微生物和平害。从某种意义上说，我们是要和微生物和平共处，只是要控制其数量，限制其活动。共处，只是要控制其数量，限制其活动。 工业循环冷却水处理设计规范工业循环冷却水处理设计规范(GB 50050-(GB 50050-95)95)规定：敞开式系统循环冷却水中的异养菌数规定：敞开式系统

38、循环冷却水中的异养菌数宜小于宜小于5 510105 5个个/mL/mL，粘泥量宜小于，粘泥量宜小于4mL/m4mL/m3 3。 89控制方法控制方法 1 1、加强原水前处理，改善补充水水质、加强原水前处理，改善补充水水质2 2、化学杀生法、化学杀生法3 3、生物杀生技术、生物杀生技术4 4、冷却塔的防护、冷却塔的防护5 5、定期改变水温、流速和含盐量、定期改变水温、流速和含盐量6 6、系统设计、运行设施、系统设计、运行设施901 1、加强原水前处理，改善补充水水质、加强原水前处理，改善补充水水质 (1) (1) 混凝沉淀法混凝沉淀法 常采用铝、铁盐混凝剂或高分子絮凝剂常采用铝、铁盐混凝剂或高分

39、子絮凝剂( (如如PAM)PAM)在澄清池中进行混凝处理。混凝处理的主要作用是在澄清池中进行混凝处理。混凝处理的主要作用是使使SSSS沉淀，降低水的浑浊度，也能去除部分微生物。沉淀，降低水的浑浊度，也能去除部分微生物。 (2) (2) 过滤法过滤法 地面水或地下水通过装有石英砂、无烟煤或活性地面水或地下水通过装有石英砂、无烟煤或活性炭等滤料的过滤器，在除去炭等滤料的过滤器，在除去SSSS的同时，也滤去许多的同时，也滤去许多微生物和粘泥。微生物和粘泥。 (3) (3) 其它其它 原水中含有较多的油和氨等营养物质时，须增加原水中含有较多的油和氨等营养物质时，须增加除油、除氨工艺。除油、除氨工艺。912 2、化学杀生法、化学杀生法 是指向循环冷却水系统中投加无机或是指向循环冷却水系统中投加无机或有机的化学药剂，杀死或抑制微生物生长有机的化学药剂，杀死或抑制微生物生长繁殖，从而控制微生物。繁殖，从而控制微生物。杀生剂或称杀菌剂、抑菌剂或杀菌灭藻剂。杀生剂或称杀菌剂、抑菌剂或杀菌灭藻剂。杀生剂一般间歇投加，冲击处理。杀生剂一般间歇投加，冲击处理。