循环冷却水处理技术

一、基本概念1

（一）冷却水系统组成1

1.工业冷却为什么用水作换热冷媒介质？1

2.工业冷却水对水质有什么要求？1

3.冷却水系统分为哪几种类型？各有什么特点？2

4.敞开式循环冷却水系统可以分为哪几类？4

5.闭式冷却塔的工作原理是什么？有何优点？5

6.闭式冷却塔如何分类？5

7.闭式冷却塔如何防冻？6

8.冷却塔有几种类型？各有什么特点？7

9.冷却塔的主要构造有哪些？8

10.冷却塔主要配水系统的类型及其工作原理是什么？9

11.循环水通过哪些途径实现散热的？10

12.淋水装置的主要类型及各自传热有什么特点？11

13.进风口面积如何选择？12

14.什么是换热器和水冷却器？12

15.换热器有哪些种类？13

16.什么是夹套式换热器？13

（二）循环冷却水冷却机理及工艺14

17.什么是湿空气？湿式冷却塔是如何冷却循环水的？14

18.什么是相对湿度？什么是比湿度？15

19.什么是干球温度和湿球温度？它们对冷却塔的冷却效率有何影响？15

20.冷却水在循环过程中有哪些水量损失？16

21.冷却循环水的浓缩倍数是什么？16

22.为什么要进行旁流水处理？旁流水处理的主要内容有哪些？17

23.影响冷却塔设计能力的因素有哪些？17

24.冷却塔如何选型？18

25.如何设计冷却塔？18

26.冷却塔的设计需要注意什么？19

27.冷却塔出水的集水设备如何设计？22

28.冷却塔发展的技术方向是什么？22

29.敞开式循环冷却水系统设计时应该注意什么？24

30.密闭式循环冷却水系统设计时应该注意什么？24

31.什么是循环冷却水制冷装置？该装置有什么优点？25

32.什么是循环冷却水热流密度？循环冷却水流速和热流密度各应满足什么要求？26

（三）循环冷却水水质要求及处理26

33.循环冷却水处理的一般都有哪些流程？26

34.循环冷却水系统对补充水的水质要求有哪些物理性指标和盐类指标？28

35.循环冷却水系统对补充水的水质要求还有哪些指标？29

36.如何选择循环冷却水处理设计方案？30

37.循环冷却水补充水水量、水温如何确定？如何分析补充水水质？30

38.循环冷却水的水质指标有哪些？31

39.悬浮物去除的主要方法是什么？34

40.什么是凝聚作用？34

41.水温、pH值和碱度对混凝效果有什么影响？35

42.水质（浊度）对混凝效果有什么影响？36

43.常见的混凝剂可以分为哪几类？36

44.铝盐混凝剂有哪些？各有什么特性？37

45.铁盐混凝剂有哪些？各有什么特性？38

46.什么是聚合氯化铝混凝剂？38

47.什么是聚铁混凝剂？39

48.什么是聚丙烯酰胺混凝剂？40

49.什么是助凝剂？助凝剂主要有哪几类？41

50.除铁的具体方法有哪些？41

51.除铁的石灰碱化法是什么？如何配制石灰药剂？42

52.当铁在水中形成胶体时应用什么方法除去？43

53.什么是阳离子交换法？44

54.如何进行离子交换剂的再生？44

55.新树脂如何处理？阴阳离子交换树脂混杂后如何处理？45

56.树脂的使用对温度有何要求?46

57.树脂发生硅污染和铁污染分别应该如何处理？46

58.树脂发生悬浮物污堵和硫酸钙沉淀应该如何处理？47

59.树脂发生有机物污染应该如何处理？47

60.树脂在储存与运输过程中要注意什么？48

61.除锰的具体方法有哪些？49

62.软化的具体方法有哪些？50

63.为什么循环冷却水的节水工作很重要？51

64.循环冷却水处理的目的是什么？52

二、循环冷却水系统的结垢及其控制54

（一）水垢的种类及趋势判断54

65.冷却循环水系统的沉积物主要分为几类？54

66.污垢的主要成分是什么？55

67.冷却水系统中的污垢有哪些危害？55

68.什么是换热设备的污垢热阻值和腐蚀率？二者各应满足什么要求？56

69.污垢形成的影响因素有哪些?56

70.何谓朗格利尔指数？57

71.热交换器的结构形状与水流状态对沉积结垢有什么影响？58

72.水质是如何失去稳定的？怎样判别？58

73.水垢和腐蚀产物的主要成分分别是什么？59

74.分析污垢的成分如何将试样充分溶解？60

75.碳酸盐水垢的主要性状和化学组成是什么？61

76.如何鉴别碳酸盐水垢？62

77.磷酸盐水垢的来源和基本性状是什么？63

78.磷酸盐水垢的组成和判断方法是什么？64

79.硅酸盐水垢与硫酸盐水垢的来源、基本性状和组成是什么？64

80.如何鉴别硅酸盐水垢和硫酸盐水垢？65

81.腐蚀产物(铁铜的氧化物)的基本性状、组成是什么？66

82.腐蚀产物的判断方法是什么？67

（二）水垢的控制技术68

83.冷却水防垢通常有哪些方法？这些方法的原理分别是什么？68

84.离子交换树脂有哪些基本类型？什么是强酸性阳离子树脂？什么是弱酸性阳离子树脂？68

85.什么是强碱性阴离子树脂？什么是弱碱性阴离子树脂？69

86.离子交换树脂可以转型吗？70

87.凝胶型和大孔型离子树脂各有什么特点？70

88.什么是离子交换树脂的交换容量？71

89.离子交换树脂的选择吸附性？72

90.树脂的粒径和密度对其工作属性有什么影响？73

91.影响离子交换树脂工作性能的属性还有哪些？74

92.离子交换树脂的型号中字符的含义是什么？75

93.什么是混床？77

94.混床如何再生？77

95.控制污垢的方法有哪些？78

96.循环冷却水浊度变化的主要因素有哪些？80

97.旁流量如何计算？80

98.控制碳酸钙水垢的方法中除去成钙离子的方法有哪些？81

99.稳定重碳酸盐的方法有哪些？82

100.如何清除供水管中的污垢？82

101.如何清除冷却管中的污垢？83

102.什么是胶球法除垢？83

103.什么是被膜加药罐法？84

（三）阻垢分散剂及其在水处理中的应用85

104.什么是阻垢剂？阻垢剂有什么作用？85

105.阻垢剂可以分为哪几类？86

106.什么叫聚合电解质？86

107.什么是聚磷酸盐阻垢剂？87

108.什么是羟基亚乙基二膦酸阻垢剂？87

109.什么是乙二胺四亚甲基四膦酸阻垢剂？88

110.什么是氨基三亚甲基膦酸阻垢剂？88

111.什么是聚羧酸阻垢剂？89

112.什么是聚丙烯酸阻垢剂？什么是聚甲基丙烯酸阻垢剂？90

113.聚丙烯酸和丙烯酸共聚物性能有什么差别？90

114.常用的丙烯酸的共聚物阻垢剂有哪些？91

115.什么是水解聚马来酸酐？92

116.什么是马来酸酐-丙烯酸共聚物？93

117.什么是苯乙烯磺酸-马来酸(酐)共聚物？93

118.什么是氨基化合物阻垢剂？94

119.什么是氮三化合物类阻垢剂？94

120.什么是磺酸类共聚物阻垢剂？95

121.磺酸类共聚物阻垢剂目前发展状况如何？96

122.含磺酸盐共聚物是如何阻垢的？97

123.如何制取含磺酸盐共聚物？98

124. AMPS共聚物的阻垢分散效果如何？98

125. AA/MBSN/HPA共聚物的阻垢分散效果如何？99

126.磺酸盐共聚物的阻垢分散效果如何？100

127.什么是全有机配方？100

128.臭氧是如何起到阻垢作用的？101

129.常用的阻垢剂配方有哪些？102

（四）无污染水垢控制技术102

130.无污染防垢技术有哪些？102

131.什么是水的磁化处理？103

132.磁化处理对水质有何影响？103

133.什么电磁抗垢？104

134.影响磁化处理效果的因素有哪些？105

135.水的磁化处理水垢控制技术有什么经济意义？107

136.水的磁化处理水垢控制技术有什么社会意义？107

137.磁化水处理器是如何分类的？各种水处理器有什么特点？108

138.磁化水处理器的主要功能有哪些？109

139.磁化水处理器的运行受到哪些因素的限制？110

140.电磁防垢的应用范围是什么？110

141.电磁防垢的发展趋势是什么？111

142.静电处理设备是如何进行水处理的？112

143.什么是水的高频电磁场法处理？113

144.什么是超声波处理？113

145.超声波处理的机理是什么？114

三、循环冷却水系统的腐蚀及其控制116

（一）冷却水系统金属腐蚀的机理116

146.金属腐蚀是怎样的一个过程？116

147.什么叫极化作用和去极化作用？117

148.电池的极化作用有几种？117

149.什么是腐蚀速率？118

（二）冷却水系统金属腐蚀的形态与影响因素119

150.金属腐蚀按照腐蚀原理如何分类？119

151.金属腐蚀按照氧化还原反应如何分类？120

152.金属腐蚀按照腐蚀形态如何分类？120

153.什么是敏化作用？121

154.什么是电偶腐蚀？122

155.什么是微生物腐蚀？122

156.什么是氧浓差腐蚀电池？123

157.水中溶解氧对腐蚀有什么影响？124

158.水流速率对腐蚀有什么影响？124

159.什么是全面腐蚀？什么是局部腐蚀？125

160.什么是磨损腐蚀？什么是腐蚀疲劳？什么是氢脆？125

161.什么是点蚀？126

162.点蚀的危害有哪些？127

163.什么是缝隙腐蚀？防止缝隙腐蚀的方法有哪些？128

164.什么是晶间腐蚀？防止晶间腐蚀的方法有哪些？128

165.什么是应力腐蚀？应力腐蚀发生的条件是什么？129

166.应力腐蚀是怎么样的一个过程？防止应力腐蚀的方法有哪些？129

167.不锈钢的耐腐蚀性能和什么有关？130

168.常用耐蚀材料有哪些？131

（三）冷却水系统金属腐蚀的控制133

169.金属腐蚀的控制有哪些主要方法？133

170.冷却水中提高pH值有什么方法？曝气法有什么优点？133

171.新型耐蚀换热器有哪些？它们各有什么优缺点？134

172.防腐涂料如何起到防腐作用的？常见的防腐阻垢涂料有哪些？135

173.什么是阴极保护？135

174.什么是牺牲阳极法？137

175.什么是渗铝法？137

176.什么是发黑工艺？138

177.常用的发黑药剂有什么？138

178.冷却水防腐涂料有哪些特点？139

179.防腐涂料的作用机理是什么？140

180.什么是评价防腐涂料的“人工老化”试验？141

181.防腐涂料覆盖法之前的材料表面处理有哪些？141

182.防腐涂料的涂装作业要注意什么？143

183.如何选用防腐涂料？144

184.防腐涂料如何进行涂装设计？145

185.使用防腐涂料法进行金属防护，从金属本身角度看该如何着手？145

186.使用防腐涂料法进行金属防护，从介质角度看该如何着手？146

187.防腐涂料的发展方向是什么？147

188.如何控制有害细菌的生长？148

189.常用的塑料换热器有哪些？有什么特点？150

（四）冷却水缓蚀剂及其研制151

190.什么是缓蚀剂？151

191.缓蚀剂是如何分类的？发展方向如何？152

192.冷却水缓蚀剂应具备哪些条件？152

193.选择缓蚀剂基本原则是什么？153

194.缓蚀剂是如何发挥缓蚀作用的？153

195.什么是氧化膜型缓蚀剂？154

196.什么是沉淀膜型缓蚀剂？155

197.什么是吸附膜型缓蚀剂？156

198.什么是缓蚀剂的吸附作用和电极抑制作用？156

199.有机膦酸类缓蚀剂有哪几种？什么是PBTCA缓蚀剂和HPA缓蚀剂？157

200.什么是POCA缓蚀剂？什么是共聚物缓蚀剂？158

201.常用的水溶性缓蚀剂有哪些？159

202.常用的油溶性缓蚀剂有哪些？160

203.常用的气相型缓蚀剂有哪些？161

204.什么是聚磷酸盐缓蚀剂？162

205.常用的聚磷酸盐缓蚀剂有哪些？其缓蚀机理是什么？163

206.硅酸盐缓蚀剂有哪些优缺点？164

207.什么是亚硝酸盐缓蚀剂？164

208.什么是正磷酸盐缓蚀剂？164

209.什么是钼酸盐缓蚀剂？钼酸盐缓蚀剂有哪些优缺点？165

210. pH值对钼系缓蚀剂效果有何影响？166

211. Cl-浓度对钼系缓蚀剂效果有何影响？166

212.什么是钨酸盐缓蚀剂？167

213.什么是锌盐缓蚀剂？168

214.锌盐缓蚀剂如何使用？有哪些优缺点？168

215.常用的唑类缓蚀剂有哪些？169

216.什么是全有机配方缓蚀剂？170

217.为什么要研究绿色水处理剂？绿色水处理剂

主要有哪些？171

218.绿色水处理剂主要有哪些？171

219.什么是聚环氧琥珀酸（PESA）水处理剂？172

220.化学清洗缓蚀剂的基本要求是什么？172

221.如何进行缓蚀剂的筛选试验？173

222.常用的配方缓蚀剂有哪些？其中磷系缓蚀剂具体配方都是什么？174

223.什么是硫酸亚铁造膜处理？175

224.什么是缓蚀剂的增效作用？175

四、循环冷却水系统中微生物的控制177

（一）循环冷却水系统的微生物相177

225.循环冷却水中的微生物主要有哪些种类？什么是病毒和细菌？177

226.什么是真菌、藻类和原生动物？178

227.对冷却水系统影响较大的细菌有哪几类？什么是铁细菌和硫细菌？179

228.什么是硝化细菌和产黏泥细菌？179

229.循环冷却水系统中微生物的危害主要有哪些？180

230.各种金属的耐腐蚀性如何？181

231.微生物黏泥是如何产生的？182

232.黏泥造成的危害有哪些？182

233.为什么黏泥加速腐蚀？183

234.微生物黏泥的化学组成是什么？184

235.影响黏泥产量的因素有哪些？184

（二）循环冷却水系统微生物的控制186

236.如何测定总细菌数？186

237.测定总细菌数的具体步骤是什么？186

238.黏泥附着量是如何测定的？187

239.怎样通过化学分析了解循环冷却水系统中微生物的动向？187

240.怎样通过物理观测了解循环冷却水系统中微生物的动向？188

241.菌藻检测的方法有哪些？189

242.循环冷却水系统中有哪些常见的危害细菌？190

243.什么是铁细菌？191

244.什么是硫氧化细菌？其特性如何？191

245.硫酸盐还原菌有什么特性和危害？193

246.如何培养与鉴定铁细菌？193

247.如何培养与鉴定硫细菌？194

248.检测水中的微生物有哪些基本的方法？195

249.什么是活细胞计数法？195

250.检测水中的微生物有哪些较新的方法？196

251.什么是颜色改变单位法？196

252.什么是显微直接计数法和平板计数法？197

253.如何使用血球计数板计数？198

254.显微直接计数法的具体步骤是什么？198

255.什么是稀释平板测数法？199

256.混合平板培养法的具体步骤是什么？200

257.涂抹平板计数法的具体步骤是什么？201

258.什么是最大或然数(MPN)计数法？201

259.最大或然数(MPN)计数法的具体试验步骤是什么？使用该法有什么要注意的？202

260. MPN计数法适用的微生物生理群主要有哪些？203

261.如何判断冷却水中的微生物有无形成危害？204

262.循环冷却水中微生物的物理控制方法有哪些？205

263.什么是物理场控制法？206

264.循环冷却水中微生物的生物控制方法有哪些？206

（三）循环冷却水杀生剂及其应用207

265.什么是杀生剂？杀生剂是如何分类的？207

266.国内主要生产的冷却水用杀生剂有哪些？208

267.优良杀生剂应该具备什么属性？210

268.如何选择杀生剂？210

269.什么是氯气杀生剂？211

270.氯气杀生剂有何特点？212

271.什么是余氯？212

272.什么是二氧化氯（ClO2）杀生剂？213

273.氯气杀生剂与二氧化氯对pH值各有怎样的适应能力？214

274.氯气与二氧化氯水中的溶解氨各有怎样的适应能力？214

275.什么是过氧化物杀生剂和溴类杀生剂？215

276.臭氧杀生剂有何特点？216

277.什么是季铵盐杀生剂？杀生效果如何？216

278.有机高分子季铵盐杀生剂有什么特点？217

279.什么是异噻唑啉酮杀生剂？杀生效果如何？218

280.什么是戊二醛杀生剂？219

281.什么是季盐杀生剂？219

282.什么是四羟烷基硫酸（THPS）杀生剂？220

283. THPS的合成方法有哪些？220

284. THPS有什么优点？221

285.为何需要测定非氧化性杀生剂的毒性？222

286.冷却水用杀菌剂发展方向是什么？222

五、循环冷却水系统的清洗和预膜224

（一）物理清洗224

287.循环冷却水系统进行水清洗时，有哪些指标要注意？224

288.什么是物理清洗？224

289.常见的物理清洗有哪几种？225

290.什么是高压射流清洗技术？226

291.什么是定压爆破吹扫技术？226

292.基本的刮刷清理有什么？227

293.常见的机械性物理清洗有哪几种？227

294.有机溶剂清洗去污有什么具体应用？228

295.表面活性剂去污有什么具体应用？229

（二）化学清洗与钝化230

296.需要清洗的沉淀物主要有哪些来源？230

297.清洗一般的程序是什么？230

298.换热系统进行水清洗时，有哪些方面要注意？231

299.什么是碱清洗法？231

300.什么是酸清洗法？232

301.酸清洗法常用的酸有哪些？233

302.一般热交换器的酸清洗用什么酸浓度？234

303.什么是表面活性剂？如何分类？235

304.常用化学清洗剂的配方有哪些？235

305.常用的冷却水处理设备酸洗除锈除垢剂的配方有哪些？236

306.常用的络合剂清洗剂有哪些？236

307.什么是氢氟酸清洗剂？237

308.什么是EDTA盐类清洗剂？238

309.清洗操作中如何防止与消除微生物膜？238

310.怎样不停车清洗水冷却器中的黏泥？239

311.清洗工艺有哪些安全设计？240

312.清洗过程中有哪些安全注意事项？241

313.不同水垢如何进行针对性处理？241

314.化学清洗中如何进行全过程质量管理？243

315.新设备应该如何清洗？244

316.老设备应该如何清洗？244

（三）钝化和预膜245

317.为什么进行钝化处理？245

318.钝化工艺是如何实现金属钝化的？246

319.常用钝化剂的配方有哪些？247

320.常用的预膜剂有哪些？248

321.聚磷酸盐是如何成膜的？248

322.聚磷酸盐与锌盐的配比对聚磷酸盐成膜有什么影响？249

323. pH值对聚磷酸盐成膜有什么影响？249

324.钙离子对聚磷酸盐成膜有什么影响？250

325.预膜温度对聚磷酸盐成膜有什么影响？250

326.什么是磷酸盐转化膜？251

327.什么是铁的氧化物转化膜？252

328.为什么要进行预膜处理?252

329.常用预膜剂的配方有哪些？253

330.如何选择预膜的时机?253

六、循环冷却水系统的运行管理255

（一）水质管理与加药管理255

331.为什么要控制循环冷却水的浓度倍数？255

332.提高浓缩倍数为什么可以节水？如何测定浓缩倍数？255

333.循环水系统pH值降得过低有什么危害？如何处理？256

334.循环系统供水压力突降的原因是什么？如何处理？257

335.水处理加药装置其测控系统有哪些？257

336.常用的自动加药系统有哪些？258

337.什么是流量比例自动加药系统？259

338.利用pH值、电导率、余氯控制的自动加药系统各是怎样的？260

339.什么是污泥浓度计复合控制自动加药系统？261

340.什么是游动电流仪复合控制自动加药系统？262

341.实际工程中游动电流仪如何实现自动加药的？263

342.加药位置如何选择？投药量如何计算？264

（二）循环冷却水水质与系统监测265

343.日常运行中，冷却水需要监测哪些指标？265

344.监测工作中可能引起水样水质变化的原因有哪些？265

345.针对水样有哪些防护措施？266

346.什么是试片法检测腐蚀？267

347.试片法有什么优缺点？268

348.通常监测频率是什么？268

349.工业水系统中泡沫是如何产生的？269

350.泡沫的危害有哪些？269

351.消泡剂的种类有哪些？270

352.如何加强循环水系统的日常管理？271

353.化学清洗的安全保证体系应该包括哪些部分？272

354.化学清洗的质量保证体系应该包括哪些部分？273

附录275

附录一工业循环冷却水处理设计规范

(GB 50050—2007）275

附录二城市污水再生利用工业用水水质

（GB/T 19923—2005）303

参考文献309

本套丛书的主要读者群为初、中级环境工程职业技术人员。采用问答的形式。每一分册知识点的选择都经过了反复推敲，力求只把读者最需要的知识和必须掌握的技术与技能提炼出来；每个问题的解答则尽量做到准确、精练、通俗易懂。本套丛书可作为环境保护职业教育的培训教材。