循环冷却水在使用之后，水中的Ca2+、Mg2+、Cl－、SO42-等离子，溶解固体和悬浮物相应增加，空气中污染 物如灰尘、杂物、可溶性气体以及换热器物料泄露等，均可进入循环冷却水，使循环冷却水系统中的设备和管道腐蚀、结垢，造成换热器传热效率降低，过水断面减少，甚至使设备管道腐蚀穿孔。循环冷却水系统中结垢、腐蚀和微生物繁殖是相互关联的，污垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蚀，而腐蚀产品又形成污垢，要解决循环冷却水系统中的这些问题，必须进行综合治理。
对循环水处理系统工程进行分析。
一、工程概况
扬子巴斯夫苯乙烯合资工厂是扬子石化公司和德国巴斯夫公司合资建设的工厂，由13万t/a乙苯(EB)、12万t/a苯乙烯(SM)和10.2万t/a聚苯乙烯(PS)装置及其相应的配套辅助生产设施和公用工程系统组成。工程总投资约18亿元人民币，于1997年10月正式投产运行。其循环水站的设计规模为15000m3/h，循环冷却给水温度t2=33℃、回水温度t1=43℃，冷却温差Δt=10℃。循环冷却水系统为敞开式，设计选用仿玛利600型横流式机械通风冷却塔，共3组6格，其配套风机为L85A型轴流风机。
二、 循环冷却水处理的基本要素
1．热交换设备对污垢热阻和腐蚀率的要求
扬子巴斯夫苯乙烯合资工厂的热交换设备对污垢热阻和腐蚀率的要求如下：
污垢热阻：1.72×10-4～3.44×10-4m2.K/W；腐蚀率：0.125mm/a。
2．补充水的水质指标
循环冷却水系统的补充水为扬子石化公司的工业用水，其水质指标如下：
温度＜34℃；pH值8～8.2；浊度≤2mg/L；甲基橙碱度(以CaCO3计)：86mg/L；总固体：146mg/L；溶解固体：132mg/L；总硬度(以CaCO3计)：100mg/L；重碳酸盐硬度(以CaCO3计)：85.5mg/L；游离CO2：2.2mg/L；HCO-3：104.9mg/L；Cl-：9.57mg/L；SO2-4：24.0mg/L；F-：0.08mg/L；SiO2：12.4mg/L；PO3-4：0.02mg/L；CO2-3：无；K+：1.6mg/L；Na+：8.2mg/L；NO-3：2.0mg/L；Ca2+：29.4mg/L；Mg2+：6.21mg/L；总Fe：0.077 mg/L；Cu2+：0.012mg/L；溶解氧：9.52mg/L；CODMn：2.32mg/L；油：1.0mg/L。
3．循环冷却水的水质标准
循环冷却水的水质标准执行《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-95)，具体如下：
悬浮物≤10mg/L；pH值：7.0～9.0；甲基橙碱度≤500mg/L；Ca2+：30～200mg/L；Fe2+<0.5mg/L；Cl-≤300mg/L；SO2-4与Cl-之和≤1 500mg/L；硅酸(以Mg2+×SiO2计)＜15 000mg/L；游离氯：0.5～1.0mg/L；石油类＜5mg/L。
4．循环冷却水处理的内容
循环冷却水系统由6个流程组成，除主流程外，其余5个流程分别为加药流程、加氯流程、加酸流程、监测换热流程和旁流流程。
(1)主流程：循环冷却水系统的补充水为扬子石化公司的工业用水，5台循环水泵(3用2备)由冷却塔塔下水池吸水加压后进入循环冷却给水管，用于供应工艺装置的冷却用水。循环冷却回水则通过循环冷却回水管返回循环水站，经冷却塔的配水系统均匀分布后，在冷却塔内自上而下进行气水换热降温，冷却后进入塔下水池，再经循环水泵加压供出。如此循环往复。
(2)加药流程：为控制循环冷却水流经的管道和热交换设备的腐蚀、结垢，必须向循环冷却水投加缓蚀阻垢药剂。另外，在系统正常运行之前，必须先投加预膜剂，使金属表面形成一层完好的缓蚀的保护膜。本系统中，药剂原液通过自吸泵或人工搬运送入贮药罐，然后按一定比例加入稀释水(工业水或循环冷却水)，或者直接将原液搅拌后自流进入药剂溶液罐，再由2台计量泵(1用1备)将药液送入冷却塔塔下水池。
(3)加氯流程：为控制菌藻类等微生物的繁殖，必须向循环冷却水投加杀生剂。本系统中，设计选用的杀生剂为液氯。氯气从氯瓶中蒸发，依次经过氯气过滤器、真空调节器、加氯控制柜，最终通过水射器送入冷却塔塔下水池。本系统还包括一个在线余氯分析仪，控制余氯0.5～1.0mg/L，同时在线余氯分析仪与加氯机联锁，可实现连续自动加氯。设计2套加氯系统，1用1备，可自动或人工切换。
(4)加酸流程：循环冷却水系统在每次正常运行之前，应对系统进行酸洗；另外，在系统正常运行的过程中，为保证缓蚀阻垢剂处理效果而需降低系统pH值时，也进行加酸处理。本系统中，设计选用的浓硫酸通过硫酸泵进入硫酸贮罐中，然后通过水射器送入冷却塔塔下水池。
(5)监测换热流程：循环冷却水系统在正常运行的过程中，应采用必要的监测手段，以随时掌握循环冷却水处理的效果，并根据监测所得的数据及时采取相应的措施，以期达到良好的效果。本系统中，在循环冷却给水管的旁路上设置了一个模拟工艺装置热交换设备的小型热交换器(监测换热器)，其热源为低压饱和蒸气。在监测换热器的循环冷却回水管上安装挂片，通过对挂片的定期化验分析，可以推断循环冷却水流经的管道和热交换设备的腐蚀、结垢状况。
(6)旁流流程：旁流的目的是保持循环冷却水水质，使系统在满足浓缩倍数的条件下有效、经济地运行。在高浓缩倍数条件运行时，可减少补充水量和排污水量，减轻对环境的污染。本系统中，约2.5%的循环冷却回水流经2组全自动无阀过滤器，滤后水进入冷却塔塔下水池。2组全自动无阀过滤器利用虹吸原理可实现自动反冲洗。