冷水机循环水系统的水质状况是影响设备性能的 “隐形之手”。即使定期进行联合清洗，若忽视日常水质管理，系统仍会快速积累污垢、滋生微生物，导致换热效率下降、能耗攀升。科学的水质管理通过持续监控关键指标、精准投放处理药剂、优化补水排水策略，能从源头减少污染物生成，使清洗周期延长 50% 以上，是循环系统长期高效运行的基础保障。

一、关键水质指标的监控与标准

（一）核心指标及控制范围

1. 硬度（钙镁离子浓度）

硬度过高是水垢生成的主要原因，循环水总硬度应控制在 200-400mg/L（以 CaCO₃计）。超过 500mg/L 时，需进行软化处理（如离子交换或添加阻垢剂）。某印刷厂因使用未处理的地下水（硬度 650mg/L），3 个月内冷凝器管壁形成 1mm 厚水垢，制冷量下降 30%。

2. pH 值

最佳范围为 7.5-8.5（弱碱性）。pH＜7 会加速金属腐蚀（碳钢腐蚀速率增加 2-3 倍）；pH＞9 则易导致钙镁离子沉淀，形成水垢。需通过添加酸 / 碱调节剂稳定 pH 值，每次调整幅度不超过 0.5。

3. 浊度

反映水中悬浮杂质含量，应≤10NTU（散射浊度单位）。浊度过高（＞20NTU）会导致管道淤积、微生物滋生，需加强过滤或增加排污量。纺织厂等多尘环境需配备精度 5μm 的过滤器，降低浊度至 5NTU 以下。

4. 微生物总数

冷却塔水体中异养菌总数应≤10⁵CFU/mL，超过 10⁶CFU/mL 时会形成生物粘泥。需定期检测并投加杀菌剂，尤其夏季高温时，微生物繁殖速度可增加 3-5 倍，需加大投加频率。

（二）监控频率与方法

• 日常指标（pH 值、浊度）：每日检测 1 次，使用便携式检测仪现场读数；

• 关键指标（硬度、微生物）：每周检测 1 次，委托第三方实验室或使用专用试剂盒；

• 全面分析（药剂浓度、腐蚀速率）：每月 1 次，评估系统整体状态。

某电子厂建立水质监控台账，连续 3 周发现微生物指标超标后及时处理，避免了生物粘泥堵塞事故。

二、水质处理药剂的选择与应用

（一）阻垢剂：预防水垢生成

1. 有机膦酸盐（如 ATMP、HEDP）：适用于高硬度水质，通过螯合钙镁离子阻止水垢结晶，投加浓度 50-100mg/L；

2. 聚羧酸类（如 PAA、HPMA）：适合中等硬度水质，分散水中悬浮颗粒，抑制水垢附着，与膦酸盐复配使用效果更佳；

3. 环境友好型阻垢剂（如聚天冬氨酸）：可生物降解，适合对环保要求高的场所（如食品、医药行业），成本比传统药剂高 30%-50%。

阻垢剂需连续投加，通过在线监测仪控制浓度，避免不足或过量（过量会导致泡沫增多，影响换热）。

（二）杀菌剂：控制微生物滋生

1. 氧化性杀菌剂（如次氯酸钠、二氧化氯）：快速杀灭细菌、藻类，投加后余氯应维持在 0.5-1.0mg/L，每周投加 2-3 次；

2. 非氧化性杀菌剂（如异噻唑啉酮、季铵盐）：针对耐药菌和生物膜，与氧化性杀菌剂交替使用，避免微生物产生抗药性，每月投加 1 次；

3. 杀生剥离剂：当生物粘泥严重时使用，能剥离管道内的粘泥层，配合杀菌剂使用，投加后需加强排污。

某食品厂采用 “氧化性 + 非氧化性” 交替杀菌方案，微生物总数长期稳定在 10⁴CFU/mL 以下。

（三）缓蚀剂：保护金属表面

1. 阳极型缓蚀剂（如铬酸盐、钼酸盐）：在金属表面形成氧化膜，阻止阳极溶解，适合碳钢管道；

2. 阴极型缓蚀剂（如锌盐、硅酸钠）：抑制阴极反应，形成沉淀膜，常用于铜合金设备；

3. 混合型缓蚀剂（如磷锌复合剂）：同时保护阴阳极，适用多种金属材质，是工业循环水的首选。

缓蚀剂需根据系统金属材质选择，投加浓度需通过腐蚀挂片试验确定（碳钢腐蚀速率应≤0.075mm / 年）。

三、系统运行中的水质维护策略

（一）补水与排污管理

1. 补水控制：优先使用软化水或市政自来水，避免直接使用地下水（硬度高）；补水前需检测水质，不符合标准的水需预处理；

2. 排污策略：根据浓缩倍数（循环水与补水电导率的比值）控制排污量，浓缩倍数宜维持在 3-5 倍（过高易结垢，过低浪费水资源）。计算公式：日排污量 = 日蒸发量 ÷（浓缩倍数 - 1）。

某化工厂通过优化排污策略，每月节约用水 1500 吨，同时减少药剂消耗 20%。

（二）过滤系统维护

1. 定期清洗过滤器：根据压差（超过 0.1MPa）或每周 1 次清洗滤芯，避免杂质穿透；

2. 旁滤处理：在循环水系统中设置旁滤装置（处理量为循环水量的 5%-10%），持续去除悬浮杂质，尤其适合高浊度环境；

3. 季节性调整：夏季增加过滤频率（因藻类繁殖快），冬季可适当延长，但需保证过滤效果。

（三）异常情况的应急处理

1. 突然停电：关闭补水阀，防止低浓度水进入系统；来电后检测水质，必要时补充药剂；

2. 药剂泄漏：若杀菌剂过量导致 pH 值异常，立即加大补水量并投加中和剂；

3. 暴雨天气：雨后检测浊度和硬度（雨水可能携带泥沙或酸性物质），超标时加强过滤和排污。

四、不同行业的水质管理重点

• 化工行业：重点控制腐蚀速率（因介质可能泄漏污染循环水），选用耐腐蚀性强的药剂；

• 食品医药行业：使用食品级药剂（如二氧化氯杀菌剂），避免残留污染产品，定期进行水质无菌检测；

• 电子行业：严格控制电导率（≤500μS/cm），防止水质超标导致设备短路，采用高纯度补水；

• 纺织行业：加强过滤和除藻，避免纤维杂质和藻类堵塞精密换热器。

水质管理的目标不是 “零污染”，而是将污染物控制在不影响系统效率的范围内，在环保、成本与效果之间找到平衡。通过科学的水质管理，企业不仅能减少清洗成本和能耗，还能延长设备寿命，实现循环系统的长期稳定运行。