專題-循環(huán)水的冷卻與處理

第19章循環(huán)水的冷卻與處理1§19-1概述

2內(nèi)容一、循環(huán)水冷卻的必要性二、選用水作為冷卻劑的原因三、為什么要處理循環(huán)冷卻水四、循環(huán)冷卻水處理的定義及措施五、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)六、循環(huán)冷卻水水質(zhì)變化3工業(yè)生產(chǎn)過程中往往會產(chǎn)生大量熱量，使生產(chǎn)設(shè)備或產(chǎn)品的溫度升高，必須及時進(jìn)行冷卻，否則影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行、產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。為了節(jié)約水資源，國內(nèi)外普遍實(shí)行冷卻水循環(huán)使用。一、循環(huán)水冷卻的必要性4二、選用水作為冷卻劑的原因水具有熱容量大、傳熱效果好、化學(xué)穩(wěn)定性好、常溫下呈液態(tài)、便于管道輸送、使用方便，且具有價格較低、來源廣泛等特點(diǎn)，因此，工業(yè)生產(chǎn)中常采用水作為冷卻介質(zhì)。5三、為什么要處理循環(huán)冷卻水冷卻水在每次使用后物理性狀變化很小，但長期循環(huán)使用后，會因水中某些溶解物濃縮或散失，塵土積累，微生物滋生等原因，造成設(shè)備內(nèi)垢物沉積或金屬設(shè)備表面腐蝕。6四、循環(huán)冷卻水處理的定義及措施為防止循環(huán)冷卻水回用系統(tǒng)中垢物沉積或設(shè)備腐蝕而對冷卻水進(jìn)行處理的過程，稱為循環(huán)冷卻水處理。循環(huán)冷卻水處理措施包括：(1)使升溫的冷卻水降低到可回用的溫度，以保持較好的冷卻效果；(2)調(diào)整使循環(huán)水水質(zhì)保持穩(wěn)定，防止換熱設(shè)備與管路內(nèi)微生物滋生、結(jié)垢和腐蝕。7五、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分類

2、敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

81、冷卻水系統(tǒng)分類

直流冷卻水系統(tǒng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)9圖19-1直流冷卻水系統(tǒng)流程10圖19-2密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)流程

11圖19-3敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)流程1.風(fēng)機(jī)；2.收水器；3.淋水裝置；4.冷卻塔集水池；5.水泵；6.換熱器12表19-1冷卻水系統(tǒng)的特性比較

132、敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛，類型最多的一種冷卻系統(tǒng)。根據(jù)熱水與空氣接觸的不同方式，冷卻系統(tǒng)包括:

冷卻池冷卻塔14六、循環(huán)冷卻水水質(zhì)變化1、溶解固體濃縮

在開始運(yùn)行時，循環(huán)水質(zhì)和補(bǔ)充水相同，在運(yùn)行過程中，因純水不斷蒸發(fā)，水中的溶解固體和懸浮物逐漸積累，其程度常用濃縮倍數(shù)K來表示：K＝c循/c補(bǔ)

式中：

c循、c補(bǔ)分別為循環(huán)水和補(bǔ)充水中溶解離子濃度，mg/L。15①濃縮倍數(shù)：循環(huán)冷卻水與補(bǔ)充水中含鹽量的比值；②意義：濃縮倍數(shù)的大小反映水資源復(fù)用率的大小，是衡量循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行情況的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

濃縮倍數(shù)不是越高越好?。ㄆ渲颠^高，會增加水質(zhì)結(jié)垢、腐蝕傾向）。16③一般從節(jié)水的觀點(diǎn)出發(fā)，也就是使補(bǔ)充水量降到合理的程度，倍數(shù)提高到3左右較合適；若從節(jié)約藥劑的觀點(diǎn)出發(fā)，也就是從排污水量降到經(jīng)濟(jì)合理的程度，倍數(shù)在5左右較合適?！嘁话阏J(rèn)為，濃縮倍數(shù)為3～5是經(jīng)濟(jì)合理的。17一般選用水中比較穩(wěn)定的離子來計算倍數(shù)，這種離子在濃縮過程中應(yīng)不受外界條件干擾，不分解，不沉積，投加的藥劑中不應(yīng)含此離子。（a）如果系統(tǒng)中不加氯殺菌，或補(bǔ)充水預(yù)處理時不用FeCl3作混凝劑時，用Cl－計算的倍數(shù)是比較理想的；（b）K+在補(bǔ)充水中比較穩(wěn)定，用以計算倍數(shù)也很準(zhǔn)確。（c）還可選用SiO2、電導(dǎo)率等。有時幾種離子所測定的K的平均值來作基準(zhǔn)。④濃縮倍數(shù)的監(jiān)測182、CO2散失

CaCO3＋CO2＋H2OCa(HCO3)2MgCO3＋CO2＋H2OMg(HCO3)2空氣中CO2含量很低，只占0.03%～0.1%左右。冷卻水在冷卻塔中與空氣充分接觸時，水中的CO2被空氣吹脫而逸入空氣中。193、DO升高

循環(huán)水與空氣充分接觸，水中DO接近平衡濃度。當(dāng)含氧量接近飽和的水流過換熱設(shè)備后，由于水溫升高，氧的溶解度下降，因此在局部DO達(dá)到飽和。使冷卻水的相對腐蝕率增大。204、雜質(zhì)增多

循環(huán)水在冷卻塔中吸收和洗滌了空氣中的污染物(如SO2、NOx、NH3等)以及空氣攜帶的泥灰、塵土、植物的絨毛、甚至昆蟲等，結(jié)果使水中雜質(zhì)增多。當(dāng)工藝熱介質(zhì)發(fā)生泄漏時，泄漏的工藝流體也會污染循環(huán)水。215、微生物滋生

循環(huán)水中含有的鹽類和其他雜質(zhì)較高，DO充足，溫度適宜(一般25～45℃)，許多微生物(包括細(xì)菌、真菌和藻類)能夠在此條件下生長繁殖，結(jié)果在冷卻水系統(tǒng)中形成大量粘泥沉淀物，附著在管壁、器壁或填料上，影響水氣分布，降低傳熱效率，加速金屬設(shè)備的腐蝕。

22§19-2沉積物的來源、種類及危害

23一、沉積物分類

不同文獻(xiàn)對沉積物的分類不完全一致。有的將沉積物統(tǒng)稱為污垢，污垢中包括了水垢。有的將沉積物分為污垢和水垢，污垢中不包括水垢。24水垢(scale)污泥(軟垢)(fouling)淤泥(sludge)粘泥(slime)腐蝕產(chǎn)物(corrosionproducts)沉積物(deposite，污垢)25各種沉積物的組成：(1)水垢：又稱硬垢或無機(jī)垢。是補(bǔ)充水中代入的難溶或微溶鹽在循環(huán)水中條件變化時所形成的垢。常見的有CaCO3、Ca3(PO4)2或羥基磷灰石、CaSO4、硅酸鈣(鎂)等。(2)污泥：又稱軟垢。常見的有泥渣、粉塵、砂粒、腐蝕產(chǎn)物、天然有機(jī)物、微生物菌落和分泌物、Al2O3、AlPO4、FePO4、一般碎屑等。①淤泥：以泥沙為主的軟垢。②粘泥：又稱生物沉積物。由微生物及其分泌物和殘骸組成，為具有滑膩感的膠狀粘泥或黏液。③腐蝕產(chǎn)物：由于設(shè)備腐蝕而產(chǎn)生的金屬氧化物，主要為Fe2O3、CuO等。26二、沉積物的來源

(1)來自補(bǔ)充水；(2)來自空氣；(3)來自工藝介質(zhì)泄漏；(4)來自化學(xué)處理藥劑；(5)來自系統(tǒng)腐蝕所形成的腐蝕產(chǎn)物。27三、沉積物的危害

(1)影響傳熱，使換熱器效率下降；甚至使換熱器堵塞，系統(tǒng)阻力增大，水泵和冷卻塔效率下降，生產(chǎn)的能耗增加，產(chǎn)量下降；

(2)軟垢會促進(jìn)垢下腐蝕，比全面腐蝕危害更大。28四、污垢的結(jié)構(gòu)、組成的鑒定和分析

化學(xué)分析法——化學(xué)組成

XRD、TEM－SAED、電磁共振、核磁共振、FT-IR——晶體結(jié)構(gòu)、物相組成、化合物形態(tài)等重量法——污垢灼燒失重反映生物粘泥的量29§19-3水垢及其控制

30一、水垢的種類和特點(diǎn)

(一)CaCO3水垢

CaCO3水垢是循環(huán)水系統(tǒng)中最常見、危害最大的水垢，但CaCO3膜對金屬又有一定的保護(hù)作用，水中CaCO3含量過低會使金屬腐蝕。311、CaCO3水垢鑒別特征①主要特征：用酸溶解時產(chǎn)生大量CO2氣泡；②800～900℃下灼燒，水垢質(zhì)量損失40％(∵CO2與化合水分解的緣故)，灼燒后水垢變疏松，溶于水呈堿性；③觀察水垢溶解后的少量殘渣及注意水垢灼燒后的氣味，可了解垢中所含雜質(zhì)。

32殘渣為白色——硅酸鹽；褐色——腐蝕產(chǎn)物；灼燒聞到焦糊氣味——有機(jī)碳；腥臭味——微生物污泥；332、CaCO3穩(wěn)定性判斷指標(biāo)Langelier飽和指數(shù)法(SI)——1936年提出Ryznar指數(shù)或穩(wěn)定指數(shù)(IR)——1944年Ryznar提出結(jié)垢指數(shù)(PSI)——修正Ryznar指數(shù)，1979年帕科拉茲提出臨界pH值(pHc)結(jié)垢指數(shù)——1972年法特勒提出極限碳酸鹽硬度以上5種方法中：最常用的是穩(wěn)定指數(shù)法。

34(1)Langelier飽和指數(shù)法(SI)SI＝pH－pHs式中：pH——冷卻水的實(shí)測pH值；

pHs——CaCO3飽和pH值。

35①pHs＝pCa2+＋pM堿度＋(pK2－pKsp)M堿度——以甲基橙為指示劑所測定的水的總堿度；pK2－pKsp——可查《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理》得到；pHs計算公式：②pHs＝C1＋C2＋C3C1——水的總堿度系數(shù)；C2——水的鈣硬系數(shù)；C3——水的電導(dǎo)率系數(shù)；均可查《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理》得到；③36①當(dāng)SI>0時，水中CaCO3過飽和，有結(jié)垢傾向，溶液pH越高，CaCO3越容易析出；②當(dāng)SI<0時，水中CaCO3未飽和，有過量CO2存在，將會溶解原有水垢，系統(tǒng)存在腐蝕傾向；③SI＝0，水中CaCO3剛好達(dá)到飽和，此時系統(tǒng)既不結(jié)垢，也不腐蝕。37存在問題：按飽和指數(shù)控制偏于保守，有時出現(xiàn)與實(shí)際情況不符的現(xiàn)象，可能出現(xiàn)判斷應(yīng)當(dāng)結(jié)垢，實(shí)際上沒有結(jié)垢；甚至出現(xiàn)腐蝕的傾向。38實(shí)際上：SI＝0.5～2.5穩(wěn)定SI<0.5腐蝕SI>0.5結(jié)垢39原因：①沒有考慮系統(tǒng)中各處的溫度差異；②沒有考慮結(jié)晶過程；③水中加阻垢劑時，成垢離子(Ca2+)被螯合、分散或吸附，而只有游離的Ca2+才能成垢；④公式?jīng)]有考慮水中有機(jī)膠體的影響（∵水中有機(jī)膠體物質(zhì)不僅可以阻止CaCO3結(jié)晶體的增加而聚集，而且可以防止已經(jīng)結(jié)晶的碳酸鹽晶體在金屬表面形成水垢）。

40

(2)Ryznar指數(shù)或穩(wěn)定指數(shù)(IR)IR＝2pHs－pH表19-2穩(wěn)定指數(shù)與水的特性的關(guān)系式中：pHs——CaCO3飽和pH值41存在問題：①它只反映了化學(xué)作用，沒有涉及電化學(xué)過程和嚴(yán)密的物理結(jié)晶過程；②沒有考慮水中表面活性物質(zhì)或絡(luò)合離子的影響；③忽略了其他陽離子的錯綜平衡關(guān)系。42(二)Ca3(PO4)2水垢循環(huán)水中投加聚磷酸鹽緩蝕劑時，部分聚磷酸鹽會水解為正磷酸鹽。PO43-與Ca2+可生成溶解度很小的Ca3(PO4)2，附著在傳熱表面上形成磷酸鹽水垢。431、磷酸鹽水垢性質(zhì)外觀灰白色，質(zhì)地較疏松，水垢附著能力差，容易用捅、刷、刮、磨等方法除去。隨著受熱面的熱流強(qiáng)度和金屬溫度升高，結(jié)垢加重，垢質(zhì)也變得堅硬難除。與CaCO3垢區(qū)別：不能在5％以下稀酸中全部溶解，需要加熱助溶；或者在10％以上稀酸中稍微加熱使之全溶。442、磷酸鈣飽和pH值(pHp)判斷法

式中：

[CaH]——鈣硬度(以CaCO3計)，mg/L；

[PO4]——為磷酸鹽濃度，(以PO43-計)，mg/L；

t——溫度，℃。

45IP＝pH－pHp判斷：

IP>0產(chǎn)生Ca3(PO4)2水垢；

IP≤0不發(fā)生結(jié)垢；（當(dāng)水中加有阻垢劑時，IP<0也可能不會結(jié)垢）46(三)硅酸鹽水垢

(四)硫酸鹽水垢(五)鎂垢47二、防垢原理和方法

1、除去部分成垢離子，清除結(jié)晶產(chǎn)生的條件

2、加酸或通CO2降低pH值，穩(wěn)定碳酸氫鹽

3、投加阻垢分散劑

4、非藥劑無污染的物理阻垢技術(shù)

481、除去部分成垢離子，清除結(jié)晶產(chǎn)生的條件

——→預(yù)處理工序中，軟化處理常用軟化方法有2種：(1)離子交換法(2)石灰軟化法49(1)離子交換法Na型樹脂軟化:只能去除硬度，不能去除堿度(HCO3-);強(qiáng)酸性H型樹脂:既能去除硬度，又可除碳酸鹽堿度，但使pH下降；弱酸性H型樹脂既能去除硬度，又可除碳酸鹽堿度，也不會使pH下降；H型樹脂軟化H-Na型樹脂軟化:串聯(lián)或并聯(lián)50串：強(qiáng)酸性H型樹脂產(chǎn)生游離酸，與Na樹脂床產(chǎn)生的NaHCO3中和，達(dá)到除堿度和游離酸的雙重目的。并：將兩部分交換后的水混合，達(dá)到軟化與除堿的目的。51將石灰乳加入水中，使其與水中硬度和碳酸鹽堿度產(chǎn)生難溶的CaCO3或Mg(OH)2沉淀，達(dá)到軟化的目的。(2)石灰軟化法優(yōu)點(diǎn)：價廉易得，成本低；缺點(diǎn)：石灰粉塵較多，勞動條件較差。522、加酸或通CO2降低pH值，穩(wěn)定碳酸氫鹽

(1)加酸法：水量較大，而水質(zhì)要求并不十分嚴(yán)格的循環(huán)水系統(tǒng)；(2)碳化法：適用于生產(chǎn)過程中有多余的干凈CO2氣體或含有CO2的廢水可直接利用的情況(如氮肥廠、熱電廠)。533、投加阻垢分散劑

不僅能控制水垢，也能在一定程度上控制腐蝕產(chǎn)物、粘泥和淤泥。544、非藥劑無污染的物理阻垢技術(shù)

主要有磁場法、電場法和超聲波法。(1)水經(jīng)電場或磁場處理后，可暫時消除CaCO3的結(jié)晶附壁能力，防止在熱交換器傳熱表面或管壁上成垢；實(shí)踐表明，電場處理比磁場處理更適于循環(huán)冷卻水阻垢。(2)超聲波對處理介質(zhì)的作用歸納為3種：機(jī)械作用、空化作用和熱作用，尤以空化作用功效最大。55§19-4腐蝕及其控制

56一、冷卻水中金屬腐蝕的機(jī)理

腐蝕是指材料在周圍介質(zhì)作用下產(chǎn)生的破壞。

腐蝕的原因是多方面的，可以是化學(xué)的、物理的、生物的、機(jī)械的等等。571、金屬腐蝕的機(jī)理（電化學(xué)腐蝕）陽極：Fe→Fe2+＋2e陰極：1/2O2+H2O+2e→2OH－沉淀反應(yīng)：Fe+2OH－→Fe(OH)2總反應(yīng)：Fe+1/2O2+H2O→Fe(OH)2↓

58其腐蝕只發(fā)生在陽極區(qū)，即僅造成金屬的陽極溶解，腐蝕電池的陰極區(qū)是不發(fā)生腐蝕的。因此，要控制冷卻水系統(tǒng)的腐蝕，就須采用各種方法控制陰極或陽極反應(yīng)來保護(hù)陽極。

592、冷卻水產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的條件(1)有導(dǎo)電介質(zhì)：即含有相當(dāng)量的溶解鹽類的冷卻水。(2)有陰陽極存在：種類很多。(3)有傳遞電子的載體：金屬本體在陰陽極之間起導(dǎo)線作用，能夠順暢地傳遞電子。603、產(chǎn)生陰陽極的各種因素(1)金屬組織的不均勻性

(2)不同金屬接觸的電位差(3)濃差電池61(1)金屬組織的不均勻性①化學(xué)組織和金屬相組織不均勻。碳鋼的化學(xué)成分以鐵(鐵素體)為主，還含有Fe3C和C等，所以能自發(fā)形成微小的腐蝕電池。②應(yīng)力分布不均勻。在水介質(zhì)的共同作用下，會在應(yīng)力集中的部位形成陽極。③金屬表面有傷痕、裂紋等。傷損部位的電位比未損傷部位的電位低，成為陽極。腐蝕通常從傷損處開始，向周圍發(fā)展。62(2)不同金屬接觸的電位差不同金屬的電位存在差異，當(dāng)兩種金屬互相接觸放入冷卻水中時，就形成了電偶電池(接觸電池)。

63(3)濃差電池

金屬與水接觸時，某種物質(zhì)濃度的差異會形成濃度差電池，即濃差電池。①

金屬離子濃度差電池

②

氧濃差電池

③

溫差電池

64①金屬離子濃度差電池

濃度低的部位為陽極，濃度高的部位為陰極。如：在換熱器等設(shè)備結(jié)構(gòu)上的縫隙內(nèi)，金屬離子或腐蝕產(chǎn)物不易擴(kuò)散出來，濃度可能高于縫外，使縫外形成陽極而受腐蝕。65②氧濃差電池

貧氧區(qū)電位較負(fù)，為陽極，富氧區(qū)為陰極。

最常見的氧濃差電池有2種：一種是在不同深度的水中由于DO濃度不同而造成氧濃度梯度產(chǎn)生的氧濃差電池，如水線腐蝕；另一種則是污垢下腐蝕或叫做沉積物腐蝕，這在冷卻水系統(tǒng)中是最常見，也是危險最大的。66縫隙中，氧濃度一般較低，縫隙內(nèi)常形成陽極，造成縫隙內(nèi)腐蝕。污垢等沉積物下面也相當(dāng)于縫隙區(qū)?？p隙區(qū)形成的氧濃差電池造成的腐蝕部位在縫隙內(nèi)，或在沉積物下面。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)如果管理不當(dāng)，系統(tǒng)中污垢、泥沙、樹葉、甲殼蟲等物會附在換熱器的管束上，在垢下部位往往腐蝕成深坑，甚至在不長的時間會導(dǎo)致腐蝕穿孔?？p隙中為什么會產(chǎn)生腐蝕（DO角度）？67③溫差電池

相同材料浸在起始濃度相同的電解質(zhì)中，如溫度不同，也會產(chǎn)生電位差。不同金屬對溫差引起的腐蝕不盡相同。溫差電池引起的腐蝕程度比較小。

68二、全面腐蝕和局部腐蝕金屬表面上的微陽極及微陰極大量分布在整個金屬表面上，形成了全面腐蝕。雖有腐蝕，但腐蝕相對較均勻。全面腐蝕不易造成穿孔，腐蝕產(chǎn)物在整個金屬表面形成之后，又具有一定的保護(hù)作用，使腐蝕速度減慢，所以其腐蝕性不是很大。69

局部腐蝕的速度比全面腐蝕快，危害性比全面腐蝕大得多。局部腐蝕包括：點(diǎn)蝕、斑點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、選擇性腐蝕、晶間腐蝕、磨損腐蝕、應(yīng)力腐蝕以及微生物腐蝕等。70局部腐蝕可能是由于以下一些原因引起的：

(5)金屬表面局部腐蝕附著的砂粒、氧化膜、沉積物等，使干凈的表面成為陰極，而粘附雜質(zhì)的地方因缺氧而成為陽極，在這些粘附的雜質(zhì)下面，容易形成縫隙腐蝕。(1)保護(hù)膜局部破裂或涂料局部脫落，這些破裂或脫落的地方屬陽極，因而受到腐蝕。(2)金屬本身有缺陷，與其它部位相比，電位特別低，因此成為陽極而受腐蝕。(3)CaCO3水垢局部脫落時，露出的金屬就成為陽極。(4)金屬表面所接觸的水溶液中，由于DO濃度不同，形成氧的濃差電池，富氧部分為陰極，而缺氧部分則成為陽極受到腐蝕。(6)縫隙中金屬離子濃度高，縫外的金屬成為陽極。71三、冷卻水系統(tǒng)金屬腐蝕的控制

1、正確選用金屬材料，合理設(shè)計金屬結(jié)構(gòu)

2、添加緩蝕劑3、提高冷卻水運(yùn)行的pH5、電化學(xué)保護(hù)法——陰極保護(hù)法

4、涂料覆蓋法721、正確選用金屬材料，合理設(shè)計金屬結(jié)構(gòu)

在設(shè)計和制造設(shè)備或構(gòu)件時，首先應(yīng)選擇對使用介質(zhì)具有耐蝕性的材料，這是防止金屬制品腐蝕最積極的措施。如銅合金、不銹鋼、鋁鈦合金，石墨、搪玻璃、氟塑料、聚丙烯、石墨改性聚丙烯等。在設(shè)計金屬結(jié)構(gòu)方面，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和嚴(yán)格的應(yīng)力核算，以避免應(yīng)力腐蝕、接觸腐蝕、縫隙腐蝕和微生物腐蝕等。732、添加緩蝕劑

緩蝕劑又稱腐蝕抑制劑，是一類用于腐蝕介質(zhì)中抑制金屬腐蝕的添加劑。添加緩蝕劑的化學(xué)處理法雖然不可能完全消除金屬的腐蝕，但可將腐蝕速度控制在所允許的范圍。這種方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可以對全系統(tǒng)的每臺設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。是目前在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的方法。

743、提高冷卻水運(yùn)行的pH(1)原理：冷卻水對碳鋼的腐蝕速率隨水的pH值升高而降低。(2)方法

通常提高pH值并不是在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中加堿，而是盡量在自然pH值下運(yùn)行，不加酸或少加酸。個別的極軟水也有加Na2CO3提高pH值運(yùn)行的，但這種情況極少見。循環(huán)冷卻水在曝氣和提高濃縮倍數(shù)時，水的pH值會自然增長，一般在8.0～9.5之間。75

不宜在pH>9.5之下運(yùn)行。一方面因?yàn)樽匀籶H值均≤9.5；另一方面，pH過高容易結(jié)CaCO3和Ca3(PO4)2垢。而應(yīng)根據(jù)水質(zhì)條件來選擇。某些有腐蝕傾向的水可以選擇高一些的運(yùn)行pH值，但有些則不能選擇過高的pH。有嚴(yán)重結(jié)垢傾向的水質(zhì)，甚至可以在酸性條件下運(yùn)行。(3)根據(jù)水質(zhì)條件選擇合適的pH值

76(4)調(diào)節(jié)pH可以和化學(xué)處理法配合使用

pH的改變，可以調(diào)節(jié)緩蝕劑和阻垢劑的用量。提高pH值，可以減少緩蝕劑的用量，或者不加緩蝕劑，而增加阻垢劑的用量。降低pH則須增加緩蝕劑用量。合適的pH值，可以改善化學(xué)處理法的運(yùn)行效果，節(jié)約緩蝕劑及阻垢劑用量。774、涂料覆蓋法這種方法是在碳鋼換熱器的傳熱表面及封頭上涂上防腐涂料，形成一層連續(xù)的牢固附著的薄膜，使金屬與冷卻水隔絕，避免受到腐蝕。785、電化學(xué)保護(hù)法——陰極保護(hù)法

(1)護(hù)屏保護(hù)在需要保護(hù)的碳鋼或換熱器上，用電位較低的鋅、鎂或其合金作為(犧牲)陽極，使換熱器受到保護(hù)。被護(hù)屏保護(hù)的范圍稱為護(hù)屏作用的半徑。介質(zhì)的電導(dǎo)率越大，則護(hù)屏的作用半徑越大。因此，此法更適合于海水，最適用于保護(hù)換熱器的管板和封頭。79(2)外加電流保護(hù)法將需要保護(hù)的碳鋼設(shè)備接到直流電源的負(fù)極上，在正極上接上輔助陽極如石墨、炭精等，使碳鋼設(shè)備在外加電流作用下變成陰極而受到保護(hù)。這種方法需要耗電能。只適用于形狀簡單的換熱器，如蛇管或排管換熱器之類。

80§19-5微生物及其控制

81一、微生物引起腐蝕的原因1、微生物的代謝產(chǎn)物對金屬的腐蝕

硫細(xì)菌；利用DO將硫化物和硫磺氧化為H2SO4；硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌利用DO依次將氨氧化為HNO2和HNO3；藻類呼吸產(chǎn)生CO2等都會降低冷卻水的pH。有些產(chǎn)物會影響金屬的Eh，使緩蝕處理失效。822、形成氧濃差電池腐蝕由微生物代謝作用引起氧和其他化合物的消耗，從而形成濃差電池。在氧濃差電池中，缺氧區(qū)的金屬表面成為陽極，發(fā)生金屬的溶解；有氧區(qū)的金屬表面成為陰極，發(fā)生氧去極化作用。3、陰極去極化作用在缺氧條件下，含有氫化酶的SRB(硫酸鹽還原菌）可以從鐵的陰極表面除掉H原子，并利用它使硫酸鹽還原，從而加快陰極反應(yīng)，促進(jìn)陽極溶解，加速腐蝕。83二、微生物腐蝕機(jī)理陽極：4Fe→4Fe2++8e-陰極：8H++8e-→8H陰極去極化：SO42-+8H→S2-+4H2O腐蝕產(chǎn)物：4Fe+SO42-+4H2O→FeS+3Fe(OH)2+2OH-

1、厭氧腐蝕厭氧腐蝕主要是SRB細(xì)菌和它們的活動產(chǎn)生的硫化物所致。這是經(jīng)典的去極化理論，是VonWolgozen

Kuhr等人在1934年提出。最近又有一些新的理論提出，如生物硫化作用、金屬與硫化鐵膜之間電池的形成、元素硫的作用、磷化鐵的作用、陽極局部酸化等。842、好氧腐蝕

腐蝕性好氧菌主要是鐵細(xì)菌、硫氧化菌和腐生菌以及其它一些真菌。853、粘稠性生物膜引起的腐蝕

循環(huán)水中繁殖的大部分細(xì)菌都能分泌粘性物質(zhì)使其固著在物體表面，并粘附黏土、垢物、腐殖質(zhì)和碎片等顆粒物質(zhì)，在管道表面形成了生物膜。當(dāng)這些細(xì)菌在金屬表面分裂和新陳代謝時，常形成氧濃差和其它濃度差電池，在金屬表面形成陽極區(qū)和陰極區(qū)，造成局部腐蝕。另外，在膜內(nèi)部成為無氧環(huán)境，創(chuàng)造了SRB生存環(huán)境，形成SRB的厭氧腐蝕。864、其它微生物引起的腐蝕

藻類為細(xì)菌提供食物及繁殖和棲息場所，還會造成結(jié)垢，提高局部充氣電池，氧濃差電池等帶來的腐蝕作用。污垢的底部形成由SRB誘發(fā)的厭氧腐蝕。87三、微生物控制控制微生物的數(shù)量不是根本目的，主要目的是控制微生物粘泥及其帶來的污垢和腐蝕的危害。從某種意義上說，我們是要和微生物和平共處，只是要控制其數(shù)量，限制其活動。

《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》(GB50050-95)規(guī)定：敞開式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水中的異養(yǎng)菌數(shù)宜小于5×105個/mL，粘泥量宜小于4mL/m3。88控制方法

1、加強(qiáng)原水前處理，改善補(bǔ)充水水質(zhì)2、化學(xué)