冷却塔是一些商业建筑和工业流程（如发电和制造）不可或缺的组成部分。它们是冷却水的排热装置，从而保持设备和建筑的最佳运行条件。由于冷却塔不是一个封闭的系统，因此水会与外部环境相互作用，需要进行处理以保持水质。在本文中，我们将讨论评估冷却塔水质的重要性、测试方法和常见的处理工艺。
评估冷却塔水质的重要性
冷却塔是一种开放式蒸发冷却系统。这意味着当水在冷却塔中循环时，会发生蒸发损失，从而留下残留的溶解矿物质。当新鲜补给水补充蒸发损失的矿物质时，就会增加溶解性固体，浓度也会增加。随着蒸发的继续，冷却塔的浓缩循环次数也会增加，系统的最佳电导率范围决定了循环次数。在缺乏有效的水管理措施（如处理和排污）的情况下，微生物积聚的风险很高。结垢和腐蚀等其他问题也会增加。这些问题的出现将对冷却塔的能量去除能力和整体效率产生负面影响。
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由于操作和水质的不同，没有两个冷却塔的水处理方案是相同的。从水质入手，冷却塔运营商需要了解其水质所具有的倾向性。通过与水处理专业人员合作，操作人员可以围绕系统水质和需要解决的难题设计出有效的水处理方案。
监测方法
由于各种与水有关的运行问题，冷却塔的水处理计划必须健全。然而，需要定期监测以评估水质、发现问题并及时采取纠正措施。下文将重点介绍一些常见的监测方法。
冷却塔系统的化学监测
化学分析包括各种测试，用于测量冷却塔水中各种化学成分的浓度。相关参数包括 pH 值, 导电性溶解性总固体 硬度.此外，通常还会对具体的 离子 如氯化物、溴化物和硫酸盐。此外，还有必要评估镁、钙或铁等矿物质含量，因为它们会影响冷却塔的使用寿命和效率。由于变量较多，操作人员通常使用可同时评估多个参数的万用表。通过这些测试可以深入了解水的化学成分，找出结垢和腐蚀的潜在原因，并指导选择适当的化学处理方法。
腐蚀监测
腐蚀监测需要评估与冷却塔水接触的金属表面的腐蚀速率和腐蚀电位。腐蚀试样、电化学腐蚀探头和腐蚀速率仪等设备可用于测量腐蚀速率。它们还能确定系统内的易腐蚀区域。监测结果有助于优化缓蚀剂的剂量，从而延长冷却塔部件的使用寿命。
水垢和沉积物监测
水垢和沉积物分析包括检查热交换表面和管道系统上的沉积物，以确定其成分和厚度。目视检查、显微镜检查和光谱分析等技术有助于确定水垢和沉积物的特征。了解沉积物的成分和形态有助于评估阻垢策略的有效性并指导维护活动。
冷却塔水微生物测试
微生物检测需要分析水样中是否存在细菌、藻类、真菌和其他微生物。各种技术，包括基于培养的方法和分子生物学检测，都有助于检测和量化微生物种群。这对于检查杀菌剂处理的效果和防止微生物堵塞非常重要。一种常见的检测方法是 PTSA 荧光测定法.该方法是在水样中加入 PTSA（一种荧光示踪剂）。水中的微生物会代谢示踪剂，从而发出荧光。通过测量荧光的强度，操作人员可以估计微生物的活动水平，并相应地调整处理方法。
冷却塔水处理系统
由于每个冷却塔的相关问题都各不相同，因此运营商需要部署不同的处理系统。下文将重点介绍常见的处理方法。
化学处理
- 杀菌剂： 这些化学制剂可控制冷却塔水中微生物的生长。氯和溴等氧化型杀菌剂会破坏微生物的细胞过程。同时，季铵盐化合物和异噻唑啉酮等非氧化性杀菌剂会抑制微生物的新陈代谢。定期添加杀菌剂可以防止生物污垢、粘液的形成以及军团菌等病原体的繁殖。
- 缓蚀剂： 这些抑制剂会在金属表面形成一层保护膜，从而降低电化学反应的速度。磷酸盐和硅酸盐等无机抑制剂会在金属表面形成不溶性沉淀物。另一方面，有机抑制剂（如唑类和膦酸盐）则会吸附在金属表面，形成一道抵御腐蚀介质的屏障。
- 阻垢剂： 阻垢剂可防止热交换表面和管道系统上矿物垢的沉淀和沉积。聚磷酸盐、膦酸盐和螯合剂可以螯合成垢离子，从而防止它们结晶并附着在表面上。
冷却塔水过滤
- 砂滤器： 砂滤器利用分级砂层去除冷却塔水中的悬浮固体和颗粒物质。当水流过滤床时，固体颗粒会被截留。从而提高透明度，降低系统堵塞的风险。需要定期反冲洗或更换滤纸，以保持过滤效率。
- 多媒体过滤器： 这些过滤器的功能与砂滤器相同，但使用多层不同介质的组合。例如无烟煤、砂和石榴石，用于实现更精细的过滤并提高颗粒去除效率。通常，这些过滤器用作离子交换等其他水处理工艺的预处理。
离子交换
- 去离子树脂： 这种树脂能去除水中的阳离子和阴离子，产生超纯水。酸性和腐蚀性溶液可分别交换氢离子和氢氧根离子，从而恢复离子交换能力。
- 软化树脂 这些产品通常基于磺化聚苯乙烯或丙烯酸聚合物。它们能将钙和镁离子交换为钠离子，从而软化水并最大限度地减少水垢的形成。盐水或烧碱可使软化树脂再生，清除累积的硬度离子，从而恢复树脂的能力。
爆破
一般来说，排污是冷却塔定期维护的一部分。在系统中积聚了大量矿物质或化学物质后，就可以通过这种方式将水排出系统。用过的水会被处理掉，并用淡水替代。
