A. 工業循環水系統的主要危害是什麼，會造成什麼影響
工業循環冷卻水系統的連續運行，水的濃縮而導致水中各種離子濃度增大，相應的腐蝕、結垢等問題亦隨之發生。當補充水為工業新水時，由於鈣、鎂離子較多，如不進行水質穩定處理，會造成設備內部的結垢，降低換熱效率，嚴重時還會堵塞管路，帶來安全隱患；循環水系統為開路循環，水中溶解氧充分，溶氧腐蝕很容易進行，氯離子、硫酸根離子等也會對設備、管路等造成腐蝕；同時由於水中含有足夠的有機物和無機物，水溫達到25～35℃時，這些因素給微生物的生長繁殖提供了適宜的條件，微生物既能造成污垢沉積，又能造成腐蝕，在
敞開式循環冷卻水系統中，水垢、腐蝕和微生物危害習慣稱為三大危害。
1、沉積物的形成
水系統的傳熱面與管壁上形成的水垢和污垢，稱為沉積物，其形成通常有以下三種來源：水生沉積物，即懸浮固體物（如泥沙、塵土、細菌屍體、有機物等）因水流速度過低（小於1m/s）而沉積於系統中；外界的污染，如樹葉、羽毛、包裝袋等異物飄入系統中而沉積；水形成沉積物，即溶存固體物因溫度變化等因素，在系統中沉澱或結晶形成，通常將此類沉積物稱之為水垢。水形成沉積物的種類與成因如下。
1）碳酸鈣（CaCO3）
Ca2++2HCO3-→CaCO3↓+H2O+CO2↑
在大部分的冷卻水中都含有高濃度的重碳酸鈣，其溶解度相當低，很容易在熱交換器表面上形成碳酸鈣沉澱。碳酸鈣、碳酸氫鈣、氯化鈣、鎂化合物及硫酸鈣的溶解度如下表所示。
常見難溶物質溶度表
名稱 分子式 溶解度（以CaCO3計）/mg·L-1
在0℃ 在100℃
重碳酸鈣 Ca(HCO3)2 1620 分解
碳酸鈣 CaCO3 15 13
氯化鈣 CaCl2 336 000 554 000
硫酸鈣 CaSO4 1 290 1 250
重碳酸鎂 Ca(HCO3)2 37 100 分解
碳酸鎂 MgCO3 101 75
氯化鎂 MgCl2 362 000 443 000
硫酸鎂 MgSO4 170 000 356.000
碳酸鹽溶解在水中達到飽和狀態時，存在下列動態平衡：
Ca(HCO3)2＝Ca2＋+2HCO3-
HCO3-＝H++CO32-
CaCO3＝Ca2＋+ CO32-
朗格利爾(Langlier)根據上述平衡關系，提出了飽和pH和飽和指數的概念，用以判斷碳酸鈣垢在水中是否會析出。
朗格利爾指出：
當L.S.I.>0時，碳酸鈣會析出，這種水屬於結垢型水；
當L.S.I.=0時，碳酸鈣不會析出，原有的碳酸鈣也不會被溶解，這種水屬於穩定型水；
當L.S.I.<0時，原來附著在換熱面上的碳酸鈣會被溶解，使碳鋼金屬表裸露在水中而腐蝕，這種水屬於腐蝕型水。
雷茲納(Ryznar)提出了穩定指數(R.S.I.)來進行碳酸鈣析出的判斷法，雷茲納通過實驗指出：
當(R.S.I.)＝[2pHs-pH]<6 結垢
當(R.S.I.)＝[2pHs-pH]=6 既不腐蝕也不結垢
當(R.S.I.)＝[2pHs-pH]>6 腐蝕
帕科拉茲(Puckorius)認為水的總鹼度比水的實際測定pH能更正確地反映出冷卻水的腐蝕和結垢傾向，他認為將穩定指數中水的實際pH改為平衡pH(pHeq)將更切合實際生產。pHeq按下式計算：
pHeq=1.465lgM+4.54
式中：M—循環冷卻水的總鹼度
2）硫酸鈣（CaSO4）
硫酸鈣的溶解度比碳酸鈣約高出100倍，故硫酸鈣垢的形成機會較碳酸鈣垢少，但是一旦硫酸鈣垢沉積物形成，不容易將其清除。
通常情況是控制鈣離子濃度與硫酸鈣離子濃度(mg/L)的乘積不超過500000，即[Ca2+]×[SO42-]小於500000，則硫酸鈣的沉積物形成的機會很少。
3）氧化鐵
腐蝕的產物或水中含有的溶鐵在系統中氧化而形成氫氧化鐵或氧化鐵絮體，進而形成各種鐵的難溶氧化物或者其他難溶化合物。
Fe2＋＋2OH－→Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O→4Fe(OH)3
2Fe(OH)3→Fe2O3＋3H2O
4）氧化硅
水中硅能與鎂、鈣形成不溶性的硅酸鹽沉積物。
Mg2++SiO2+H2O→MgSiO3↓+2H＋
Ca2++SiO2+H2O→CaSiO3↓+2H＋
在冷卻水系統中，硅含量通常控制在200 mg·L-1以下。
2、腐蝕的形成
由於和周圍介質相作用，使材料（通常是金屬）遭受破壞或使材料性能惡化的過程稱為腐蝕。
腐蝕是一種化學或電化學過程，水中金屬腐蝕類型有均勻腐蝕、點蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕、微生物腐蝕及泡蝕、磨蝕等。最常見的包括均勻腐蝕、電偶腐蝕和微生物腐蝕、垢下腐蝕等。
1）均勻腐蝕
均勻腐蝕的特徵是化學反應發生在整個暴露表面或相當大的面積上，腐蝕以均勻速度進行，金屬越來越薄。循環水在中性或鹼性條件下運行，引起均勻腐蝕的主要原因是溶解氧的陰極去極化作用。鋼鐵中的鐵元素和碳元素構成簡單的原電池反應。
在陽極，鐵失去電子成為鐵離子進入溶液：
Fe→Fe2＋＋2e－（陽極反應）
電子從陽極的鐵流向陰極碳，在陰極，溶解氧在碳上得到電子生成氫氧根離子：
O2＋2H2O＋4e－→4OH－（陰極反應）
在水中，陰極、陽極的產物結合生成氫氧化亞鐵沉澱：
Fe2＋＋2OH－→Fe(OH)2
溶解氧向金屬表面輸送使得腐蝕過程得以持續，這是決定腐蝕速度的一步，溶解氧還使得氫氧化亞鐵進一步氧化為二次產物氫氧化鐵：
4 Fe(OH)2＋O2＋2H2O→4Fe(OH)3
由於腐蝕產物的阻擋，水中溶解氧達到這個腐蝕點的速度減慢，形成腐蝕點四周的氧濃度大於腐蝕點的氧濃度，使得腐蝕點四周成為陰極，腐蝕點本身成為陽極，腐蝕繼續以氧濃差梯度腐蝕的方式進行。此時，腐蝕產生的亞鐵離子通過疏鬆的二次產物層向外擴散，當它遇到水中的OH－或者O2時，又產生新的二次產物，積累在原有的二次產物層中，因此二次產物層越積越厚，形成鼓包，鼓包下面越腐蝕越深，形成陷坑。
2）電偶腐蝕
電偶腐蝕又稱雙金屬腐蝕，當兩種不同的金屬浸在導電性水溶液中，兩種金屬之間通常存在電位差。如果這兩種金屬互相接觸或用導線連接，則電位差會驅使電子在他們之間流動，形成原電池。以銅材質和碳鋼材質接觸為例，電極反應如下：
陽極（Fe）：Fe→Fe2＋＋2e－
陰極（Cu）：Cu2＋＋2e－→Cu
與不接觸（導電）時相比，電位較低的金屬在接觸（導電）後腐蝕速度通常會顯著增加，而電位較高的金屬在接觸後腐蝕速度將下降。
3）其他因素
由於各種原因在金屬表面形成的粘泥的沉積，會產生垢下腐蝕，某些微生物的新陳代謝作用（如硫酸鹽細菌等）也會影響電化學腐蝕過程，促進腐蝕加速。
3、微生物危害的產生
循環冷卻水系統中微生物的種類和數量相當多，危害很大。主要類型包括好氧異養菌、硫酸鹽還原菌、鐵細菌、藻類、真菌、原生動物等。其造成的危害在循環冷卻水系統中是很嚴重的，與水垢、非微生物的電化學腐蝕比起來，其危害更勝一籌。微生物帶給系統的危害不外乎黏附和腐蝕，表現出來時往往和水垢、其他腐蝕的危害混和在一起，對於腐蝕和黏泥附著也不能嚴格分開。
1）微生物的腐蝕
微生物對金屬的腐蝕途徑大致包括以下幾種：1、產生腐蝕性物質，如好氧菌產生的有機或無機酸；2、造成氧濃差電池，如鐵細菌附著在金屬表面，氧化亞鐵離子生成高價的鐵化合物沉積在金屬表面形成結瘤，造成局部氧濃度下降；3、陰極或陽極的去極化作用加速腐蝕過程。
2）微生物黏泥與污垢沉積
微生物群體及其分泌物會形成膠黏狀物，這些黏泥很容易附著在設備上，造成沉積物的危害。實際上，系統中的沉積物很少是單一的微生物黏泥，而是以微生物黏泥為主，也含有一部分淤泥、水垢和腐蝕產物。
這些黏泥污垢的危害很大。由於其黏附特性，在水中起到架橋、絮凝的作用，使難溶性鹽類的懸浮晶粒長大，進而沉降在設備上；黏泥附著造成垢下腐蝕；黏泥使水冷器的污垢熱阻值增加，換熱器效率大大降低；黏泥附著部位的金屬無法接觸緩蝕阻垢劑等等。
B. 循環水對設備腐蝕的主要原因是什麼
循環水的水質直接影響裝置水冷器及管路的安全運行,水質超標,對換熱器形成腐蝕,造成泄漏,泄漏進一步使水質惡化,惡化的水質再對冷換設備加重腐蝕,形成惡性循環,嚴重時造成裝置停產。循環水主要有工業和家用兩種，主要目的都是為了節約用水。工業循環水主要用在冷卻水系統中，所以也叫循環冷卻水。因為工業冷卻水占總用水量的90%以上。家庭循環水主要用在熱水器上。