在循環冷卻水系統水側主要存在三大問題：結垢、腐蝕和微生物生長。水處理的目的，就是要解決這三個問題，從而保證循環水系統長期穩定、有效運行，同時還要節約水資源，提高水的重復利用率。

結垢與阻垢

天然水中溶解有各種鹽類，如重碳酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽等。當天然水作為補充水進入循環水系統后，經蒸發濃縮，水中離子濃度增加，PH值和溫度等因素發生變化，致使離子過飽和而生成水垢。最常見的水垢成份是CaCO3。CaCO3在水中的溶解度很小，而且碳酸鈣的溶解度與一般的鹽類不同，它的溶解度隨著溫度的升高反而降低。也就是說，隨著溫度升高，CaCO3結垢傾向增大。結垢的危害有：

(1)垢類都是熱的不良導體，垢的沉積降低熱效率。

(2)垢的積聚導致局部腐蝕，使設備在短期內穿孔而破壞，縮短設備使用壽命。

(3)垢在管內沉積降低了水流截面積，增大了水流阻力，使運轉費升高。

(4)增加了停車清洗時間，降低連續運轉周期。

(5)增加了清洗、運行處理的藥劑費用。

通過加入阻垢劑，由于藥劑的螯合、致畸等作用，提高了CaCO3等鹽類物質的溶解度，降低了結垢傾向，從而達到阻垢的目的。但是，加入阻垢劑并不等于完全消除了結垢傾向。還需要通過排污，控制濃縮倍數，從而使成垢離子控制在一定含量之內才能使循環水系統完全不結垢。排污和控制濃縮倍數是循環水管理必不可少的。

腐蝕與防腐

循環冷卻水要解決的第二大問題是金屬設備的腐蝕，金屬(碳鋼、不銹鋼、銅等)表面與水接觸，而水中含有溶解氧和CO2等各種雜質，由于電位差而產生電化學反應，從而使金屬發生腐蝕損壞。腐蝕的結果導致以下幾個問題：

(1) 縮短設備壽命;

(2) 腐蝕產物形成污垢，降低換熱效率;

(3) 因換熱器破漏導致非預期停車。

循環水系統中控制金屬腐蝕的有效方法之一是添加緩蝕劑。通過在循環水中添加緩蝕劑，就能有效地降低循環水系統中金屬設備的腐蝕速度。

微生物生長與殺生

循環冷卻水系統要解決的第三大問題是水中微生物的生長。為什么在循環水系統中會有大量微生物生長呢?

天然水，尤其是地表水(河水、湖水)，含有大量的微生物。當天然水作為補充水進入循環水系統后，把大量的微生物帶入到系統中。另外，冷卻塔噴淋過程中又從空氣中捕集了大量的微生物。再者，循環水的溫度范圍(通常為20～40℃)特別有利于微生物的生長。某些工廠工藝介質泄漏入循環水系統，為其中的微生物提供了營養源，因此在循環水系統中，人們經常可以看到微生物大量生長的情景。

微生物的危害：

(1)鐵細菌的生長和銹瘤引起管道堵塞和鋼鐵腐蝕。

(2)硫酸鹽還原菌：硫酸鹽還原菌是厭氧菌，它能將水溶性硫酸鹽還原成硫化氫，硫化氫對金屬有腐蝕性。

(3)產酸細菌的造酸作用，會對設備造成腐蝕。

(4)真菌破壞木材中的纖維素，使冷卻塔的木質構件朽蝕。

(5)藻類形成團塊進入換熱器會堵塞管路，降低水流量，從而降低其冷卻作用。硅藻是形成硅垢的原因之一，有些藻類將分解緩蝕劑。

微生物的大量生長，并與泥沙、塵土等混合形成附著的或堆積的微生物粘泥，這些微生物粘泥在循環水系統中會引起以下這些故障：

(1) 粘泥附著在換熱器通道表面上，降低換熱效率;

(2) 大量的粘泥將堵塞換熱器通道，從而降低流量和冷卻效果，增加泵壓;

(3) 粘泥集積在冷卻塔填料的表面或填料間，堵塞了冷卻水的通過，降低了冷卻塔的冷卻效果;

(4) 粘泥覆蓋在金屬表面，形成差異電池，導致金屬設備腐蝕。

控制微生物生長的有效方法之一是添加殺生劑(殺菌滅藻劑)。另外，由于微生物對殺生劑具有適應性，長期使用同一種殺生劑會逐漸失去殺生效果，因此殺生劑宜選用多種并交替使用。

在水處理情況不好的系統中，這三種問題往往是同時存在的，而且是互相影響的。下圖就是兩個典型的水處理不好的換熱器的照片。