工业循环冷却水系统一般为开式循环系统（如逆流式和横流式冷却塔），冷却塔内空气与水进行充分的接触。大气中尘埃不断混入水中,造成菌藻滋生，会影响冷却塔水流速度，降低换热效率；由于冷却水蒸发、飞溅、漏损、浓缩形成的盐类污垢，造成管网堵塞；另外系统内没有安装过滤装置，不能去除这些杂质，导致水的电导率增加，造成管道腐蚀；冷却水经过被冷却设备时温度上升，水中的钙、镁离子溶解度发生变化会在形成水垢。降低了换热效率，影响系统正常工作。
所以，冷却循环水存在的主要问题是水垢、污垢、腐蚀、菌藻、管网腐蚀和浓缩倍数的控制。
在冷却水运行过程中，冷却塔是开放式运行，塔上的污物很多，像风沙带进的悬浮物，破碎的塔片和在冷却塔上滋生的藻类粘泥，这些污物在冷却水运行过程中，会在流速低的地方沉积，造成水的浊度增加；也会导致水中成垢物质结集在一起，形成垢质，沉积在换热面上，影响换热效率；为了阻止和减少垢质的形成，我们在管道上或冷却塔水池中应用德国量子节能环，其工作原理是应用量子流体处理技术，改变水的物理特性，使水的溶解力、渗透力和包含垢的能力增强，分化瓦解已形成的垢和锈，并阻止新垢的形成。冷却水的排污，实际上就是通过增加的新水降低这些污物的影响。如果能够通过过滤器的方式将冷却水中的悬浮物，藻类粘泥和风沙及碎塔片等过滤去除，是可以提高运行水的浓缩倍数，减少排污量的。
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水的很多表征质量的数据性质是可以预先计算并可以控制的，例如：PH、碱度、硬度等，因为它们具有不变的化学机理。然而悬浮物是不能简单的预计的。被冷却塔吸进去的空气不可避免的含有很多种杂质，例如：灰尘、黏土、花粉、有机碎片残留等等。这些杂质非常容易被冷却水完全吸收，并在冷却塔池底被浓缩。ASHRAE(美国采暖、制冷及空调工程协会)报告上指出：“一台标准的200吨冷却塔在一个季节中可以从空气及补加水中吸收超过600磅的杂质”（ASHRAE操作手册，1996） 1磅约等于0.9斤，600磅约为272公斤。
此外，系统本身也产生颗粒杂质。包括系统腐蚀的产物，矿物沉积（例如铁和硬度盐等），微生物生长，有机物聚集体，从热交换器工艺面漏过来的溶解及非溶解杂质等等，增加了系统营养，加速了细菌生长，加速腐蚀及形成腐蚀产物。
当杂质和结垢性矿物沉淀结合在一起的时候，杂质为冷却水提供了结垢的载体，从而杂质大大增加结垢速度和结垢的厚度。同样，杂质和微生物膜粘连在一起增加了黏膜速度及厚度。这些污染膜降低了热交换效率，降低了热交换器表面的水流速，并促进了污垢下腐蚀，导致更多的污染。更慢的流速允许更多的杂质沉淀，放大了问题，进一步降低了效率。
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