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1、冷卻塔吸垢處理技術概述

國家“十三五”規劃綱要明確提出“實行最嚴格的水資源管理制度，以水定

產、以水定城，建設節水型社會”等要求。必須準確把握節水型社會建設的新內

涵、新要求，增強憂患意識、責任意識，尊重規律、尊重實際，強化城市建設管

理，集中力量著力調整用水結構、提高用水效率，促進經濟發展方式加快轉變，

推動綠色發展，破解水資源水環境制約問題，保障國家水安全，推進生態文明建

設。對于鋼鐵行業的要求主要包括：鋼鐵制定鋼鐵水效標準和煉鐵、煉鋼、軋鋼

等工序用水定額；開展節水優化技術改造，推動水質優化集成技術、高效循環用

水集成技術、綜合污水脫鹽深度處理和高鹽廢水資源化利用集成技術、焦化酚氰

廢水和冷軋廢水再生回用集成技術、雨水利用技術、蒸汽系統優化、水系統智能

管理專家系統的應用。到 2020年，重點統計鋼鐵企業噸鋼取水量降至 3.2m³/t，

水重復利用率提高到 98%以上，外排廢水總量下降 10%（噸鋼排水量降至 1.2m³/t）。

對于鋼鐵和化工等高溫行業，其中水是*的消耗能源之一。為了提高水資

源的利用效率，適當提高水循環的濃縮倍數是降低水資源消耗成本的有效手段，

也是生產企業努力追求的技術發展方向。限值水循環濃縮倍數的因數主要包括

Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-和細菌數量等元素，其中 Ca²⁺和 Mg²⁺的濃度是關鍵影響因子，系 Ca

2+

和 Mg²⁺在冷卻過程中比較容易形成“垢層”，會直接影響循環水的冷卻效果，最

終會對正常生產過程產生負面影響。

提高濃縮倍數就意味著新水補充水量的節約，傳統的化學藥劑法就是通過化

學藥劑的絡合等作用將冷卻循環水系統中的鹽類予以分散，降低其結垢、腐蝕的

傾向，若循環水中含鹽量太高引起設備腐蝕或結垢造成的損失，將遠大于節水帶

來的效益。為保證一定的濃縮倍數，冷卻循環水系統不得不根據設備對鹽類濃度

的要求，將系統中的水強制排放。傳統化學藥劑方式處理水，僅僅只能是延緩腐

蝕延緩結垢，自身并不能改善水質，（比如說檢測循環水的總硬度為 500mg/L，投

緩蝕阻垢劑后，硬度還是 500mg/L，沒有任何變化），投加藥劑循環水的排放還會

污染水體，導致循環水中的 COD、濁度、總磷等數據升高，磷是藻類生長的營養

物，夏季會加快藻類的繁殖，COD值超標使循環水排放達不到標準。

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目前鋼鐵企業的循環冷卻水濃縮倍數約為 2~3，而采用循環冷卻水的綠色環

保處理技術后不僅可以提高循環水濃縮倍數到 5~6，而且也能避免添加緩蝕阻垢

劑以及大量減少殺菌劑的使用量，為企業的綠色生產提供動力。

2、冷卻塔吸垢處理的工作機理

冷卻塔吸垢處理技術是采用電化學原理實現鈣和鎂離子的快速

定向析出，并不會新增其它元素的影響，最終可以完全替代傳統化學藥劑法的綠

色環保處理新技術。冷卻塔吸垢處理技術主要具有的功能有：吸垢器、

阻垢器、除垢器、防腐除銹、殺菌滅藻等功能，主要機理包括：

吸垢：收集器中帶有負電荷的集垢外網將帶有正電荷的鈣鎂鐵等導致生垢、

銹的金屬離子吸附到網體上，3-5天即可以肉眼可見吸附捕捉到乳黃色水垢，并

將循環水中的鈣硬度、電導率等水質數據大幅度改善；

阻垢：收集器中的電極通過荷塘*的掃頻及混頻的專利技術，能夠有效阻

止鈣鎂離子析出飽和結晶，防止水垢的生成，大幅改善換熱器的換熱效率，避免

影響正常的生產。

除垢：通過荷塘環保*的結構設計，使自然狀態下的水分子團被打散成單

一的水分子，并能夠產生適量的氫離子，這種單一的水分子滲透力和溶解力極強，

而氫離子還原性很強，能夠將已經結晶的碳酸鈣，三氧化二鐵等水垢（銹）進行

很好的清理。

節水：電化學設備可以使循環水中的硬度、鈣鎂離子含量、等水質數據大幅

改善，從而可以實現循環水的濃縮倍數提高，帶來的直接受益是循環水排污量大

幅減少，為企業帶來了可觀的經濟效益，這種既可以改善水質，又可以提高濃縮

倍數的效果是其他物理產品所不具備的。

防腐：

（1）雙正極架構在產生小分子還原水時，會有 H+ 、OH^- 、O₃ 、O₂ 產生，

同時水體中也有 Cl₂、CL^- 。鐵在水中會發生電解，產生 Fe²⁺和 Fe³⁺，正負相吸使

管壁表面的局部也會積聚大量的 OH^-及其它負離子,局部的 PH 值大于或會等于

10，為 Fe₃O₄ 的形成創造了條件。

（2）管壁表面的鐵鹽溶液迅速飽和或過飽和之后會析出沉淀在管壁表面形

成一層薄薄的保護膜，隨著長期運行，這層鈍化保護膜完全覆蓋后，就不會再有

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管道的腐蝕了。

(3) 形成 Fe₃O₄ 的化學原理：Fe+2Fe+8OH→Fe₃O₄+4H₂O

詳細的化學反應式如下：將二價鐵鹽（Fe²⁺）和三價鐵鹽（Fe³⁺）按一定比例

混合，加入沉淀劑（OH-),攪拌反應即得超微磁性 Fe₃O₄ 粒子，反應式為：Fe²⁺ +

Fe³⁺ + OH- → Fe(OH)₂ + Fe(OH)₃ / 形成共沉淀 Fe(OH)₂ + Fe(OH)₃ → FeOOH +

Fe₃O₄ (PH<7.5)、FeOOH + Fe²⁺ → Fe₃O₄ + H+ (PH>9.2)

總反應式： Fe²⁺ + 2Fe³⁺ + 8OH → Fe₃O₄ + 4H₂O

3、冷卻塔吸垢處理的特點

（1）冷卻塔吸垢處理設備是一種融合了吸垢（肉眼可見）、阻垢

（*的混合頻率區間）溶垢（*的雙正極架構）改善水質、減少排污 1/3-

1/2以上于一身的一體化設備。

（2）與傳統的化學藥劑法相比有如下優點（如下圖表格）：

 

以10000m3/h凈循環水為例