工业循环冷却水水质管控-基础知识培训
一、 水质监控指标
注：以上数据参考国标《工业循环冷却水处理设计规范GB50050-2007》、《空调水系统化学处理设计规程DG/TJ08-2081-2011-上海地标》及昱真公司控制标准。 Page 1 of 16
二、 单项指标注释
1. PH值： GB50050-2007指标6.8~9.5，DG/TJ08-2081-2011指标7.5~9.5。PH值为循环水系统重要监控指标，循环水处理通过管控PH值在某一区间以达到均衡防腐、阻垢及抑制菌藻目的。
以最常见的由金属铁、铜材质构成的循环水系统为例： 腐蚀问题：
水对金属铁（包括碳钢、不锈钢、铸铁等）的腐蚀机理为PH值越高腐蚀速率越慢，当PH>10时几乎停止腐蚀，即所谓进入铁材质的钝化区。所以在小型工业锅炉及热水锅炉系统GB规定的PH值为10~12，因为这些系统都是全铁系统，高PH值起到良好防止金属铁材质腐蚀作用。反之水的PH值越低对金属铁材质腐蚀性越强。
水对金属铜（包括各类铜合金）的腐蚀机理为PH值在8.5~9.0为钝化区，腐蚀速率最慢，当PH>9.0及
水对系统热交换面的结垢态势分析为PH值越高结垢趋势越严重，反之即越弱，当PH
水的PH值在6.0~9.0区间内绝大多数细菌藻类繁殖速度最快。当PH>9.0及
主要目的是避免因细菌藻类快速繁殖产生大量生物黏泥（热阻）影响设备热交换，并非为环卫角度。
综上分析：采用6.8~7.5的酸性水处理管理模式（加酸处理）客观上对防垢有利，对防腐及抑制菌藻不利；采用7.5~8.5的中性水处理管理模式客观上均衡于防垢及防腐，不利于抑制菌藻；采用8.5~9.5的碱性水处理管理模式客观对防腐及抑制菌藻有利，不利于防垢。
在开式系统GB提供的是一个大范围指标区间，因在全国范围内给水源水质、各类设备系统状况及各水处理公司技术存在较大差异，采用任一（酸中碱）模式客观上各有利弊。我们归纳选定PH值管控区间一般需参考以下因素： 给水源水质因素：
结垢倾向水质可选用中性模式（特定的严重结垢倾向水质，在无软化预处理工艺时，可采用酸性模式）；腐蚀倾向水质可选用碱性模式；含较多细菌藻类有机物水质（如再生水、地表水）亦适宜选用碱性模式。
例如：上海地区自来水属于弱腐蚀倾向水质，DG/TJ08-2081-2011指标即设定7.5~9.5，可选用中性或碱性模式，但不可选用酸性模式。 系统工况因素：
已存在较为严重腐蚀的系统，为加强抑制腐蚀趋势恶化可选用碱性模式；设备换热处温度较高的，为延缓结垢趋势可选用中性模式（当前新技术存在高温下使用特定碱性模式取得良好效果情况）。 药剂机理因素：
公司药剂自身阻垢技术能力强的一般选择碱性管理模式，防腐技术能力强的 Page 3 of 16
一般选择中性管理模式。 综上所述，在长三角地区以自来水给水的开式系统，采用碱性管理模式是当前水处理技术的发展趋势。因为从水对整体系统的危害性评估，腐蚀问题具有不可逆性且破环程度较结垢问题严重的多，并且随化学水处理技术的发展，越来越多的新研发的复配药剂使得阻垢能力越来越强，即使在较高碱性水质情况下依然可以保障系统热交换面不结生水垢。
昱真公司在开式系统以控制PH值在8.5~9.5的碱性管理模式为主，因为昱真的复配药剂具备了水质稳定及水质软化的双重阻垢功能。不过在特定条件的系统同样也会因地制宜的采用中性甚至酸性管理模式。因此开式系统循环水的PH值选定取决于最终设计的水处理解决处理方案。 GB50050-2007无闭式系统水质指标，DG/TJ08-2081-2011指标8.0~10.0。
密闭系统只要没有工艺耗水及机械失水，循环水较少补充水，水质也基本无浓缩。因此，密闭系统最主要是腐蚀问题，其次是细菌黏泥问题，结垢问题一般可忽略。
按上述水对系统的腐蚀、结垢及菌藻问题危害注释，采用密闭系统需全部采用碱性水处理管理模式来强化防腐及抑制菌藻，因为不用顾及结垢问题DG/T指标甚至将上限放宽到10.0。
昱真公司在闭式系统管控时选取DG/T指标区间的上限即9.0~10.0，再配合缓蚀药剂的防腐功效，可取得在日常不用投加杀菌药剂的情况下良好的延缓金属腐蚀速率及抑制细菌繁殖的效果。
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2. 总硬度： 总硬度定义：总硬度间接表示水中高价金属离子含量。其中天然水中的高价金属离子主要是Ca2+（钙离子）、Mg2+（镁离子），所以通常天然水的总硬度即指Ca2+、Mg2+含量之和。 硬度分类：
总硬度 = 钙硬度 + 镁硬度
总硬度 = 碳酸盐硬度（亦称暂时硬度）+ 非碳酸盐硬度（亦称永久硬度） 硬度单位：
总硬度（单位）为毫摩尔/升（mmol/L），换算成习惯的毫克/升（mg/L）为 1 mmol/L = 50 mg/L（以CaCO3计）
通常钙硬度及镁硬度可通过检测Ca2+、Mg2+含量取得，也可以钙硬度与镁硬度之和为总硬度，其中钙硬度约占2/3，镁硬度约占1/3，通过检测总硬度后简单折算。 控制标准： ：钙硬度+全碱度（以CaCO3计）
因为硬度与碱度是相互作用的，所以GB没有设定单独的硬度控制指标，为监控方便起见，目前我们通常将其拆分成 钙硬度
同时GB中对当传热面水侧壁温大于70℃条件下，要求钙硬度
使水质的硬度减低以缓解结垢趋势。 钙硬度+全碱度（以CaCO3计）
以上所有表述均针对的是开式系统，而闭式系统原则上不用监测硬度指标（GB及DG均无规定），这是因为闭式系统循环水无浓缩问题，而硬度数值的上下主要与浓缩成正比关系。
3. 全碱度： 全碱度定义：水中能与强酸（HCl、H2SO4）发生中和作用的所有碱性物质的总含量。其中天然水中的碱度成份主要是HCO3-及少量的CO32-和HSiO3-。 控制标准： ：钙硬度+全碱度（以CaCO3计）
与硬度一样，GB没有设定单独的控制指标，我们通常设定为全碱度
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闭式系统原则上同样不用监测碱度指标（GB及DG均无规定）。
4. 硬度与碱度的关系： 水中阴、阳离子组合关系：
天然水中的硬度主要是Ca2+、Mg2+（阳离子）其次是如Na+，碱度主要是HCO3-、CO32-（阴离子）其次如SO42-、Cl-。出于判断水质的需要，将它们组合成假想化合物，其组合原则是优先组合成溶解度小的化合物，依次再组合成溶解度大的。其阳离子顺序是Ca2+、Mg2+、Na+，阴离子顺序是HCO3-、SO42-、Cl-。
天然水中的硬度成份首先与碱度成份组合成碳酸盐硬度（即暂时硬度— Ca（HCO3）2、 Mg（HCO3）2，如Ca2+、Mg2+还有剩余，则再组合成非碳酸盐硬度（即永久硬度—Ca SO4、MgSO4及CaCl2、MgCl2），如HCO3-有 剩余，则与Na+组合成Na HCO3，即为负硬度，亦称钠碱度。
5. 水垢生成过程及阻垢控制： 受热分解：
Ca（HCO3）2 →受热 CaCO3 ↓ + H2O + CO2 ↑
Mg（HCO3）2 →受热 Mg（OH）2 ↓ + 2CO2 ↑
初始的CaCO3 ↓及Mg（OH）2 ↓叫“水渣”，大部分的“水渣”沉淀可通过有效排污排出水系统，而浓缩过高（析出量超出饱和浓度时），会不断堆积在换热面由非晶体到无定形晶体并由小变大成为结晶体，这时就在换热面形成为了碳酸盐水垢。 溶解度降低：
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大部分的结垢物质，如CaCO3、Ca SO4、CaSiO3等，都是随温度升高而溶解度降低的，这样在换热温度最高部位沉积成水垢。 水质稳定剂阻垢机理：
常见的有“有机膦酸盐”、有机聚羧酸盐“复配成份水处理药剂，通过“螯合”、“晶格曲张”、“凝聚分散”等综合作用，减少小颗粒CaCO3晶体有效相互碰撞而增大，提高小颗粒晶体的“溶解性”，产生一些较大的非晶体颗粒，乃至使水垢变得松软易被水冲刷而分散，从而起到良好的阻垢功效。 水质软化剂阻垢机理：
常见的有含“腐殖酸钠“复配成份水处理药剂，其可通过“腐殖酸钠“的羧基或氛羟基上的Na+与水中的Ca2+、Mg2+进行离子交换，生成的腐殖酸钠钙及腐殖酸钠镁沉淀，从而使水质得到软化。同时软化剂一般也具备一定的阻止晶体增大及增加水渣流动性的作用，从而起到良好的阻垢功效。
6. 综合PH值、总硬度、全碱度指标关联与开式系统阻垢管控的几项基本原则：
1) 首先，需要通过控制冷却水浓缩在适宜倍数，将总硬度数值控制在指标内
（即
2) 其次需要保持循环水中的全碱性浓度与总硬度浓度较为接近。其作用为①确保硬度与碱度的化合物主要以碳酸盐硬度析出，因大部分沉淀在未形
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成晶体前为水渣形式，具有良好流动性以可通过有效排污排出系统，从而加大缓解换热面成垢速度；②提高循环水碱度，水质的PH值亦会同步上升，可起到增大防腐作用。
为使水中硬度与碱度较为接近方式，从开式系统节水减排的原则上，主要是通过投加碱性水处理药剂来提高碱度，而非依靠大量排换水来降低硬度。
3) 再次控制全碱度在指标内（即
剂。因为PH值是全碱度一部分，全碱度增大，PH值也会同步上升，开式系统PH值在有铜系统需
4) 除通过调控水质的PH值、总硬度、全碱度数值及有效关联外，选用质优
的复配水质稳定剂可起到提高阻垢功效作用。如在配合选用质优的复配水质软化剂可起到进一步提高浓缩（节水减排）及在高硬给水的特定条件下依然有良好的阻垢保障。
7. 电导率： 电导率定义：最简便及间接的水中含盐量表示方法。因为水中溶解的大部分盐类都是强电解质，它们在水中全部电离成离子，所以可以利用离子的导电能力来判断水中含盐量的高低。 控制标准：
开式系统GB50050-2007无控制指标，DG/TJ08-2081-2011指标为
5~10倍，如目前长三角地区自来水给水大多在300 ~800μs/cm，因此可自行设定开式系统
闭式系统因为没有浓缩，GB50050-2007及DG/TJ08-2081-2011无控制指标。 控制电导率的意义：循环水中不同离子对设备水系统造成不同的程度腐蚀及结垢危害，这些离子浓度越高（即含盐量过高）将同时对设备系统的腐蚀及结垢危害越大，因此需要加以适当控制。控制的方式主要通过管网排换水来调控。 调控方式：可采用人工在排换水，也可采用设备在线电导检测联动电磁阀设定区间自动控制。
8. 总溶解固体： 总溶解固体定义：指已经经过悬浮固体分离的滤液，经蒸发、干燥所得的残渣。因其近似与含盐量，有时也直接将其称为总含盐量。 控制标准：
开式及闭式系统GB50050-2007及DG/TJ08-2081-2011均无控制指标。自定设定为标准、意义及方式与电导率控制一样，不再累叙。 总溶解固体与电导率关系：
以温度25℃时为准，电导率与总溶解固体大致成正比关系，约1μs/cm = 0.55~0.6 mg/L，温度每变化1℃，大约变化2%，温度高于25℃取负值，反之取正值。
9. 氯离子：
氯离子是一种腐蚀性最强的阴离子，它可起到水温、水流等腐蚀的催化作用、 Page 10 of 16
破坏金属表面保护膜以及引发不锈钢应力腐蚀。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007指标为
10. 浊度：
浊度是间接表示水中悬浮物及胶体含量的指标。因为悬浮物测定方式较为繁琐，因此通过无浊水稀释成各种登级的标准液与原水进行对比是通用性强且简单的测定方式。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007指标为
闭式系统：GB50050-2007无控制指标，DG/TJ08-2081-2011为
指标设定过低，即需要大量排水（浪费水资源，在密闭系统运行中更无法实施，所以需要在停机时进行管网整体水冲洗），增加过滤设备则加大水阻导致能耗上升。因此行业标准权衡利弊给予适当的浊度指标。
11. 总铁：
循环水中铁的含量一方面由补充水带入，一方面由系统腐蚀产生。因此监测循环中总铁含量可间接反映系统内的铁腐蚀状况。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007指标为
闭式系统：GB50050-2007无控制指标，DG/TJ08-2081-2011为
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12. 铜离子：
循环水中铜离子的含量一方面由补充水带入（较为微量），一方面由系统腐蚀产生。因此监测循环中铜离子含量也可间接反映系统内的铜腐蚀状况。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007指标为
闭式系统：GB50050-2007无控制指标，DG/TJ08-2081-2011为
此外水中铜离子含量过高会导致镀铜危害，因为局部电位差加剧造成基体铁材质腐蚀加剧。例如一些铜材质换热器外部的铁材质端盖存在严重腐蚀就是这个原因。
13. 细菌总数：
细菌总数又称异养菌总数，是指经过培养在营养琼脂培养基上产生肉眼可见菌落的那些细菌总量，它是反应细菌滋生程度的指标。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007及DG/TJ08-2081-2011指标为
除一些公共设施（如宾馆、商场）外，循环水系统控制细菌总数意义不在于环卫角度，而是主要避免因细菌藻类快速繁殖产生大量生物黏泥（热阻）影 Page 13 of 16
响设备热交换，因此在开式系统设定的指标较为宽松。因为目前控制细菌总数的方式主要是投加杀菌剂，如果设定指标较小则需要大量投加杀菌剂，杀菌剂本身会对自然水体环境造成污染（具体一定毒性，破坏水体生态），此外上面已经表述大多杀菌剂（尤其强氧化性的）均为含氯化合物，大量投加则会加剧对系统金属腐蚀。因此凡事都有利弊应取得权衡，并非细菌总数越小越好，而是看其副作用的危害程度。 细菌总数的增长取决于细菌繁殖速度与细菌总数的基数。以昱真公司的细菌总数管控经验，最佳的方式应把日常采用碱性水处理模式抑制细菌繁殖速度为主要手段，再辅助定期集中冲击式投加杀菌剂来降低细菌总数的基数。这样即可保障细菌总数在控制指标内又最大限度的减少杀菌剂的投加。
细菌及藻类的滋生主要取决于环境温度、大气接触及阳光照射的因素。其中密闭系统因为没有阳光，所以没有藻类（藻类属于水生植物，需要光合作用才会大量滋生），同时也因为与大气环境接触较少及温度不适宜细菌快速繁殖，所以一般密闭循环水的细菌总数较小，同时控制指标也要求较小。
三、 专业角度解读水质检测分析报告的几项基本原则
1. 水质分析报告主要是反应当前水质对系统的结垢、腐蚀危害的趋势，并非定
性结论。任何一份单一的水质分析报告及单一指标数值没有太多实际意义，需跟踪多份及多阶段的报告来总体看发展或保持趋势。
2. 原则上需确保各项指标长期在国标或地标设定的标准范围内，但必须具体分
析各项指标间的关联。例如：
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1) 开式系统没有浓缩（或浓缩
表征任何问题及趋势；
2) 在确保全碱度及总硬度是否在控制标准内的同时，还需要注意两者是否较
为接近，如差距较大（硬度远大于碱度）依然会存在显著结垢趋势；
3) 已经存在严重腐蚀的水系统，强调总铁、铜离子指标不符实际，如采用换
水减低来达标更为掩耳盗铃，所以应转为附加金属腐蚀速率监控手段。
3. 国标及地标设定的指标都属于参考性指标（非强制性），具体需根据本地水系
统及设备系统内外条件因素设定一个针对性指标。如上海地标就是参考国标及本地水源水质及空调水系统特点设定的一个针对性指标，不能生搬硬套奉为强制执行规范。例如：
1) 本地水源硬度较高，则需考虑是否需要将针对的浓缩倍数指标降低或提高
总硬度指标。只要做到总硬度与全碱度浓度相当，辅助良好的排污及阻垢药剂，即使总硬度大幅超出标准，也依然可以做到不结生水垢；反之则应该提高浓缩管控指标要求来节水减排；
2) 本地水源非自来水而来自于地表水或再生水，本身富含大量细菌，则设定
细菌总数指标就意义不大，甚至为达标需大量投加杀菌剂，为达成指标而实施管理则更得不偿失。在此应转而寻求有效抑制细菌繁殖速度的手段及监控方式；
3) 设备工况换热温度较高的水系统，通常设定的总硬度指标、浊度指标即便
达到系统依然会快速结垢。在此需要给出新的指标并同时采用例如水质软化、水质过滤等辅助处理手段。
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4) 大多指标例如氯离子、细菌总数、浊度及电导率等等都并非在控制指标内
做到越小越好（或越安全）并由此任意设定提高要求，这都是对这些指标控制意义及手段缺乏认知。权衡利弊设定最适宜的本地条件的指标才是对系统对环境最理想的保护。
上海昱真水处理科技有限公司
马佳斌
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一、 水质监控指标
注：以上数据参考国标《工业循环冷却水处理设计规范GB50050-2007》、《空调水系统化学处理设计规程DG/TJ08-2081-2011-上海地标》及昱真公司控制标准。 Page 1 of 16
二、 单项指标注释
1. PH值： GB50050-2007指标6.8~9.5，DG/TJ08-2081-2011指标7.5~9.5。PH值为循环水系统重要监控指标，循环水处理通过管控PH值在某一区间以达到均衡防腐、阻垢及抑制菌藻目的。
以最常见的由金属铁、铜材质构成的循环水系统为例： 腐蚀问题：
水对金属铁（包括碳钢、不锈钢、铸铁等）的腐蚀机理为PH值越高腐蚀速率越慢，当PH>10时几乎停止腐蚀，即所谓进入铁材质的钝化区。所以在小型工业锅炉及热水锅炉系统GB规定的PH值为10~12，因为这些系统都是全铁系统，高PH值起到良好防止金属铁材质腐蚀作用。反之水的PH值越低对金属铁材质腐蚀性越强。
水对金属铜（包括各类铜合金）的腐蚀机理为PH值在8.5~9.0为钝化区，腐蚀速率最慢，当PH>9.0及
水对系统热交换面的结垢态势分析为PH值越高结垢趋势越严重，反之即越弱，当PH
水的PH值在6.0~9.0区间内绝大多数细菌藻类繁殖速度最快。当PH>9.0及
主要目的是避免因细菌藻类快速繁殖产生大量生物黏泥（热阻）影响设备热交换，并非为环卫角度。
综上分析：采用6.8~7.5的酸性水处理管理模式（加酸处理）客观上对防垢有利，对防腐及抑制菌藻不利；采用7.5~8.5的中性水处理管理模式客观上均衡于防垢及防腐，不利于抑制菌藻；采用8.5~9.5的碱性水处理管理模式客观对防腐及抑制菌藻有利，不利于防垢。
在开式系统GB提供的是一个大范围指标区间，因在全国范围内给水源水质、各类设备系统状况及各水处理公司技术存在较大差异，采用任一（酸中碱）模式客观上各有利弊。我们归纳选定PH值管控区间一般需参考以下因素： 给水源水质因素：
结垢倾向水质可选用中性模式（特定的严重结垢倾向水质，在无软化预处理工艺时，可采用酸性模式）；腐蚀倾向水质可选用碱性模式；含较多细菌藻类有机物水质（如再生水、地表水）亦适宜选用碱性模式。
例如：上海地区自来水属于弱腐蚀倾向水质，DG/TJ08-2081-2011指标即设定7.5~9.5，可选用中性或碱性模式，但不可选用酸性模式。 系统工况因素：
已存在较为严重腐蚀的系统，为加强抑制腐蚀趋势恶化可选用碱性模式；设备换热处温度较高的，为延缓结垢趋势可选用中性模式（当前新技术存在高温下使用特定碱性模式取得良好效果情况）。 药剂机理因素：
公司药剂自身阻垢技术能力强的一般选择碱性管理模式，防腐技术能力强的 Page 3 of 16
一般选择中性管理模式。 综上所述，在长三角地区以自来水给水的开式系统，采用碱性管理模式是当前水处理技术的发展趋势。因为从水对整体系统的危害性评估，腐蚀问题具有不可逆性且破环程度较结垢问题严重的多，并且随化学水处理技术的发展，越来越多的新研发的复配药剂使得阻垢能力越来越强，即使在较高碱性水质情况下依然可以保障系统热交换面不结生水垢。
昱真公司在开式系统以控制PH值在8.5~9.5的碱性管理模式为主，因为昱真的复配药剂具备了水质稳定及水质软化的双重阻垢功能。不过在特定条件的系统同样也会因地制宜的采用中性甚至酸性管理模式。因此开式系统循环水的PH值选定取决于最终设计的水处理解决处理方案。 GB50050-2007无闭式系统水质指标，DG/TJ08-2081-2011指标8.0~10.0。
密闭系统只要没有工艺耗水及机械失水，循环水较少补充水，水质也基本无浓缩。因此，密闭系统最主要是腐蚀问题，其次是细菌黏泥问题，结垢问题一般可忽略。
按上述水对系统的腐蚀、结垢及菌藻问题危害注释，采用密闭系统需全部采用碱性水处理管理模式来强化防腐及抑制菌藻，因为不用顾及结垢问题DG/T指标甚至将上限放宽到10.0。
昱真公司在闭式系统管控时选取DG/T指标区间的上限即9.0~10.0，再配合缓蚀药剂的防腐功效，可取得在日常不用投加杀菌药剂的情况下良好的延缓金属腐蚀速率及抑制细菌繁殖的效果。
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2. 总硬度： 总硬度定义：总硬度间接表示水中高价金属离子含量。其中天然水中的高价金属离子主要是Ca2+（钙离子）、Mg2+（镁离子），所以通常天然水的总硬度即指Ca2+、Mg2+含量之和。 硬度分类：
总硬度 = 钙硬度 + 镁硬度
总硬度 = 碳酸盐硬度（亦称暂时硬度）+ 非碳酸盐硬度（亦称永久硬度） 硬度单位：
总硬度（单位）为毫摩尔/升（mmol/L），换算成习惯的毫克/升（mg/L）为 1 mmol/L = 50 mg/L（以CaCO3计）
通常钙硬度及镁硬度可通过检测Ca2+、Mg2+含量取得，也可以钙硬度与镁硬度之和为总硬度，其中钙硬度约占2/3，镁硬度约占1/3，通过检测总硬度后简单折算。 控制标准： ：钙硬度+全碱度（以CaCO3计）
因为硬度与碱度是相互作用的，所以GB没有设定单独的硬度控制指标，为监控方便起见，目前我们通常将其拆分成 钙硬度
同时GB中对当传热面水侧壁温大于70℃条件下，要求钙硬度
使水质的硬度减低以缓解结垢趋势。 钙硬度+全碱度（以CaCO3计）
以上所有表述均针对的是开式系统，而闭式系统原则上不用监测硬度指标（GB及DG均无规定），这是因为闭式系统循环水无浓缩问题，而硬度数值的上下主要与浓缩成正比关系。
3. 全碱度： 全碱度定义：水中能与强酸（HCl、H2SO4）发生中和作用的所有碱性物质的总含量。其中天然水中的碱度成份主要是HCO3-及少量的CO32-和HSiO3-。 控制标准： ：钙硬度+全碱度（以CaCO3计）
与硬度一样，GB没有设定单独的控制指标，我们通常设定为全碱度
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闭式系统原则上同样不用监测碱度指标（GB及DG均无规定）。
4. 硬度与碱度的关系： 水中阴、阳离子组合关系：
天然水中的硬度主要是Ca2+、Mg2+（阳离子）其次是如Na+，碱度主要是HCO3-、CO32-（阴离子）其次如SO42-、Cl-。出于判断水质的需要，将它们组合成假想化合物，其组合原则是优先组合成溶解度小的化合物，依次再组合成溶解度大的。其阳离子顺序是Ca2+、Mg2+、Na+，阴离子顺序是HCO3-、SO42-、Cl-。
天然水中的硬度成份首先与碱度成份组合成碳酸盐硬度（即暂时硬度— Ca（HCO3）2、 Mg（HCO3）2，如Ca2+、Mg2+还有剩余，则再组合成非碳酸盐硬度（即永久硬度—Ca SO4、MgSO4及CaCl2、MgCl2），如HCO3-有 剩余，则与Na+组合成Na HCO3，即为负硬度，亦称钠碱度。
5. 水垢生成过程及阻垢控制： 受热分解：
Ca（HCO3）2 →受热 CaCO3 ↓ + H2O + CO2 ↑
Mg（HCO3）2 →受热 Mg（OH）2 ↓ + 2CO2 ↑
初始的CaCO3 ↓及Mg（OH）2 ↓叫“水渣”，大部分的“水渣”沉淀可通过有效排污排出水系统，而浓缩过高（析出量超出饱和浓度时），会不断堆积在换热面由非晶体到无定形晶体并由小变大成为结晶体，这时就在换热面形成为了碳酸盐水垢。 溶解度降低：
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大部分的结垢物质，如CaCO3、Ca SO4、CaSiO3等，都是随温度升高而溶解度降低的，这样在换热温度最高部位沉积成水垢。 水质稳定剂阻垢机理：
常见的有“有机膦酸盐”、有机聚羧酸盐“复配成份水处理药剂，通过“螯合”、“晶格曲张”、“凝聚分散”等综合作用，减少小颗粒CaCO3晶体有效相互碰撞而增大，提高小颗粒晶体的“溶解性”，产生一些较大的非晶体颗粒，乃至使水垢变得松软易被水冲刷而分散，从而起到良好的阻垢功效。 水质软化剂阻垢机理：
常见的有含“腐殖酸钠“复配成份水处理药剂，其可通过“腐殖酸钠“的羧基或氛羟基上的Na+与水中的Ca2+、Mg2+进行离子交换，生成的腐殖酸钠钙及腐殖酸钠镁沉淀，从而使水质得到软化。同时软化剂一般也具备一定的阻止晶体增大及增加水渣流动性的作用，从而起到良好的阻垢功效。
6. 综合PH值、总硬度、全碱度指标关联与开式系统阻垢管控的几项基本原则：
1) 首先，需要通过控制冷却水浓缩在适宜倍数，将总硬度数值控制在指标内
（即
2) 其次需要保持循环水中的全碱性浓度与总硬度浓度较为接近。其作用为①确保硬度与碱度的化合物主要以碳酸盐硬度析出，因大部分沉淀在未形
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成晶体前为水渣形式，具有良好流动性以可通过有效排污排出系统，从而加大缓解换热面成垢速度；②提高循环水碱度，水质的PH值亦会同步上升，可起到增大防腐作用。
为使水中硬度与碱度较为接近方式，从开式系统节水减排的原则上，主要是通过投加碱性水处理药剂来提高碱度，而非依靠大量排换水来降低硬度。
3) 再次控制全碱度在指标内（即
剂。因为PH值是全碱度一部分，全碱度增大，PH值也会同步上升，开式系统PH值在有铜系统需
4) 除通过调控水质的PH值、总硬度、全碱度数值及有效关联外，选用质优
的复配水质稳定剂可起到提高阻垢功效作用。如在配合选用质优的复配水质软化剂可起到进一步提高浓缩（节水减排）及在高硬给水的特定条件下依然有良好的阻垢保障。
7. 电导率： 电导率定义：最简便及间接的水中含盐量表示方法。因为水中溶解的大部分盐类都是强电解质，它们在水中全部电离成离子，所以可以利用离子的导电能力来判断水中含盐量的高低。 控制标准：
开式系统GB50050-2007无控制指标，DG/TJ08-2081-2011指标为
5~10倍，如目前长三角地区自来水给水大多在300 ~800μs/cm，因此可自行设定开式系统
闭式系统因为没有浓缩，GB50050-2007及DG/TJ08-2081-2011无控制指标。 控制电导率的意义：循环水中不同离子对设备水系统造成不同的程度腐蚀及结垢危害，这些离子浓度越高（即含盐量过高）将同时对设备系统的腐蚀及结垢危害越大，因此需要加以适当控制。控制的方式主要通过管网排换水来调控。 调控方式：可采用人工在排换水，也可采用设备在线电导检测联动电磁阀设定区间自动控制。
8. 总溶解固体： 总溶解固体定义：指已经经过悬浮固体分离的滤液，经蒸发、干燥所得的残渣。因其近似与含盐量，有时也直接将其称为总含盐量。 控制标准：
开式及闭式系统GB50050-2007及DG/TJ08-2081-2011均无控制指标。自定设定为标准、意义及方式与电导率控制一样，不再累叙。 总溶解固体与电导率关系：
以温度25℃时为准，电导率与总溶解固体大致成正比关系，约1μs/cm = 0.55~0.6 mg/L，温度每变化1℃，大约变化2%，温度高于25℃取负值，反之取正值。
9. 氯离子：
氯离子是一种腐蚀性最强的阴离子，它可起到水温、水流等腐蚀的催化作用、 Page 10 of 16
破坏金属表面保护膜以及引发不锈钢应力腐蚀。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007指标为
10. 浊度：
浊度是间接表示水中悬浮物及胶体含量的指标。因为悬浮物测定方式较为繁琐，因此通过无浊水稀释成各种登级的标准液与原水进行对比是通用性强且简单的测定方式。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007指标为
闭式系统：GB50050-2007无控制指标，DG/TJ08-2081-2011为
指标设定过低，即需要大量排水（浪费水资源，在密闭系统运行中更无法实施，所以需要在停机时进行管网整体水冲洗），增加过滤设备则加大水阻导致能耗上升。因此行业标准权衡利弊给予适当的浊度指标。
11. 总铁：
循环水中铁的含量一方面由补充水带入，一方面由系统腐蚀产生。因此监测循环中总铁含量可间接反映系统内的铁腐蚀状况。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007指标为
闭式系统：GB50050-2007无控制指标，DG/TJ08-2081-2011为
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12. 铜离子：
循环水中铜离子的含量一方面由补充水带入（较为微量），一方面由系统腐蚀产生。因此监测循环中铜离子含量也可间接反映系统内的铜腐蚀状况。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007指标为
闭式系统：GB50050-2007无控制指标，DG/TJ08-2081-2011为
此外水中铜离子含量过高会导致镀铜危害，因为局部电位差加剧造成基体铁材质腐蚀加剧。例如一些铜材质换热器外部的铁材质端盖存在严重腐蚀就是这个原因。
13. 细菌总数：
细菌总数又称异养菌总数，是指经过培养在营养琼脂培养基上产生肉眼可见菌落的那些细菌总量，它是反应细菌滋生程度的指标。 控制标准：
开式系统：GB50050-2007及DG/TJ08-2081-2011指标为
除一些公共设施（如宾馆、商场）外，循环水系统控制细菌总数意义不在于环卫角度，而是主要避免因细菌藻类快速繁殖产生大量生物黏泥（热阻）影 Page 13 of 16
响设备热交换，因此在开式系统设定的指标较为宽松。因为目前控制细菌总数的方式主要是投加杀菌剂，如果设定指标较小则需要大量投加杀菌剂，杀菌剂本身会对自然水体环境造成污染（具体一定毒性，破坏水体生态），此外上面已经表述大多杀菌剂（尤其强氧化性的）均为含氯化合物，大量投加则会加剧对系统金属腐蚀。因此凡事都有利弊应取得权衡，并非细菌总数越小越好，而是看其副作用的危害程度。 细菌总数的增长取决于细菌繁殖速度与细菌总数的基数。以昱真公司的细菌总数管控经验，最佳的方式应把日常采用碱性水处理模式抑制细菌繁殖速度为主要手段，再辅助定期集中冲击式投加杀菌剂来降低细菌总数的基数。这样即可保障细菌总数在控制指标内又最大限度的减少杀菌剂的投加。
细菌及藻类的滋生主要取决于环境温度、大气接触及阳光照射的因素。其中密闭系统因为没有阳光，所以没有藻类（藻类属于水生植物，需要光合作用才会大量滋生），同时也因为与大气环境接触较少及温度不适宜细菌快速繁殖，所以一般密闭循环水的细菌总数较小，同时控制指标也要求较小。
三、 专业角度解读水质检测分析报告的几项基本原则
1. 水质分析报告主要是反应当前水质对系统的结垢、腐蚀危害的趋势，并非定
性结论。任何一份单一的水质分析报告及单一指标数值没有太多实际意义，需跟踪多份及多阶段的报告来总体看发展或保持趋势。
2. 原则上需确保各项指标长期在国标或地标设定的标准范围内，但必须具体分
析各项指标间的关联。例如：
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1) 开式系统没有浓缩（或浓缩
表征任何问题及趋势；
2) 在确保全碱度及总硬度是否在控制标准内的同时，还需要注意两者是否较
为接近，如差距较大（硬度远大于碱度）依然会存在显著结垢趋势；
3) 已经存在严重腐蚀的水系统，强调总铁、铜离子指标不符实际，如采用换
水减低来达标更为掩耳盗铃，所以应转为附加金属腐蚀速率监控手段。
3. 国标及地标设定的指标都属于参考性指标（非强制性），具体需根据本地水系
统及设备系统内外条件因素设定一个针对性指标。如上海地标就是参考国标及本地水源水质及空调水系统特点设定的一个针对性指标，不能生搬硬套奉为强制执行规范。例如：
1) 本地水源硬度较高，则需考虑是否需要将针对的浓缩倍数指标降低或提高
总硬度指标。只要做到总硬度与全碱度浓度相当，辅助良好的排污及阻垢药剂，即使总硬度大幅超出标准，也依然可以做到不结生水垢；反之则应该提高浓缩管控指标要求来节水减排；
2) 本地水源非自来水而来自于地表水或再生水，本身富含大量细菌，则设定
细菌总数指标就意义不大，甚至为达标需大量投加杀菌剂，为达成指标而实施管理则更得不偿失。在此应转而寻求有效抑制细菌繁殖速度的手段及监控方式；
3) 设备工况换热温度较高的水系统，通常设定的总硬度指标、浊度指标即便
达到系统依然会快速结垢。在此需要给出新的指标并同时采用例如水质软化、水质过滤等辅助处理手段。
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4) 大多指标例如氯离子、细菌总数、浊度及电导率等等都并非在控制指标内
做到越小越好（或越安全）并由此任意设定提高要求，这都是对这些指标控制意义及手段缺乏认知。权衡利弊设定最适宜的本地条件的指标才是对系统对环境最理想的保护。
上海昱真水处理科技有限公司
马佳斌
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