循環水系統中不斷循環使用，由于水的溫度升高，水流速度的變化，水的蒸發，各種無機離子和有機物質的濃縮，冷卻塔和冷卻水池在室外受到陽光照射、風吹雨淋、灰塵雜物的進入，以及設備結構和材料等多種因素的綜合作用，會產生比直流系統更為嚴重的沉積物的附著、設備腐蝕和微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等問題。

1.1循環冷卻水使用后的弊主要表現在以下五個方面：

①對于涼水塔周邊污染物的吸收及累積；

②細菌及生物粘泥大量產生；

③金屬腐蝕性急劇上升；

④泄露介質污染水系統進而造成全部冷卻器管網的結垢或腐蝕；

⑤污染物不易消減。

1.2敞開式循環冷卻水系統產生的問題

1.2.1沉積物的析出和附著

    一般天然水中都溶解有重碳酸鹽，這種鹽是冷卻水發生水垢附著的主要成分。在循環冷卻水系統中，重碳酸鹽的濃度隨著蒸發濃縮而增加，當其濃度達到過飽和狀態時，或者在經過換熱器傳熱表面使水溫升高時，會發生下列反應：

        Ca(HCO₃)₂ =CaCO₃ + CO₂ +H₂O

CaCO₃沉積在換熱器傳熱表面，形成致密的碳酸鈣水垢，它的導熱性能很差。不同的水垢其導熱系數不同，但一般不超過1.16W/（m·K），而鋼材的導熱系數為45 W/（m·K）。

1.2.2設備腐蝕

    循環冷卻水系統中，大量的設備是金屬制造的換熱器。對于碳鋼制成的換熱器，長期使用循環冷卻水，會發生腐蝕穿孔，其腐蝕的原因是多種因素造成的。

1.2.3冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕

   敞開式循環冷卻水系統中，水與空氣能充分地接觸，因此水中溶解的O₂可達飽和狀態。當碳鋼與溶有O₂的冷卻水接觸時，由于金屬表面的不均一性和冷卻水的導電性，在碳鋼表面會形成許多腐蝕微電池，微電池的陽極區和陰極區分別發生下列的氧化反應和還原反應：

        在陽極區 Fe=Fe²⁺ +2e

        在陰極區 1/2 O₂+ H₂O +2e =2OH^-

        在水中 Fe²⁺ + 2OH^- = Fe（OH）₂

        Fe（OH）₂ =Fe（OH）₃

    這些反應，促使微電池中的陽極區的金屬不斷溶解而被腐蝕。

1.2.4有害離子引起的腐蝕

    循環冷卻水在濃縮過程中，除重碳酸鹽濃度隨濃縮倍數增長而增加外，其他的鹽類如氯化物、硫酸鹽等的濃度也會增加。當Cl^-和SO^2-₄離子濃度增高時，會加速碳鋼的腐蝕。Cl^-和SO^2-₄會使金屬上保護膜的保護性膜的保護能降低，尤其是Cl^-的離子半徑小，穿透性強，容易穿過膜層，置換氧原子形成氯化物，加速陽極過程的進行，使腐蝕加速，所以氯離子是引起點蝕的原因之一。

對于不銹鋼制造的換熱器，Cl^-是引起應力腐蝕的主要原因，因此冷卻水中Cl^-離子的含量過高，常使設備上應力集中的部分，如換熱器花板上脹管的邊緣迅速受到腐蝕破壞。循環冷卻水系統中如有不銹鋼制的換熱器時，一般要求Cl^-的含量不超過300mg/L。

對于碳鋼而言，S^2-、油污、酸、堿的腐蝕是劇烈的，尤其是S^2-引發的一系列生化腐蝕極易造成管道的大面點蝕穿孔，其對金屬的腐蝕能力遠大于Cl^-、SO^2-₄等離子。

1.2.5微生物引起的腐蝕

微生物的滋生也會使金屬發生腐蝕。這是由于微生物排出的粘液與無機垢和泥砂雜物等形成的沉積物附著在金屬表面，形成氧的濃差電池，促使金屬腐蝕。此外，在金屬表面和沉積物之間缺乏氧，因此一些厭氧菌（主要是硫酸鹽還原菌）得以繁殖，當溫度為25～30℃時，繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽，產生H₂S，引起碳鋼腐蝕，其反應如下：

        SO^2-₄ +8H⁺+8e=S^2-+4 H₂O +能量（細菌生存所需）

        Fe²⁺ + S^{2 -}=FeS

鐵細菌是鋼鐵銹瘤產生的主要原因，它能使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，釋放的能量供細菌生存需要。

        細菌+Fe²⁺ = Fe³⁺ +能量（細菌生存所需）

1.2.6微生物的滋生和粘泥

    冷卻水中的微生物一般是指細菌和藻類。在新鮮水中，一般來說細菌和藻類都較少。但在循環水中，由于養分的濃縮，水溫的升高和日光照射，給細菌和藻類創造了迅速繁殖的條件。大量細菌分泌出的粘液像粘合劑一樣，能使水中飄浮的灰塵雜質和化學沉淀等粘泥附在一起，形成粘糊糊的沉積物粘附在換熱器的發熱表面上，有人稱之為生物粘呢，也有人把它叫做軟垢。

粘泥積附在換熱器管壁上，除了會引起腐蝕外，還會使冷卻水的流量減少，從而降低換熱器的冷卻效率；嚴重時，這些生物粘泥會將管子堵死，迫使停產清洗。

    如前所述，冷卻水長期循環使用后，必然會帶來沉積物附著、金屬腐蝕和微生物滋生這三個問題，而循環水處理就是通過水質處理的辦法解決這些問題。