循環(huán)冷卻水在其運行過程中，補充水不斷進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)。此時，補充水中的一部分水在循環(huán)運行過程中被蒸發(fā)進(jìn)入大氣，另一部分則留在冷卻水中而被濃縮，并發(fā)生以下一系列的變化。補充水進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)后，在循環(huán)運行時在冷卻塔內(nèi)與大氣充分接觸，水中游離的和半結(jié)合的CO2逸入大氣而散失，從而使冷卻水中下列離子平衡向右移動，引起循環(huán)水的結(jié)垢隨著循環(huán)冷卻水被濃縮，冷卻水的硬度和堿度會升高。當(dāng)補充水被濃縮K倍時，循環(huán)冷卻水的硬度和總堿度則均相應(yīng)增加為補充水硬度和堿度的K倍，從而使冷卻水的結(jié)垢傾向增大。補充水進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中后，水中游離的和半結(jié)合的酸性氣體CO2在曝氣過程中逸入大氣而散失，故冷卻水的pH值逐漸上升，直到冷卻水的CO2與大氣中的CO2達(dá)到平衡為止。此時的pH值稱為冷卻水的自然平衡pH值。冷卻水的自然平衡pH值通常在8.5-9.3之間。補充水進(jìn)入循環(huán)冷卻水中后，由于不斷被蒸發(fā)濃縮，故水中的懸浮物和濁度升高。與此同時，循環(huán)水在冷卻塔內(nèi)反復(fù)與大量的工業(yè)大氣相接觸，把工業(yè)大氣中的塵埃洗滌下來并帶入循環(huán)水中，形成懸浮物。此外，冷卻水系統(tǒng)中生成的腐蝕產(chǎn)物、微生物繁衍生成的黏泥都會成為懸浮物。這些生成的懸浮物約有4/5沉積在冷卻塔集水池的底部，它們可以通過排污被帶出冷卻水系統(tǒng)，還有約1/5的懸浮物則懸浮在冷卻水中，使水的濁度增加。懸浮物還會沉積在換熱器或凝汽器中的換熱管壁上，降低冷卻的效果。如果采用旁濾處理，則可使循環(huán)水的濁度控制在10-15mg/L左右。補充水進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)后，在冷卻塔內(nèi)的噴淋曝氣過程中，空氣中的氧大量進(jìn)入水中，成為水中的溶解氧。由于冷卻水與空氣在循環(huán)過程中反復(fù)接觸，水中的溶解氧達(dá)到接近該溫度與壓力下氧的飽和度，從而增加了冷卻水的腐蝕性，因為冷卻水中金屬的腐蝕主要是屬于氧去極化腐蝕。補充水在循環(huán)過程中被蒸發(fā)時，水中的無機鹽等非揮發(fā)性物質(zhì)仍留在循環(huán)水中，故循環(huán)水由于蒸發(fā)而被濃縮，從而增大了循環(huán)水的結(jié)垢傾向和腐蝕傾向。循環(huán)冷卻水在冷卻塔內(nèi)與工業(yè)大氣反復(fù)接觸時，大氣中的SO2、H2S和NH3等有害氣體不斷進(jìn)入循環(huán)水中，使循環(huán)水對鋼、銅和銅合金的腐蝕性增大。循環(huán)冷卻水在運行過程中，冷卻水系統(tǒng)中的換熱器可能發(fā)生泄露，從而使工藝物質(zhì)進(jìn)入循環(huán)水中，使水質(zhì)惡化或水的pH值發(fā)生變化，增加循環(huán)水的腐蝕、結(jié)垢或微生物生長的傾向。循環(huán)冷卻水中的微生物既可能是由空氣帶入的，也可能是由補水帶入的。循環(huán)冷卻水的水溫通常在32-42℃左右，水中含有大量的溶解氧，又往往含有氮、磷等營養(yǎng)成分，這些條件都有利于微生物的生長。冷卻水系統(tǒng)中的日光照及的部位可以有大量的藻類生長繁殖；日光照不到的地方，則可以有大量的細(xì)菌和真菌繁殖，并生成黏泥覆蓋在換熱器的金屬表面上，降低換熱器的冷卻效果，引起垢下腐蝕和微生物腐蝕。
衛(wèi)士電化學(xué)設(shè)備會對循環(huán)水的pH值起到一定的調(diào)節(jié)作用，使系統(tǒng)的pH值趨向于8-9的低腐蝕區(qū)間；在電化學(xué)條件下，濁度物質(zhì)在電場作用下定向移動，雙電層結(jié)構(gòu)遭到破壞，穩(wěn)定性降低，進(jìn)而產(chǎn)生凝聚、沉降現(xiàn)象。同時，浮游藻類被電化學(xué)環(huán)境殺死，在極板產(chǎn)生的微小氣泡作用下與腐殖質(zhì)一起上浮，形成粘泥，脫離循環(huán)水系統(tǒng)，電化學(xué)通過持續(xù)殺菌抑制微生物滋生，進(jìn)而減少粘泥量，使?jié)岫乳L期維持在較低水平。
電場作用下，水分子極化作用變強，對離子的絡(luò)合、水合作用增強，有效降低循環(huán)水中鈣、鎂離子活度，實際上對結(jié)垢組分起到絡(luò)合增溶的作用；增大溶度積常數(shù)，在較高濃度下仍然可保持溶解且不結(jié)垢的
