工业循环冷却水系统在运行过程中，由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩，其中所含的盐类超标，阴阳离子增加、pH值明显变化，致使水质恶化，而循环水的温度，pH值和营养成分有利于微生物的繁殖，冷却塔上充足的日光照射更是藻类生长的理想地方。而结垢控制及腐蚀控制、微生物的控制等等，必然的需要进行循环水处理。
（1）水垢： 在循环冷却水系统使用过程中，碳酸氢盐的浓度随蒸发浓缩而增加。当其浓度达到过饱和状态，或经过传热表面水温升高时，会分解生成碳酸盐沉积在传热表面，形成致密的微溶性盐类水垢，其导热性能较差。因此，水垢附着在传热表面，轻则降低换热器传热效率，重则使换热器堵塞，系统阻力增大，仪器负荷增大，水泵和冷却塔效率下降，生产能耗增加，产量下降，加快局部腐蚀。
（2）污垢： 污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成，垢的质地松软，不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀，缩短设备使用寿命。
（3）腐蚀： 循环冷却水系统中，大量设备是金属制造的，长期使用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔。这是由多种因素造成的，主要有:冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀;有害离子引起的腐蚀; 微生物引起的腐蚀等。设备管壁腐蚀穿孔，会形成渗漏或工艺介质泄漏入冷却水中，损失物料，污染水体; 或冷却水渗入工艺介质中，影响产品质量，影响生产安全，直接造成经济损失。
（4）微生物粘泥： 循环水中有充足的氧气、合适的温度及富养条件，很适合微生物的生长繁殖，如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑，冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞，冷却散热效果大幅下降，设备腐蚀加剧。因此循环水处理必须控制微生物的繁殖。
细菌是单细胞生物，每个细胞都是独立个体，许多 单细胞个体趋向于聚集成群体（菌落），其中每个细胞仍然独立生活。主要包括产黏泥细菌、铁沉积细菌、产硫化物细菌以及产酸细菌。
真菌和细菌的不同之处在于真菌有细胞核，比细菌结构更为复杂，形态与细菌也有很大差异，有单细胞和多细胞两种形式。真菌大量繁殖将发生黏泥危害，如地霉和水霉的菌落，很容易挂在任何粗糙面上，黏聚泥沙，影响输水，降低传热效率，甚至引起管道堵塞。
藻类是低等植物，它含有叶绿素并能进行光合作用。冷却水中的藻类主要由蓝藻、绿藻和硅藻组成。藻类需要空气、水、阳光和营养物来生长，尤以光的影响最为重要，藻类只能在能照到阳光或能反射到一些阳光的地方，例如冷却塔顶、水池和进出水总管口等处。藻类不断繁殖又不断脱落，脱落的藻类又成为循环水系统中的悬浮固体和沉积物，堵塞管道，影响冷却水的输送并降低传热能力。藻类死亡腐烂后水质恶化，发生臭味，又为细菌等微生物提供养料。
循环水浓缩倍数是指循环水系统在运行过程中，由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩的倍率(以补充水作基准进行比较)，它是衡量水质控制好坏的一个重要综合指标。浓缩倍数低，耗水量、排污量均大且水处理药剂的效能得不到充分发挥；浓缩倍数高可以减少水量，节约水处理费用；可是浓缩倍数过高，水的结垢倾向会增大，结垢控制及腐蚀控制的难度会增加，水处理药剂会失效，不利于微生物的控制，故循环水的浓缩倍数要有一个合理的控制指标。
在循环水系统中，水垢是由过饱和的水溶性组分形成的，水中溶解有各种盐类，如碳酸氢盐、碳酸盐、氯化物、硅酸盐等，其中以溶解的碳酸氢盐如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2 最不稳定，极容易分解生成碳酸盐，因此，当冷却水中溶解的碳酸氢盐较多时，水流通过换热器表面，特别是温度较高的表面，就会受热分解；水中溶有磷酸盐与钙离子时，也将产生磷酸钙的沉淀；碳酸钙和Ca3(PO4)2等均属难溶解度与一般的盐类还不同，其溶解度不是随温度的升高而加大，而是随着温度的升高而降低。因此，在换热器传热表面上，这些难溶性盐很容易达到过饱和状态而水中结晶，尤其当水流速度小或传热面较粗糙时，这些结晶沉淀物就会沉积在传热表面上，形成通常所称的水垢，由于这些水垢结晶致密，比较坚硬，又称之为硬垢，常见的水垢成分为：碳酸钙，硫酸钙，磷酸钙，镁盐，硅酸盐。
根据企业循环水系统的特点和工艺条件，结合当地的水质特点，选择适合企业运行条件的水处理方案，通过加药等措施，控制循环水指标在一定范围内运行，既保证生产设备的长周期运行，又提高了循环水利用率。循环水处理技术的利用，既能给企业带来显著的经济效益，又能为社会带来良好的社会效益。所以循环水处理技术应用是非常有必要的。
