随着人口的增长和经济的迅速发展，能源的消耗急剧增长。能源结构的不合理，常规能源的使用，导致了环境污染问题的日益突出。在这种情况下，利用清洁的可再生资源成为社会发展的必然趋势。利用热泵技术来回收污水中的热能，具有稳定性、环保性、节能性和经济性的优点，得到了更多的关注。我国利用热泵回收污水热能的技术起步比较晚，尚未见大规模的应用，其关键在于污水水质的特殊性，使得在回收污水热能时换热设备的选择以及水质对换热设备的腐蚀和结垢都成为其推广的障碍。 本论文主要是污水水质对污水中换热设备腐蚀和结垢影响的研究。研究主要包括两个部份。第一部分是选择换热设备材质阶段，首先利用生活污水作为实验用水，对工程上常用的6种材质进行了旋转挂片腐蚀实验研究。通过失重法测出6种材质在生活污水中的腐蚀速率，同时结合先进的数码摄影、SEM电镜技术和EDX能谱分析，对6种材质在生活污水中的腐蚀形态和原理进行分析。从中选择出腐蚀速率较低的材质进行结垢实验研究。其次利用生活污水作为实验用水，通过动态模拟实验，对换热设备在污水中的传热和结垢规律进行了研究。同时结合XRD衍射分析和PAN计算系统，对换热设备表面上的垢样进行分析，确定出污垢的成分，分析了换热设备在污水中结垢的原理。最后选择在污水中传热性能比较稳定的、污垢热阻渐进值较低的黄铜材质来进行下一阶段的实验；在研究的第二部分，主要是研究水质参数对黄铜材质的腐蚀和结垢的影响，确定出影响黄铜腐蚀和结垢的最显著的水质参数，为今后的回收污水热能时，换热器的防腐和抗垢工作提供基本的数据。 腐蚀实验研究结果表明，污水中碳钢的腐蚀速率最大，黄铜的腐蚀速率最低。两种不锈钢材质相比，1Cr18Ni9Ti的腐蚀速率要低于316L的腐蚀速率，同时316L的点蚀也比较严重。因此，在回收污水热能时，从减少腐蚀的角度出发，建议使用1Cr18Ni9Ti和黄铜HSn70-1B材质做成的换热器。在污水中，碳钢的腐蚀属于吸氧腐蚀，碳钢的腐蚀速率同碳钢中含碳量的多少关系不大，在实验条件相同的条件下，三种碳钢的腐蚀速率相差不大。不锈钢在生活污水中的腐蚀主要是吸氧腐蚀和点蚀。实验发现一个现象，不锈钢材质腐蚀速率曲线和污水中Cl-和SO42-离子含量曲线具有很好的相关性，而黄铜腐蚀速率曲线和污水中NH4+离子含量曲线具有很好的相关性，由此推断，污水中的Cl-、SO42-和NH4+可能是影响材质腐蚀的重要水质参数。同时通过SEM和数码相机观测到，腐蚀后的碳钢、不锈钢挂片上面有一层黑褐色的粘泥状物质，推测可能是微生物所分泌的粘泥，因此污水中的COD也是影响材质腐蚀的一个水质参数。 结垢实验研究结果表明，黄铜换热器在污水中具有更稳定的传热性能，30℃时其污垢热阻渐进值约为3x10-4m2.℃/W，不锈钢换热器在30℃时的污垢热阻渐进值约为5x10-4m2.℃/W。因此，从降低污垢对换热影响角度出发，建议使用黄铜换热器来回收污水中的热能。通过垢样减重分析和垢样XRD分析发现，3种材质中(碳钢、不锈钢和黄铜)，黄铜垢样中有机垢所占的比重最小，碳钢垢样中有机垢所占的比重最大。在4d的实验中，黄铜换热器表面污垢的成分大多是CuO腐蚀垢，并没有晶体垢出现，而不锈钢换热器表面污垢的成分则有碳酸钙等晶体垢出现。而在随后做的周期为5d的实验中，黄铜表面则出现了晶体垢，说明黄铜换热器表面污垢的诱导期要比不锈钢表面污垢的诱导期长约为1d。通过垢样分析也确定了影响换热器表面污垢的水质参数是污水的硬度、碱度和COD。 研究的第二部分结果表明，污水中的氨离子是影响黄铜腐蚀的最显著因素，其次是Cl-和COD，而污水的硬度是影响黄铜换热器表面结垢的最显著因素，其次是污水的碱度、硬度和碱度的交互作用和COD。