工业循环磁化水处理技术的简单研究

杨杰 王淞 髙得力 闫周

【摘 要】本文设计一种循环工作环水处理装置。主要针对长时间，大流量连续工作的智能监控调节的复合场循环水处理器。通过对磁场方向的调整和水流通过方式的改变，达到优化工业循环水处理的目的。

【关键词】循环工作环水处理；复合场

在现有水处理技术中，应用高频电磁场或高压静电场技术，在解决工业用水和各种循环用水的防垢、防锈、杀菌、火藻等方面的效果，己得到认可及逐步推广应用，二者均能达到各自不同程度的效果，但效果不尽人满意：现有的设备结构造成场强分布不均匀与场强能量利用率低（不充分），其效果大打折扣，推广应用受到了限制。如能将二者结合力改变电极的安置，对水质的处理效果会更好。

对现有技术的不足，本文提出了一种能在监测水流量后改变处理器水流方式和强度的水处理器，即智能控制复杂的现场水处理器。

一、现有技术分析

1.静电场水处理器

高压静电水处理具有防垢、除垢、杀菌杀藻、防腐等功能。对药品进行化学处理后的用户设备的腐蚀、结垢和排放不会造成二次污染。它是一种非常有效的非化学药物水处理方法，特别是在循环水系统中。这种处理方法通常采用阳极棒，有些水将不能得到有效的处理，这将影响处理效果。同时，阳极棒将直接插入到输水管道中，受到高压或大流量的影响，不仅会影响管道的使用寿命。此外，在螺杆接头处容易引起插入电极杆的松动，导致进口水的破裂或阳极棒的断裂，影响了安全运行。因此，对于高速、大面积的水处理，很难保证理想的处理效果。另一个缺点是，由于需要在每个阳极棒之间保持一定的距离，管道的安装需要很长的直线段，或者需要多个弯头，这在实践中有时难以满足，这将导致安装距离不足，他需要进行输水管道改造。直接插入到水管和阳极棒，损坏后应关闭维修，影响用户的正常操作的系统。因此在现有技术结构基础上，对电场结构加以改进。

2.离子静电场水处理器

众所周知，在循环水系统，特别是管道中，运行一段时间后，管壁会产生规模，如果不处理，天数的积累将严重影响整个系统的正常运行。传统的处理方法是化学处理，即把化学药品放入系统，用化学方法处理水垢。其处理成本高，操作和控制复杂，不安全，易造成环境污染。目前，较好的方法是采用高压静电处理，但在现有技术中，产生的高压电场不稳定、不安全，水处理效果也不稳定。

因此，在本设计方案中，采用汝提铁硼磁体产生强磁场代替高压静电场。

二、循环工作环水处理

磁场、电场及其复合场对水体的影响是复杂的。它不仅具有防垢除垢的作用，而且具有防锈、缓蚀、杀菌、除藻等功能。

关于磁场防垢的机理目前有两种显论：一是磁致防垢现象的发现者弗米仑、爱盘罗公司的工程师安德烈昂森、美国的麦克林博士等主张的溶质离子价健变化说，认为水中的溶质离子流经磁场后，其价电子或离子键会因能级改变、电子激发等原因而发生变化，进而影响析出结晶的特性。其次，水分子极化理论被业界普遍接受。认为强磁场处理过的水分子可以改变电子云的分布，引起分子内键角和分子间氢键的变化。最初由十多个水分子合成的大分子基团被分成56个小分子基团和一个水分子。积极的和消极的离子在水中溶解（规模）是单个水分子包围，使水、钙、镁和其他扩展的针状晶体变化粒状晶体，相互粘连和积累特征受到了打击。同时，由于水分子偶极距离的增大，水分子偶极子与盐离子之间的引力增大，加热炉壁和管壁上的旧鳞片会逐渐松散裂开，并自行脱落。

水分子是极性分子。当水分子通过磁场和电场时，单分子和分子群的极化状态将不可避免地发生不同程度的变化。检测表明，经强磁场处理的水分子会呈现“磁致偏转”，其H-O-H键角暂时由105度减少到103度，原来由13个分子缔合而成的大分子团水变成了只有6个分子的小分子团水和单个水分子，这种“活化水”的浸润能力、溶解能力都会大大增加，能使颗粒状水垢转化为絮状水渣。

但无论是哪种防垢方案，都可说是一种“场效应”。而场也是一种能量的体现。因此也要遵循能量的守恒。因此，在磁場和弱静电场复合水处理装置中，水分子和溶解在其中的结垢离子将受到洛伦兹力、库仑力、重力和水动力的影响。其防垢除垢效果是磁场、电场和重力场的协同作用，将磁场与弱静电场复合。组合式水处理装置简称“复合式现场水处理装置”，是一种科学简化、合理的概念。

同时，通过对水流速的监控，调节微电场的强度使电场对水流的处理最优，对于磁场则采用由汝铁硼高强磁体组成的恒定磁场。同时在设备上加装信号发生装置，用以监控设备情况。

在磁场处理后，加装弱电场处理。同时电厂的强度可以随着水流的大小改变。在设备内部加装运算储存装置。

【参考文献】

[1]潘淑凤，杨方，韩春雨，于丽丽，董盼，孙鹏，齐鑫.可控磁场磁化水处理装置的研究[J].农机化研究，2015，37（09）：139-142.

[2]潘淑凤. 磁化水处理装置的研究与设计[D].东北农业大学，2015.

[3]钟利锋.新型管外式磁化水处理技术在工业循环冷却水系统改造中的应用[J].给水排水，2014，50（S1）：280-282.

[4]闫美芳. 磁化水处理在工业循环水领域的研究进展[A]. 中国化工学会工业水处理专业委员会.2008中国水处理技术研讨会暨第28届年会论文集[C].中国化工学会工业水处理专业委员会：中国化工学会，2008：5.