工業(yè)循環(huán)磁化水處理技術(shù)的簡(jiǎn)單研究

楊杰 王淞 髙得力 閆周

【摘 要】本文設(shè)計(jì)一種循環(huán)工作環(huán)水處理裝置。主要針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間，大流量連續(xù)工作的智能監(jiān)控調(diào)節(jié)的復(fù)合場(chǎng)循環(huán)水處理器。通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)方向的調(diào)整和水流通過(guò)方式的改變，達(dá)到優(yōu)化工業(yè)循環(huán)水處理的目的。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)工作環(huán)水處理；復(fù)合場(chǎng)

在現(xiàn)有水處理技術(shù)中，應(yīng)用高頻電磁場(chǎng)或高壓靜電場(chǎng)技術(shù)，在解決工業(yè)用水和各種循環(huán)用水的防垢、防銹、殺菌、火藻等方面的效果，己得到認(rèn)可及逐步推廣應(yīng)用，二者均能達(dá)到各自不同程度的效果，但效果不盡人滿意：現(xiàn)有的設(shè)備結(jié)構(gòu)造成場(chǎng)強(qiáng)分布不均勻與場(chǎng)強(qiáng)能量利用率低（不充分），其效果大打折扣，推廣應(yīng)用受到了限制。如能將二者結(jié)合力改變電極的安置，對(duì)水質(zhì)的處理效果會(huì)更好。

對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文提出了一種能在監(jiān)測(cè)水流量后改變處理器水流方式和強(qiáng)度的水處理器，即智能控制復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)水處理器。

一、現(xiàn)有技術(shù)分析

1.靜電場(chǎng)水處理器

高壓靜電水處理具有防垢、除垢、殺菌殺藻、防腐等功能。對(duì)藥品進(jìn)行化學(xué)處理后的用戶設(shè)備的腐蝕、結(jié)垢和排放不會(huì)造成二次污染。它是一種非常有效的非化學(xué)藥物水處理方法，特別是在循環(huán)水系統(tǒng)中。這種處理方法通常采用陽(yáng)極棒，有些水將不能得到有效的處理，這將影響處理效果。同時(shí)，陽(yáng)極棒將直接插入到輸水管道中，受到高壓或大流量的影響，不僅會(huì)影響管道的使用壽命。此外，在螺桿接頭處容易引起插入電極桿的松動(dòng)，導(dǎo)致進(jìn)口水的破裂或陽(yáng)極棒的斷裂，影響了安全運(yùn)行。因此，對(duì)于高速、大面積的水處理，很難保證理想的處理效果。另一個(gè)缺點(diǎn)是，由于需要在每個(gè)陽(yáng)極棒之間保持一定的距離，管道的安裝需要很長(zhǎng)的直線段，或者需要多個(gè)彎頭，這在實(shí)踐中有時(shí)難以滿足，這將導(dǎo)致安裝距離不足，他需要進(jìn)行輸水管道改造。直接插入到水管和陽(yáng)極棒，損壞后應(yīng)關(guān)閉維修，影響用戶的正常操作的系統(tǒng)。因此在現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)電場(chǎng)結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)。

2.離子靜電場(chǎng)水處理器

眾所周知，在循環(huán)水系統(tǒng)，特別是管道中，運(yùn)行一段時(shí)間后，管壁會(huì)產(chǎn)生規(guī)模，如果不處理，天數(shù)的積累將嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。傳統(tǒng)的處理方法是化學(xué)處理，即把化學(xué)藥品放入系統(tǒng)，用化學(xué)方法處理水垢。其處理成本高，操作和控制復(fù)雜，不安全，易造成環(huán)境污染。目前，較好的方法是采用高壓靜電處理，但在現(xiàn)有技術(shù)中，產(chǎn)生的高壓電場(chǎng)不穩(wěn)定、不安全，水處理效果也不穩(wěn)定。

因此，在本設(shè)計(jì)方案中，采用汝提鐵硼磁體產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)代替高壓靜電場(chǎng)。

二、循環(huán)工作環(huán)水處理

磁場(chǎng)、電場(chǎng)及其復(fù)合場(chǎng)對(duì)水體的影響是復(fù)雜的。它不僅具有防垢除垢的作用，而且具有防銹、緩蝕、殺菌、除藻等功能。

關(guān)于磁場(chǎng)防垢的機(jī)理目前有兩種顯論：一是磁致防垢現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者弗米侖、愛(ài)盤(pán)羅公司的工程師安德烈昂森、美國(guó)的麥克林博士等主張的溶質(zhì)離子價(jià)健變化說(shuō)，認(rèn)為水中的溶質(zhì)離子流經(jīng)磁場(chǎng)后，其價(jià)電子或離子鍵會(huì)因能級(jí)改變、電子激發(fā)等原因而發(fā)生變化，進(jìn)而影響析出結(jié)晶的特性。其次，水分子極化理論被業(yè)界普遍接受。認(rèn)為強(qiáng)磁場(chǎng)處理過(guò)的水分子可以改變電子云的分布，引起分子內(nèi)鍵角和分子間氫鍵的變化。最初由十多個(gè)水分子合成的大分子基團(tuán)被分成56個(gè)小分子基團(tuán)和一個(gè)水分子。積極的和消極的離子在水中溶解（規(guī)模）是單個(gè)水分子包圍，使水、鈣、鎂和其他擴(kuò)展的針狀晶體變化粒狀晶體，相互粘連和積累特征受到了打擊。同時(shí)，由于水分子偶極距離的增大，水分子偶極子與鹽離子之間的引力增大，加熱爐壁和管壁上的舊鱗片會(huì)逐漸松散裂開(kāi)，并自行脫落。

水分子是極性分子。當(dāng)水分子通過(guò)磁場(chǎng)和電場(chǎng)時(shí)，單分子和分子群的極化狀態(tài)將不可避免地發(fā)生不同程度的變化。檢測(cè)表明，經(jīng)強(qiáng)磁場(chǎng)處理的水分子會(huì)呈現(xiàn)“磁致偏轉(zhuǎn)”，其H-O-H鍵角暫時(shí)由105度減少到103度，原來(lái)由13個(gè)分子締合而成的大分子團(tuán)水變成了只有6個(gè)分子的小分子團(tuán)水和單個(gè)水分子，這種“活化水”的浸潤(rùn)能力、溶解能力都會(huì)大大增加，能使顆粒狀水垢轉(zhuǎn)化為絮狀水渣。

但無(wú)論是哪種防垢方案，都可說(shuō)是一種“場(chǎng)效應(yīng)”。而場(chǎng)也是一種能量的體現(xiàn)。因此也要遵循能量的守恒。因此，在磁場(chǎng)和弱靜電場(chǎng)復(fù)合水處理裝置中，水分子和溶解在其中的結(jié)垢離子將受到洛倫茲力、庫(kù)侖力、重力和水動(dòng)力的影響。其防垢除垢效果是磁場(chǎng)、電場(chǎng)和重力場(chǎng)的協(xié)同作用，將磁場(chǎng)與弱靜電場(chǎng)復(fù)合。組合式水處理裝置簡(jiǎn)稱“復(fù)合式現(xiàn)場(chǎng)水處理裝置”，是一種科學(xué)簡(jiǎn)化、合理的概念。

同時(shí)，通過(guò)對(duì)水流速的監(jiān)控，調(diào)節(jié)微電場(chǎng)的強(qiáng)度使電場(chǎng)對(duì)水流的處理最優(yōu)，對(duì)于磁場(chǎng)則采用由汝鐵硼高強(qiáng)磁體組成的恒定磁場(chǎng)。同時(shí)在設(shè)備上加裝信號(hào)發(fā)生裝置，用以監(jiān)控設(shè)備情況。

在磁場(chǎng)處理后，加裝弱電場(chǎng)處理。同時(shí)電廠的強(qiáng)度可以隨著水流的大小改變。在設(shè)備內(nèi)部加裝運(yùn)算儲(chǔ)存裝置。

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