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磁场处理水的阻垢研究
罗漫;陆柱
【期刊名称】《水处理技术》
【年(卷),期】2000(26)4
【摘要】本文研究了磁场处理对 Ca CO3阻垢效果的影响因素。
结果表明 ,随着硬度和碱度的升高 ,阻垢率下降。
对给定的磁处理器 ,存在着最佳流速。
当 p H>8.5时 ,阻垢率迅速下降。
【总页数】4页(P218-221)
【关键词】磁处理;阻垢率;水处理;碳酸钙;物理净水法
【作者】罗漫;陆柱
【作者单位】华东理工大学资源与环境工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ085.411
【相关文献】
1.电磁场协同处理电厂循环冷却水阻垢实验 [J], 杨星;刘智安;龙山;邵晓珏;马文博;孔德豪;牛慧杰
2.磁电复合式循环冷却水阻垢处理装置及阻垢实验研究 [J], 张旭;刘智安;赵巨东;龙山;赵婧;夏添;张欣;安慧凤
3.磁场水处理阻垢机理及其应用研究 [J], 龚晓明;葛红花;刘蕊
4.磁处理技术用于水的防垢研究—循环冷却水磁处理阻垢的研究 [J],
5.磁处理技术用于水的防垢研究：循环冷却水磁处理阻垢的研究 [J], 无
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电磁辐射在水质监测中的应用随着环境问题的日益突出，水质监测成为保护水资源和生态环境的重要手段。
而电磁辐射作为一种无害且高效的测量方法，被广泛应用于水质监测领域。
本文将重点探讨电磁辐射在水质监测中的应用，并详细介绍其原理、具体技术以及优点。
一、电磁辐射在水质监测中的原理电磁辐射是指电场和磁场以电磁波的形式传播的现象。
在水质监测中，利用电磁辐射的原理可以测量水体中的一些物理参数和化学成分。
电磁波在水中传播时会受到水分子的吸收、散射和反射等影响，通过对这些波动的分析，可以得到水质的相关信息。
二、电磁辐射在水质监测中的具体技术1. 微波辐射技术微波辐射技术是一种常用于水质监测的电磁辐射技术。
通过将微波辐射照射到水体中，根据微波的散射情况可以判断水质的浊度和悬浮物的浓度。
这种技术操作简单，对水样取样的要求较低，且能够实时监测水质情况，因此被广泛应用于水环境监测。
2. 紫外光辐射技术紫外光辐射技术是利用紫外光电磁辐射的吸收特性检测水质中有机化合物含量的方法。
有机化合物对紫外光有较强的吸收，根据吸收的程度可以推断水质中有机物的含量。
这种技术对水体取样的要求较高，需要进行预处理和分离，但具有高灵敏度和准确性的优点。
3. 可见光辐射技术可见光辐射技术是一种衡量水质中色度的方法。
水质中的溶解性物质和悬浮颗粒会吸收可见光的不同波长，进而影响水质的颜色。
通过测量水样吸收或透射可见光的光强，可以推断水质的色度和浊度。
三、电磁辐射在水质监测中的优点1. 高效准确电磁辐射方法在水质监测中具有高效准确的特点。
由于电磁辐射技术具有快速响应的特点，可以实时监测水质的变化，并能够提供准确的测量结果，有利于及时发现和解决水质问题。
2. 无损伤电磁辐射方法无需对水体进行破坏性取样，不会对水体产生任何损伤。
这对于保护水资源和维护生态环境至关重要，避免了传统取样方法可能带来的污染和破坏。
3. 非接触式检测电磁辐射技术可以实现非接触式检测，无需与水体直接接触，大大降低了操作风险。
利用磁场处理水的研究张 欣 黑田正和提要 在对磁场处理循环水的DO,pH,ORP 和温度等变化的测定,以及磁场处理水通过生锈铁管时,红锈逐渐变成黑锈的X 线分析基础上,探讨了磁场水处理对生锈铁管的除锈、防锈机理。
磁场水处理使得Fe 2O 3在铁管表面形成致密的复合氧化物Fe 3O 4,对铁管起保护作用。
关键词 磁场 水处理 腐蚀 防锈 铁管 机理0 前言利用磁场处理器来处理水以防止自来水管的结垢和腐蚀,有时特别有效果,而有时却没有效果。
为了使磁场处理器对水管的防垢和防腐能有稳定的效果,各种研究正不断地进行。
如参考文献[1]~[8]中报道的是对磁场强度与溶液中的离子影响CaCO 3,CaSO 4结晶速度和结晶的生长方面的防垢机理的研究,参考文献[9]~[11]则从磁场处理对金属管的防腐、除锈方面的机理进行了探讨。
但是到目前为止对磁场处理的作用机理和效果还未搞清楚。
本文对磁场处理去除铁管壁上的铁锈及防锈效果进行了研究。
对磁场处理时生锈铁管上附着的红锈(hematite)逐渐变成黑锈(magnetite)的过程进行了X 线的分析,并对其变化机理进行了探讨。
1试验装置及试验方法图1 试验装置示意试验装置的简图如图1a 所示,试验装置是由循环泵、流量计、磁场处理器(M agnetic T reatment Device)(磁场强度为3000GS)、试验管段(长为0 3m)和水槽(5L)所组成,它们之间用透明的塑料管连接起来。
为了防止乱流,在磁场处理器和试验管段之间保持了1 2m 长的直管段。
试验管如图2所示,把从生锈水管上切下的试验用片(2cm 3cm)图2 试验管段示意与透明的塑料管平滑地组合而成,水管试验片的生锈面面向水流方向。
为了进行比较,同时也设置了没有磁场处理器的另一套装置与之同时试验,如图1b 所示。
用经过离子交换的除盐水,再经曝气使其溶解氧达到饱和后做为试验用水。
试验开始水温21 ,溶解氧浓度为7 4mg/L,pH =5 4,水流经磁场处理器的速度为2m/s,循环流动。
4 电磁阻垢技术的应用4.1 电磁阻垢技术的应用自1890年France和Cabell申请专利起，磁场用于水处理已有100多年的历史。
1945年T Vermeriven发现磁水可以减少锅炉水垢的生成，从而制造了称做塞皮(CEPI)的磁处理器，建立了名为EPORO的工厂，生产磁处理器。
此时的欧洲处于二战之后，物资匮乏，这种不使用药剂的防垢技术很受欢迎。
据报道[16]，在挪威，有100余艘海船使用塞皮磁处理器防止锅炉结水垢。
在德国，许多工业企业使用塞皮防止锅炉、热交换器结垢。
在前苏联，磁化阻垢用于循环水、锅炉给水和热水系统，均取得了很好的阻垢效果。
从1945年开始水的磁处理技术得到了广泛的研究和应用。
在70年代前苏联、美国、日本先后掀起了电磁处理研究热，学术界和企业界竟相投入了大量的人力和资金对电磁处理进行研究，取锝了大批研究成果和专利发明，并建成了大型的电磁处理设备。
美国的水动力公司(Hydrodynamics)制造出HU磁力防垢装置。
HU装置用于天然水、高含盐量水和海水，流速以2m/s为佳，经磁场处理后，水流输送8km仍能有防垢作用。
目前，世界上有很多公司生产磁处理器，如Aquamagnetics international，Bon Aqua，Freijie，HDL Fluid Dynamics，Polar等。
进入80年代，科学家们对电磁处理进行了更深入的实验研究，并积累了大量的实验资料。
20世纪50年代我国就开始磁化水阻垢的研究与应用，于1959年生产了第一台磁处理器。
梁德义[17]将磁感应强度为0.3—0.4T的永磁磁处理器用于锅炉防垢实验，结果不仅可以阻垢同时原有旧垢也已脱落。
上海嘉定化肥厂于1993年将CFG内磁处理器用于循环冷却水，其防垢作用十分明显[18]。
1996年，莱芜钢铁集团有限公司莱芜铁矿马庄矿区在空压机冷却水总进水管路上安装了一台GW-100大规模电磁场磁化水设备，进行防垢和杀菌灭藻，收到了明显效果[19]。
高频电磁场防垢技术在循环水中的应用机理初探王佩琼(华北电力大学,北京市,102206)[摘 要] 文章阐述了水经过高频电磁场处理后将改变水分子间的缔合状态及它与溶解盐中阴、阳离子的相对位置。
解释了高频电磁场对水的防垢、除垢原理。
分析了同轴圆筒形水处理器中的电磁场分布特点、最佳内外径比和频率选择。
[关键词] 高频电磁场 循环水 防垢 电磁场分布中图分类号:T K223.5+1 文献标识码:A 文章编号:1000-7229(2001)09-0043-03Pri ma ry Inquire int o Application Mec ha nis m of High-f reque ncy Elect romagnetic Field A nti-scaling Tec hnique in Circulating Water Syste mWa ng Peiqiong(Nort h China Power U niversity,Beijing,102206)[K eyw ords] high-f requency electromagnetic field;circulating water;anti-scaling;distribution of electromagnetic fields 自从1945年比利时的韦梅朗(T.Ve r meire n)首次成功地应用磁处理技术防止锅炉水垢形成,并除去了原先沉积的水垢后。
半个多世纪以来,各种水的物理处理技术应运而生,静电处理、高能电子辐射处理、电子处理、恒磁场软化水和超声处理等。
物理处理设备相对简单、维修操作简便、寿命长、运行费用低且无二次污染。
而且循环冷却水经处理后,有杀灭细菌、降低水的腐蚀性,减少硬垢形成并能除去原先沉积水垢的作用,因此在建筑、化学、冶金、矿山、农业和医学等领域都得到了广泛应用。
但从单一物理处理诱发一个水分子的内能变化与分子能级的对比来看,磁处理、静电处理和超声处理引起一个水分子内能的最大变化分别为10-10e V、2.5×10-3 e V和1e V,而改变一个水分子转动能级、振动能级和外层电子跃迁等结构状态所需要的能量分别为10-4～5×10-2e V、5×10-2～1e V和1～20e V。
循环水磁防垢除垢作用机理及影响因素分析摘要：这一现象在于工业上循环冷却水一直重复存在而导致的。
为了研究循环水磁防垢除垢作用机理，本篇文章中通过对循环水磁防垢进行分析相关研究，总结了一些磁处理的水理化性质及其变化以及相应的水垢之间的变化等原因；其所处系统能量的内在联系，并结合了影响多方面循环水磁防垢除垢作用机理的原因；对当前循环水磁防垢除垢相关可能出现的不同原因出发；相关工作人员从体系能量的落脚点原因对循环水磁防垢除垢的作用机理以及影响因素进一步作出探讨。
关键词：磁处理水；氢键；活化能；除垢防垢；能量机理循环水磁防垢除垢的作用机理简单的来讲，就是一些水分子经过某些磁场的作用之后，间接的增加了氢键的数量，从而形成更多的水合离子化合物，进而大大减少了水垢的形成，也导致了体系和能量发生了变化，也进一步的增加了本身的活化能性质、促进了水体向软垢的转变。
在这种磁场作用后的能量重新分配的，此外循环水磁防垢除垢作用影响因素众多，我们针对磁处理阻垢效率的因素做出相关讨论。
一、磁处理的研究现状在近几年来有关的工作人员通过研究水的性质，研究磁处理现象对循环水磁防垢除垢作用机理及影响因素作出了进一步的分析。
相关的工作人员通过实验研究进一步深化了磁处理现象对水的化合性质，通过研究发现了磁场的作用对水的电导率的变化有很大的影响，研究发现随着磁处理的作用时间越长，水体的电导率也相应的变大。
有关工作人员还针对处理形式的方式、方法与对水的理化性质进行分析。
随着磁处理的增长，溶液吸光度也出现了很大程度上的增加。
一些研究也表明在氯化钙溶液当中，随着水分子内结构的影响，对于水分子当中氢键的断裂也有着积极的影响，可见对于此处理现象对水分子结构的变化有着多种多样的影响，因此有关人员需要进一步分析研究。
二、防垢除垢作用机理推断1、磁场作用下水分子结构的变化与体系能量的关系有相关研究表明，经过磁场的作用之后会发生水合离子表面张力下降的现象，因此可以推断出来磁场作用主要是通过对水分子的结构影响来间接影响水表面张力的，同时也进一步的发现了表面张力的变化程度是由于磁场的强度导致的，当磁场的强度普遍的分布在0.3T的时候，水分子的表面张力系数就会达到最大值。
水在电场、磁场作用下物理性质变化及其影响电场，磁场处理水的研究和应用已有几十年的历史．国内外许多学者对电场、破场处理水的物理性质做过反复的对比实验。
取得了大量有价值的数据和结论．目前世界上很多国家都感到了水资源的宝贵和环境保护的重要．在新的世纪开始的时候,总结并进一步开展这项研究工作。
对于保护环境及充分和科学地利用水资源是非常必要的．一、磁场作用下水的物理性质变化及其影响经磁场处理的水，水的渗透压、表面张力、粘滞系数、PH值、介电常数和电导率等均有不同程度的变化．而且一般水溶液的变化比纯水要大一些．磁场处理水对盐的溶解度有所增大；某些气体（如O2和CO2)在磁场处理水中的溶解度也增大．另外发现磁场处理水的生物活性增加，并且具有一定的杀菌效果．但水在磁场中流动或静止处理的两种方式下，其理化性质发生变化却有着显著差异，其他条件不同时，其理化性质所发生的变化也或大或小有一些差异．1．磁场处理水在阻垢和缓解金属腐蚀方面的作用一般认为，水在经磁场处理时，加快了溶液内部的结晶作用．从而使盐类在受热面上的直接结晶和坚硬沉积大大减少，起到防垢的作用．研究表明磁场的阻垢效果同磁场强度、溶液过饱和度、流速及溶液中各种离子等均有密切关系．一般来说铁和钢的腐蚀率在磁场作用下增加;铝和锌的腐蚀率降低．2．磁化水对农作物的增产效应和对臭氧的防护作用俄罗斯用磁化水浇灌．可使向日葵高度增加2l%，蓍茄增加18％。
豌豆增加14％。
使玉米杆增粗26％。
水稻增产18％，大豆增产28％，甜菜增产20%，葱增产29%；使豌豆、大豆、葡萄,番茄、黄瓜，玉米的开花期和成熟期提前l一3天．国内使用磁化水使萝卜增产48%，黄瓜增产57％。
油菜增产60％．臭氧对农作物有明显的危害作用,磁化水对此有一定防护作用，且臭氧影响愈大，磁化水的作用愈明显．3．磁化对啤酒和矿泉水的影响在磁场中的鲜啤酒。
10天后酒液尚清亮透明。
表明磁场对鲜啤酒有抑菌作用．经磁场处理的啤酒双乙酰的含量降低，并且处理时间越长。
磁场水处理运用效果实验分析引言磁场水处理是近10年兴起的一种新型水处理技术，它利用磁场或电场的作用来防止水结垢和设备受腐蚀，去除污染物及抑制藻类和细菌生长1。
目前已有多个生产厂家生产相关的设备并投放市场，应用于空调、锅炉、污水等水环境设备系统的除垢防腐蚀处理2。
关于电磁水处理设备结构和工作机理的文献资料已有不少，但针对电磁水处理的应用效果却少有报道。
本文以动态冰蓄冷不锈钢水槽和电磁水设备组成的实验平台为研究对象，通过跟踪测试水槽中的水质在电磁水的作用下产生的变化，评价电磁水处理对水环境及金属设备的影响。
1试验部分1.1试验设备试验设备按图1安装。
试验主体为动态冰蓄冷不锈钢水槽，内盛装500kg自来水，电磁水处理设备的电极悬浸在水中，由电线联接到主机。
过滤芯柱为聚丙烯（PP）材质，通过循环水泵将槽中的水循环过滤。
1.2试验方法1.2.1水处理方法启动电磁水处理设备，使设备处于工作状态，每天运转8h，21d后启动循环水泵，使槽中的水经过过滤芯柱。
1.2.2样品检测每次启动电磁水处理设备前取水样检测pH值、硬度、活性氧含量。
将过滤芯柱取出，此时可观察到PP表层有红褐色附着物，取附着物层，干燥后置600℃灼烧，形成浅红色粉末样品，称重，取样品进行热场表面能谱（ESD）分析元素和电感耦合等离子发射光谱（ICP）进行主要金属含量分析。
2结果与讨论2.1硬度变化不锈钢水槽中的水为自来水，本身含有一定量的Ca、Mg离子或沉淀。
由图2可知，经电磁水处理后，水体的硬度逐日减少，初始值为76.79mg/L，21d后降至53.25mg/L，减少了30.66%，与此同时，浸泡在水中的电极金属网面上出现少量的垢，表明电磁水处理通过磁场作用将钙盐、镁盐吸附，具有软化水质的功能。
2.2活性氧和pH值变化在检测硬度的同时，笔者还跟踪测试水体中溶解氧含量的变化，测试数据如图3所示。
图3显示水体的溶解氧逐渐升高，第1天为0.065mg/L，21d后升高至1.24mg/L，表明电磁效应将水中的O2激发成带电荷的活性氧3，方程式如下：O2+2e→2O+（1）活性氧可以起到氧化和分解水体中的有机物，具有杀菌灭藻的作用4，因此电磁水处理可以有效降解有机物和抑制菌藻的滋生4。
DOI ：10.19965/ki.iwt.2023-0164第 44 卷第 2 期2024年 2 月Vol.44 No.2Feb.，2024工业水处理Industrial Water Treatment 循环冷却水系统的电化学水质稳定技术案例分析张延进1，张泽坤1，徐星2，韩英强2，高宪2，江波3，徐浩1，2（1.西安交通大学环境科学与工程系，陕西西安 710049； 2.山东深信节能环保科技有限公司，枣庄市工业循环水处理工程技术中心，山东滕州 277531； 3.青岛理工大学环境与市政工程学院，山东青岛 266033）［摘要］水垢沉积和金属腐蚀会导致循环冷却水系统传热效率下降和能耗增加，严重影响工业生产的安全稳定运行。
以某厂循环水系统的电化学除垢设备为案例，通过分析其处理效果和经济效益，为电化学技术处理循环冷却水的应用推广提供依据。
现场所得运行数据表明，该厂所采用的电化学除垢设备能够有效改善水质，防止结垢，控制循环冷却水系统的腐蚀情况。
每年减少循环水系统补水量和排污量各4.38×105 t ，并显著降低药剂投加量。
经济核算显示该电化学系统每年可节省约212.9万元。
［关键词］ 循环冷却水；电化学除垢；水质稳定技术［中图分类号］ TQ085 ［文献标识码］B ［文章编号］ 1005-829X （2024）02-0184-06Case analysis of electrochemical water quality stabilization technologyfor circulating cooling water systemZHANG Yanjin 1，ZHANG Zekun 1，XU Xing 2，HAN Yingqiang 2，GAO Xian 2，JIANG Bo 3，Xu Hao 1，2（1.Department of Environmental Science Engineering ，Xi ’an Jiaotong University ，Xi ’an 710049，China ；2.Shandong Shenxin Energy Saving and Environmental Protection Technology Co.， L td.， R ecycled Water Engineering Technology Center of Zaozhuang City ，Tengzhou 277531，China ；3.College of Environmental and Municipal Engineering ，Qingdao Technological University ，Qingdao 266033，China ）Abstract ：Scale deposits and metal corrosion in circulating cooling water systems can lead to reduced heat transfer efficiency and increased energy consumption in circulating water systems ，seriously affecting the safe and stable op⁃eration of industrial production. This paper takes the electrochemical descaling equipment of a plant ’s circulating water system as a case study ，and provides a basis for the application of electrochemical technology for the treatment of circulating cooling water by analyzing its treatment effects and economic benefits. Operational results from the site show that the electrochemical descaling equipment used in the plant can effectively improve water quality ，pre⁃vent scaling and control the corrosion of the circulating cooling water system. It can reduce 4.38×105 t of water re⁃charge and discharge from the circulating water system each year ，and significantly reduce the amount of chemicalsadded. Economic calculations show that the electrochemical descaling equipment can save approximately 2.129 mil⁃lion yuan per year.Key words ：circulating cooling water ；electrochemical descaling ；water quality stabilization technology工业用水量在我国总用水量中占有较大比例，其中循环冷却水又在工业用水中占据着最重要的地位〔1〕。
水在电场、磁场作用下物理性质变化及其影响电场，磁场处理水的研究和应用已有几十年的历史．国内外许多学者对电场、破场处理水的物理性质做过反复的对比实验。
取得了大量有价值的数据和结论．目前世界上很多国家都感到了水资源的宝贵和环境保护的重要．在新的世纪开始的时候，总结并进一步开展这项研究工作。
对于保护环境及充分和科学地利用水资源是非常必要的．一、磁场作用下水的物理性质变化及其影响经磁场处理的水，水的渗透压、表面张力、粘滞系数、PH值、介电常数和电导率等均有不同程度的变化．而且一般水溶液的变化比纯水要大一些．磁场处理水对盐的溶解度有所增大；某些气体(如O2和CO2)在磁场处理水中的溶解度也增大．另外发现磁场处理水的生物活性增加，并且具有一定的杀菌效果．但水在磁场中流动或静止处理的两种方式下，其理化性质发生变化却有着显著差异，其他条件不同时，其理化性质所发生的变化也或大或小有一些差异．1．磁场处理水在阻垢和缓解金属腐蚀方面的作用一般认为，水在经磁场处理时，加快了溶液内部的结晶作用．从而使盐类在受热面上的直接结晶和坚硬沉积大大减少，起到防垢的作用．研究表明磁场的阻垢效果同磁场强度、溶液过饱和度、流速及溶液中各种离子等均有密切关系．一般来说铁和钢的腐蚀率在磁场作用下增加；铝和锌的腐蚀率降低．2．磁化水对农作物的增产效应和对臭氧的防护作用俄罗斯用磁化水浇灌．可使向日葵高度增加2l%，蓍茄增加18%。
豌豆增加14%。
使玉米杆增粗26%。
水稻增产18%，大豆增产28%，甜菜增产20%，葱增产29％；使豌豆、大豆、葡萄，番茄、黄瓜，玉米的开花期和成熟期提前l一3天．国内使用磁化水使萝卜增产48％，黄瓜增产57％。
油菜增产60％．臭氧对农作物有明显的危害作用，磁化水对此有一定防护作用，且臭氧影响愈大，磁化水的作用愈明显．3．磁化对啤酒和矿泉水的影响在磁场中的鲜啤酒。
10天后酒液尚清亮透明。
表明磁场对鲜啤酒有抑菌作用．经磁场处理的啤酒双乙酰的含量降低，并且处理时间越长。
