阻垢除垢一直是水处理研究的重点。区别于普通饮用水除垢，工业水处理中的阻垢除垢技术，因其显著的经济社会效益，得到了大量资金和科研力量的投入，成果显著。针对工业循环水处理的阻垢除垢，现有的方法主要分成两大类：化学处理法和物理处理法，化学处理法主要是使用化学药剂进行阻垢除垢，而物理处理法充分利用了超声波、电场、磁场等技术进行阻垢除垢，两种方法各有优缺点，下面对其分别进行详细分析。化学处理法胶球清洗装置阻垢除垢发展初期，zui常用并且效果较为显著的是化学处理法，其原理主要是利用酸性物质冲洗管道，从而与管道中的水垢发生化学反应，生成可溶于水的盐类物质，进而被水流冲走，从而达到阻垢除垢的目的。除此之外，也可采取离子交换法，达到降低水溶液中C-、的目的。虽然化学处理法能有效地阻垢除垢，但是其缺点也不容忽视，例如：此类化学药剂存放要求较高，否则极易产生危害；该方法需在停止生产的前提下进行，极大的提高了阻垢除垢成本；另外化学药剂本身对管道的腐蚀也非常严重，后期化学试剂的处理也需谨慎，否则极易造成二次污染，对环境造成破坏。随着相关科学技术的不断成熟，更多的阻垢、除垢技术应运而生，相比于化学试剂易腐蚀设备和造成二次污染的严重缺陷，物理处理法利用电场和磁场阻止水垢生成则显得更加节能、健康。目前常用的物理方法有：高压静电场处理法、超声波处理法、磁场处理法、脉冲射电水处理法和变频电磁场处理法，下面对其分别进行详细介绍。高压静电场处理法离子棒水处理器较早应用于阻垢除垢的是高压静电场处理法，它就是将高压电场施加于水体，从而利用高压静电场改变水体特性，使水分子包围成垢离子，从而难以附着于管壁，即缓解水垢的形成。与此同时，由于高压静电场的作用，结晶过程中晶体结构发生变化，生成结构疏松的硬垢，由于其更易溶于水，因此水垢得以清除，zui终达到阻垢除垢的目的。早在20世纪60年代末，高压静电场处理水垢就已经在美国开展相关研究，新泻华盛顿公司做出技术创新，成功研制出了世界首台高压静电水垢处理器，并应用于水体阻垢，随后美国的一些知名企业开始逐步应用该装置，短短几年就被广泛应用于冷却循环和锅炉等水系统中。超声波处理法超声波除藻机近年来利用超声波技术处理水中的污垢变得越来越广泛，其具有设备使用方便、效率高等诸多优点，因此，在工业水阻垢方面也变得越来越重要。超声波处理法是利用超声波强声场作用于硬水溶液，利用超声波发生装置产生与水垢频率相同的信号，从而引起水垢的共振，zui终达到使之松散而不容易附着管壁的目的，从而达到除垢的效果。鉴于其作用对象是热分解过后的碳酸盐，因此其作用效果显著。磁场处理法强磁水处理器永磁体恒定磁场的理论研究，促使磁场水处理技术走进人们视野，其原理是将恒定磁场作用于硬水溶液，改变水中微观粒子的特性，从而抑制水垢的形成。研究表明磁化只是物理过程，磁场能够影响水中污垢的形成，并且其作用效果与磁场强度和流速等因素紧密相关。并且磁场具有记忆效应的研究结论，极大的促进了磁化水阻垢的发展，研究表明，磁化水能在数小时中保持磁化状态，并且物理化学性质不变。在年便有人申请了磁场水处理专利，其技术已经应用超过一个半世纪，第一个商用设备在年在比利时申请了专利，20世纪60年代苏联将电磁铁应用于热水系统，美国则在年开始相关研究。磁场处理法同样适用于工业循环冷却水系统的阻垢除垢，自从20世纪70年代以来，英美发达国家深入探究了工业循环冷却水磁场阻垢的装置和机理，并取得了一批磁场水处理装置的发明专利，阻垢实验表明具有一定的效果。我国与20世纪90年代初，胜利油田将磁场水处理技术创新性的应用于电潜泵阻垢上，大大延长了电潜泵的使用寿命。武理中等人实验研究发现磁场水处理作用使得水中的CaC03以方解石晶体的形态生成。年宝铜二炼钢铁水预处理循环冷却水系统设计了同轴式处理器，并施加强磁场进行阻垢实验，阻垢效果显著。变频电磁场处理法新型电子除垢仪国内外研究表明不同的装置在水中产生的反应和作用都不固定于某一固定频率，阻垢效果的zui佳参数并非可控，因此，提出变频脉冲电磁水处理技术。其原理是将频率、功率可调的脉冲信号作用于水体，利用其在水处理腔中产生的电磁能量，进行水处理，其阻垢过程包含了多种物理、化学和生物反应。电磁阻垢的突破出现在21世纪初期，先后有多项相关研究表明电磁水处理改变了成垢离子结晶的形态，并验证了电磁阻垢的可行性和阻垢效果良好，其中包括了英国的AndrewPritchard课题组和A.D.Kne，S.A.Parsons等人。后来，F.Alinlia等人在此基础上从磁场对CaC03的溶解度的角度进行理论分析并设计实验验证，结果表明电磁信号作用于水体后，水中的溶解性会降低，从而抑制水中〇〇3晶体的附着，难以形成沉淀。变频电磁水处理技术在国内已被广泛应用于各类循环水处理和油田水处理中，内蒙古工业大学的刘智安团队将该技术作用于电厂循环冷却水，结果表明其能有效处理水中细菌等微生物，当输出电压10V，扫频范围11kHz17kHz时，杀菌率可达82%。东北电力大学的王建国课题组对缠绕式变频电磁水处理器进行研制，并展开相关实验，结果表明电磁频率对阻垢效果影响很大，在分界频率1.kHz附近阻垢效果zui佳。蒋文斌研究发现，在电磁场作用前后，水垢晶体发生变化，由原来的棱面状转变为针状，从而不易附着在官道上。东北石油大学的佟源松将变频电磁阻垢设备应用于油田水处理，实验表明信号频率在3kHz10kHz的时候阻垢效果zui好。电磁水处理装置研究现状近年来，伴随着电磁水处理技术和理论的的快速发展，电磁水处理装置的研制变得越来越广泛，由于水处理课题研究背景和目的的不同，导致水处理装置变得特点各，总结其功能和作用原理，主要分为以下几类：内磁水处理器内磁水处理器的原理是基于磁场处理法，通常情况下，将一定量的极性相反的永磁体固定于水处理装置的外筒，在永磁体强大磁场的作用下，使得水溶液的物理特性发生改变，与此同时，不会对化学成分有所影响，从而达到阻垢除垢的效果。通常需对永磁体的设计进行优化，使得处理腔中形成多波峰的垂直于水流方向的磁场，水快速流过处理腔，从而产生微小电子流，促进处理腔壁表面薄膜隔层的产生，从而达到隔离氧气和管壁的作用，不利于垢的形成，阻垢实验表明水流速越快，阻垢效果越好内磁水处理器的优点非常突出，其无污染、易安装、成本低，因此在设计初就被广泛应用于空调制冷系统、用于热交换的热水锅炉系统和化工、冶金等各类循环水系统中。静电水处理器静电水处理装置是依托高压静电场处理法而形成的一类水处理装置，其工作原理是在工频电源供电的情况下，设计水处理腔，形成阴极（壳体)、阳极（装置中心），并在水处理器阴阳两极之间形成高达5kV的高压静电场。水溶液在高压静电场的作用下，其粘滞力、电导率和表面张力等物理特性会发生改变，与此同时水中水分子在其作用下导致偶极矩增大，并依据正负取向呈链状规则排列。静电水处理装置虽然具有易安装、无污染的优点，并且阻垢效果优良，但经过阻垢实验验证，发现其作用仅对碳酸盐类结垢成分效果显著，对磷酸盐或硅酸盐等结垢成分，其作用效果不明显，因此其适用范围有一定的局限性。高频电子水处理器高频电子水处理器是广泛使用的一种水处理装置，其原理是在水溶液处理腔两端连接信号发生装置，其产生幅值和频率一定的高频电磁场作用于水溶液，一方面使得水溶液中的成垢离子更易结合形成文石晶核，随着水中矿物质的不断增加直到饱和，水中的成垢离子会优先依附于晶核形成文石晶体，这些晶体大都难以附着在处理腔表面，随水流冲走从而减缓了水垢的形成，有利于阻垢除垢。另一方面高频电磁场作用于硬水溶液，会破坏大分子团，从而形成大量小的水分子团，在水溶液的溶解度大大提高的同时，降低了水体的表面张力，增强了水的活性。变频脉冲式水处理器变频脉冲水处理装置不同于前面几种，该装置被普遍应用主要是以缠绕式线圈的方式，由脉冲信号发生装置产生脉冲信号施加于激励线圈，利用线圈的电磁感应，产生交变的电磁场作用于水溶液，进行阻垢。应用于工业循环水的缠绕式变频水处理器，但目前尚未应用于饮水机等家用阻垢仪。变频电子水处理器工业应用现场的缠绕式变频水处理器目前各类变频脉冲水处理装置效果参差不齐，尽管其阻垢效果普遍优于其他几种水处理装置，但是受限于理论方面的不足，阻垢机理方面的欠缺，因此并未普遍使用，其处理效果总体来看并未实现完全可控。因此，为了揭开变频阻垢的机理，指导缠绕式变频阻垢的应用，必须进一步开展理论研究，并对其进行实验论证。变频脉冲水处理系统的工作原理缠绕式变频脉冲水处理系统的工作原理如图所示，脉冲信号发生装置对激磁线圈施加一定频率和输出功率的脉冲电流，激磁线圈密绕在水处理腔上，一方面处理腔内部产生与水流方向平行的交变磁场，直接作用于水体；另一方面，根据法拉第电磁感应定律，交变的磁场又会在水处理腔内感生出交变电场，其方向呈环形，并与激磁线圈电流方向平行，水体在交变电场和磁场的作用下，其内部各种离子和分子的物理化学特性发生改变，从而影响晶核的形成和沉淀颗粒的附着，zui终起到阻垢的效果。变频脉冲水处理系统数学模型的建立缠绕式变频脉冲水处理系统主要是由脉冲信号发生装置和激磁线圈构成，其结构简图如图所示。电脉冲水处理器结构简图本章的研究重点是感生电场，溶液的感生电场由感生电流决定，因此，建立可以直接求解溶液感生电流的数学模型。分析可知溶液中感生电流为平行于激磁线圈电流方向的环形电流，因此，本文把溶液等效为一个与激磁线圈同轴的单匝线圈处理，则由激磁线圈与水溶液构成的等效电路模型如图所示。图中，G⑺为激励电压信号，（《为激磁线圈电流，⑺为溶液内感生电流，及、々为激磁线圈的电阻和电感，尽、为溶液的等效电阻和电感，M为互感。系统等效电力图本文以长为mm，半径为60mm，60E线径为2mm的线圈以及线圈内部饱和碳酸钙溶液组成的系统为例，利用LCR数字电桥测得激磁线圈的电感值^数量级为10、相关文献表明，该系统中水体的等效电感值尽数量级为10互感。M=^V^，考虑到激磁线圈与水体等效单匝线圈密绕且同轴，故可以将文值设为1，由此计算得出互感M的数量级为10_6。由于水体的等效电阻较大，故12屯成立；又由于水体的感生电流比较小，变化率也必也较小，考虑以上因素。今天的文章就到这里，感谢各位小伙伴的阅读，欢迎点赞、评论或者收藏本文。如果觉得本文对于小伙伴有帮助或者助益，欢迎
