背景描述：在工業(yè)中，循環(huán)水系統(tǒng)用于冷卻，各行各業(yè)應(yīng)用廣泛。為了節(jié)約水資源，循環(huán)水系統(tǒng)是在提高濃縮下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了冷卻水的高度重復(fù)利用。但是由于水溫升高，水流速度的變化，水的蒸發(fā)和空氣中灰塵雜物的進(jìn)入，各種無(wú)機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)的濃縮，陽(yáng)光照射，以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料等多種因素的綜合作用，造成循環(huán)水水質(zhì)惡化，如：腐蝕、結(jié)垢、微生物等問(wèn)題發(fā)生。這些問(wèn)題如果得不到有效的解決，則無(wú)法進(jìn)行安全生產(chǎn)，造成巨大的工業(yè)損失。

現(xiàn)狀描述：目前市面上成熟的傳統(tǒng)應(yīng)用是化學(xué)方法來(lái)處理以上腐蝕、結(jié)垢、微生物等問(wèn)題，提高濃縮倍數(shù)和循環(huán)水的利用率，來(lái)節(jié)約水資源和保護(hù)設(shè)備，高效運(yùn)行?；瘜W(xué)藥劑處理法是目前市場(chǎng)上主流的循環(huán)水處理應(yīng)用，有著近百年的歷史，得到廣泛的認(rèn)可。

循環(huán)水系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

磁場(chǎng)技術(shù)起源：

自1890年France和Cabel申請(qǐng)專(zhuān)利起，磁場(chǎng)用于水處理也有100多年的歷史。1945年T.Vermeriren發(fā)現(xiàn)用“磁化水”可以減少鍋爐水垢的生成后，水的磁場(chǎng)防垢技術(shù)得到了較廣泛的研究與發(fā)展，隨后就出現(xiàn)了一些用于水和其它流體的磁處理裝置。

電磁/電化學(xué)發(fā)展：

多年以來(lái)，科學(xué)家和各企業(yè)也在探討電磁/電化學(xué)方法解決以上挑戰(zhàn)。例如電磁水處理儀、電解裝置、電離氧化殺菌等等，因?yàn)閺脑砩想姶诺入娀瘜W(xué)方法都可能用于防垢、除垢、殺菌、防腐，也有相對(duì)于化學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)，如減少化學(xué)品的使用，降低化學(xué)品操作風(fēng)險(xiǎn)，不增加污染物等優(yōu)點(diǎn)。但實(shí)際應(yīng)用中也碰到不少挑戰(zhàn)，因?yàn)樗幚硎切枰C合平衡各方面的因素，才能設(shè)計(jì)出合理的處理方案，不能只考慮某一方面。而且也因?yàn)楦鱾€(gè)系統(tǒng)差異，各地水質(zhì)等差異，各工藝的要求不一樣！另外就是電能的消耗，是否經(jīng)濟(jì)？系統(tǒng)較大，多種材質(zhì)組成，防腐蝕問(wèn)題是否能完整考慮并解決？電離氧化殺菌是否可控，對(duì)比藥劑殺菌效果如何？應(yīng)用是否安全等挑戰(zhàn)，一直較難完美解決，所以電磁處理的應(yīng)用一直不夠廣泛，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不到能夠完全替代化學(xué)處理方法的程度。

電磁場(chǎng)的作用：

磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁作用的方式、磁作用時(shí)間、流速、溶液的性質(zhì)(電導(dǎo)、pH值、堿度、離子的類(lèi)型等)等都能影響磁處理防垢的效果；溶液的酸度、堿度、硬度對(duì)磁作用的效果有明顯的影響，通常認(rèn)為pH值在7-9，堿度大于硬度時(shí)磁處理防垢的效果才明顯。另外，陽(yáng)離子對(duì)磁處理的效果也是有影響的。如Fe2+能阻礙方解石晶體的增長(zhǎng)，可防止硬垢的生成；但流體中只能有痕量的鐵離子的，否則容易引起磁場(chǎng)短路，使永磁磁處理器失效；一般來(lái)說(shuō)，大致每200mg／L的總?cè)芙夤腆w最多允許的鐵錳總的質(zhì)量濃度為1mg／L，否則，就需進(jìn)行除鐵處理。

從理論上講，磁處理防垢應(yīng)適用于所有體系，只是不同的體系有不同的最佳作用條件。目前有些磁處理器應(yīng)用失敗，主要是由以下兩方面的原因造成的：

①設(shè)備參數(shù)和應(yīng)用對(duì)象不合適。有些設(shè)備的參數(shù)(如磁場(chǎng)強(qiáng)度、頻率、電壓)未達(dá)到要求；特定的設(shè)備有最佳的適用體系，不能隨意擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，否則效果不理想，甚至失敗。

②使用不當(dāng)。把磁處理器當(dāng)成軟化器，在使用中沒(méi)有定期的排污；安裝不當(dāng)；鐵銹引起磁場(chǎng)短路失效；被處理流體未全部循環(huán)作用；循環(huán)次數(shù)過(guò)高引起濃縮倍數(shù)超標(biāo)等。

電磁場(chǎng)防垢的機(jī)理：

有關(guān)磁處理防垢的機(jī)理很多，都是從各自的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)提出的，都能解釋部分的試驗(yàn)結(jié)果，至今還沒(méi)有能解釋所有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的統(tǒng)一理論。

發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用展望

電磁處理防垢技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的曲折發(fā)展，其應(yīng)用和理論研究都已取得可喜的成績(jī)，人們對(duì)該技術(shù)的認(rèn)識(shí)也趨于理性化，既不否定其效果，也不夸大其作用（但為了吸引客戶(hù)，市面上夸大的說(shuō)法甚至提出免化學(xué)藥劑和零排污等理想化的理念）。

然而磁處理防垢技術(shù)在許多方面還有待進(jìn)一步的研究與發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

①基礎(chǔ)理論的研究還滯后于應(yīng)用研究，磁處理防垢的機(jī)理還沒(méi)有真正認(rèn)識(shí)，對(duì)磁處理作用的最佳條件、影響因素還沒(méi)有完全了解，尤其是定量研究還較少，關(guān)于水溶液的成垢物質(zhì)的飽和度、離子的種類(lèi)與濃度、PH值、磁場(chǎng)強(qiáng)度、作用時(shí)間、流速、溫度等因素對(duì)防垢效率的定量影響及相互間的定量關(guān)系報(bào)道，因而在磁處理應(yīng)用設(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏定量的依據(jù)作指導(dǎo)，很多依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)，影響了其應(yīng)用的成功性。加強(qiáng)定量的基礎(chǔ)理論研究是將來(lái)的重要發(fā)展方向。

②相關(guān)的實(shí)驗(yàn)手段還有待進(jìn)一步發(fā)展和完善，由于水的性質(zhì)復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)手段和分析方法的欠缺導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性差、誤差大、可靠性低。

③磁處理防垢方法雖然有效，但也存在局限性，還必須利用其它方法來(lái)彌補(bǔ)其不足，以提高其應(yīng)用的成功性、擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

總結(jié)

由于磁場(chǎng)處理防垢技術(shù)是一種物理技術(shù)，在環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)成本等方面具有其他方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)，已日益受到人們的重視；隨著人們對(duì)磁處理防垢、除垢的作用條件、機(jī)理認(rèn)識(shí)的深入，隨著實(shí)驗(yàn)方法與分析手段的提高；隨著磁性材料的制備技術(shù)的提高及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，我們相信磁處理防垢技術(shù)、電解產(chǎn)生氧化殺菌等技術(shù)需要和傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑處理方法結(jié)合，科學(xué)的發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，將會(huì)迎來(lái)更美好的明天。