全自动电子水处理仪_源涛环保设备研发中心

全自动电子水处理仪

高海洲

北京市源涛环保设备研发中心

摘要

人类的生产与生活时刻离不开水，而水垢又是伴随在水的使用过程中自然形成，为了趋利避害，人们采用了各种除垢、防垢方法，本文就节能环保的电磁水处理仪从原理与结构上进行了较全面的阐述。

关键字

水水垢除垢电磁水处理仪全自动电子除垢仪全程水处理器

概述

从自然资源角度来看，我国的水质较硬特别是华北、东北地区，水质硬度普遍偏高，占总储水量比重较大的地下水，其硬度又远高于地表水，因此在使用过程中由于水质硬度所产生的水垢问题也日益严重，在人们非常观注环境保护的今天，研究开发利用没有污染的阴止硬水结垢的设备，日益受到人们的重视。

关于水（H₂O）

水的自然存在方式
水广泛存在于地球上，是人类生产、生活所必不可少的物质，其存在形式有地表水（包括：江、河、湖、海等），地下水（包括：泉、暗河、土壤等）。但无论水存在于何种形式，何种状态，其在自然界都是以混全物形式存在的。
自然水的组成
我们将两种以上单质或化合物组成的物质称为混合物，而自然界的水正是以这种形式存在的。组成水中杂质的主要成份是碳酸盐、硫酸盐、氯化物等，而以上诸盐类多以钙离子（Ca²⁺）、镁离子（Mg²⁺）盐为主，当水的外部条件发生变化，如温度压力等参数发生变化时，即有不溶性盐类析出形成水垢。

关于水垢

水垢的成份
水垢的主要成份是碳酸钙（CaCO₃）、碳酸镁（MgCO₃）、硫酸钙（CaSO₄）、硫酸镁（MgSO₄）、二氧化硅（SiO₂）、磷酸钙（Ca₃（PO₄）₂）、磷酸镁（Mg（PO₄）₂）等。
水垢的形成
钙、镁水垢的形成原因是由于其在水中的离子浓度积超过了其溶度积，这些盐类从溶液中析出并附着于受热面上，其形成水垢的原因有以下几方面：
- 随水温的不断升高，某些钙、镁盐类在水中溶解度下降，以至达到这些物质的溶度积，而析出水垢。
- 在水不断受热蒸发时，水中的盐类逐渐被浓缩而析出水垢。
- 在水被蒸发或加热过程中，水中的某些钙镁盐类发生化学反应，从易溶于水的物质变成了难溶于水的物质而析出。
- 当水流速较大时，反应生成的垢类小分子团即被水流带走，阴止了结晶微粒进一步聚合成大分子团而沉积。当水流速较小时，反应生成的晶体微粒就会进一步聚合成大分子团形成水垢。
水垢的危害
- 由于水垢板结在传输管路内壁上，会使管路的有效截面积减小，增加了水阻，降低了管路的传输效率。
- 由于水垢板结在传输管路中挂置的各种探头、传感器、转子会使仪表探测精度降低甚至完全失效。
- 由于水垢的导热率只是钢材的二百分之一，是水的十分之一，这样会使设备的热效率降低，浪费能源，延长加热时间。
- 另处，由于水垢的膨胀系数与钢材相差很多，会使加热容器壁内应力增加缩短设备的寿命。
- 当水用于加湿设备时，水垢会损坏加湿电极或换能装置并会随水进入加湿空间内，形成白粉，污染环境。

除垢防垢

既然水垢有如此多的危害，因此我们要设法除垢、防垢。除垢防垢方法从其本质来讲有两种：一是化学方法，二是物理方法。

化学方法除垢
- 离子交换法：将水软化到一定程度，控制水中钙、镁离子含量，防止水垢形成。
- 加酸或二氧化碳降低PH值，以控制酸根离子，阻止水垢形成。
- 使用各种阻垢剂破坏CaCO₃等盐类的结晶增长过程，达到阻垢目的。
- 用酸性溶液对结垢设备进行清洗。
化学方法除垢的利与弊
利用化学方法除垢防垢可以作到完全、彻底、有效的去除水垢成份防止水垢形成，但化学方法除垢也存在着以下几点不可避免的弊端：
- 费用高：需要不断地投加和使用化学药品和试剂，加大了经常性的开支。
- 不能连续工作：清洗设备时需将设备停运转，加药清洗后再运行，会影响正常的生产和工作。
- 有严重的污染：在酸洗和清洗过程中有废酸等物质排放，会产生污染，影响周围环境。
- 对设备有损伤：在加酸除垢过程中，当药量偏少时不能完全清除水垢，当药量偏多时，会腐蚀设备本体。
- 不适合特殊用水场合：当饮用水或使用蒸汽时水中的添加药剂会影响使用。

物理方法除垢防垢

经过人们多年的研究与探索，已由原来的手工操作机械发展到了今天使用的利用电磁理论的自动化高备。人们发现被磁场磁化过的水不易结垢，于是借助强磁场对水进行磁化再进入用水设备，延缓了水垢的形成。随着对磁场强度作用水的研究，人们发现高频交变电磁场对水进行作用的除垢防垢效果，要明显好于固定磁场的效果，于是人们研究开发出产生高频交变电磁场的除垢设备。物理除垢、防垢方法有以下优点：

无污染：不添加任何化学药剂，对环境没有任何污染，符合当前环保要求。
设备在线运行：无需停工停产不会影响生产。
费用极低：日常运行只是消耗低功率电能。
对管路无腐蚀损伤。
电磁活化水适于饮用有益健康。

电子水处理仪

关于水处理仪的工作机理，有不同的学说，由于电子水处理装置的作用实践先于理论研究，所以学术界关于电子水处理设备的工作机理有不同学说。不一而论。

理论与学说
我们知道水分子由二个氢原子和一个氧原子组成，氢、氧原子间的结合键夹角1050，这个结构造成水分子对外部来讲其靠近氧原子一侧带负电，靠近氢原子一侧带正电性，我们称水分子为极化分子，极化分子在高频电磁场中会受到电场力（洛论兹力）作用而被整定为规则排列的阵列形式，结垢成份比如钙、镁离子被间杂在其中，从而减少了其碰撞结晶的机会，使这样的水不易结垢，或结垢的特性发生变化，结晶出松散的、软的泥状的垢，以便随排污排掉。

氢、氧原子受电场力激发而成为活化分子，而活化分子有极强的活跃性、溶解特性，这些活化分子首先会使钙、镁离子不易结合为CaCO3、MgCO3，而且还可以不断溶解已经结晶析出的CaCO3、MgCO3，从而使老垢龟裂、脱落。
设备结构
我公司研制开发的电子水处理仪，主要包括全程水处理器和电子除垢仪两大类。其结构基本如下：
- 电控主机：智能化高频电磁信号源大功率输出。
- 换能付机：中心电极与腔体组成高频电磁波施放场对水进行作用。
- 吸附过滤：不同孔径、材料的滤网载留水中颗粒，电磁吸附铁锰等杂质。

安装使用要求

为确保被处理水在处理仪中有足够的时间，通过计算我们要求水在仪器中的流速应小于2.5m/s，并据此选择相应设备型号。
为确保被处理水在处理仪中有足够的时间，通过计算我们要求水在仪器中的流速应小于2.5m/s，并据此选择相应设备型号。
为保证处理后水的效果，我们要求水处理仪尽量靠近用水设备，经处理后水应做到即处理即用。
用水设备底部或系统最低端应设有排污口，根据水质硬度和用水量定期排污，为保证排污效果，排污阀门应选取开关迅速的球阀。

适用范围

我公司研制开发的全程水处理器和全自动电子除垢仪广泛应用于轻工、电力、电子、化工、印染、纺织、制药、治金、橡胶、机械、交通、运输、铁路、石油、能源、建筑、宾馆、写字楼、饮食、娱乐等行业。