磁化水處理在防垢和膜分離中的應(yīng)用
摘要：本文詳細(xì)介紹了磁場(chǎng)對(duì)水溶液物理化學(xué)性質(zhì)和結(jié)晶過(guò)程的影響，磁場(chǎng)作用下離子對(duì)磁化效果的影響，磁化水處理機(jī)理以及磁場(chǎng)與膜分離過(guò)程相結(jié)合的研究和結(jié)論。
關(guān)鍵詞：磁化水處理；防垢；膜分離；磁場(chǎng)
在工業(yè)和家庭用水設(shè)備中，水垢會(huì)造成水管中水流的堵塞，從而影響熱交換器的工作效率，由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和技術(shù)問(wèn)題相當(dāng)大。例如，2．5mm厚的CaCO3垢會(huì)導(dǎo)致傳熱效率降低95％，而0．5mm的SiO2垢則會(huì)導(dǎo)致傳熱效率降低90％闥。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)水垢的組成、預(yù)防以及水的軟化進(jìn)行了大量的研究，并找到不同的防垢方法，主要有化學(xué)和物理方法；瘜W(xué)方法包括堿沉淀法、投加阻垢劑法和離子交換法等腳。這些方法可以有效防垢阻垢，但存在著不同的問(wèn)題。如：投加阻垢劑法會(huì)增加運(yùn)行成本，其次由于處理水樣的復(fù)雜性，阻垢劑的種類(lèi)和比例需要適時(shí)改變，使得操作復(fù)雜且存在安全隱患，同時(shí)對(duì)環(huán)境會(huì)帶來(lái)污染，特別是由于此方法對(duì)水質(zhì)會(huì)造成影響，所以應(yīng)避免在飲用水處理中使用。離子交換法，在工業(yè)鍋爐水處理中被廣泛使用，但它存在著腐蝕設(shè)備嚴(yán)重、操作成本高、含有鹽和氯根的水滲入地下會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染等問(wèn)題。物理方法包括水電解法、磁化法、超聲波法嗍和無(wú)線電頻率照射法[5]。其中，磁化(永磁和電磁)水處理技術(shù)因其投資小、操作簡(jiǎn)單、無(wú)毒無(wú)污染，集防垢、除垢、殺菌、緩蝕等多種功能于一身，是一種極具發(fā)展前景的防垢除垢技術(shù)嘲。
磁化水處理技術(shù)的應(yīng)用可追溯到1890年，是France和Cabell發(fā)明的一種電磁設(shè)備處理鍋爐進(jìn)水的技術(shù)。并申請(qǐng)了專(zhuān)利。但是直到1945年Ver．medvent發(fā)現(xiàn)用“磁化水”可以減少鍋爐水垢的生成，磁化水處理技術(shù)才得以廣泛的研究和發(fā)展。大量文獻(xiàn)表明，磁場(chǎng)可以在某種程度上改變水及溶液的部分物理化學(xué)性質(zhì)，其效果表現(xiàn)在減少垢質(zhì)的沉積、去除已生成的垢或生成疏松的軟垢瑚，而且磁場(chǎng)的效果不依賴于水質(zhì)，更不會(huì)改變水的成分和影響出水的可飲用性。由于磁化水處理技術(shù)的種種優(yōu)點(diǎn)，將磁場(chǎng)與膜分離相結(jié)合用于預(yù)防和減少膜污染引起了人們的興趣。
在膜分離過(guò)程中，膜污染是限制其廣泛使用的一個(gè)重要因素。在納濾(NF)和反滲透(RO)膜分離過(guò)程中，無(wú)機(jī)污染是造成膜通量下降的主要因素之一。膜的無(wú)機(jī)污染是指被截留的難溶性二價(jià)鹽在膜面上的濃度超過(guò)一定飽和度后，形成晶體沉積在膜面上，且熟化成致密層。無(wú)機(jī)污染將大大減少有效過(guò)濾膜面積，增加透過(guò)阻力，降低膜的透水通景和產(chǎn)水品質(zhì)。將磁場(chǎng)與膜過(guò)程結(jié)合起來(lái)用于預(yù)防和減少膜的無(wú)機(jī)污染，有研究結(jié)果表明磁場(chǎng)對(duì)膜的操作性能產(chǎn)生了明顯的促進(jìn)作用，但有些結(jié)論還存在爭(zhēng)議，這方面的系統(tǒng)報(bào)道很少。本文就磁化水處理在除垢防垢中的作用和機(jī)理，以及在膜分離過(guò)程中的研究和應(yīng)用進(jìn)行了綜述，以期促進(jìn)這一技術(shù)的發(fā)展。
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