高能物理水处理装置原理

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一 、工业循环水系统目前面临现状
循环水系统目前是通过添加的缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂和电化学设备来预防循环水系统结垢问题，但是阻垢除垢效果不明显，结垢严重不仅导致换热效率低，管道内径变小，循环水流动受阻导致循环水的压力无法保障，影响企业安全生产，且因为宁夏地区水质较硬，相同工况下更容易产生垢，水垢不仅给细菌提供了一个滋生地，并且容易产生垢下腐蚀导致设备寿命降低。
二、垢的形成
咱们现在结垢一般是因为水中的重碳酸盐Ca(HCO3)2、 Mg(HCO3)2的存在，因为其性质不稳定，容易受热分解，当携带着这些重碳酸盐的循环水经过受热面时，这些重碳酸盐会转变成碳酸盐CaCO3、 MgCO3。
碳酸盐的溶解度随着温度的升高而降低， 进而会结晶析出并附着在换热表面，经过长时间的沉淀、沉积最终形成水垢。
三、磁场阻垢的原理
磁场阻垢的原因主要在于两方面：磁场对结晶速率的影响和磁场对成垢晶体晶型的影响。
以 CaCO3为例，CaCO3 的晶型主要为方解石和文石，方解石性质较为稳定，形成的污垢称之为硬垢，不易除去；而文石较为 疏松，不易在管道壁面聚集。根据研究表明，在磁场作用下能够促进 CaCO3 晶体由方解石向文石转变。
Donaldson曾进行过 CaCO3 的结晶实验，在实验中他发现磁场处理前后的溶液中方解石晶体和文石晶体的比例从 80:20 变为 20:80。宋飞在 进行 CaCO3 溶液结晶实验中，通过观察 CaCO3 在经磁场处理和未经磁场处理时的水中收集到的 CaCO3 颗粒的 SEM 图也得到了类似的结果。如下图所示，图 1 为经磁场处理的 CaCO3 晶体的 SEM 图，图 2 为未经磁场处理的 CaCO3 晶体 SEM 图。图中可以看出在磁场处理下，CaCO3 的晶体多为疏松的三角面体或球霰形颗粒， 而未经磁场处理的 CaCO3 晶体多为形状规整的六面体。

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图1 磁化处理的水垢为颗粒较大的球体状文石结构

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图2 未磁化处理的水垢为颗粒细小的立方体状方解石结构
以 CaCO3 晶体为例， Ca2+和 CO32-在水中并不是单独存在的，而是和水分子通过氢键连接形成缔合物。当 水流过磁场时，正负离子在磁场的作用下受到洛伦兹力的作用，运动方向相反，使得成垢离子和水分子之间连接的氢键发生扭曲断裂，进而水合离子变成“裸露”的 Ca2+和 CO32-。没有了外部包裹的水分子的阻碍，Ca2+和CO32-的碰撞几率**增加，进而形成大量的晶核和微晶。
2.磁场除垢的原理
首先，水分子在水中并不是单独存在的，水分子作为一种极性分子，在水中通过氢键连接而成为大的水分子微团。当水经过磁场时，磁场对水的偶极子发生定向极化作用后，电子云会发生变化，导致氢键弯曲和局部断裂，因此水分子由大的分子微团变成小的水分子微团和单个水分子。这些小的水分子微团和单个的游离水分子能够渗透进老垢的缝隙进而使老垢脱落。 另一方面，磁场的作用能够改变胶体颗粒的电位，使得溶液中的粒子聚集，形成大量微粒，这些微粒为成核过程提供了大量的预制晶核，使得溶液的过饱和降低， 增大溶液对难溶盐的溶解度，使得老垢溶解达到除垢的效果。并且变软的水垢会被循环水水流带走，使得垢一层层溶解，脱落。

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设备连续运转三个月的换热器
三、杀灭微生物的原理分析
循环水中含有多种成分，如氧气、氢离子、氢氧根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、二价和三价铁离子、钙离子、镁离子和氯离子等。当循环水经过磁场时，由于磁场的作用使得循环水中的正负离子受到洛伦兹力的作用，产生微电流，在这样条件下 O2 发生如式下图所示的反应

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原理公式
由此可见，磁场作用下，循环水系统中会生成 O2-（活性氧）和 H2O2，这两种物质都具有很强的杀菌性能，能够杀灭循环水中的微生物。磁场还可以直接作用于微生物和藻类。一方面磁场能够影响微生物体内的极性分子，使得微生物的细胞膜发生震荡效应，导致微生物的细胞膜破裂，从而杀死微生物。另一方面，磁场还会作用于微生物体内的酶，导致其钝化或失活，影响微生物的新陈代谢过程，从而导致微生物的死亡。

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未经处理的循环水池

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运行5个月，循环水池明显比安装前干净清澈，水底的水草和管道清晰可见。
四、循环水防腐原理
经上述分析，水流在经过装置时，受洛伦兹力影响，形成O2-，负氧离子有强氧化性，非常的容易与其他离子发生还原反应。铁与氧气，水反应生产Fe3+，俗称水垢。铁与负氧离子反应生产的是Fe4+，俗称磁铁。经装置运转一段时间后会发现，管内壁或者换热器管板面变成了黑色，这就是形成了四氧化三铁，四氧化三铁结垢比较紧密，相当于形成与一层致密的保护膜。从而让换热器达到了防腐的效果。

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某制氢装置，设备运行3个月后，管板已变成四氧化三铁
五、问题解答：
有很多厂家问我，为什么设备连续运转一段时间后，电导率变成了0，但是一下雨或者停车一段时间电导率又上来了。
其实连续运转一段时间不仅仅是电导率变为了0并且水也会变得清澈（藻类变少）。下雨或者停车一段时间后电导率上升，藻类数量增加。
首先要先了解电导率为电阻率的倒数，电阻率为电压除以电流，电导率为电流除以电压
在循环水经过设备的时候，受到洛伦兹力的影响，正负电子相斥运动，产生微电流，有一部分负电荷跟氧结合形成负氧离子生成H2O2所以运行一段时间之后，不仅电导率低了并且水也慢慢变清澈了。在停用一段时间后，或者下雨之后，空气中的粉尘以及带电粒子进入到循环水中，H2O2有很强的氧化性，是不稳定的，受到带电粒子的影响变成了水跟氧气。没有了杀菌灭藻效果，相当于水从微观角度观察又回到了最初的形态。所以水的电导率上升并且水变浑浊。
在测试电导率的时候，电压是不变的，电流越小电导率越高，电流的大小取决于介质当中自由移动的电荷数目，电荷数目越少，电导率越小。

高能物理，这形容语让我为之一振。
水处理都出基本粒子学的处理方式了？原子核处理？

推陈出新是好事，
可咱能不能别起这些夸张的名字，什么等离子水处理，什么元宇宙水处理，什么微端水处理，什么破解链水处理，什么原子光谱水处理，什么反常磁矩水处理。

越是起名邪乎，技术越让人怀疑。
广告夸张点正常
给你顶帖，加油，发大财！

简之_myP89 发表于 2022-3-17 10:38
高能物理，这形容语让我为之一振。
水处理都出基本粒子学的处理方式了？原子核处理？

铁与氧气，水反应生产Fe3+，俗称水垢。铁与负氧离子反应生产的是Fe4+，俗称磁铁。

摘录一条，
我的评论
这个不能一本真经的胡说八道

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