静电水处理技术及其应用_黄晓家

静电水处理技术及其应用机械电子工业部设计研究院黄晓家一、前言静电水处理技术是60年代末由美国开发的一种新的水处理技术。已被美国、日本等工业发达国家广泛应用于工业水处理—冷却循环水的阻垢缓蚀。因该设备无需专人管理,运行操作维修简单,且无污染,费用低,在我国已广泛应用于化工、化肥、纺织、医药、电力、冶炼、机械、酿造等行业的空压机、空调、热处理炉、注射成型机、热水器、冷凝器热交换器等设备的冷却循环水系统。我国于1975年研制成功第一台静电水垢控制器,到,目前为止国内已有50多台在正常运转。但目前国内从事这方面研究和生产的单位很少,尚处于初级阶段,对其防垢、防腐和杀菌机理不完全清楚,为发展和推广这一新技术,更进一步了解静电水处理技术的基本原理、优越性和可靠性,19%年7月化工部中心组织召开了第一次全国静电水处理研讨会,作者应邀参加了这次会议,现把会议的资料做一整理总结,以供同行们参考探讨。二、循那令却水水质的稳定不时空制化学法的推广应用带来一定困难,为此各国相继致力于物理法的探索和研究。物理法主要有磁法、超声波法、电解法和静电法。长期以来的实践证明:磁稳定性差,长时间应用阻垢效果差,且要定期清洗磁化器;超声波法目前尚未显示出良好的使用价值;电解法孔蚀危险大,很难在工业中应用;静电法克服了上述缺点,并有良好的阻垢,溶垢效果,同时还有杀菌灭藻和一定的缓蚀功能,并广泛应用于发达国家,是一项值得重视的水处理技术。三、静电水处理器的机理和设计原理目前工业循环冷却水系统的水质稳定和控制,亦即是循环冷却水系统的阻垢缓蚀和杀菌的方法有两种,即化学法和物理法。现阶段应用最多的是化学法。化学法主要有:离子交换软化法,脱盐法,向水中加水质稳定控制的阻垢缓蚀剂和杀菌剂。一般来讲化学法费用高,且产生有污染的副产品或者水质本身被污染,管理操作复杂,技术要求高,这给度,除考虑挥发有害物污染空气外,请设想如果整个房间四周和地面都为塑料材质所包围,楼上居室的地面也是塑料制品,那么你是居住在一个塑料箱体之中,很少会有舒适感,还会有气闷感,夏季有闷热感.特别是现在的居住建筑层高低,面积不34关于静电水处理的阻垢和杀菌灭藻机理,研究报道很少,但各种文献都有所涉及,因各家论述的角度不同而有所差异。有人认为,水在一定强度的静电场作用下可产生极化作用,亦即是水分子中两个O一H轴线的夹角由原来的104“40’变得更小,使水分子的极性大增,水分子变成水偶极子,其正极端朝向静电场的阴极,负极端朝向静电场的阳极,按正负次序整齐地排列连在一起。当水中含有溶解盐时,这些盐类的正负离子被水偶极子包围,同时以正负的次序进人水偶极子群中,使其在水中不能自由活动。由于溶解盐的正负离子不能接触器壁,因而就不会沉积成垢。同时由于水的极化作用,使水分子趋向器壁,致使原有的老垢龟裂、变形,而逐渐脱落。有人认为,静电水(经过静电场的水)由于水分子空间结构发生变化,其对盐的溶解能力大增,亦即是静电水—新水相对应的CaC03和easo;大,容积小,再除去室内家具占去的面积,一般实际容积巧一30m,,气闷感更为明显。由于笔者水平所限,难免有偏颇和错误之处,恳请读者批评指正。DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.1992.03.008数,这说明高压静电场用于最终控制工业循环水中的细菌生长是可行的。(2)高压静电场改变或影响了细菌(E·Cofi)的生理代谢,如基因表达、酶活性等,这种高压静电效应对于微生物很可能是一种伤害作用,高压静电场是影响细菌生长代谢的一种物理因素,具有一定的生物学的意义。目前静电水垢控制器多设计为两个同轴金属圆柱面,设两圆柱面的长度为L,半径分别为Ra和Rb,详见附图。川的溶度积大增,致使不易结垢,同时也可溶解器壁上的垢。还有人认为,当水经过静电场时,电极上的正电荷吸引水中游离电子和矿物质,引起电子与水中的矿物质和生物质碰撞,使成垢离子的结构发生变化。因而除防止结垢外,尚能使老垢软化,降低其附着力。还有一种说法,即静电场可使水中的悬浮微粒子化,使其失去垢的核心作用,从而防止垢的沉积,使老垢疏松脱落。上述四种学说均为假说,目前尚无完整的测试报告阐叙其机理。作者认为,静电场是个能源场,水中的离子在进入电场前会有各式各样的初速度,被电场加速后,同号离子可能更趋向与之电荷相反的电场一极,而不是被极化的水偶极子包围无法自由活动,由于静电场使正负离子分离,相距太远,而无法发生有效碰撞,从而不易结垢,但随着时间的推移,由于热运动水中各种离子更加趋向均匀,从而又加速结垢,这也是为什么静电控制器的作用范围为150m的道理。也还有另一种可能,就是被极化的水分子与各种离子形成的水合离子—新的水合离子发生有效碰撞破坏其水合离子所需要的动能很大,亦即是这种新的水合离子要有更高的活化能才能发生有效碰撞—化学