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循环水处理系统中电化学电磁技术研究

文章出处:苏州安峰环保作者:人气:0发表时间:2022-01-20 09:50:48【

  背景描述:在工业中,循环水系统用于冷却,各行各业应用广泛。为了节约水资源,循环水系统是在提高浓缩下运行,实现了冷却水的高度重复利用。但是由于水温升高,水流速度的变化,水的蒸发和空气中灰尘杂物的进入,各种无机离子和有机物质的浓缩,阳光照射,以及设备结构和材料等多种因素的综合作用,造成循环水水质恶化,如:腐蚀、结垢、微生物等问题发生。这些问题如果得不到有效的解决,则无法进行安全生产,造成巨大的工业损失。


  现状描述:目前市面上成熟的传统应用是化学方法来处理以上腐蚀、结垢、微生物等问题,提高浓缩倍数和循环水的利用率,来节约水资源和保护设备,高效运行。化学药剂处理法是目前市场上主流的循环水处理应用,有着近百年的历史,得到广泛的认可。


循环水处理技术


  电磁在水处理的应用:


  自1890年France和Cabel申请专利起,磁场用于水处理也有100多年的历史。1945年T.Vermeriren发现用“磁化水”可以减少锅炉水垢的生成后,水的磁场防垢技术得到了较广泛的研究与发展,随后就出现了一些用于水和其它流体的磁处理装置。


  电磁/电化学:多年以来,科学家和各企业也在探讨电磁/电化学方法解决以上挑战。例如电磁水处理仪、电解装置、电离氧化杀菌等等,因为从原理上电磁等电化学方法都可能用于防垢、除垢、杀菌、防腐,也有相对于化学方法的优势,如减少化学品的使用,降低化学品操作风险,不增加污染物等优点。但实际应用中也碰到不少挑战,因为水处理是需要综合平衡各方面的因素,才能设计出合理的处理方案,不能只考虑某一方面。而且也因为各个系统差异,各地水质等差异,各工艺的要求不一样!另外就是电能的消耗,是否经济?系统较大,多种材质组成,防腐蚀问题是否能完整考虑并解决?电离氧化杀菌是否可控,对比药剂杀菌效果如何?应用是否安全等挑战,一直较难完美解决,所以电磁处理的应用一直不够广泛,还远远不到能够完全替代化学处理方法的程度。


  电磁场作用:磁场强度、磁作用的方式、磁作用时间、流速、溶液的性质(电导、pH值、碱度、离子的类型等)等都能影响磁处理防垢的效果;溶液的酸度、碱度、硬度对磁作用的效果有明显的影响,通常认为pH值在7-9,碱度大于硬度时磁处理防垢的效果才明显。另外,阳离子对磁处理的效果也是有影响的。如Fe2+能阻碍方解石晶体的增长,可防止硬垢的生成;但流体中只能有痕量的铁离子的,否则容易引起磁场短路,使永磁磁处理器失效;一般来说,大致每200mg/L的总溶解固体最多允许的铁锰总的质量浓度为1 mg/L,否则,就需进行除铁处理。


  从理论上讲,磁处理防垢应适用于所有体系,只是不同的体系有不同的最佳作用条件。目前有些磁处理器应用失败,主要是由以下两方面的原因造成的:


  ①设备参数和应用对象不合适。有些设备的参数(如磁场强度、频率、电压)未达到要求;特定的设备有最佳的适用体系,不能随意扩大其应用范围,否则效果不理想,甚至失败。


  ②使用不当。把磁处理器当成软化器,在使用中没有定期的排污;安装不当;铁锈引起磁场短路失效;被处理流体未全部循环作用;循环次数过高引起浓缩倍数超标等。


  电磁场防垢的机理:有关磁处理防垢的机理很多,都是从各自的实验结果出发提出的,都能解释部分的试验结果,至今还没有能解释所有实验现象的统一理论


  发展趋势与应用展望


  电磁处理防垢技术经过几十年的曲折发展,其应用和理论研究都已取得可喜的成绩,人们对该技术的认识也趋于理性化,既不否定其效果,也不夸大其作用(但为了吸引客户,市面上夸大的说法甚至提出免化学药剂和零排污等理想化的理念)


循环水处理


   电解纳米级铜离子,破坏细菌的新陈代谢,杀死细菌


   然而磁处理防垢技术在许多方面还有待进一步的研究与发展,主要表现在以下几方面:


  ①基础理论的研究还滞后于应用研究,磁处理防垢的机理还没有真正认识,对磁处理作用的最佳条件、影响因素还没有完全了解,尤其是定量研究还较少,关于水溶液的成垢物质的饱和度、离子的种类与浓度、PH值、磁场强度、作用时间、流速、温度等因素对防垢效率的定量影响及相互间的定量关系报道,因而在磁处理应用设计过程中缺乏定量的依据作指导,很多依赖于经验,影响了其应用的成功性。加强定量的基础理论研究是将来的重要发展方向。


  ②相关的实验手段还有待进一步发展和完善,由于水的性质复杂,实验手段和分析方法的欠缺导致实验结果的重复性差、误差大、可靠性低。


  ③磁处理防垢方法虽然有效,但也存在局限性,还必须利用其它方法来弥补其不足,以提高其应用的成功性、扩大其应用范围。


  总结:由于磁场处理防垢技术是一种物理技术,在环境保护和安全生产成本等方面具有其他方法不可比拟的优势,已日益受到人们的重视;随着人们对磁处理防垢、除垢的作用条件、机理认识的深入,随着实验方法与分析手段的提高;随着磁性材料的制备技术的提高及其相关技术的发展,我们相信磁处理防垢技术、电解产生氧化杀菌等技术需要和传统的化学药剂处理方法结合,科学的发挥其优势和价值,将会迎来更美好的明天。




此文关键字: 循环水处理系统 

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