磁化水处理在防垢和膜分离中的应用
摘要：本文详细介绍了磁场对水溶液物理化学性质和结晶过程的影响，磁场作用下离子对磁化效果的影响，磁化水处理机理以及磁场与膜分离过程相结合的研究和结论。
关键词：磁化水处理；防垢；膜分离；磁场
在工业和家庭用水设备中，水垢会造成水管中水流的堵塞，从而影响热交换器的工作效率，由此带来的经济损失和技术问题相当大。例如，2．5mm厚的CaCO3垢会导致传热效率降低95％，而0．5mm的SiO2垢则会导致传热效率降低90％闼。长期以来，人们对水垢的组成、预防以及水的软化进行了大量的研究，并找到不同的防垢方法，主要有化学和物理方法。化学方法包括碱沉淀法、投加阻垢剂法和离子交换法等脚。这些方法可以有效防垢阻垢，但存在着不同的问题。如：投加阻垢剂法会增加运行成本，其次由于处理水样的复杂性，阻垢剂的种类和比例需要适时改变，使得操作复杂且存在安全隐患，同时对环境会带来污染，特别是由于此方法对水质会造成影响，所以应避免在饮用水处理中使用。离子交换法，在工业锅炉水处理中被广泛使用，但它存在着腐蚀设备严重、操作成本高、含有盐和氯根的水渗入地下会对环境造成污染等问题。物理方法包括水电解法、磁化法、超声波法嗍和无线电频率照射法[5]。其中，磁化(永磁和电磁)水处理技术因其投资小、操作简单、无毒无污染，集防垢、除垢、杀菌、缓蚀等多种功能于一身，是一种极具发展前景的防垢除垢技术嘲。
磁化水处理技术的应用可追溯到1890年，是France和Cabell发明的一种电磁设备处理锅炉进水的技术。并申请了专利。但是直到1945年Ver．medvent发现用“磁化水”可以减少锅炉水垢的生成，磁化水处理技术才得以广泛的研究和发展。大量文献表明，磁场可以在某种程度上改变水及溶液的部分物理化学性质，其效果表现在减少垢质的沉积、去除已生成的垢或生成疏松的软垢瑚，而且磁场的效果不依赖于水质，更不会改变水的成分和影响出水的可饮用性。由于磁化水处理技术的种种优点，将磁场与膜分离相结合用于预防和减少膜污染引起了人们的兴趣。
在膜分离过程中，膜污染是限制其广泛使用的一个重要因素。在纳滤(NF)和反渗透(RO)膜分离过程中，无机污染是造成膜通量下降的主要因素之一。膜的无机污染是指被截留的难溶性二价盐在膜面上的浓度超过一定饱和度后，形成晶体沉积在膜面上，且熟化成致密层。无机污染将大大减少有效过滤膜面积，增加透过阻力，降低膜的透水通景和产水品质。将磁场与膜过程结合起来用于预防和减少膜的无机污染，有研究结果表明磁场对膜的操作性能产生了明显的促进作用，但有些结论还存在争议，这方面的系统报道很少。本文就磁化水处理在除垢防垢中的作用和机理，以及在膜分离过程中的研究和应用进行了综述，以期促进这一技术的发展。
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