《磁软化水研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁软化水研究（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、磁软化水研究磁软化水研究-磁应用事业部磁应用事业部目录目录v1.认识硬水认识硬水v2.常见的硬水软化的水处理方法常见的硬水软化的水处理方法v3.磁软化水的理论研究磁软化水的理论研究v4.磁软化水设备生产企业分析磁软化水设备生产企业分析1.认识硬水认识硬水v水的硬度：指水中钙、镁离子含量的多少。水的硬度：指水中钙、镁离子含量的多少。v硬水：指钙、镁离子含量较高的水。如井水、泉水等硬水：指钙、镁离子含量较高的水。如井水、泉水等v世界卫生组织健康饮水卫生标准：水的硬度适度，介于世界卫生组织健康饮水卫生标准：水的硬度适度，介于50-200mg/L(以碳酸钙计）。以碳酸钙计）。v我国生活饮用水卫生标准我
2、国生活饮用水卫生标准（GB/T5749-2006)：对硬度的限值为：对硬度的限值为450mg/L(以碳酸钙计）。以碳酸钙计）。v中国是一个地表水资源缺乏的国家，中国是一个地表水资源缺乏的国家，70%的地区以地下水为主，的地区以地下水为主，而地下水矿物质含量丰富，以硬水居多。而地下水矿物质含量丰富，以硬水居多。1.2硬水的危害硬水的危害v给生活带来困扰：给生活带来困扰：1.硬水会在玻璃器皿表面留下水渍和斑点，影响美观，增加家务。2.硬水会降低洗涤效率（Ca2+与肥皂发生反应，生成的垢渍留在织物表面，使白色织物发黄）3.硬水会使家用水电器（热水壶、热水器等）管路内部结垢就会对家中涉水器具造成损害，
3、比如热水器的热交换效率下降，高档淋浴的花洒龙头内部管路越来越细，直致被堵死。数据显示，自1997年以来，中国年均热水器伤人事故在1000起以上，引发的投诉逾6000件。而据不完全统计，国内约有80%的热水器事故是因水垢引起的，因而有人比喻：“一台结满水垢的热水器，就好比是一颗定时炸弹，悬在头上随时会爆炸！”-数据来源：中国家庭用电环境调查报告给健康造成危害：给健康造成危害： 硬水让皮肤不再光滑细腻、让头发发黄、枯萎，尤为严重的是，长期食用硬水还会大大增加体内各种结石病的发病率。 给工业造成损失：给工业造成损失： 硬水作为工业生产用水的冷却水，会使换热器结水垢,严重的不仅阻碍水流通道，使换热效果
4、大大降低，影响生产的顺利进行，甚至被迫停产。结垢还会产生垢下腐蚀，会使换热器穿空而损坏，以及一系列的安全隐患。由于硬水问题，工业上每年因设备、管线的维修和更换要耗资数亿元。 以法国为例，每年成垢量超过以法国为例，每年成垢量超过7000吨，耗费十几亿欧元，其耗能程度可吨，耗费十几亿欧元，其耗能程度可想而知。想而知。 - - 数据来源： 法国水垢研究的启示软软 化化vA沉淀法：用石灰、纯碱处理，使水中沉淀法：用石灰、纯碱处理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出，过滤生成沉淀析出，过滤后即得软水，其中的锰、铁等离子也可除去。工业上广泛采用。后即得软水，其中的锰、铁等离子也可除去。工业上广泛采用。v
5、B.膜分离法：纳滤膜膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是，效果明显而稳定，处理从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。较高。（纯水机原理）（纯水机原理）2.常见的硬水软化的水处理方法常见的硬水软化的水处理方法vC软水剂软水剂（1）Na3PO4：3CaSO4+2Na3PO4Ca3(PO)4+3Na2SO4（2）胺的醋酸衍生物（）胺的
6、醋酸衍生物（EDTA）：与）：与Ca2+、Fe2+、Cu2+等离子生成螯合物。等离子生成螯合物。（3）复磷酸盐阻垢防腐原理：）复磷酸盐阻垢防腐原理：Na2Na4(PO3)6+CaXNa2Na2Ca(PO3)6+Na2XNa2Na2Ca(PO3)6+CaXNa2X+Na2Ca2(PO3)6(可溶性络合物)阻垢Fe(OH)2+Na2Ca2(PO3)6NaOH+FeCa2(PO3)6(难溶性膜)防腐应用：应用：德国独资世保康水务（南京）有限公司充分利用德国世保康公司在水处理产品设备制造和自动控制领域的先进技术，博釆全球众家之长，釆用进口原料，推出了集阻垢、除垢、防腐、过滤、自动排污为一身的专利产品带
7、投药器的液体过滤带投药器的液体过滤装置装置（专利号：（专利号：ZL200820035910.3），即），即德国世保康阻垢型前置过滤器。德国世保康阻垢型前置过滤器。vD、离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出、离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。v主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟，可以将硬度降低至主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟，可以将硬度降低至0。采用这种方式的软。采用这种方式的软化水设
8、备一般也叫做化水设备一般也叫做“离子交换器离子交换器”(由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为称为“钠离子交换器钠离子交换器”)。v其缺点为：其缺点为：（1）、会产生过量的再生废液，用于空气源热泵成本较高；）、会产生过量的再生废液，用于空气源热泵成本较高；（2）、耗盐量大，需经常还原；）、耗盐量大，需经常还原；（3）、排出大量含盐废水易引起管道腐蚀，热水使用存在安全隐患。）、排出大量含盐废水易引起管道腐蚀，热水使用存在安全隐患。目前绝大部分软水机（像怡口、滨特尔、爱惠浦等品牌）都采用该原理。自来水目前绝大部分软水机（像怡口、滨特尔、爱惠浦等品牌）都采用
9、该原理。自来水经软水机处理后，经软水机处理后，Ca2+、Mg2+浓度明显降低，但是由于含有大量浓度明显降低，但是由于含有大量Na+，不能饮用。，不能饮用。vE、电磁法电磁法：采用在水管道上附加电一定的电场或磁场来改变水分子的采用在水管道上附加电一定的电场或磁场来改变水分子的特性，从而改变碳酸钙特性，从而改变碳酸钙( (碳酸镁碳酸镁) )沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止水沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止水垢的形成。垢的形成。 其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定，其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定，没有统一的衡量标准，因为通过磁场后的水分子将
10、在半个小时左右时间恢没有统一的衡量标准，因为通过磁场后的水分子将在半个小时左右时间恢复通磁前的状态，所以处理后对水的使用时间、距离都有一定局限。从方复通磁前的状态，所以处理后对水的使用时间、距离都有一定局限。从方法上看只能应用于对循环水的处理，对磁力大小有硬性指标要求，磁场强法上看只能应用于对循环水的处理，对磁力大小有硬性指标要求，磁场强度要在度要在2000高斯以上，高斯以上，最主要的是现在磁化功能并没有得到相关的认证，最主要的是现在磁化功能并没有得到相关的认证，对其可行性与实效性存在质疑。对其可行性与实效性存在质疑。 3.磁软化水理论研究磁软化水理论研究“氢键氢键变形变形”说说四种假说四种假
11、说“洛仑洛仑磁力磁力”说说“磁致胶磁致胶体效应体效应”说说“晶体结晶体结构变化构变化”说说主流v“洛仑磁力”说认为：当水合离子以一定的流速通过磁场时会受到洛仑兹力的作用，正负水合离子反向螺旋式的圆周运动，相互碰撞形成一定数量的“离子缔合体离子缔合体”，这种缔合体具有稳定性，不会被溶剂分子拆散。“离子缔合体”在溶液中构成大量的结晶核心，弥散于溶液中，以这些晶体为核心可以生成悬浮的晶粒形成“软垢”，而减少在器壁表面结晶与沉积。v相关研究：随着高频磁场防垢技术的广泛应用，研究发现一定矿化度的水流经高频磁场处理断面后，溶液中会立即出现0.10.3mm的絮状颗粒。余丰人等认为磁作用是由于水中的阳离子Ca
12、2+大部分以Ca(H2O)620H2O2+不易分解的稳定的水合物形式存在，大大地减少了水垢的产生,起到了很好的防垢作用。v“晶体结构变化”说认为：磁场的作用破坏了溶液中离子间的静电吸引状态，导致离子形状、大小和结晶状态的变化。认为磁处理能够改变沉淀化合物的存在形式，而且这种来自磁场对结晶过程的影响，能够改变晶体的形成和生长速度。能够改变晶体的形成和生长速度。磁场处理使预先溶解的矿物质从水中析出形成在水中悬浮的流动微晶，水中的矿物质含量减小后则又能继续溶解。未经磁处理的碳酸钙是三角晶和枝晶生长，经磁处理碳酸钙是圆盘状结晶，这种晶型转换和二次结晶的过程使管道上的碳酸钙沉淀物得到了清除。磁场效应用于
13、防止钙、镁碳酸盐结垢物的生成,从而起到了除垢的作用。虽然受磁场作用溶液析出晶体的结构会发生变化已得到大量实验验证，但关于磁场对结晶过程影响和晶体结构变化的形式，目前还有争议。大多数磁处理器的生产商声称水经磁处理以后溶液中析出的多是易于除去的“软垢”。v相关研究：S.Cobe等通过X射线衍射研究也证实，磁处理后水析出沉淀中文石比例增加。J.D.Donaldson进一步得出了一定实验条件下，磁处理水沉淀物中方解石和文石的比例由原来的80:20转变为20:80。4.磁软化水设备生产企业分析磁软化水设备生产企业分析v水兔子（英国）水兔子（英国）:￥2150 ￥产品原理透析：产品原理透析：v采用感应场和
14、结晶动力学原理感应场和结晶动力学原理，简称CDIF。将线圈缠绕在水管外部后，主机体内的集成微处理器会对线圈组传送指令，这种指令在一个覆盖20kHZ的宽幅频段中精密运行，每秒钟内运行多次。线圈中的电流不断变化，这样形成了一个振荡的磁场。这个横向感应的多频电磁场处于不断变化中，包括其强度、密度、频率、方向，甚至超音波等。v这种电磁感应场能改变水中石灰类物质的分子和晶体结构：将易结垢的矿物离子（以钙为主）从水分子中剥离，并形成晶核格点与电荷相反的离子结合，这样使水中的各种碳酸盐形成了惰性、不结垢的晶体结构。绝大部分这样的碳酸盐晶体溶于水中，另有少部分晶体在水管内壁形成一层很薄的金属碳酸层（防治水管内
15、的腐蚀和锈蚀）。经过水兔子处理后，水分子，尤其是其中的氢成分会积极地与原来水垢中的离子产生反应，就这样消除原来的水垢（不会有小块水垢堵住水龙头、淋浴花洒），增强水的流动效率和溶解性。未经处理的水中的矿物质的晶体结构（活性易结垢） 经“水兔子”处理后的矿物质的晶体结构（惰性不结垢） v水伴侣（美国）磁性软水器是永磁体磁组贴附着在通常输水管道水伴侣（美国）磁性软水器是永磁体磁组贴附着在通常输水管道外表面的外置式磁体软水器外表面的外置式磁体软水器。水伴侣磁性软水器采用先进的高磁。水伴侣磁性软水器采用先进的高磁力锶铁酸盐永久陶瓷磁体制造，它的磁力强度最低为力锶铁酸盐永久陶瓷磁体制造，它的磁力强度最低为
16、6000Gs，为，为普通磁体的磁力强度的普通磁体的磁力强度的20倍。倍。 ￥6000Gs的水伴侣强磁软水处理器安装在钢（铁）管外部时，的水伴侣强磁软水处理器安装在钢（铁）管外部时，超强的磁力线穿透管壁与管内流动的液体相切割产生电流（法拉第超强的磁力线穿透管壁与管内流动的液体相切割产生电流（法拉第原理），使管路及设备带负电而排斥带负电的离子，如原理），使管路及设备带负电而排斥带负电的离子，如CO32-、O2-、菌类接触管壁，同时使水离子化（菌类接触管壁，同时使水离子化（H2O2H+OH-），离子化水），离子化水中的中的H被带负电的管壁吸引，将已存在管壁上的硬垢溶解成松散被带负电的管壁吸引，将已存
17、在管壁上的硬垢溶解成松散的软垢，直至剥落下来，离子化水能降低水表面张力，从而加快水的软垢，直至剥落下来，离子化水能降低水表面张力，从而加快水中杂质沉淀。中杂质沉淀。产品原理透析：产品原理透析：格玛斯（美国）磁性软水器是永磁体磁组贴附着在通常输水管格玛斯（美国）磁性软水器是永磁体磁组贴附着在通常输水管道外表面的外置式磁体软水器。道外表面的外置式磁体软水器。核心技术是应用于美国国家航空核心技术是应用于美国国家航空和宇宙航行局（和宇宙航行局（NASA）空间航行过程中一项高科技）空间航行过程中一项高科技。GMX格格玛斯磁性软水器采用先进的高磁力锶铁酸盐永久陶瓷磁体制造，玛斯磁性软水器采用先进的高磁力锶
18、铁酸盐永久陶瓷磁体制造，它的磁力强度最低为它的磁力强度最低为3850高斯，为普通磁体的磁力强度的高斯，为普通磁体的磁力强度的10倍倍。 ￥3800 ￥10900 vM.H.D原理：原理：水中产生的电荷，可以使水及水中的杂质也带上电荷、产生电位、使其变成有极性的物质，改变了杂质原来的静电引力状态，有利于阻止水中钙、镁等离子杂质原来通过离子引力的结合产生坚实的结晶类水垢牢牢地附着在管壁上，而是形成松软的结晶物，易于集聚和从水中沉淀析出，避免或减少了锅炉及容器管道的结垢。产品原理透析：产品原理透析： 使用前管道状况 使用后一周管道状况 使用后较长一段时间实例： 家用 （￥2800） 商用 （￥630
19、0）Soo-Soft（美国）vMillionsoftimesasecondtheSoo-Softsystemvariesacomplexgroupofelectricalsignals（一组复杂的电信号）（一组复杂的电信号）thatalterthephysicalchemistryofwater.（改变了水的物理、化学性质）（改变了水的物理、化学性质）Acascadingchainreactionreducesthelongchainsofhardcalciumintoafinecalciumaragonitepowder.（一系列连锁反应使长一系列连锁反应使长链的方解石晶体转变为细小的文石粉
20、末）链的方解石晶体转变为细小的文石粉末）Withaparticlesizeofonly4microns(156millionthsofaninch),thesoftcalciuminwatergroupsitselfintosoftsnowflake-likeshapes（软质钙在水中呈现柔软的火花状）（软质钙在水中呈现柔软的火花状）.Spacesappearbetweenthesegroupsandallowthewatertobecomeanimprovedcarrierforminerals,nutrientsandfortheformationsofsudsfromdetergents
21、.Thiscalciumpowderissofinethatitbecomessixtimesmoredissolvableintothewateritself.（微细的文石粉末在水中（微细的文石粉末在水中的溶解性提高了的溶解性提高了6倍多）倍多）产品原理透析：产品原理透析：磁单极概念磁单极概念ZL95206873.7 美格（美国）美格（美国） ￥980/套套 用于水处理的单极磁宝采用的是正极磁场，根据法拉第定律水感应出正电荷。当水流经高度聚焦的正极磁场时，由于磁感应产生了比管道及水中矿物质更高的电势，大分子团的分子由于都带上正电而互相排斥、分离，导致水的表面张力大大降低，中和（缓冲）pH并
22、具有软水的特性。MAGNETIZER单极磁宝独特的“单极磁场效应”使水更具溶解性，可溶解通常状况下不可溶解的CaCO3、MgCO3及其它与硬度有关在管壁上结垢的矿物质从坚固、结晶的方解石变为松散的非结晶的可溶性物质。由于CaCO3、MgCO3等矿物质的分子表面电性为负电性，与经正极磁宝处理而带有正电性的水分子由于正负相吸而牢牢地被束缚在水中保持溶解状态。vMAGNETIZER单极磁宝突破性的流体磁化处理，使水及其它溶液单极磁宝突破性的流体磁化处理，使水及其它溶液流经单极磁场后其分子团更小、更趋于一致，从而大大的提高了流动性、流经单极磁场后其分子团更小、更趋于一致，从而大大的提高了流动性、溶解性
23、和生物活性。硬水带负电性，含排列无序、容易形成水垢的矿物质。溶解性和生物活性。硬水带负电性，含排列无序、容易形成水垢的矿物质。具腐蚀性的水带有多余的氢离子或氢氧根离子，可以腐蚀金属管道。经过具腐蚀性的水带有多余的氢离子或氢氧根离子，可以腐蚀金属管道。经过单极磁宝水处理后水被自然单极磁宝水处理后水被自然“软化软化”，并保持对健康十分重要的矿物质。，并保持对健康十分重要的矿物质。溶解性提高可清除系统的水垢并提高水的品质。腐蚀性的离子被束缚起来溶解性提高可清除系统的水垢并提高水的品质。腐蚀性的离子被束缚起来而不会腐蚀管道。磁化水由于分子的极化而使表面张力大大降低。更低的而不会腐蚀管道。磁化水由于分子
24、的极化而使表面张力大大降低。更低的表面张力有利于输送并提高流速。可降低水泵的能耗。除此之外，当水用表面张力有利于输送并提高流速。可降低水泵的能耗。除此之外，当水用于清洗时还可减少昂贵的表面活化剂的使用，增加了水流提高灭火效率等。于清洗时还可减少昂贵的表面活化剂的使用，增加了水流提高灭火效率等。适当的磁化可稳定水的适当的磁化可稳定水的pH，减少过量的氢离子（酸性）或氢氧根离子，减少过量的氢离子（酸性）或氢氧根离子（碱性），减少或消除（碱性），减少或消除pH稳定剂的使用！稳定剂的使用！v技术原理：基于技术原理：基于S极的磁力线能感生出活性较高的正因子理论，通极的磁力线能感生出活性较高的正因子理论，
25、通过过S-S极磁路设计，产生互斥的磁感应线分布，有两个磁感应线较极磁路设计，产生互斥的磁感应线分布，有两个磁感应线较为集中的区域。与为集中的区域。与N-S磁路相比，在水流过管道的过程中，对水的磁路相比，在水流过管道的过程中，对水的磁化效果更佳。磁化效果更佳。纳米概念纳米概念水丽（德国）水丽（德国） 目前中国市场上充斥的大部分非抛弃型前置过滤器为直冲洗或顺冲洗过滤器。冲洗时，水流方向没有改变，即用未经处理的原水来冲洗滤芯截污的一面，这样，不但较小的杂质冲洗不出来，反而在滤芯中嵌得更深、更紧，结果极易成为二次污染源除非用户愿意十分频繁地拆卸设备，用软毛刷进行清洗。 德国水丽的反冲洗过滤器滤材孔径稳
26、定在90-110微米，采用专利的虹吸技术，冲洗时水流在滤芯周围形成副压，内置的布水器更能非常有效均匀地清除滤网上截留的污物杂质。另采用透明的外罩，不但让用户可以观察反冲洗的过程和效果，更能使你对家中水管中的水质有所监控，一目了然。￥2000 ￥4800 需定期投加防腐剂（复磷酸盐）需定期投加防腐剂（复磷酸盐）￥3000 ￥12000 ￥34500 产品原理透析：产品原理透析：v工作原理：工作原理：当水高频交变电磁场时（它的两个电极的极性在不断交换，变换频率每分钟从当水高频交变电磁场时（它的两个电极的极性在不断交换，变换频率每分钟从几百几百K（到几千（到几千K不等）物理性能发生改变不等）物理性能
27、发生改变-原来缔合链状大分子断裂成单个水分子，原来缔合链状大分子断裂成单个水分子，水分子的偶极大，但有极性的单水分子包围在水中，溶解盐的正负离子周围，使盐离水分子的偶极大，但有极性的单水分子包围在水中，溶解盐的正负离子周围，使盐离子运动速度降低，静电引力下降，碰撞结合的机会大大减少，无法形成水垢，而达到子运动速度降低，静电引力下降，碰撞结合的机会大大减少，无法形成水垢，而达到防垢。纳米通不去除钙镁离子、不增加钠离子，而是将钙镁离子变成纳米晶体防垢。纳米通不去除钙镁离子、不增加钠离子，而是将钙镁离子变成纳米晶体（nano-crystals），从而达到不结垢的目的。），从而达到不结垢的目的。离子交
28、换软水机与磁化软水机的对比离子交换软水机与磁化软水机的对比离子交换软水机磁化软水机原理采用的是一种化学的防垢技术，用采用的是一种化学的防垢技术，用盐里面的纳离子置换水里面的钙镁盐里面的纳离子置换水里面的钙镁离子达到去除水碱的目的。离子达到去除水碱的目的。是一种物理防垢技术，通过电磁物是一种物理防垢技术，通过电磁物理的技术稳定水里面的钙镁离子，理的技术稳定水里面的钙镁离子，达到去除水碱的目的。达到去除水碱的目的。优点优点在于降低了水的硬度，洗澡皮优点在于降低了水的硬度，洗澡皮肤会光滑舒适，衣服和毛巾也会变肤会光滑舒适，衣服和毛巾也会变得柔软蓬松。得柔软蓬松。优点在于后期维护方便，节能、环优点在于
29、后期维护方便，节能、环保、健康。保、健康。缺点在于软水不能饮用，而且腐蚀性较在于软水不能饮用，而且腐蚀性较强，需要采取防腐措施。强，需要采取防腐措施。在于没有正真去除钙镁离子，没有在于没有正真去除钙镁离子，没有真正降低水的硬度，所以在洗澡洗真正降低水的硬度，所以在洗澡洗衣服等方面没有较大改善。衣服等方面没有较大改善。总结与建议总结与建议v1.与成熟的钠离子树脂胶换技术相比，电磁处理方法由于其理论依据不充与成熟的钠离子树脂胶换技术相比，电磁处理方法由于其理论依据不充分，现实功效不稳定等原因，备受质疑。分，现实功效不稳定等原因，备受质疑。v2.电磁软水与离子交换软水机机相比，优势和缺点都很突出，通
30、过何种概念电磁软水与离子交换软水机机相比，优势和缺点都很突出，通过何种概念来营销，满足大众诉求很关键。来营销，满足大众诉求很关键。v3.电磁处理的应用领域主要集中在商用、工业上，民用则相对较少。电磁处理的应用领域主要集中在商用、工业上，民用则相对较少。v4.近年来，复磷酸盐作为防腐、阻垢剂开始得到应用。近年来，复磷酸盐作为防腐、阻垢剂开始得到应用。v5.在之前的净水器的功能设计中，我们希望通过加强磁场来去除水垢，其在之前的净水器的功能设计中，我们希望通过加强磁场来去除水垢，其效果究竟如何，还有待考量。效果究竟如何，还有待考量。研发（功能、结构、研发（功能、结构、外观设计，选材等）外观设计，选材等）样机制备样机制备 功能测试（功效功能测试（功效检测、外观评价）检测、外观评价） 改进改进 向国家卫生部申请向国家卫生部申请涉水产品卫生许可批件 相关资质认证：相关资质认证： ISO9001 质量管理体系认证 NSF（NationalSanitationFoundation）认证 零部件、材料相关认证（由供货商提供） 涉电产品（如纯水机、直饮机） 需3C认证
