電磁污水處理技術

1. 如今先進的污水處理技術有哪些

「微波化學」污水處理技術
微波化學是研究在化學中應用微波的一門新興的前沿交叉學科。它是在人們對微波場中物質的特性及其相互作用的深入研究基礎上發展起來的。因此也可以說微波化學是根據電磁場和電磁波理論、電介質物理理論、凝聚態物理理論、等離子體物理理論、物質結構理論和化學原理，利用現代微波技術來研究物質在微波場作用下的物理和化學行為的一門科學。多數化學反應需要能量，通常是熱能，微波既然能快速烹調食品，因此不言而喻也能加速反應，這只是早期的看法。實際上微波能不僅提供了一種快速高效的加熱方法，而且在很多化學過程中呈現出無法用熱能解釋的效應，從此吸引了大批科技工作者從事這一領域的開發與研究，微波化學這一交叉學科也就自然地誕生了。 早在六十年代後期，美國麻省理工學院就曾對微波能在化學中的應用作了不少研究，微波化學研究在我國起步並不太晚，中國科學院、蘭州化物所、吉林大學、雲南大學、蘭州大學、四川大學等，在微波等離子體化學和微波合成及反應化學方面的研究都起步較早，並取得過有影響的成果。
微波在微波污水處理工藝中的主要作用：
1、微波能的化學作用：能夠極化水分子及有機化合物分子，使有機化合物與敏化劑之間形成過渡態產物，降低氧化和分解有害有機化合物所需要的活化能，使反應加速進行。
2、微波能的物理作用：能夠加熱和極化水及污染物分子，提高氧化和分解有害有機化合物所需要的反應條件，達到反應所需要的活化能。
3、能夠加熱和催化水及污染物分子，使絮凝劑與污染物之間形成的積聚物的沉澱反應更完全、更快速。
經大量工程實踐證明：微波化學污水處理技術對水中污染物有顯著的去除效果。出水中的色度、硫化物、懸浮物、CODcr、BOD5、揮發酚和總磷等去除率在90％以上；出水中的氨氮和陰離子洗滌劑的去除率在75％和80％左右。沉降污泥中含有大量的磷（富集倍數為300倍左右），出泥量少，占出水量的3％左右。處理後檢測項目符合《污水綜合排放標准》（GB8978－1996）中的一級標准要求。另經有關權威專業部門檢測，其微波漏能遠遠低於國家標准，證明其對人體絕對安全可靠。微波化學污水處理技術在國內外無先例，處於世界先進水平。
微波化學污水處理技術在治理江河湖泊，凈化水體，改善水資源生態環境方面獨具特點，可快速去污、高效殺菌，可靠除藻，達到去濁變清的目的，對水體不產生二次污染。將污水逐漸置換澄清，生成絮體物，快速沉降，覆蓋於底部污泥層上，防止水質的進一步惡化。為保護人類賴以生存的自然生態環境，徹底解決水資源問題，保護我們的綠色家園，讓微波化學污水處理技術把不可能變成可能！
北京潤澤東方環保科技有限公司(以下簡稱：「潤澤東方」)成立於二○○一年八月一日。
潤澤東方是世界上第一家把「微波」技術引入到污水處理行業的高新技術企業，公司近十年來致力於「微波化學污水處理技術」的推廣與應用，同時推出世界上最先進的水處理設備 －－WBSZ系列微波化學污水處理設備機組，又在二○○七年七月成功的研製生產出「世界上第一台微波化學污水處理應急車」已投放市場得到了專家和用戶的好評。
潤澤東方十年來，做了近二百家企業的300餘種不同類別的污水，其中包括了，生活水的中水回用、河道水、石化水的中水回用、電廠水的中水回用、日用化工廢水、造紙廢水（含紙漿廢水木漿廢水）、焦化廢水、酒精廢水、化纖廢水、制葯廢水、印染廢水、製革廢水、電鍍廢水、礦山廢水、冶金廢水、糖業廢水、垃圾廢水、啤酒廢水、澱粉廢水、膠片廢水、紡織廢水、石油、石化廢水等的處理實驗，其效顯著出水指標基本達到了國家的排放標准。
「潤澤東方」是第一家在世界擁有自主知識產權設備「微波化學污水處理設備機組的企業」！
★是第一家革命性的把「微波」技術引入污水處理行業的企業。
★是第一家在世界上 擁有「微波化學污水處理應急車」的企業。
★是第一家把「微波化學污水處理設備機組」出口到國外的企業，同時填補了該項的國家空白，也是在這個行業里創造歷史的企業。
★是第一家在沒有「污水處理設備出口標准」下，以企業標准出口污水處理設備的環保企業。
★是第一家在中國環保行業里自投資金、自主研發一套革命性污水處理設備的企業。
★是第一家將「微波化學污水處理設備」應用於大型企業中水回用工程——蘭州石化煉油廠的萬噸中水回用的環保企業。
★是第一個把「微波化學污水處理技術」應用到台灣工業中水回用的企業。

2. 處理污水的話，用什麼電磁閥比較好耐腐蝕的怎麼樣

閥門的好壞，一是選型要正確，其次閥門結構、閥體材料、密封件。
耐腐蝕回和80度，通徑多大？答介質潔凈度怎麼樣？ 材料不銹鋼（304），密封氟橡膠（VITON），ZBSF系列電磁閥
氟橡膠（VITON）使用的介質溫度為-9～180℃，理論耐溫200℃。當然，也可以根據環境要求選擇氟塑料（PTFE）密封。毛絮之類的雜志對電磁閥的長期影響還是有的，化工印染設備上球閥、蝶閥使用的比較多，也有微型球閥（DN8-25）、微型蝶閥（DN40）。排泄過濾器內的雜質不能使用電磁閥的。
電磁閥，氟塑料在【低壓】和【低溫】度時密封不好的，會泄漏。
廢水過濾後是可以使用電磁閥的

3. 有什麼常用的軟化水處理方法

本發明公開了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並分別置有陽極板和陰極板;根據I≥1.01Qη(M+2M2)得到電流，待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，產生的OH‑，使Ca2+生成CaCO3晶體，Mg2+生成Mg(OH)2晶體，且隨著pH值的增大，碳酸鈣晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而訊速形成晶核;過飽和的晶體懸浮液隨水流流出電解室的過程中，以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，再進行沉降或過濾，即完成軟化。本發明計算出適宜電流值，將水中鈣鎂離子一次性除去，且在處理過程中陰極板上幾乎不會附著水垢，電能利用效率高達90%，極大提高了設備的處理能力和便於實現數字化和自動化控制。
權利要求書
1.一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，包括以下步驟：
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流，所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到，其中，I為電極板的電流，單位：A;η為目標軟化率，單位：1;Q為陰極室的水流量，單位：L/s;當M0>M1時，M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度，單位：mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度，單位：mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度，單位：mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，電解產生的OH-，與HCO3-反應生成CO32-，然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體，且隨電解的繼續，陰極液pH值增大，CaCO3晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，生成肉眼可見的固體顆粒物，懸浮於水中，再進行沉降或過濾，即完成軟化。
2.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
3.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到，其中，Q1為向陰極室通入空氣的流量，單位：L/s。
4.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到，其中，Q0為向陰極室通入CO2的流量，單位：L/s。
5.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為定型導電材料中的一種。
6.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板。
7.一種利用權利要求1～6所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
8.根據權利要求7所述的軟化硬水的裝置，其特徵在於，至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口，在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口，在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
9.根據權利要求8所述的軟化硬水的裝置，其特徵在於，在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器。
10.一種軟化硬水的系統，其特徵在於，將若干個權利要求8所述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接，且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器。
說明書
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置
技術領域
本發明屬於電化學軟化水技術領域，特別涉及一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置。
背景技術
利用電化學技術進行水體脫鹽除垢處理，早在2006年就有文獻(Desalination,2006,201:150)報道，隨後也有不少國內文獻及專利(西安交通大學學報,2009,43(5):104;專利公開CN105523611A、CN204198498U)報道過，並在工程實踐中得到一定程度的應用。相比於傳統的消石灰軟化法，電化學脫鹽軟化水技術佔地空間小、處理速度快、不需要使用絮凝劑無二次污染、廢棄固體物少，操作簡單方便，可實現數字化控制，具有很高的經濟效益和環境效益。用於冷卻循環水的除垢防垢領域，與以往傳統的化學加葯方法以及電磁技術、超聲波技術相比，電化學技術的優點在於能夠將水中的成垢的鈣鎂離子以水垢沉積的方式從水中取出，並能提高濃縮倍數，達到節水減排的目的。
現有的電化學設備主要用於冷卻循環水的除垢防垢領域，為提高除垢效率，中國專利公開CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等專利對電化學除垢設備進行了相應的優化設計，其創新點在於充分優化電化學設備內部結構，擴大陰極面積，簡化操作，提高設備的處理效率與處理能力。
為了擺脫極板面積大小的限制因素，以色列文獻(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一種新的處理方法，利用陽離子交換膜將電解槽分隔為陽極室與陰極室，將待處理的水流經陰極室後，引入外部結晶器內進行誘發結晶以提高極板處理能力，電能利用率達到50%。中國專利CN204198498U利用刮刀刮掉陰極板垢以提供微小晶核增加結晶比表面積，雖在一定程度上提高了電能的利用率，但其電能利用率依舊偏低，一是增加了陰極動力旋轉部分的電耗，二是由於其輔助電極接正電且在陰極室內，其表面必定會析氧(氯)而產生H+，可消耗陰極產生的部分OH-而導致電能利用率降低，另外其在後續工藝中提及需添加絮凝劑造成二次污染及處理成本的增加，另外其設備內腔底部沒有隔膜將陰陽兩室分開，而其實施例中陽極室酸性水一直往復循環部分H+必會進入陰極室，也會降低電能的利用率。生活中大部分水體都是硬水即鹼度小於硬度(等同於重碳酸根的含量低於鈣鎂量)，故在不補加二氧化碳的情況下不能完全消除硬度。專利CN106277369A雖也提及陰陽極間加隔膜，但同樣要求陰極室出水口需連接一外部結晶器誘發結晶，結晶器體積龐大且時效性低，因無二氧化碳的補給同樣存在硬度水條件下不能完全消除硬度達到徹底軟化水的目的。
發明內容
本發明的第一目的是提供了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，向電解槽中通入電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，碳酸鈣晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶，避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染，減少了工序步驟，而且時間上也快很多，投資少、設備佔用空間也少，處理能力大。
本發明的第二目的是提供了一種利用上述高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置及其系統，向電解槽中通入電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶，避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染，減少了工序步驟，而且時間上也快很多，投資少、設備佔用空間也少，處理能力大。
本發明的技術方案如下：
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，包括以下步驟：
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流，所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到，其中，I為電極板的電流，單位：A;η為目標軟化率，單位：1;Q為陰極室的水流量，單位：L/s;當M0>M1時，M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度，單位：mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度，單位：mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度，單位：mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，電解產生的OH-，與HCO3-反應生成CO32-，然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體，且隨電解的進行陰極室pH值的增大，CaCO3晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，生成為肉眼可見的固體顆粒物，懸浮於水中，再進行沉降或過濾，即完成軟化。
優選為，還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
優選為，常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到，其中，Q1為向陰極室通入空氣的流量，單位：L/s。
優選為，常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到，其中，Q0為向陰極室通入CO2的流量，單位：L/s。
優選為，所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為不銹鋼、鑄鐵、石墨、鋁或銅等定型導電材料中的一種。
優選為，所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板，如聚四氟乙烯塑料薄板。
本發明還公開了一種利用上述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
優選為，至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口，在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口，在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
優選為，在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器，用來收集綠色能源—氫氣。
本發明還公開了一種軟化硬水的系統，將若干個上述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接，且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器，用來收集綠色能源—氫氣。
與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
一、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，通過I≥1.01Qη(M+2M2)計算出一適宜電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，流出陰極室的過飽和懸浮液以此晶核為生長點高效自發結晶，實現將水中大部分或全部鈣鎂離子一次性除去，且在陰極板上不會附著水垢，無需誘發結晶和外加絮凝劑，避免了二次污染，減少了工序步驟，具有軟化效率稿，投資少、設備佔用空間少，處理能力大等優點;
二、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，還根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算通入空氣的流量和根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算通入二氧化碳的流量，以提供足夠量的HCO3-，達到所需軟化率;
三、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，根據通入電流的計算公式和通入空氣或二氧化碳的計算公式，計算出電流值及通入空氣或二氧化碳的速率，便於實現數控化和自動化，使用清潔電能作為唯一的「處理劑」，無色環保無污染。

4. 處理污水實驗需要磁化水~用什麼儀器磁化比較好呢~最好能調節磁場的~誰懂一點嗎

建議你去CNKI下幾篇論文好好看看，現在磁化水一般都用的用永磁裝置，還有加入磁種的。不知道你是本科生還是碩士，你們用磁化水干什麼？，磁化在水處理方面有很多應用，如在緩蝕阻垢方面、在處理一些含油廢水、還有磁化混凝、磁分離技術等。我們現在在研究電磁混凝技術，如果你們也就將研究磁場和污水處理方面的問題，希望我們能互相幫助。

能制備磁化水裝置稱為磁水器。按磁場形式方式可將磁水器分為永磁式和電磁式兩種；按磁場位置又可將磁水器分為內磁式和外磁式兩種。永磁式和電磁式磁水器間隙磁場強度相同情況下效果相同，但各有特點。永磁式磁水器最大優點是不需能源，同時結構簡單，操作維護方便，但其磁場強度受到磁性材料和充磁技術限制，且存隨時間延長或水溫提高而退磁現象。電磁式磁水器優點是磁場強度容易調節，可以達到很高磁場強度，同時磁場強度不受時間和溫度影響，穩定性好，但其需要外界提供激磁電源。與內磁式磁水器相比，外磁式磁水器可能具有更大優越性，其主要優點是檢修時不必停水及拆卸管道，易引起磁短路現象。

根據法拉第的電磁理論,導體在外力作用下通過磁場,作切割磁力線運動時,會產生電荷和使電荷

運動的電動勢,於是導體內就產生了電流、電位差等物理變化,於是產生了電能。當切割磁力線的導體是一束有一定速度流動著的、有一定導電性的水時,在水流中也一定會發生上述的變化,這時可以說水被磁化了,或稱這種水是磁化水、磁性水,能使水磁化的裝置通常被稱為磁化水處理器、磁水器等,其工作過程見圖

5. 電子水處理器有什麼用途

電子水處理技術，是通過高頻電磁場、高壓靜電或低壓電場的作用，使溶解在水中的正負離子（垢分子）被水分子包圍，通過磁場、電場作用，降低離子間引力，減少有效碰撞次數，使帶電離子結晶習性發生改變，不易發生化學反應。

原理：由原來易吸咐在容器表面的斜方晶系晶體，變成不易吸附的三斜晶系的針裝晶體，從而在管壁上無法結垢，達到防垢的目的。由於水分子在磁場、電場的作用下減弱了垢鹽離子的結合，使垢鹽離子形成開垢表面，成為水合離子進入水中，使受熱爐壁、管壁上原來的水垢逐漸軟化、疏鬆、自行脫落，起到除垢的作用。水中的細菌、藻類細胞因高頻電磁場、電場的作用，使細胞內原生質產生電離，影響細胞的正常代謝，導致菌藻死亡，起到殺菌、滅藻的作用。

6. 廢水處理新技術：磁分離法

環保是人類生存發展歷程中的一個極為重要的主題。地球上的陸地面積約佔地球表面積的30%，海洋面積約佔地球表面積的70%，而其中的淡水量僅為地球總水量的2.5%左右。面對這種境況，節約用水和廢水處理就變得刻不容緩。

一般來說，處理廢水，採用電解、化學沉澱、吸附等方法進行處理，有時為了在自來水中消毒，還參雜了氯氣。不管是採用化學法還是生物法，都會出現成本過高或者凈化不徹底等問題，那麼是否能夠尋找到一種既高效又節能環保的方法來處理廢水呢？就目前而言，作為廢水處理的一個研究熱點——強磁分離法來處理廢水是很有效。那麼，什麼是磁分離法？它的原理是怎樣的？它能夠凈化廢水到何種程度？

7. 磁化效應的應用

磁化技術在水處理中的應用
水經過一定強度的磁場，就成為「磁化水」。目前研究表明水磁化後會產生物理化學性質的變化，其中的機理尚不能肯定。一些學者認為磁場會破壞水原來的結構，使原來較大的締合水分子集團變成較小的締合水分子集團，甚至是單個分子。而且分子中的氫鍵也會有部分因為洛侖茲力的作用下正負離子反方向旋轉而斷裂（1）。所以磁化後的水會表現出一些性質的變化，如：pH值、密度、揮發性、溶解性、表面張力、電導率、沸點、冰點都有不同的改變，這種改變和所加的磁場大小有密切的關系（2）。磁化水因為其特殊的性質已經被廣泛的應用到工程。
早在十三世紀，人們已經注意到磁化水的醫療作用。1945年比利時韋梅朗應用磁化水減少鍋垢獲得成功並申請了專利。該技術由於裝置簡單，不需要任何化學試劑而被美國、日本和前蘇聯廣泛應用並得到發展。我國的磁化水研究開始於六十年代初，以前由於化學法水質穩定劑技術的迅速發展，使得磁水器應用推廣較慢。現在這一技術又重新獲得重視。應用對象已經涉及到建材、化工、冶金、農業、醫學等各個領域。在工業鍋爐的除垢防垢、油田的防蠟降粘等方面、醫學上的磁療等領域中的應用取得了一定的成果。近年來，如何將磁化效應與環境污染治理技術結合起來，提高污水的處理效果已逐漸引起人們的興趣。
磁化對水性質的影響機理的幾個假設和推論
磁化只是單純的物理過程，不是軟化過程。一般認為水系統進行磁處理主要是加快了溶液內部的結晶作用，從而使鹽類在受熱面上的直接結晶和堅硬沉積大大減少,起到防垢的作用。研究表明,磁場的阻垢效果同磁場強度、溶液過飽和度、流速及溶液中各種離子等均有密切的關系（4）。另外，還有一種說法認為磁處理改變了水本身的結構，從而改變了一些性狀。從這兩方面同時考慮，主要有以下的幾個假設和推斷（5）。
（1）洛侖茲力作用
水與磁流的相互移動，能夠產生感應電流，在洛侖茲力的作用下，弱極性的水分子和其他雜質的帶電離子作反向運動。該過程中，正負離子或顆粒相互碰撞形成一定數量的「離子締合體」，這種締合體具有足夠的穩定性，在水中形成了大量的結晶核心，以這些晶體為核心的懸浮顆粒可以穩定的存在於水中。
（2）極化作用
磁場的極化作用使使鹽類的結晶成分發生了變化。微粒子極性增強，凝聚力減弱，使水中原有的較長的締合分子鏈被截斷為較短的締合分子鏈和帶電離子的變形，破壞了離子間的靜電吸引力，改變了結晶條件。形成分散的穩定小晶體。
（3）磁滯效應
磁場引起水中鹽類分子或離子的磁性力偶的磁滯效應，因而改變了鹽類在水中的溶解性，同時使鹽類分子相互間的親和性（結晶性）消失，防止大晶體的結晶。
（4）磁力矩重新取向
在一定基團反應中，磁場影響在基團中成對的磁力矩重新取向，通過這樣的中間機理而影響其他化學反應。反應動力學發生了變化，反應結果中新得到的產品間的比例關系也發生了變化。
磁化水的裝置結構和特點
能制備磁化水的裝置稱為磁水器。按磁場形式的方式可將磁水器分為永磁式和電磁式兩種；按磁場位置又可將磁水器分為內磁式和外磁式兩種。永磁式和電磁式磁水器在間隙磁場強度相同的情況下效果相同，但各有特點。永磁式磁水器的最大優點是不需能源，同時結構簡單，操作維護方便，但其磁場強度受到磁性材料和充磁技術的限制，且存在隨時間的延長或水溫的提高而退磁的現象。電磁式磁水器的優點是磁場強度容易調節，而且可以達到很高的磁場強度，同時磁場強度不受時間和溫度影響，穩定性好，但其需要外界提供激磁電源。與內磁式磁水器相比，外磁式磁水器可能具有更大的優越性，其主要優點是檢修時不必停水及拆卸管道，也不易引起磁短路現象。
目前國內已有四項關於磁水器的專利，這些專利通過選用不同的磁性材料和水流的通路形式來達到使水磁化的目的（3）。如圖1所示的磁化水裝置外型為管狀，採用不銹鋼管製作，兩端帶法蘭盤可與管道直接相連。磁化水裝置內部採用兩組N,S極相對的特殊合金永磁材料製成的磁棒，按照N-S，N-S排列，磁場能量很高，可高達6000高斯，使用期限為25年，磁場強度衰減率為3%，由於磁化裝置使用的是永久磁性材料，無須外加電源，不耗電能。結構簡單，不需要做任何調整，也不需要特殊的保養與維護，而且裝置安裝十分方便，並且不佔地。
（5）氫鍵變形
磁場對水的偶極分子發生定向極化作用後，電子雲會發生改變，造成氫鍵的彎曲和局部短裂，使單個水分子的數量增多。這些水分子占據了溶液的各個空隙，能抑制晶體形成。並使水的整體性能發生變化。
（6）活化能改變
磁場的的影響與系統的轉化有聯系。雖然水在磁化時獲得的能量很少，但在系統中開始和終結之間存在一個「能障」為克服這種能障必須向系統輸送相應的能量以觸發活化能。磁場短時間的作用起著「催化」水系活化能改變的作用，最終導致整個系統性質的變化。
磁化處理對水體生物效應的影響
3.1 磁化處理對藻類初級生產能力的影響及機理。
實驗表明（6），經過磁化的水體中藻類的生產能力明顯高於沒有處理的水體中的藻類。
藻類屬於光合自養型微生物，磁化處理引起其光合作用的生物效應，可以從以下幾個方面進行解釋。第一，光合自養微生物在無機環境中吸收無機鹽，利用光能同化CO2和H2O合成自身物質。而水體磁化可以使BOD,COD降低，使部分有機物礦化，礦化程度高，有利於藻類的生長。第二，磁化處理導致水體的光學性質發生變化，經過磁化處理的水比未處理的水對光的吸收率高30%，水體透光性的改善，保證了光合自養生物的能源。這是磁化處理引起藻類迅速生長的原因之一。第三，磁化水的硬度、pH值、電導率都明顯的高於非磁化水，無機鹽在磁化水中可以較好的溶解，這有利於藻類對營養鹽類的吸收。第四，磁化處理後的污水,能引起生物膜滲透性的增加,從而改善了藻類對營養物質的吸收,促進藻類的生長和生產能力的增加。
3.2 磁化處理對水中異養細菌總數的影響
異養型細菌是以有機物作為能源和碳源的一大類微生物，它的總數隨水中有機物濃度的升高而升高，所以水中異養菌總數可間接反映水中有機物的污染的程度及水的凈化程度。污水經過不同強度磁場的處理後，水中的細菌總數均明顯下降。其原因機理還沒有完全清楚，初步認為：第一，在磁場的直接作用下，引起水體BOD,COD的降低，使異養生物的能源和C素營養物質減少，導致水體異養菌的死亡速度大於增殖速度，於是出現負增長現象。第二，磁場力直接作用於細菌細胞內的水和酶，使酶鈍化或失活。
所以污水磁化處理以後，不僅直接改善其耗養特性的作用，而且磁化後的水體具有新的生物特性。
磁化用於有機廢水的處理
有機廢水處理是當前污染治理的一個普遍問題，傳統方法有活性污泥法、生物膜法、厭氧反應器法、氧化塘法等。前兩種方法是目前二級處理廠應用最廣泛的方法，其優點是技術比較成熟,運行穩定，出水可達允許排放標准，但缺點也很突出，基建投資大、運行費用高昂，尤其運行費之高，使許多單位望而生畏，無力負擔如此之高的運行費用，因此，常常對污水不加處理而直接排入江河湖海。淮河流域1994年發生的流域性污染災害，就是傳統污水處理模式費用太高所帶來的直接後果。為實現可持續性發展戰略，我國的國情要求我們必須開發一種投資少、效率高、運行費用低的污水處理技術。針對這一實際,我們在90年代初，根據磁化水能改變水的一些物理特性，改善生物機能、促進生物生長、提高農業、水產產量和治療保健等經驗，開展磁化—人工生態系統方法處理和利用有機廢水的研究（7），近10年的大量實驗研究和初步應用證明，這一方法是行之有效的，實際應用是成功的，有必要廣泛推廣，並在實用中進一步完善，以保持社會經濟可持續發展的良性循環。
（1） 去除COD的效應與分析
在水中有氧的情況下，通過改變磁感應強度、水溫、磁化流速等對各種污水進行了一系列實驗，結果表明：水溫對污水瞬間通過磁化器直接去除COD沒有影響。磁化流速2.5m/s時最好,這時對形成核磁共振比較有利，磁化去除COD的能力較強。常溫下磁化流速2.5m/s左右,磁感應強度0.262～0.315T下，上述各類污水的COD直接去除率平均醫院污水為25.4%，印染廢水為21.2%，城鎮污水為16.4% (磁化流速為2.5m/s時為20.0% )、橡膠業廢水為11.3%，造紙廢水為8.1%，葡萄糖水為17.8%，澱粉水為11.1%，氨水為 8.1%。另外，為查明瞬間磁化直接使COD減少的原因，還對去離子水、自來水和城鎮污水磁化前後的溶解氧進行測試。常溫下磁化流速2.0m/s，最佳磁感應強度0.315T，4組去離子水磁化前後的溶解氧濃度不變，磁處理對溶解氧無影響;5組自來水磁化後溶解氧略有降低，平均減少4.1%；12組城鎮污水，磁化後溶解氧平均減少24.7%。這種瞬間磁化使污水有機物降解和溶解氧減少的現象，稱磁處理污水的直接效應。這一作用並非水中微生物酶引起的有機物分解，也非磁化使水中有機物分子的化學鍵斷裂,而是磁處理引起核磁共振激活了水中的溶解氧，促使部分有機物氧化分解。這可從三個方面來分析：一是上述實驗中，葡萄糖、水、澱粉水、氨水均為蒸餾水配製，其中沒有微生物，顯然瞬間磁化使污水COD降低並非微生物酶的作用；二是水和有機物分子的化學鍵斷裂，需要消耗相當大的能量，如水分子的氫鍵斷裂需4～6千卡 /克分子的能量，如此之低的磁感應強度所提供的能量很小，無法使化學鍵斷裂；最後,B?帕特羅夫的實驗一定程度上證實了上述論斷，他使有溶解氧的水連續從感應磁場中通過，水中則產生5×10-5%的h2O2 ，這是一種很強的氧化劑，可使水中的有機物直接氧化分解。另外，我們還做了對污水多次連續反復磁化的實驗，可見隨著磁化次數的增加，每次去除COD的比率急劇變小，並趨於水平。因此，將磁處理技術應用於實際時，應使磁處理器間水流有一段時間的恢復過程。經驗表明，水力滯留時間約2～3d以上為佳。
厭氧條件下磁化對提高水中有機物分解也有很好的效果，且更為顯著。我們取4組城鎮生活污水做實驗，溫度保持在0℃，最佳磁感應強度仍為0.315～0.368T，厭氧培養10d測試COD，表明磁化使COD的去除率提高21%～28%，平均為24.5%。其效果即使肉眼也能清楚看出，但機理尚需進一步研究。
（2）水磁處理生態效應及間接凈化影響
外加磁場對生物影響稱生物磁效應，可分為生物分子效應、細胞效應、組織器官效應及整體效應，例如病毒為單純的大分子微生物、細菌、真菌基本上為單細胞微生物、原生動物、高等生物為不同功能器官所構成，其組織器官又為細胞組成。污水中生物種類繁多，構造與功能各異，它們通過某一強度的磁場時，受到的影響也很不相同。從整體上說，有些被抑制，甚至死亡；有些被激活，加快新陳代謝和生長，間接上提高了凈化污水的作用。對此，做了以下幾個方面的系列實驗和分析（8）：
(a).污水磁化具有很強的滅菌作用。磁感應強度0.315～0.420T下，磁化流速2.0～2.5m/s，3組水樣的情況基本一致,滅菌率為74%～81%。但連續反復磁化，滅菌率則提高不大，說明有些種類的菌群能夠抵禦磁場的作用，甚至激活其代謝能力，會更快地生長和降解有機物。磁化處理滅菌原因，可歸納為（7）：一是在磁場的直接作用下，引起BOD、COD降低,使異養微生物的能源和C素營養物質減少，導致水體異養菌死亡速度大於增殖速度，於是出現負增長現象，二是磁場力直接作用於細菌細胞內的水和酶，使酶鈍化或失活。而BOD數值的降低是細菌總數減少的反映，一方面在外加磁場直接作用下，BOD隨COD指標的降低而降低，另一方面，在外加磁場作用下，水體中功能微生物(以細菌為主 )受到影響，一部分細菌適應能力強，生命代謝活動不受到干擾,或者雖受到干擾但經過一定時間後可以恢復到正常狀態，這部分細菌以更強的適應能力生存下去，大部分細菌受到外界磁場作用下，由於體內外水的理化性質的變化(如電導率、表面張力等 )以及酶的鈍化、失活,不能適應而發生死亡現象，功能細菌數目的急劇減少，造成了BOD指標的降低，因此認為磁處理後BOD降低是水中細菌總數減少的反映。綜上所述，可以得出這樣一種認識，外界磁場作用於微生物，對微生物的影響存在有害的一面，也存在有利的一面。磁處理具有殺菌效果，當磁場強度加大到2100GS(4A)以上，可以使70%以上的細菌死亡。施加磁場可以看作微生物生存環境的突發改變，能夠經得起周圍環境及體內離子、電子傳遞速度變化的細菌繼續生存下來並且維持正常的生命代謝活動，這部分細菌具有更強的適應能力，或者說具有更強的生物活性。
(b).活性污泥磁化會明顯提高其活性，從而增強污水的處理效率。我們取7組活性污泥，在37℃恆溫下觀測不同磁強處理後的甲基蘭脫色時間，表明0.367T下脫色時間由無磁化的29h減少至24h，污泥活性增強17%，原因就在於磁化後生存下來的微生物有更大的增殖和代謝能力。為證明這一論斷，又取3組造紙中段廢水稀釋水樣，分別在不磁化和磁化處理後標准溫度下培養，測得它們的BOD5，後者均比前者高,平均高13%，可見磁處理既有滅菌作用，也有激活某些功能微生物的作用，並加速有機物的降解。
(c).磁化使藻類光合作用大大增強,顯著地提高了水中的溶解氧。常溫下取2組同樣的污水實驗，3天後磁化水中綠藻生長旺盛，非磁化水幾乎看不到藻類。另外，又取3組生活污水用明暗瓶對比實驗磁處理對藻類產氧能力的影響，都表明磁感應強度0.367T時污水的藻類產氧能力最高，比非磁化的平均高出1.1倍，按藻類固炭生產力與產氧能力的關系推算，藻類的生產力也將提高1.1倍，這與農業上磁化水使作物顯著增產和大大提高種子的發芽率的結論一致。其原因主要是：①磁化污水使有機物分解加快，為藻類生長提供了充足的C,N,p等營養物；②磁化使生物膜滲透性增加，給藻類吸收營養元素創造了有利條件；③磁化使水的透光性增強，為藻類光合作用提供了更好的光能。水中溶解氧的增加，又促進了水中微生物的生長和有機物分解，二者相互促進,導致有機廢水加速分解。
(d).污水磁化可促進高等水生生物生長，有利於污染物的去除。我們以泥鰍做實驗，在 3個水桶(10L)中，1個未磁化，2個被磁化，磁強分別為0.03T和0.25T，分別放養1.5kg的泥鰍，其他條件相同，3個月後所有磁化的水中泥鰍產量均高於未磁化的，平均產量提高15%～20%。另外，還對泥鰍的耐污能力和同化COD進行實驗，表明未磁化水桶中放養的50條泥鰍到第5天時全部死去，磁化的水桶中的50條在第7天時還有23條存活下來。由於高等水生動物通過食物鏈使有機物分解轉化，間接上提高了污水的凈化能力3組水樣測定7天後的COD，表明被磁化且養有泥鰍的2、3號水桶的COD去除率比無磁化、無泥鰍的提高20%)，並使之以更高的速度轉化為對人類有用的產物，變廢為寶，防止了二次污染。
磁化-人工生態系統方法凈化污水應用實例
如圖2，1980年在原污水站基礎上，建成了一個磁化—人工生態處理系統工程，主要由二級磁化和3個生態池組成。該處理系統有效佔地面積770m2，平均日處理醫院生活污水和病房污水700t。污水直接排入預沉調節生態池，水力滯留時間約4.0h，經水泵提升和一級磁化，進入放養大量魚類的生態轉化池，水力滯留2.0～2.5d，再次磁化並自流到設有許多垂直生態濾管的金魚池，滯留時間2.5～3.0d，通過生態濾管集中後排出，出水達三級地面水標准，供醫院綠化和清洗之用。該站運用多年來，僅1994年在預沉池排過一次池污，且數量不多，足見污染物降解轉化率之高。該系統中：①預沉調節生態池面積180m2，平均水深 1.1～ 2.5m，為兼氧池，池面風眼蓮覆蓋,吸收污水分解的N,p等營養鹽 ；②生態轉化池，直徑25m，由中心園池、環形復氧溝、環形外池組成,接納來自預沉池並進行一級磁化的污水，池中放養數萬尾羅非魚，吞食大量生長的菌、藻及原生動物,使水體快速凈化，並流入中心園池；③生態濾池100m2，平均水深2.3m，其中放養約6萬條金魚和布設許多生態濾管，接納中心園池流來並經二級磁化的水流，繼續生態轉化後經生態濾管過濾後排放，完成整個凈化過程。該系統對BOD(Biological Oxygendemand)，COD，N，p去除率全年平均分別為 89.9%，87.6%，69.6%和73.6%。該系統工程基建總投資27萬元，摺合日處理污水1t/d的基建投資單價為386元；年運行費用7500元，摺合處理污水1t/d的年運行單價10.7元，遠低於表 1所列的常規二級處理的投資單價和運行單價。不僅如此，由於污水處理過程中的牛蛙、金魚、羅非魚、中葯材、葡萄等收入，每年還可收益1.8萬元，比年運行費還多出1.0萬元，形成污水處理過程的負投入。該法由於生態處理中的磁化效應，大大加速和提高了污染物轉化速度和效率，且變廢為寶，使之成為投資少、佔地小、效率高、運行費用低、無二次污染，並有一定產出收益的污水處理新途徑。