一、概述

旁流水處理設(shè)備不僅具有阻垢呵防腐的作用，而且還具備一定的殺菌滅藻功能；李建宏等用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電子水處理進(jìn)行藍(lán)藻沒(méi)活的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，藻液的濃度隨時(shí)間的增加而降低，在24V電壓下，12h就可以將藻全部殺死，殺藻率與電壓成正相關(guān)關(guān)系。磁場(chǎng)和電場(chǎng)不僅可以直接達(dá)到殺菌殺藻的目的，而且經(jīng)它們處理后的水還具備一定的活化作用，這種活化水具有一定的殺菌作用。

現(xiàn)行的旁流水處理設(shè)備器多是利用交變電流在固定頻率下進(jìn)行工作，由于其頻率固定，主要用于過(guò)水管道的除垢和防垢，殺菌除藻效能較差。在此類技術(shù)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，根據(jù)水中鈣、鎂、硅酸鹽等無(wú)機(jī)物形成水垢以及細(xì)菌、藻類的殺滅原理，將直流脈沖變頻技術(shù)應(yīng)用于水處理過(guò)程，通過(guò)微電腦控制實(shí)現(xiàn)較寬范圍的頻率和功率變化，以同時(shí)滿足防垢除垢、殺菌滅藻要求，可達(dá)到綜合凈水之效果。

二、設(shè)計(jì)原理

研究和應(yīng)用表明，采用強(qiáng)大的直流脈沖低壓電磁場(chǎng)，對(duì)水管除藻滅菌和去垢的效果相當(dāng)明顯。其基本原理是，強(qiáng)大直流脈沖電流在高電平轉(zhuǎn)入低電平的瞬間，積聚在感應(yīng)線圈的能量，由于電路的突然關(guān)閉在線圈兩端產(chǎn)生反沖高壓，使水管中感應(yīng)的電壓瞬間猛增，產(chǎn)生了一個(gè)很打的瞬間電流，大大提高了電磁場(chǎng)能量的傳遞效率。利用電磁場(chǎng)能量進(jìn)行水處理是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。在整個(gè)處理過(guò)程中，伴隨這各種物理，化學(xué)和生物反應(yīng)。試驗(yàn)證明，在水中的各種反應(yīng)呵作用都不是在同一頻率的電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生，而是分別對(duì)應(yīng)于某種頻率的電場(chǎng)力作用。采用直流脈沖電磁場(chǎng)，既具有交流感應(yīng)性能，又具有直流電場(chǎng)陰陽(yáng)極的電離作用。還具有脈沖波沖擊功能。這樣在水處理的復(fù)雜過(guò)程中，使電磁場(chǎng)能量能以多種形式有效地參與各種物理、化學(xué)和生物反應(yīng)，提高了水處理效果。

（1）旁流式微晶低壓脈沖反應(yīng)器的工作原理圖

脈沖低壓旁流式電磁水處理器的核心是一種變頻模糊控制的大功率直流脈沖發(fā)生器。它通過(guò)纏繞在水管外壁上的多股繞組，把發(fā)生器產(chǎn)生的電磁波感應(yīng)到水管內(nèi)的水中，為了使水中更有效地發(fā)生各種物理、化學(xué)和生物反應(yīng)，除獲得足夠的能量外，還需要發(fā)生的脈沖電磁波產(chǎn)生持續(xù)的頻率變化，即變頻；（反應(yīng)器變頻以如下三種形式實(shí)現(xiàn)）

1、掃頻：在每一秒鐘內(nèi)，頻率由低至高循環(huán)地自動(dòng)發(fā)出一系列有規(guī)律的變化。頻率的變化范圍可以根據(jù)水處理需要來(lái)確定，可以從幾十赫茲至幾十千赫茲。

2、移頻：變頻范圍可以進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)各種水質(zhì)特征需要，可以隨機(jī)進(jìn)行更改；

3、選頻：根據(jù)被處理水的某些水質(zhì)特征，可以隨意調(diào)整到某一固定頻率，以加強(qiáng)在此頻率下的電磁場(chǎng)凈化水效果。

（1）控制原理：

上述旁流式電磁凈水反應(yīng)器利用微電腦芯片控制頻率調(diào)整和變化。當(dāng)把移頻、選頻信號(hào)通過(guò)外界電位器和撥動(dòng)開(kāi)關(guān)把選頻范圍調(diào)整好后，微電腦的處理器通過(guò)識(shí)別產(chǎn)生一系列掃頻頻率信號(hào)或一種固定頻率信號(hào)。掃頻頻率信號(hào)是可編程的，根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)，可隨時(shí)改變，這一切都是在微電腦軟硬件的控制下進(jìn)行的。顯然采用智能化技術(shù)相當(dāng)靈活，它可以根據(jù)可戶要求，在硬件不變的情況下隨時(shí)修改，使反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)和工況始終處于理想狀態(tài)。目前市場(chǎng)上的一些類似水處理器，由于單純地采用了硬件結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差，而且功能相當(dāng)有限，很難適應(yīng)水質(zhì)及應(yīng)用對(duì)象變化的各種要求。

由于采用了掃頻信號(hào)具有幾百個(gè)頻率特性，因此更能適應(yīng)水中各種反應(yīng)的復(fù)雜要求。我們經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，與單一頻率進(jìn)行比較，確定了具有水質(zhì)凈化效果的頻率控制方式和掃頻范圍。

1、掃頻控制原理圖：

在這種脈沖電磁場(chǎng)作用下，還會(huì)產(chǎn)生一系列微弱的化學(xué)變化，在陰極區(qū)附近產(chǎn)生大量的鈣鎂酸鹽微晶核，改變了結(jié)晶的結(jié)構(gòu)形態(tài)。由于麥冬的離子對(duì)水管管壁上的老垢和水中結(jié)晶物進(jìn)行吸引，迫使結(jié)晶物和逐漸疏松分散成粉末狀態(tài)的老垢隨水帶走，從而獲得了除垢效果。直流脈沖式微電腦水處理器，通過(guò)傳感線圈在水體中感應(yīng)出一系列脈沖正電壓。由于金屬管壁施加負(fù)極，這樣在水體和管壁間發(fā)生了電極效應(yīng)，使管壁內(nèi)壁表面形成氧化保護(hù)膜，防止了管道的腐蝕，延長(zhǎng)了管道的使用壽命。

三、反應(yīng)器的基本構(gòu)造：

一般反應(yīng)器的內(nèi)部構(gòu)造由電源、電源控制、芯片、功能板四部分組成，另外還有兩臺(tái)風(fēng)扇，作為一起內(nèi)部散熱，他們都被固定在底板上。儀器外殼的面板上，安裝直流電流表，啟動(dòng)按鍵以及關(guān)機(jī)按鍵。儀器的外殼背面裝有一個(gè)電源插座，一個(gè)四端的輸出線柱。接線柱1、2為直流脈沖輸出端，3、4為負(fù)極接點(diǎn)，它與外界水管外殼相連。

常用直流脈沖式電磁凈水反應(yīng)器的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

1、電源：交流220V，50HZ                              2、工作壓力：直流12V

3、輸出功率：5-150W                                     4、掃頻范圍（除垢防垢）：20HZ-60KZH，掃描周期1.2S

5、掃頻范圍（殺菌滅藻）：400HZ-60KZH，掃描周期1.0S

6、載頻頻率：1MHZ                                        7、適用溫度-10-55℃     

8、有效距離：1000m                                       9、運(yùn)行方式：連續(xù)工作

四、旁流式電磁反應(yīng)器防垢與除垢效果：

1、近年來(lái)，人們更加關(guān)注電磁場(chǎng)的除垢防垢功能及應(yīng)用，因?yàn)檫@種方法無(wú)需加藥，使用方便，承辦低廉，維護(hù)容易。采用的變頻電磁反應(yīng)器除垢防垢（裝置示意圖），對(duì)旁流掃頻式電磁場(chǎng)技術(shù)而言，在某一特定的頻率下能對(duì)藻類、水垢有特定的去除效果，并對(duì)防垢有不同的作用。為了解旁流電磁水處理過(guò)程的除垢防垢功能。

2、水質(zhì)與電磁場(chǎng)處理抑垢效果

電磁防垢效果與被處理的原水水質(zhì)有很大的關(guān)系，實(shí)際上，水質(zhì)對(duì)旁流式電磁水處理起的作用效能會(huì)產(chǎn)生重要的影響，特別是當(dāng)水中含有較高濃度的無(wú)機(jī)離子和某些有機(jī)物時(shí)，將影響電磁場(chǎng)的除垢和抑垢效果。因此，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)條件確定變頻式電磁水處理起的工作參數(shù)，特別是掃頻范圍和掃頻強(qiáng)度。

五、旁流式電磁水處理器除垢效果：

1、電源：交流220V，50Hz;  電流：1～6A；   工作壓力：直流12V;

                 輸出功率：20W;

2、掃頻范圍（除垢防垢）：20 Hz～60KHz;  掃描周期：1.2S;   載頻頻率：IMHz;

                 溫度：（25±5）℃。

3、連接方式：連續(xù)工作 ；線圈繞組：兩組線圈并聯(lián)；

4、內(nèi)壁結(jié)垢的 水管采用變頻電磁水處理器進(jìn)行除垢試驗(yàn)。選擇一段垢厚約1.5mm的水管，處理前水管與水垢的總 質(zhì)量為2150g，在水管內(nèi)裝入自來(lái)水630Ml,處理90天后水管中的水放出，則絕大部分水垢脫落，用清水沖洗水管，自然干燥后，稱其質(zhì)量為2105 g，共脫落水垢45 g.處理前后水管的結(jié)垢變化情況如圖。可以看出，結(jié)垢水管經(jīng)90天的電磁處理后，絕大部分水管內(nèi)壁露出了原體，水垢去除效果較為顯著。

六、旁流式對(duì)殺菌效果的影響：

采用電磁水處理器殺菌的直流脈沖發(fā)生器采用變頻模糊控制，由內(nèi)置控制可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)掃頻、移頻、選頻3種變頻形式，針對(duì)特定的水質(zhì)可選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ黝l率。在殺菌試驗(yàn)中，選擇殺菌的掃頻工作范圍為400Hz～60 KHz，掃頻周期1.0S,功率20W，電壓12V,電流1～2A。

對(duì)功率20W掃頻范圍為400Hz～60 KHz（載頻1MHz）的交流旁流變頻式電磁水處理器呵直流脈沖式水處理器進(jìn)行比較。試驗(yàn)時(shí)，將金屬導(dǎo)線分2組纏繞于原水管外壁上，原水通過(guò)反應(yīng)器的作用時(shí)間在1S以內(nèi)。當(dāng)利用上述兩種類型反應(yīng)器對(duì)原水細(xì)菌含量為1500～3000個(gè)·Ml-1的水進(jìn)行處理時(shí)，兩種處理器殺菌效果。

七、電磁殺藻除藻效應(yīng)：

如上所述，采用旁流式電磁水處理對(duì)水中細(xì)菌有良好的殺滅效果。那么采用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行滅藻研究的試驗(yàn)系統(tǒng)，將電磁處理器通過(guò)兩根導(dǎo)線與鑄鐵管連接，導(dǎo)線連接方式為單組纏繞式，當(dāng)水流經(jīng)水管時(shí)，在電磁場(chǎng)的作用下進(jìn)行滅藻循環(huán)處理。