一、化学水处理与物理水处理
除常规水处理的一些化学方法外，还有一些不依靠添加化学药剂来进行水处理的非化学方法，我们把它们简称为水处理的物理方法，例如：采用静电水处理和电子水处理的电学处理方法；利用牺牲阳极或外加电流的电化学保护法（牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法）和采用不锈钢或超级不锈钢、钛及耐蚀钛合金的耐蚀合金保护法等。和物理方法相比，化学方法存在以下一些不足。
化学水处理法不足之处：
1、化学方法对环境有污染，例如，我们在对冷却水系统进行清洗时，通常要向水中加入大量的有腐蚀性的酸—无机酸和缓蚀剂。清洗结束后，若废液不处理就直接排放入环境时，就会对环境造成污染。
2、在冷却水系统日常运行时，为控制其腐蚀和结垢，需要添加一些<缓蚀剂和阻垢剂>。此时，人们通常选择一些有机膦酸盐和无机磷酸盐作为缓蚀剂和阻垢剂加入冷却水中。这些膦酸盐和磷酸盐往往是冷却水中微生物生长的有效养分，容易造成水中赤潮，为此对其排放水中的磷含量应有严格的要求。
3、日常运行时化学药剂的消耗较大。和外加电流阴极保护法或静电水处理法相比，化学法的设备较为简单，一次性投资较小，这是它的优点。但化学法应用于循环冷却水系统时，由于大部分循环冷却水系统不是完全密闭的系统。它们一边不断进入补充水，一边又不断地排出排污水，所以它们实际上仅是一种半密闭（封闭）系统。加入水中的缓蚀剂、阻垢剂、分散剂和杀生剂在冷却水的运行过程中随冷却水不断地被排放掉，从而需要不断地补充，否则冷却水中的药剂很快将消耗尽。
二、各种物理水处理原理和方法对比
1、磁处理
目前磁场处理方式要据磁场产生方式，可分为永磁和电磁两种方式。最初为永磁式，因存在退磁现象而失效，近来新材料和充磁技术出现而有所改善。
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根据磁源位置，可分为内磁式和外磁式，内磁式水量受限，安装维修需停机；外磁式所需维护量小，但无法有效利用 管道对磁场存在屏蔽作用，镀锌管抗磁强度为14000~17000GS，若磁性材料产生磁场小于此值，则不会有效果。
根据磁场方向与流体流动方向，可分为正交式和平行式，正交式得到实际验证
根据磁场频率可分为高频和低频两种方式。
磁场处理可使水的很多物理性能改变，如折射率，电导率，介电常数，表面张力，粘度，红外吸收光谱等，对溶解，结晶，聚合，润湿，凝聚，蒸发，及生态系统发生改变，但磁化水作用机理尚未有统一解释，主要有以下几种：
1-1、磁处理阻垢机制
1、“洛仑磁力”说
水合离子或带电粒子在洛仑磁力作用下，作反向运动，此过程中正负离子或颗粒相互碰撞形成一定数量“离子缔合体”，构成水溶液中大量离子晶核，晶核形成的核心可以稳定存在水中，避免接触到换热面而成垢。
2、晶体结构变化说
磁场的极化作用，破坏钙镁与其它离子的静电吸引状态，导致离子形状，大小和结晶条件发生变化，使水垢优先进行文石增长，形成分散稳定的浮散的水晶体或松散地附着在器壁上易被清除的软垢。
3、磁致胶体效应说
磁场作用使胶体粒子表面形成双电子层，亚稳定的双电层使很小颗粒不被溶解而存在，并可以形成结晶形成时的晶种。
4、氢键变形说
磁场对水的偶极分子定向极化，电子云会发生变化造成氢键发生变化造成氢键弯曲和局部断裂，使单个水分子数量增多，自由化水分子占据溶液的各个空隙，能抑制晶体的形成，起到抑制作用。
1-2、磁处理除垢作用机理
有人认为，水经磁化后其渗透压增强，使水分子容易渗入污垢的微细间隙间，然后在温度较高的体系中汽化膨胀，使垢层松散。在温度变化时，器壁与垢层之间产生应力，同时在水流的冲击下垢层破裂及至脱落，另外，由于水分子偶极距增大，使其与盐类正负离子吸引力增大，使换热壁面原有垢层开裂，松，自行脱落.磁处理后水中产生活性氧，破坏垢分子间作用力，或改变晶体结构，使污垢由坚硬变松软，渐剥落，及至成碎片。
1-3、 磁处理作用效果影响因素养分析
1、磁场强度
挪威学者认为6000~8000高斯，丁昭认为1000~2000高斯为宜。
2、流速
有 道说流速应大于1.5m/s,窦照英认为不大于2.0m/s，流速达6.0m/s,可成功控制垢的沉积.
3、热负荷
温度越高磁化效果越差，窦照英认为受热面热负荷不大于100MJ/M2H.
4、水质条件
水质状况直接影响磁化效果，如水质硬度、PH值、离子成分等。
硬度：硬度是影响结垢的主要参数之一，硬度越高，磁化阻垢效果越差，
PH值：PH为8为宜，过高过低不好。
离子成分：对于钙镁碳酸盐垢，磁场能起作用已得认可，对于硫酸盐垢，效果不好。水中存中钠离子，钾离子，氯离子，锰离子，对磁处理存在不良影响，且小中含盐量大于1000MG/L时，其抑垢效果十分有限。
<磁处理器安装条件>：
磁处理器要注意安装位置和方式。一般在换热前进水管上，采用竖直方式，水流自下而上，注意排污；
采用磁处理装置应注意排污，否则析出的软垢和水渣在条件变化时，仍会地换热壁面上形成二次污垢。
2、静电水处理装置原理
一般由高压直流发生器和处理器组成。
作用机理为：
在高压静电场作用下，水偶极子发生定向排列，正极趋向静电场阴极壳体，负极趋向阳极棒，而且能够接受溶于水中的钙镁，酸根离子加入其排序中，形成偶极子团，这些偶极子团体积大，活性差，且由于水偶极子包围，钙镁等成垢离子或颗粒不会接触到换热面，从而抑制了水垢的生成，而经静电场处理后，极性化水分子有很强渗透性和溶解力，可以使生成的水垢龟裂，变形和脱落。
水经静电处理，能够产生活性氧，可以破坏生物细胞离子通道，改变细菌和藻类生存的生物环境，影响细菌的新存代谢，从而起到杀菌作用，活性氧具有强氧化性，能促使金属表面钝化而达到缓蚀作用
高压静电水处理器
2-1、电子水处理原理
电子场水处理以直接向水中通以微电流来达到水处理作用。
作用机理：
1、水分子激活，其物理结构破坏：小中盐类趋于分散，不向器壁集中，从而防垢；
2、水中离子自由活动能力减弱，器壁金属分子离解也受到抑制，对无垢新系统起到防垢作用；
3、使水中比重较大带电粒子或结晶颗粒沉淀，不部分净化。
4、电子活化水可释放部分氧，同电子共同作用，破坏垢的结合能力
2-2、高频电磁处理
由高频发生器和水处理器组成，水处理器由电极和壳体组成，高频电子发生器利用电子线路产生高频电子振荡，并在水处理器的阴阳极间形成一定强度的高频电磁砀。
作用机理：
高频电磁场能促进水对致垢物质的或其组分极化作用，改变水中各种离子的物理性质以及成垢物质的结构状态，产生对菌藻类电解分离效应，从而起到抑垢，除垢，缓蚀，灭藻作用。
2-3、超声波处理原理
联合处理：
1、光磁协同处理：磁场同光磁场方向一致时，磁场强度提高，对水处理作用就强，通过磁场使分子或离子的轨道能级从简并状态分裂出来，为吸收光波创造更多通级，也使水分子或离子配位场发生变化，改变离子的水合状态，并诱变形成胶体，。此法对金属的腐蚀抑制基本达到加药处理水平。适宜频率在紫外区和红外区。
2、静电—超声波处理：在静电水处理器上配备超声波发生器，其阻垢和杀菌效果很显著。
3、合金材质水处理装置
多种不同金属材料组成，通过一种获得专利的制造工艺，可以防止和抑制固态蜡和垢的形成。所采用的合金材料可以改变所通过流体的静电位，从而使流体中的固体矿物质处于悬浮状态，防止这些矿物质沉积和粘附在设备或管线的表面上形成固态蜡、垢和锈 。
三、目前市场上主要物理水处理产品
1、AYUS (佰欧威）
2、MAGNETIZER(美格单极磁宝）
3、恩曼
4、HYDROFOLW(海德福）
5、全程水处理器
全程水处理器是根据水系统中普遍存在的结垢、腐蚀、菌藻以及水质恶化等问题，将设备“射频水处理器”和“黄锈水过滤器”完美结合，利用航空航天领域差转屏蔽与多点阵列组合技术解决不同频谱间相互干扰，利用机械墙挡式过滤、多级活性铁质滤膜杂质着床及电晕场静电吸附效应三重复合过滤体系超净过滤。具有防垢除垢、防腐除锈、杀菌灭藻、超净过滤的综合处理功能。同时根据工况和客户需要，可以生产全自动智能型全程水处理器。
6、动功能裂变水处理器
7、山东大学的数字化极化水
8、阿华美
9、净元广谱感应水处理器 （英国AquaVantage）
碳酸钙（镁）晶体在水中有两种存在形式,一种是方解石(见图1),它的粘附性很强，晶体颗粒较大；另外一种是文石（也称为霰石，见图2),它的粘附性很弱，晶体颗粒较小。
附：净元广谱感应水处理器的作用机理，如下
结垢：当水中的矿物质含量超过其饱和溶解度时，钙（镁）离子和酸根离子(统称成垢离子)就会析出形成方解石并粘附在器壁上生成水垢，同时水垢也在不断的溶解成离子重新回到溶液中；当离子析出形成水垢的速度快于水垢溶解成离子的速度时，垢层厚度逐渐增长；当二者速度相等时，垢层厚度不再增长，反之垢层厚度逐渐减少。
防垢：净元广谱感应水处理器通过主机在水中产生一个频率、强度都按一定规律变化的感应电磁场。该电磁场使水中的成垢离子结合成大量的文石晶核，当水中矿物质含量超过水的饱和溶解度时，成垢离子就会析出并优先生长在这些晶核上形成文石晶体，这样向器壁上析出水垢的趋势被转化成向悬浮在水中的大量文石晶核上析出形成文石晶体，这些文石晶体的粘附性很弱，呈松软絮状，悬浮在水中，很容易被水流冲走， 这样就达到了防垢的目的。
除垢：原来器壁上的垢仍在不断的向水中溶解, 在净元的作用下,成垢离子向器壁上的析出变成向悬浮在水中的大量文石晶核上析出，即大量的文石晶体析出取代了方解石晶体析出，原水垢逐渐溶解，由于溶解速度不均，垢会变得疏松并脱落，被水流冲走。
活化作用：该电磁场同时破坏了水分子间的氢键，水的大分子团被打碎，形成了大量的小水分子团，水的表面张力降低,水的活性增强,水的溶解度提高,渗透力增强。
杀菌机理：水垢是细菌的滋生地，清除了水垢，也就清除了细菌的滋生地；并且水中的感应电场破坏了细菌的细胞壁，使其难以生存；处理后的水溶解能力提高，水中溶氧量会提高，会限制厌氧菌的生成。
除锈防蚀机理：水锈在感应电磁场的作用下被清除后，在水管内壁形成一层金属氧化膜，这层氧化膜会阻止新的水锈生成。
英国AV水处理产品是一种传统的电子水处理设备，可用一种性价比更高的途径代替，将国内的某些将电子或电磁装置与过滤结合组装成一体的电子水处理设备。
无论何种，只要是电子或静电感应类水处理技术，使用后发生的问题还是和十多年前一样，即短期（三个月到六个月或一年左右）有效，中期减效，长期无效。
其效果迅速递减的根本原因与其技术中的防垢机理有关。电子类水处理初期对水垢确实具备一定的抑制作用，前提是如果与流量、水质及水流管线的走向匹配好，换句话说，同一种设备对客户所有相同系统都不一定能适用，客户同一系统的水质在矿物质含量（用硬度标定）和流量上很难保证固定不变，所以导致有功能上的不稳定性。尤其在开式循环冷却水系统上，电子类水处理设备很难满足客户要求。至于防腐蚀功能，有待查证。
国内物理水处理专家周本省教授（ 原南京化工大学理学院教授）编制的《工业冷却水处理的物理方法及工程应用》等著作就对这类设备进行过比较说明，并指出，电子水处理器的水质范围有限，总硬度一般不能大于700mg/L（CaCO3计）。
与传统的化学法相比，电子水处理器还存在一些明显不足：
对水中污垢的沉积没有明显的抑制作用；
对冷却水中金属的腐蚀有否明显抑制作用的说法不一；
大量客户现场考察访谈表明，电子水处理的实际成功率还不高；
电子水处理宣称的阻垢作用和杀菌灭藻作用的机理还不太清楚。
著名美国环保行业杂志《Environment Manager》（环境管理者）的专家撰文说，长达几十年的研究表明很多传统物理水处理技术名不符实，文中提到，电子水处理方法的抗腐蚀可能是虚假广告行为，没有任何研究试验证明这种技术能够防止金属管道腐蚀，它善意提醒广大用户使用前一定要咨询行业内的专家，以免权益受损。
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