一、腐蝕
腐蝕是自然界普遍存在的現(xiàn)象。把一塊擦亮的鐵片放入自來水中,一、二小時后便可以看到它生銹了。
經(jīng)研究表明,金屬生銹的原因是水中存在的氧化性物質(zhì),如水中的氧氣和其它的氧化劑。金屬在水中的腐蝕是一個電化學(xué)過程。氧發(fā)生陰極還原反應(yīng):O2/2H22e→2OH-而金屬則發(fā)生陽極氧化反應(yīng),如:Fe→F22e這種腐蝕形式會在所有的水—金屬表面無休止地進(jìn)行著。陰、陽極反應(yīng)的產(chǎn)物在靜電的作用下相互遷移和擴散,最終形成腐蝕產(chǎn)物。如:Fe22HO-=Fe(OH)2,它再經(jīng)過氧化反應(yīng)生成Fe(OH)3,脫水后即成為銹Fe2O3。鋼鐵在普通的自來水中的腐蝕速度約1毫米/年。腐蝕產(chǎn)物累積在金屬的表面阻礙了水的傳熱的正常進(jìn)行。
二、結(jié)垢
造成結(jié)垢的主要原因是水中存在著具有反常溶解度的微溶鹽類,它們在傳熱過程中從水中沉積到金屬的表面上來。對于循環(huán)冷卻水系統(tǒng),冷卻水在不斷循環(huán)使用過程中,由于溫度升高,水流速度的變化,水的蒸發(fā),各種無機離子和有機物不斷地被濃縮,冷卻塔在室外受到陽光照射、風(fēng)吹雨淋、灰塵雜物的飄落,以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料等多種因素的綜合作用,會產(chǎn)生嚴(yán)重的水垢附著,而且會越積越厚,水垢的生長除了縮小水的通道以外,主要是阻礙了傳熱。水垢還經(jīng)常會發(fā)生快速的垢下腐蝕。
三、微生物
冷卻水中的微生物,一般是指細(xì)菌和藻類。由于循環(huán)冷卻水中含有微生物賴以生存的營養(yǎng)成分含量較多,氧氣充足,日光照射,水溫適宜等條件,致使它大量的繁殖。大量細(xì)菌分泌出的粘液,像粘合劑一樣,能使水中飄浮的灰塵雜質(zhì)和化學(xué)沉淀物等粘附在一起,形成粘糊糊的污泥,這些物質(zhì)積附在設(shè)備管壁上,除了形成氧濃差電池生成鹽酸外,還會使冷卻水的流量減少,從而降低了換熱器的冷卻效率,微生物的危害是十分嚴(yán)重的,它生長快,生命期短,它的新陳代謝產(chǎn)物像粘結(jié)劑一樣把水中的懸浮物連同水垢一起沉積到金屬表面成為很難處理的生物粘泥。有的微生物還專門以食金屬為生或其新陳代謝產(chǎn)物腐蝕金屬。
以上三個問題是相互促進(jìn)和關(guān)連的,腐蝕產(chǎn)物會催化結(jié)垢而且本身也是一種沉積物。垢下會加快局部腐蝕,生物粘泥會加快成垢速度而且與垢混雜在一起,又會造成腐蝕。
為了解決水系統(tǒng)中存在的腐蝕、結(jié)垢、微生物三大問題,人們一直在探索一種高效、經(jīng)濟、安全的防腐、防垢除垢、殺菌滅藻的物理方法。
1945年比利時工程師韋梅化侖(Vermeiren)發(fā)現(xiàn)通過3000高斯磁場的水具有防垢除垢的特征。人們以此理論開發(fā)出了用永久磁鐵做成的第一代水處理產(chǎn)品。具有無需人管,無需加藥,無需通電,無污染,節(jié)能型的防垢除垢設(shè)備,開創(chuàng)物理法的先河。但是他有一個致命的弱點:退磁。