一、概述

旁流水處理設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；李建宏等用國內生產的電子水處理進行藍藻沒活的試驗發現，藻液的濃度隨時間的增加而降低，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關系。磁場和電場不僅可以直接達到殺菌殺藻的目的，而且經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。

現行的旁流水處理設備器多是利用交變電流在固定頻率下進行工作，由于其頻率固定，主要用于過水管道的除垢和防垢，殺菌除藻效能較差。在此類技術產品的基礎上，根據水中鈣、鎂、硅酸鹽等無機物形成水垢以及細菌、藻類的殺滅原理，將直流脈沖變頻技術應用于水處理過程，通過微電腦控制實現較寬范圍的頻率和功率變化，以同時滿足防垢除垢、殺菌滅藻要求，可達到綜合凈水之效果。

二、設計原理

研究和應用表明，采用強大的直流脈沖低壓電磁場，對水管除藻滅菌和去垢的效果相當明顯。其基本原理是，強大直流脈沖電流在高電平轉入低電平的瞬間，積聚在感應線圈的能量，由于電路的突然關閉在線圈兩端產生反沖高壓，使水管中感應的電壓瞬間猛增，產生了一個很打的瞬間電流，大大提高了電磁場能量的傳遞效率。利用電磁場能量進行水處理是一個相當復雜的過程。在整個處理過程中，伴隨這各種物理，化學和生物反應。試驗證明，在水中的各種反應呵作用都不是在同一頻率的電場驅動下產生，而是分別對應于某種頻率的電場力作用。采用直流脈沖電磁場，既具有交流感應性能，又具有直流電場陰陽極的電離作用。還具有脈沖波沖擊功能。這樣在水處理的復雜過程中，使電磁場能量能以多種形式有效地參與各種物理、化學和生物反應，提高了水處理效果。

（1）旁流式微晶低壓脈沖反應器的工作原理圖

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生器。它通過纏繞在水管外壁上的多股繞組，把發生器產生的電磁波感應到水管內的水中，為了使水中更有效地發生各種物理、化學和生物反應，除獲得足夠的能量外，還需要發生的脈沖電磁波產生持續的頻率變化，即變頻；（反應器變頻以如下三種形式實現）

1、掃頻：在每一秒鐘內，頻率由低至高循環地自動發出一系列有規律的變化。頻率的變化范圍可以根據水處理需要來確定，可以從幾十赫茲至幾十千赫茲。

2、移頻：變頻范圍可以進行調整，以適應各種水質特征需要，可以隨機進行更改；

3、選頻：根據被處理水的某些水質特征，可以隨意調整到某一固定頻率，以加強在此頻率下的電磁場凈化水效果。

（1）控制原理：

上述旁流式電磁凈水反應器利用微電腦芯片控制頻率調整和變化。當把移頻、選頻信號通過外界電位器和撥動開關把選頻范圍調整好后，微電腦的處理器通過識別產生一系列掃頻頻率信號或一種固定頻率信號。掃頻頻率信號是可編程的，根據水質特點，可隨時改變，這一切都是在微電腦軟硬件的控制下進行的。顯然采用智能化技術相當靈活，它可以根據可戶要求，在硬件不變的情況下隨時修改，使反應器的運行參數和工況始終處于理想狀態。目前市場上的一些類似水處理器，由于單純地采用了硬件結構，不僅結構復雜、可靠性差，而且功能相當有限，很難適應水質及應用對象變化的各種要求。

由于采用了掃頻信號具有幾百個頻率特性，因此更能適應水中各種反應的復雜要求。我們經過大量試驗，與單一頻率進行比較，確定了具有水質凈化效果的頻率控制方式和掃頻范圍。

1、掃頻控制原理圖：

在這種脈沖電磁場作用下，還會產生一系列微弱的化學變化，在陰極區附近產生大量的鈣鎂酸鹽微晶核，改變了結晶的結構形態。由于麥冬的離子對水管管壁上的老垢和水中結晶物進行吸引，迫使結晶物和逐漸疏松分散成粉末狀態的老垢隨水帶走，從而獲得了除垢效果。直流脈沖式微電腦水處理器，通過傳感線圈在水體中感應出一系列脈沖正電壓。由于金屬管壁施加負極，這樣在水體和管壁間發生了電極效應，使管壁內壁表面形成氧化保護膜，防止了管道的腐蝕，延長了管道的使用壽命。

三、反應器的基本構造：

一般反應器的內部構造由電源、電源控制、芯片、功能板四部分組成，另外還有兩臺風扇，作為一起內部散熱，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，啟動按鍵以及關機按鍵。儀器的外殼背面裝有一個電源插座，一個四端的輸出線柱。接線柱1、2為直流脈沖輸出端，3、4為負極接點，它與外界水管外殼相連。

常用直流脈沖式電磁凈水反應器的主要技術指標如下：

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、運行方式：連續工作

四、旁流式電磁反應器防垢與除垢效果：

1、近年來，人們更加關注電磁場的除垢防垢功能及應用，因為這種方法無需加藥，使用方便，承辦低廉，維護容易。采用的變頻電磁反應器除垢防垢（裝置示意圖），對旁流掃頻式電磁場技術而言，在某一特定的頻率下能對藻類、水垢有特定的去除效果，并對防垢有不同的作用。為了解旁流電磁水處理過程的除垢防垢功能。

2、水質與電磁場處理抑垢效果

電磁防垢效果與被處理的原水水質有很大的關系，實際上，水質對旁流式電磁水處理起的作用效能會產生重要的影響，特別是當水中含有較高濃度的無機離子和某些有機物時，將影響電磁場的除垢和抑垢效果。因此，應根據水質條件確定變頻式電磁水處理起的工作參數，特別是掃頻范圍和掃頻強度。

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：連續工作 ；線圈繞組：兩組線圈并聯；

4、內壁結垢的 水管采用變頻電磁水處理器進行除垢試驗。選擇一段垢厚約1.5mm的水管，處理前水管與水垢的總 質量為2150g，在水管內裝入自來水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，稱其質量為2105 g，共脫落水垢45 g.處理前后水管的結垢變化情況如圖。可以看出，結垢水管經90天的電磁處理后，絕大部分水管內壁露出了原體，水垢去除效果較為顯著。

六、旁流式對殺菌效果的影響：

采用電磁水處理器殺菌的直流脈沖發生器采用變頻模糊控制，由內置控制可自動實現掃頻、移頻、選頻3種變頻形式，針對特定的水質可選擇適當的工作頻率。在殺菌試驗中，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行比較。試驗時，將金屬導線分2組纏繞于原水管外壁上，原水通過反應器的作用時間在1S以內。當利用上述兩種類型反應器對原水細菌含量為1500～3000個·Ml-1的水進行處理時，兩種處理器殺菌效果。

七、電磁殺藻除藻效應：

如上所述，采用旁流式電磁水處理對水中細菌有良好的殺滅效果。那么采用脈沖電磁場進行滅藻研究的試驗系統，將電磁處理器通過兩根導線與鑄鐵管連接，導線連接方式為單組纏繞式，當水流經水管時，在電磁場的作用下進行滅藻循環處理。