背景描述：在工業中，循環水系統用于冷卻，各行各業應用廣泛。為了節約水資源，循環水系統是在提高濃縮下運行，實現了冷卻水的高度重復利用。但是由于水溫升高，水流速度的變化，水的蒸發和空氣中灰塵雜物的進入，各種無機離子和有機物質的濃縮，陽光照射，以及設備結構和材料等多種因素的綜合作用，造成循環水水質惡化，如：腐蝕、結垢、微生物等問題發生。這些問題如果得不到有效的解決，則無法進行安全生產，造成巨大的工業損失。

現狀描述：目前市面上成熟的傳統應用是化學方法來處理以上腐蝕、結垢、微生物等問題，提高濃縮倍數和循環水的利用率，來節約水資源和保護設備，高效運行。化學藥劑處理法是目前市場上主流的循環水處理應用，有著近百年的歷史，得到廣泛的認可。

循環水系統的挑戰

磁場技術起源：

自1890年France和Cabel申請專利起，磁場用于水處理也有100多年的歷史。1945年T.Vermeriren發現用“磁化水”可以減少鍋爐水垢的生成后，水的磁場防垢技術得到了較廣泛的研究與發展，隨后就出現了一些用于水和其它流體的磁處理裝置。

電磁/電化學發展：

多年以來，科學家和各企業也在探討電磁/電化學方法解決以上挑戰。例如電磁水處理儀、電解裝置、電離氧化殺菌等等，因為從原理上電磁等電化學方法都可能用于防垢、除垢、殺菌、防腐，也有相對于化學方法的優勢，如減少化學品的使用，降低化學品操作風險，不增加污染物等優點。但實際應用中也碰到不少挑戰，因為水處理是需要綜合平衡各方面的因素，才能設計出合理的處理方案，不能只考慮某一方面。而且也因為各個系統差異，各地水質等差異，各工藝的要求不一樣！另外就是電能的消耗，是否經濟？系統較大，多種材質組成，防腐蝕問題是否能完整考慮并解決？電離氧化殺菌是否可控，對比藥劑殺菌效果如何？應用是否安全等挑戰，一直較難完美解決，所以電磁處理的應用一直不夠廣泛，還遠遠不到能夠完全替代化學處理方法的程度。

電磁場的作用：

磁場強度、磁作用的方式、磁作用時間、流速、溶液的性質(電導、pH值、堿度、離子的類型等)等都能影響磁處理防垢的效果；溶液的酸度、堿度、硬度對磁作用的效果有明顯的影響，通常認為pH值在7-9，堿度大于硬度時磁處理防垢的效果才明顯。另外，陽離子對磁處理的效果也是有影響的。如Fe2+能阻礙方解石晶體的增長，可防止硬垢的生成；但流體中只能有痕量的鐵離子的，否則容易引起磁場短路，使永磁磁處理器失效；一般來說，大致每200mg／L的總溶解固體最多允許的鐵錳總的質量濃度為1mg／L，否則，就需進行除鐵處理。

從理論上講，磁處理防垢應適用于所有體系，只是不同的體系有不同的最佳作用條件。目前有些磁處理器應用失敗，主要是由以下兩方面的原因造成的：

①設備參數和應用對象不合適。有些設備的參數(如磁場強度、頻率、電壓)未達到要求；特定的設備有最佳的適用體系，不能隨意擴大其應用范圍，否則效果不理想，甚至失敗。

②使用不當。把磁處理器當成軟化器，在使用中沒有定期的排污；安裝不當；鐵銹引起磁場短路失效；被處理流體未全部循環作用；循環次數過高引起濃縮倍數超標等。

電磁場防垢的機理：

有關磁處理防垢的機理很多，都是從各自的實驗結果出發提出的，都能解釋部分的試驗結果，至今還沒有能解釋所有實驗現象的統一理論。

發展趨勢與應用展望

電磁處理防垢技術經過幾十年的曲折發展，其應用和理論研究都已取得可喜的成績，人們對該技術的認識也趨于理性化，既不否定其效果，也不夸大其作用（但為了吸引客戶，市面上夸大的說法甚至提出免化學藥劑和零排污等理想化的理念）。

然而磁處理防垢技術在許多方面還有待進一步的研究與發展，主要表現在以下幾方面：

①基礎理論的研究還滯后于應用研究，磁處理防垢的機理還沒有真正認識，對磁處理作用的最佳條件、影響因素還沒有完全了解，尤其是定量研究還較少，關于水溶液的成垢物質的飽和度、離子的種類與濃度、PH值、磁場強度、作用時間、流速、溫度等因素對防垢效率的定量影響及相互間的定量關系報道，因而在磁處理應用設計過程中缺乏定量的依據作指導，很多依賴于經驗，影響了其應用的成功性。加強定量的基礎理論研究是將來的重要發展方向。

②相關的實驗手段還有待進一步發展和完善，由于水的性質復雜，實驗手段和分析方法的欠缺導致實驗結果的重復性差、誤差大、可靠性低。

③磁處理防垢方法雖然有效，但也存在局限性，還必須利用其它方法來彌補其不足，以提高其應用的成功性、擴大其應用范圍。

總結

由于磁場處理防垢技術是一種物理技術，在環境保護和安全生產成本等方面具有其他方法不可比擬的優勢，已日益受到人們的重視；隨著人們對磁處理防垢、除垢的作用條件、機理認識的深入，隨著實驗方法與分析手段的提高；隨著磁性材料的制備技術的提高及其相關技術的發展，我們相信磁處理防垢技術、電解產生氧化殺菌等技術需要和傳統的化學藥劑處理方法結合，科學的發揮其優勢和價值，將會迎來更美好的明天。