一、概述

旁流水处理设备不仅具有阻垢呵防腐的作用，而且还具备一定的杀菌灭藻功能；李建宏等用国内生产的电子水处理进行蓝藻没活的试验发现，藻液的浓度随时间的增加而降低，在24V电压下，12h就可以将藻全部杀死，杀藻率与电压成正相关关系。磁场和电场不仅可以直接达到杀菌杀藻的目的，而且经它们处理后的水还具备一定的活化作用，这种活化水具有一定的杀菌作用。

现行的旁流水处理设备器多是利用交变电流在固定频率下进行工作，由于其频率固定，主要用于过水管道的除垢和防垢，杀菌除藻效能较差。在此类技术产品的基础上，根据水中钙、镁、硅酸盐等无机物形成水垢以及细菌、藻类的杀灭原理，将直流脉冲变频技术应用于水处理过程，通过微电脑控制实现较宽范围的频率和功率变化，以同时满足防垢除垢、杀菌灭藻要求，可达到综合净水之效果。

二、设计原理

研究和应用表明，采用强大的直流脉冲低压电磁场，对水管除藻灭菌和去垢的效果相当明显。其基本原理是，强大直流脉冲电流在高电平转入低电平的瞬间，积聚在感应线圈的能量，由于电路的突然关闭在线圈两端产生反冲高压，使水管中感应的电压瞬间猛增，产生了一个很打的瞬间电流，大大提高了电磁场能量的传递效率。利用电磁场能量进行水处理是一个相当复杂的过程。在整个处理过程中，伴随这各种物理，化学和生物反应。试验证明，在水中的各种反应呵作用都不是在同一频率的电场驱动下产生，而是分别对应于某种频率的电场力作用。采用直流脉冲电磁场，既具有交流感应性能，又具有直流电场阴阳极的电离作用。还具有脉冲波冲击功能。这样在水处理的复杂过程中，使电磁场能量能以多种形式有效地参与各种物理、化学和生物反应，提高了水处理效果。

（1）旁流式微晶低压脉冲反应器的工作原理图

脉冲低压旁流式电磁水处理器的核心是一种变频模糊控制的大功率直流脉冲发生器。它通过缠绕在水管外壁上的多股绕组，把发生器产生的电磁波感应到水管内的水中，为了使水中更有效地发生各种物理、化学和生物反应，除获得足够的能量外，还需要发生的脉冲电磁波产生持续的频率变化，即变频；（反应器变频以如下三种形式实现）

1、扫频：在每一秒钟内，频率由低至高循环地自动发出一系列有规律的变化。频率的变化范围可以根据水处理需要来确定，可以从几十赫兹至几十千赫兹。

2、移频：变频范围可以进行调整，以适应各种水质特征需要，可以随机进行更改；

3、选频：根据被处理水的某些水质特征，可以随意调整到某一固定频率，以加强在此频率下的电磁场净化水效果。

（1）控制原理：

上述旁流式电磁净水反应器利用微电脑芯片控制频率调整和变化。当把移频、选频信号通过外界电位器和拨动开关把选频范围调整好后，微电脑的中央处理器通过识别产生一系列扫频频率信号或一种固定频率信号。扫频频率信号是可编程的，根据水质特点，可随时改变，这一切都是在微电脑软硬件的控制下进行的。显然采用智能化技术相当灵活，它可以根据可户要求，在硬件不变的情况下随时修改，使反应器的运行参数和工况始终处于理想状态。目前市场上的一些类似水处理器，由于单纯地采用了硬件结构，不仅结构复杂、可靠性差，而且功能相当有限，很难适应水质及应用对象变化的各种要求。

由于采用了扫频信号具有几百个频率特性，因此更能适应水中各种反应的复杂要求。我们经过大量试验，与单一频率进行比较，确定了具有最佳水质净化效果的频率控制方式和扫频范围。

1、扫频控制原理图：

在这种脉冲电磁场作用下，还会产生一系列微弱的化学变化，在阴极区附近产生大量的钙镁酸盐微晶核，改变了结晶的结构形态。由于麦冬的离子对水管管壁上的老垢和水中结晶物进行吸引，迫使结晶物和逐渐疏松分散成粉末状态的老垢随水带走，从而获得了除垢效果。直流脉冲式微电脑水处理器，通过传感线圈在水体中感应出一系列脉冲正电压。由于金属管壁施加负极，这样在水体和管壁间发生了电极效应，使管壁内壁表面形成氧化保护膜，防止了管道的腐蚀，延长了管道的使用寿命。

三、反应器的基本构造：

一般反应器的内部构造由电源、电源控制、芯片、功能板四部分组成，另外还有两台风扇，作为一起内部散热，他们都被固定在底板上。仪器外壳的面板上，安装直流电流表，启动按键以及关机按键。仪器的外壳背面装有一个电源插座，一个四端的输出线柱。接线柱1、2为直流脉冲输出端，3、4为负极接点，它与外界水管外壳相连。

常用直流脉冲式电磁净水反应器的主要技术指标如下：

1、电源：交流220V，50HZ                              2、工作压力：直流12V

3、输出功率：5-150W                                     4、扫频范围（除垢防垢）：20HZ-60KZH，扫描周期1.2S

5、扫频范围（杀菌灭藻）：400HZ-60KZH，扫描周期1.0S

6、载频频率：1MHZ                                        7、适用温度-10-55℃     

8、有效距离：1000m                                       9、运行方式：连续工作

四、旁流式电磁反应器防垢与除垢效果：

1、近年来，人们更加关注电磁场的除垢防垢功能及应用，因为这种方法无需加药，使用方便，承办低廉，维护容易。采用的变频电磁反应器除垢防垢（装置示意图），对旁流扫频式电磁场技术而言，在某一特定的频率下能对藻类、水垢有特定的去除效果，并对防垢有不同的作用。为了解旁流电磁水处理过程的除垢防垢功能。

2、水质与电磁场处理抑垢效果

电磁防垢效果与被处理的原水水质有很大的关系，实际上，水质对旁流式电磁水处理起的作用效能会产生重要的影响，特别是当水中含有较高浓度的无机离子和某些有机物时，将影响电磁场的除垢和抑垢效果。因此，应根据水质条件确定变频式电磁水处理起的工作参数，特别是扫频范围和扫频强度。

五、旁流式电磁水处理器除垢效果：

1、电源：交流220V，50Hz;  电流：1～6A；   工作压力：直流12V;

                 输出功率：20W;

2、扫频范围（除垢防垢）：20 Hz～60KHz;  扫描周期：1.2S;   载频频率：IMHz;

                 温度：（25±5）℃。

3、连接方式：连续工作 ；线圈绕组：两组线圈并联；

4、内壁结垢的 水管采用变频电磁水处理器进行除垢试验。选择一段垢厚约1.5mm的水管，处理前水管与水垢的总 质量为2150g，在水管内装入自来水630Ml,处理90天后水管中的水放出，则绝大部分水垢脱落，用清水冲洗水管，自然干燥后，称其质量为2105 g，共脱落水垢45 g.处理前后水管的结垢变化情况如图。可以看出，结垢水管经90天的电磁处理后，绝大部分水管内壁露出了原体，水垢去除效果较为显著。

六、旁流式对杀菌效果的影响：

采用电磁水处理器杀菌的直流脉冲发生器采用变频模糊控制，由内置控制可自动实现扫频、移频、选频3种变频形式，针对特定的水质可选择适当的工作频率。在杀菌试验中，选择杀菌的扫频工作范围为400Hz～60 KHz，扫频周期1.0S,功率20W，电压12V,电流1～2A。

对功率20W扫频范围为400Hz～60 KHz（载频1MHz）的交流旁流变频式电磁水处理器呵直流脉冲式水处理器进行比较。试验时，将金属导线分2组缠绕于原水管外壁上，原水通过反应器的作用时间在1S以内。当利用上述两种类型反应器对原水细菌含量为1500～3000个·Ml-1的水进行处理时，两种处理器杀菌效果。

七、电磁杀藻除藻效应：

如上所述，采用旁流式电磁水处理对水中细菌有良好的杀灭效果。那么采用脉冲电磁场进行灭藻研究的试验系统，将电磁处理器通过两根导线与铸铁管连接，导线连接方式为单组缠绕式，当水流经水管时，在电磁场的作用下进行灭藻循环处理。