另外,在水资源日趋紧张的今天,节约水资源、合理利用水资源,已成为摆在我们面前的严峻课题。然而,目前不科学的农田灌溉,用去了淡水资源的70%以上,同时随着社会的发展,到本世纪末城市人口将占50%以上,因此改进农田灌溉技术、合理调配水资源,使有限的水资源能有效地为工农业生产和人民生活服务,已成为水利工程学的一项刻不容缓的艰巨任务。 水工业工程学与其他学科的相互渗透是新学科的 特征。水工业工程学科将以城市与工业为目标,以水为
核心,运用社会学、经济学及法学等社会科学原理,利用水利学、水生物学、流体力学、机械制造学、水质卫生学、物理学、化学,以及电子技术、计算机技术等自然科学技术为研究手段,为现代化的城市建设和工业生产服务,为人类社会的稳定和可持续发展作出积极的贡献。电极片
硅铁合金 作者简介:崔玉川 教授
ir油墨
通讯处:030024 太原理工大学环工系
(收稿日期 1997-11-15)
述评与讨论
奴尔江
(乌鲁木齐石油化工总厂)
1 磁处理法
最早的磁处理器是1945年在比利时问世的,我国最早的磁处理器出现于1959年。 近年来,由上海滨浦强磁设备厂制造的“超强套筒式内磁处理器”,以稀土永磁材料的研究开发为契机,在总结以往经验的基础上开发出来的。与原磁处理相比它具有:
¹ 选材优良,磁性能优异。其矫顽力、最大磁积能及抗老化退磁性能均有根本的改变。
º 设计合理,处理效果好。其结构为3个同轴复合套筒,可将入水分割为几路,使入水切割均匀磁场的磁力线,取得较好的处理效果。1.1 机理
关于磁处理的机理,迄今尚无普遍认可的理论体系,通常可以解释的有洛化磁力说、电磁感应说、结晶说、共振说等,其它还有氢键断裂说和氢离子膜说等。 据认为,磁处理除了具有除垢、防垢、
杀菌、灭藻功能外,还使铁的腐蚀性受到了影响。经磁处理的水,除了清除腐蚀的铁表面外,还使暴露在水中的金属长时间不发生腐蚀现象。1.2 设备
超强套筒式内磁处理器由3个同轴复合套筒组成的管状体,两端有标准法兰可直接连接在水路上,也可旁路安装;外磁处理器为片块状永磁体,安装在水管线外壁。1.3 特点
超强套筒式内磁处理器安装上无方向性,无论空中、地下、水中、地面都可使用,无需任何能源作为动力,无需专人管理、维护,处理效果好;外磁处理器的安装有方向性,处理效果不如内磁法好,但投资也较低,其它同内磁法。另外,实验证明,磁处理还与化学处理有协同效应。
据报道,磁处理还可用于原油的防蜡、提高油田的增注效果,以及矿业、农业、牧业、渔业等广泛行业的多种用途。
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2 高压静电处理法
美国的几位工程师从物理学角度分析得出,水在磁场中运动时会有一定的电流产生,尽管很微弱,而水在电场中流动时也应有一定的电流产生。当他们把10000V 的高电压静电场施加于水时,发现其控垢效果相当理想,认为,无论是磁场或电场处理水,起作用的并不是场本身,而是在场的作用下水中产生的微电流。于是,高压静电水处理诞生了。
六十年代末,由美国新泻华盛顿公司研制成功了39
第一台静电水垢控制器,主要用于冷却水管的防垢、除垢。此后仅几年,就有数百台控垢器为美国的某些一流企业所采用,对其实用效果评价很高。七十年代末,在日本又有所发展,他们将静电除垢器与给水槽和脱气装置组合,用于蒸汽锅炉和热水锅炉的给水处理,可完全取消炉内加药(如防垢剂和脱氧剂的使用),达到防垢和缓蚀的目的。在我国七十年代中期也已开始静电水处理技术的研究,1975年至1981年南京大学、华东化工学院和南京浦口水垢控制器厂,共同研制出静电水处理器,1982年开始生产,最初也仅限于冷却系统的防垢、除垢,到了八十年代在许多企业得到了广泛的应用。此后,从浦口厂中分离产生了“格林”公司和“吉尼”水处理设备厂,产品的性能和处理量也有很大提高。2.1 机理
关于高压静电处理机理迄今还没有普遍能接受的说法,比较流行的有定向排列说、电极化说、释氧成膜说、活性氧(超氧自由基)说等。尼龙包胶线
据认为静电处理水可起到防垢、除垢、杀菌、灭藻和缓蚀的作用。南京大学田笠卿研究表明,静电场具有先刺激细菌生长,后使其死亡的作用。导致出现这种结果的内部原因,在华东师范大学物理系陈家森等人1995年的研究中予以阐述[1]。
尽管对静电处理水的研究不如对磁处理水的研究那样广泛深入,但从电和磁的联系来看,二者应该具有较类似的特征。
2.2 设备
由高压直流发生器和处理器组成。处理器为一管状体,其中心装有铁线圈芯棒作为阳极,外绝缘。壳体为阴极,壳体类型一种为镀铬钢管,另一种是无缝钢管外加牺牲阳极保护装置,以免壳体遭腐蚀。高压静电水处理仪还另有其它类型产品,一种是称为离子棒的棒型产品,另一种是专用的水箱处理仪。
2.3 特点
一般要求垂直安装,水由下端进、上端出,也可水平安装,水由一端进、另一端出。但以垂直安装为好,因电极上有外绝缘层,不易磨损,不易粘附(与电子场法比较)。据水质情况需定期清洗,电器部分须维护保养。3 电子处理法
电子场法就是以直接向水中通以微电流达到处理目的的,有关的研究报道非常少,只有在美国专利上偶有介绍,尚未见到有关其机理的研究报道。七十年代末美国国家航空和宇航局(N A SA)首先研制成功,八十年代逐步发展,据不完全统计,1973至1985年仅亚洲就有500余家企业使用。在我国,首先
由核工业部南京格林水处理设备厂研制成功,1990年获国家专利,1991年4月获第二届北京国际博览会金奖。生产这种产品的还有南京吉尼水处理设备厂。
3.1 设备
由直流稳压电源和处理器组成。处理器为一管状体,其中心有一金属阳极。壳体为阴极。与静电法一样,壳体也有两种类型。
3.2 特点
一般要求垂直安装,水由下端进、上端出,个别产品也可水平安装,水由一端进、另一端出,但以垂直安装为好。与静电法相比,因其电极直接与水接触,易粘附磨损,需经常清洗,长期使用后要更换电极或进行维护处理。
4 高频电磁场法
是通过向水中施加高频电磁场而使水得到处理的方法,它可起到防垢、除垢、缓蚀和杀菌灭藻的作用。对其机理的研究还未见报道,据认为高频电磁场可击破水中微生物的细胞壁,使原生质流出而导致其死亡;对其缓蚀功能,有认为是因减轻了结垢,从而也就减缓了由结垢引发的腐蚀形态;个别则宣称,产品中有一种构件,能逐渐释放形成缓蚀膜的组分。以笔者之见,既然都是电磁场对水的作用,
估计其作用机理与磁法和静电法相类似。
高频电磁水处理仪由电子发生器和电子充电器组成。电子发生器产生的高频电磁信号,通过电子充电器作用于水中而达到处理目的。电子充电器为一管状体。有些资料中可见到“高频水改仪”的名称,尚不清楚与高频水处理仪是否相似。
高频水处理仪要垂直安装,水由下端进、上端出。主副机可分可合。个别厂家(如多元集团)有双机型产品,即同时提供一套备用电路,工作电路一旦发生问题,备用电路继续使用。
需要指出的是“高频电磁水处理仪”一般厂家均冠以“电子水处理仪”的名称,具体是指静电处理仪、电子处理仪,还是高频处理仪,需要用户区别。同样,“磁处理器”也需要搞清是磁水器、外磁处理器、内磁处理器,还是超强套式内磁处理器。因为各种水处理物理方法都有各自的特点。
5 其它方法
超声波法可以作为水处理的一种辅助方法,有人认为超声鼓泡爆裂产生的冲击力可击碎CaCO3晶体使其长不大;电解法,成本太高;紫外线法的报道尚很少,但紫外线杀菌的功能是人所共知的;所谓联合法就是将几种方法联合起来使用。在静电水处理器上配备
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超声波发射器,向处理水中发射超声波,这时超声能和电场协同作用,阻垢和杀菌效果尤佳,但这方面的报道很少。另外还有上述产品的改进型,如英国水垢控制系统公司在静电处理器上配备一种程序监测器,对运行故障进行监测,从而保证处理效果。
6 参考文献1. 陈家森等,电场对水结构的影响——电场处理水的应用
机理研究,物理,24(7)(1995).424.
作者通讯处:830029 乌鲁木齐石化总厂科研所
(收稿日期 1997-08-25)
杨 琦
(华东建筑设计研究院)
1986年以来,随着建筑业的发展、建筑给水排水专业迅速发展,已成为给水排水中不可缺少而又独具特的组成部分。
这一时期内,在专业队伍上已具有积累了一定经验并经过专业培训的设计、施工、安装管理人员。在技术上,积累了以前的实践经验、借鉴了国外的新技术,专业技术有了明显的突破和发展,其中消防给水系统在建筑给排水中的发展尤为突出。在组织上,成立了全国建筑给水排水工程标准技术委员会和中国土木学会给水排水学会建筑给水排水委员会。近年来学术活动踊跃,并加强了国际间的技术交流。在1996年召开了全国建筑给水排水青年工程师大会,举行中日学术交流会,并参加了国际给水排水会议(W PC)等加强了技术联系。此外,这个阶段内我国建筑给排水产品设备的发展也促进了建筑给排水技术的发展。
建筑给水排水技术的发展是与科研工作、工程实践(设计、安装)、产品开发等多方面有关。近年来,高层建筑给排水日趋增加,例如上海在浦东将建成的金茂大厦(88层,420.3m)和上海国际环球金融中心(Shang hai Wo rld F inance Center96层,465m),促进了建筑给排水技术的发展。我国在这方面的科研基础工作还做得较少,但在工作实践中特别是设计方面已处于一定的水平。在产品开发上,也不断引进先进国家的技术。为了使传统的给排水工程与社会可持续发展在我国的经济条件下有机结合,我国正积极发展水工业,作为给水排水工程在21世纪的新发展。其中也要求建筑给排水向舒适、卫生、安全可靠发展。
1 给水1.1 供水方式
在居住小区给水的供水方式中,逐步向多种形式发展。传统的屋顶水箱供水具有系统可靠、简单,降低用水高峰值以缓解用水的供需矛盾,能充分利用市政给水管网的压力,投资省、维修方便等优点。但也存在水质易被污染、水压不足、抗冻性差、影响建筑外观、增加结构荷载等问题。上海市规定,新建住宅区规模在400户以上多层住宅,不宜采用水箱供水方式,可采用水池——水泵等给水方式。
在高层建筑给水方式中,一般有分区串联供水方式和分区并联供水方式。
1.2 增压设施
在我国城市供水管网中,管网最不利处的水压要求≮0.1M P a,并且城市水厂的供水发展速度滞后于住宅和公共建筑用水需求的发展速度,加之管道的老化、承压能力下降,故对于大多数建筑的供水来说都需要局部加压和水量的贮存、调节。我国常用的增压设施是水泵、气压给水设备和变频调速给水设备,后二者技术的运用已日趋成熟。
1.3 减压方式
在高层建筑中主要运用减压阀、水箱、水泵三种方式来进行给水的竖向分区。现在采用最多的是减压阀,它克服了占地多、噪音大、二次污染、造价高的缺点。在生活给水系统中,通常采用弹簧减压
阀。生活给水系统要求卫生洁具的最大静水压力≯0.6M P a,住宅、旅馆、医院等分区压力控制在0.3-0.35M P a,办公楼等仅白天活动的建筑分区压力控制在0.35-0.45M P a。在消防给水系统中,我国目前多采用比例式减压阀来分区。
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1998 Vol.14 No.2中国给水排水