水經(jīng)過(guò)一定強度的磁場(chǎng)，就成為“磁化水”。目前研究表明水磁化后會(huì )產(chǎn)生物理化學(xué)性質(zhì)的變化，其中的機理尚不能肯定。一些學(xué)者認為磁場(chǎng)會(huì )破壞水原來(lái)的結構，使原來(lái)較大的締合水分子集團變成較小的締合水分子集團，甚至是單個(gè)分子。而且分子中的氫鍵也會(huì )有部分因為洛侖茲力的作用下正負離子反方向旋轉而斷裂。所以磁化后的水會(huì )表現出一些性質(zhì)的變化，如：pH值、密度、揮發(fā)性、溶解性、表面張力、電導率、沸點(diǎn)、冰點(diǎn)都有不同的改變，這種改變和所加的磁場(chǎng)大小有密切的關(guān)系。磁化水因為其特殊的性質(zhì)已經(jīng)被廣泛的應用到工程。

　　早在十三世紀，人們已經(jīng)注意到磁化水的醫療作用。1945年比利時(shí)韋梅朗應用磁化水減少鍋垢獲得成功并申請了專(zhuān)利。該技術(shù)由于裝置簡(jiǎn)單，不需要任何化學(xué)試劑而被美國、日本和前蘇聯(lián)廣泛應用并得到發(fā)展。我國的磁化水研究開(kāi)始于六十年代初，以前由于化學(xué)法水質(zhì)穩定劑技術(shù)的迅速發(fā)展，使得磁水器應用推廣較慢�，F在這一技術(shù)又重新獲得重視。應用對象已經(jīng)涉及到建材、化工、冶金、農業(yè)、醫學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)鍋爐的除垢防垢、油田的防蠟降粘等方面、醫學(xué)上的磁療等領(lǐng)域中的應用取得了一定的成果。近年來(lái)，如何將磁化效應與環(huán)境污染治理技術(shù)結合起來(lái)，提高污水的處理效果已逐漸引起人們的興趣。

　　1 磁化水的裝置結構和特點(diǎn)

　　能制備磁化水的裝置稱(chēng)為磁水器。按磁場(chǎng)形式的方式可將磁水器分為永磁式和電磁式兩種；按磁場(chǎng)位置又可將磁水器分為內磁式和外磁式兩種。永磁式和電磁式磁水器在間隙磁場(chǎng)強度相同的情況下效果相同，但各有特點(diǎn)。永磁式磁水器的最大優(yōu)點(diǎn)是不需能源，同時(shí)結構簡(jiǎn)單，操作維護方便，但其磁場(chǎng)強度受到磁性材料和充磁技術(shù)的限制，且存在隨時(shí)間的延長(cháng)或水溫的提高而退磁的現象。電磁式磁水器的優(yōu)點(diǎn)是磁場(chǎng)強度容易調節，而且可以達到很高的磁場(chǎng)強度，同時(shí)磁場(chǎng)強度不受時(shí)間和溫度影響，穩定性好，但其需要外界提供激磁電源。與內磁式磁水器相比，外磁式磁水器可能具有更大的優(yōu)越性，其主要優(yōu)點(diǎn)是檢修時(shí)不必停水及拆卸管道，也不易引起磁短路現象。

　　目前國內已有四項關(guān)于磁水器的專(zhuān)利，這些專(zhuān)利通過(guò)選用不同的磁性材料和水流的通路形式來(lái)達到使水磁化的目的。所示的磁化水裝置外型為管狀，采用不銹鋼管制作，兩端帶法蘭盤(pán)可與管道直接相連。磁化水裝置內部采用兩組N，S極相對的特殊合金永磁材料制成的磁棒，按照N-S，N-S排列，磁場(chǎng)能量很高，可高達6000高斯，使用期限為25年，磁場(chǎng)強度衰減率為3%，由于磁化裝置使用的是永久磁性材料，無(wú)須外加電源，不耗電能。結構簡(jiǎn)單，不需要做任何調整，也不需要特殊的保養與維護，而且裝置安裝十分方便，并且不占地。

　　2 磁化對水性質(zhì)的影響機理的幾個(gè)假設和推論

　　磁化只是單純的物理過(guò)程，不是軟化過(guò)程。一般認為水系統進(jìn)行磁處理主要是加快了溶液內部的結晶作用，從而使鹽類(lèi)在受熱面上的直接結晶和堅硬沉積大大減少，起到防垢的作用。研究表明，磁場(chǎng)的阻垢效果同磁場(chǎng)強度、溶液過(guò)飽和度、流速及溶液中各種離子等均有密切的關(guān)系。另外，還有一種說(shuō)法認為磁處理改變了水本身的結構，從而改變了一些性狀。從這兩方面同時(shí)考慮，主要有以下的幾個(gè)假設和推斷。

　�。�1） 洛侖茲力作用：水與磁流的相互移動(dòng)，能夠產(chǎn)生感應電流，在洛侖茲力的作用下，弱極性的水分子和其他雜質(zhì)的帶電離子作反向運動(dòng)。該過(guò)程中，正負離子或顆粒相互碰撞形成一定數量的“離子締合體”，這種締合體具有足夠的穩定性，在水中形成了大量的結晶核心，以這些晶體為核心的懸浮顆�？梢苑�定的存在于水中。

　�。�2） 極化作用：磁場(chǎng)的極化作用使使鹽類(lèi)的結晶成分發(fā)生了變化。微粒子極性增強，凝聚力減弱，使水中原有的較長(cháng)的締合分子鏈被截斷為較短的締合分子鏈和帶電離子的變形，破壞了離子間的靜電吸引力，改變了結晶條件。形成分散的穩定小晶體。

　�。�3） 磁滯效應：磁場(chǎng)引起水中鹽類(lèi)分子或離子的磁性力偶的磁滯效應，因而改變了鹽類(lèi)在水中的溶解性，同時(shí)使鹽類(lèi)分子相互間的親和性（結晶性）消失，防止大晶體的結晶。

　�。�4） 磁力矩重新取向：在一定基團反應中，磁場(chǎng)影響在基團中成對的磁力矩重新取向，通過(guò)這樣的中間機理而影響其他化學(xué)反應。反應動(dòng)力學(xué)發(fā)生了變化，反應結果中新得到的產(chǎn)品間的比例關(guān)系也發(fā)生了變化。

　�。�5）氫鍵變形：磁場(chǎng)對水的偶極分子發(fā)生定向極化作用后，電子云會(huì )發(fā)生改變，造成氫鍵的彎曲和局部短裂，使單個(gè)水分子的數量增多。這些水分子占據了溶液的各個(gè)空隙，能抑制晶體形成。并使水的整體性能發(fā)生變化。

　�。�6） 活化能改變：磁場(chǎng)的的影響與系統的轉化有聯(lián)系。雖然水在磁化時(shí)獲得的能量很少，但在系統中開(kāi)始和終結之間存在一個(gè)“能障”為克服這種能障必須向系統輸送相應的能量以觸發(fā)活化能。磁場(chǎng)短時(shí)間的作用起著(zhù)“催化”水系活化能改變的作用，最終導致整個(gè)系統性質(zhì)的變化。

　　3 磁化處理對水體生物效應的影響

　�。�1） 磁化處理對藻類(lèi)初級生產(chǎn)能力的影響及機理。

　　實(shí)驗表明，經(jīng)過(guò)磁化的水體中藻類(lèi)的生產(chǎn)能力明顯高于沒(méi)有處理的水體中的藻類(lèi)。

　　藻類(lèi)屬于光合自養型微生物，磁化處理引起其光合作用的生物效應，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解釋。第一，光合自養微生物在無(wú)機環(huán)境中吸收無(wú)機鹽，利用光能同化CO2和H2O合成自身物質(zhì)。而水體磁化可以使BOD，COD降低，使部分有機物礦化，礦化程度高，有利于藻類(lèi)的生長(cháng)。第二，磁化處理導致水體的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)磁化處理的水比未處理的水對光的吸收率高30%，水體透光性的改善，保證了光合自養生物的能源。這是磁化處理引起藻類(lèi)迅速生長(cháng)的原因之一。第三，磁化水的硬度、pH值、電導率都明顯的高于非磁化水，無(wú)機鹽在磁化水中可以較好的溶解，這有利于藻類(lèi)對營(yíng)養鹽類(lèi)的吸收。第四，磁化處理后的污水，能引起生物膜滲透性的增加，從而改善了藻類(lèi)對營(yíng)養物質(zhì)的吸收，促進(jìn)藻類(lèi)的生長(cháng)和生產(chǎn)能力的增加。

　�。�2）磁化處理對水中異養細菌總數的影響異養型細菌是以有機物作為能源和碳源的一大類(lèi)微生物，它的總數隨水中有機物濃度的升高而升高，所以水中異養菌總數可間接反映水中有機物的污染的程度及水的凈化程度。污水經(jīng)過(guò)不同強度磁場(chǎng)的處理后，水中的細菌總數均明顯下降。其原因機理還沒(méi)有完全清楚，初步認為：第一，在磁場(chǎng)的直接作用下，引起水體BOD，COD的降低，使異養生物的能源和C素營(yíng)養物質(zhì)減少，導致水體異養菌的死亡速度大于增殖速度，于是出現負增長(cháng)現象。第二，磁場(chǎng)力直接作用于細菌細胞內的水和酶，使酶鈍化或失活。 所以污水磁化處理以后，不僅直接改善其耗養特性的作用，而且磁化后的水體具有新的生物特性。