水經(jīng)過(guò)一定強(qiáng)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(jī)理尚不能肯定。一些學(xué)者認(rèn)為磁場(chǎng)會(huì)破壞水原來(lái)的結(jié)構(gòu)，使原來(lái)較大的締合水分子集團(tuán)變成較小的締合水分子集團(tuán)，甚至是單個(gè)分子。而且分子中的氫鍵也會(huì)有部分因?yàn)槁鍋銎澚Φ淖饔孟抡��?fù)離子反方向旋轉(zhuǎn)而斷裂。所以磁化后的水會(huì)表現(xiàn)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(dǎo)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?yàn)槠涮厥獾男再|(zhì)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到工程。

　　早在十三世紀(jì)，人們已經(jīng)注意到磁化水的醫(yī)療作用。1945年比利時(shí)韋梅朗應(yīng)用磁化水減少鍋垢獲得成功并申請(qǐng)了專利。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(guó)、日本和前蘇聯(lián)廣泛應(yīng)用并得到發(fā)展。我國(guó)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(wěn)定劑技術(shù)的迅速發(fā)展，使得磁水器應(yīng)用推廣較慢。現(xiàn)在這一技術(shù)又重新獲得重視。應(yīng)用對(duì)象已經(jīng)涉及到建材、化工、冶金、農(nóng)業(yè)、醫(yī)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(yī)學(xué)上的磁療等領(lǐng)域中的應(yīng)用取得了一定的成果。近年來(lái)，如何將磁化效應(yīng)與環(huán)境污染治理技術(shù)結(jié)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(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

　　能制備磁化水的裝置稱為磁水器。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(nèi)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(qiáng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便，但其磁場(chǎng)強(qiáng)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(zhǎng)或水溫的提高而退磁的現(xiàn)象。電磁式磁水器的優(yōu)點(diǎn)是磁場(chǎng)強(qiáng)度容易調(diào)節(jié)，而且可以達(dá)到很高的磁場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度不受時(shí)間和溫度影響，穩(wěn)定性好，但其需要外界提供激磁電源。與內(nèi)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(xiàn)象。

　　目前國(guó)內(nèi)已有四項(xiàng)關(guān)于磁水器的專利，這些專利通過(guò)選用不同的磁性材料和水流的通路形式來(lái)達(dá)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，兩端帶法蘭盤可與管道直接相連。磁化水裝置內(nèi)部采用兩組N，S極相對(duì)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(dá)6000高斯，使用期限為25年，磁場(chǎng)強(qiáng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要做任何調(diào)整，也不需要特殊的保養(yǎng)與維護(hù)，而且裝置安裝十分方便，并且不占地。

　　2 磁化對(duì)水性質(zhì)的影響機(jī)理的幾個(gè)假設(shè)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(rèn)為水系統(tǒng)進(jìn)行磁處理主要是加快了溶液內(nèi)部的結(jié)晶作用，從而使鹽類在受熱面上的直接結(jié)晶和堅(jiān)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(qiáng)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(rèn)為磁處理改變了水本身的結(jié)構(gòu)，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(shè)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(yīng)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(yùn)動(dòng)。該過(guò)程中，正負(fù)離子或顆粒相互碰撞形成一定數(shù)量的“離子締合體”，這種締合體具有足夠的穩(wěn)定性，在水中形成了大量的結(jié)晶核心，以這些晶體為核心的懸浮顆�？梢苑�(wěn)定的存在于水中。

　　（2） 極化作用：磁場(chǎng)的極化作用使使鹽類的結(jié)晶成分發(fā)生了變化。微粒子極性增強(qiáng)，凝聚力減弱，使水中原有的較長(zhǎng)的締合分子鏈被截?cái)酁檩^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(jié)晶條件。形成分散的穩(wěn)定小晶體。

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

　�。�4） 磁力矩重新取向：在一定基團(tuán)反應(yīng)中，磁場(chǎng)影響在基團(tuán)中成對(duì)的磁力矩重新取向，通過(guò)這樣的中間機(jī)理而影響其他化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)發(fā)生了變化，反應(yīng)結(jié)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(duì)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(shù)量增多。這些水分子占據(jù)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(tǒng)的轉(zhuǎn)化有聯(lián)系。雖然水在磁化時(shí)獲得的能量很少，但在系統(tǒng)中開(kāi)始和終結(jié)之間存在一個(gè)“能障”為克服這種能障必須向系統(tǒng)輸送相應(yīng)的能量以觸發(fā)活化能。磁場(chǎng)短時(shí)間的作用起著“催化”水系活化能改變的作用，最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性質(zhì)的變化。

　　3 磁化處理對(duì)水體生物效應(yīng)的影響

　�。�1） 磁化處理對(duì)藻類初級(jí)生產(chǎn)能力的影響及機(jī)理。

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

　　藻類屬于光合自養(yǎng)型微生物，磁化處理引起其光合作用的生物效應(yīng)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解釋。第一，光合自養(yǎng)微生物在無(wú)機(jī)環(huán)境中吸收無(wú)機(jī)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(jī)物礦化，礦化程度高，有利于藻類的生長(zhǎng)。第二，磁化處理導(dǎo)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(duì)光的吸收率高30%，水體透光性的改善，保證了光合自養(yǎng)生物的能源。這是磁化處理引起藻類迅速生長(zhǎng)的原因之一。第三，磁化水的硬度、pH值、電導(dǎo)率都明顯的高于非磁化水，無(wú)機(jī)鹽在磁化水中可以較好的溶解，這有利于藻類對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽類的吸收。第四，磁化處理后的污水，能引起生物膜滲透性的增加，從而改善了藻類對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)和生產(chǎn)能力的增加。

　�。�2）磁化處理對(duì)水中異養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)的影響異養(yǎng)型細(xì)菌是以有機(jī)物作為能源和碳源的一大類微生物，它的總數(shù)隨水中有機(jī)物濃度的升高而升高，所以水中異養(yǎng)菌總數(shù)可間接反映水中有機(jī)物的污染的程度及水的凈化程度。污水經(jīng)過(guò)不同強(qiáng)度磁場(chǎng)的處理后，水中的細(xì)菌總數(shù)均明顯下降。其原因機(jī)理還沒(méi)有完全清楚，初步認(rèn)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(yǎng)生物的能源和C素營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，導(dǎo)致水體異養(yǎng)菌的死亡速度大于增殖速度，于是出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)現(xiàn)象。第二，磁場(chǎng)力直接作用于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)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(yǎng)特性的作用，而且磁化后的水體具有新的生物特性。