2018年2月20日 星期二

物理式冷卻水處理--奈米水寶石

水寶石放置水塔內

水寶石放置水塔內

抗蝕試驗,一個月後

殺菌滅藻實驗開始

殺菌滅藻實驗10天後

使用傳統方法處理銅管相片

水寶石處理銅管相片
放置上水盤

放置水塔內
腐蝕試驗對比

上圖是經過水寶石處理過的相片,清楚的顯示了冷卻水經過水寶石處理後的效果,結垢剝落,抑制腐蝕,充分淨化了水質,效果超越了傳統的化學加藥處理,更環保,更乾淨,效果更好還更便宜.

過去40年,冷卻水塔就是靠化學加藥的方法來處理,目的不外抗垢,防蝕,殺菌,滅藻,保持趨近溫度正常,為了達成這個目標,必須加入大量的化學藥劑來處理,整個系統就是包含加藥設備,藥水,水質檢驗,人工清洗,物理性的方法包含電解設備,砂濾等.

這個處理過程會造成大量的二次化學汙染,包含河川優養化,苛性化,鹽化,三氯甲烷致癌物質等,這些無形的化學物質隨著經濟發展的加大,大大傷害了我們的環境.以1個50萬噸單位的冷卻水塔水處理為例,一年用傳統的化學處理需投入高達350萬公斤的化學藥劑,包含腐蝕結垢抑制劑49萬公斤,殺菌滅藻劑1萬6000公斤,漂白水300萬公斤,這是多麼可怕的數字.

現在的癌症跟怪病這麼多,完全跟人類對環境過度的開發跟破壞有關,空氣髒,水也不乾淨,滋養大地的河流一條一條的被汙染,說穿了就是整個環境被毒化,有太大量的有毒化學物質被使用,冷卻水處理的二次汙染只是一小部分,整個台灣使用的有毒化學物質加起來應該是巨量,畢竟台灣雖小,總GDP在2017也排名世界第22名,電子產業,石化工業,紡纖工業都需要巨量的電跟冷卻塔,也會排放大量的廢水,各式各樣的毒不斷在破壞環境.

因此,改變作法是挽救環境的第一步,奈米水寶石就是冷卻水處理的救贖,接下來就來詳細解釋它的原理跟優點.

1860年,居禮兄弟發現一種天然礦石托馬林(Tourmaline)具有壓電流及熱電流的特性,不過當時並沒有深入的研究.

1989年,日本東京大學教授久保哲次郎發表電氣石開啟了水的界面活性的研究論文,引發了電氣石在各方水處理的積極研究.他在研究中闡明了托馬林礦石晶體的電磁特性,這種礦石可以將太陽風的電子從它的正極捕捉,從負極釋放,因此也被稱為太陽風晶片.參考資料連結在此:
http://www.n-ion.com/tourmaline/tourmaline-thesis-06.html

這種突破性的物理現象由日本率先將理論予以實用化,應用上就是在健康衣料,空氣淨化,農業工業上廣泛的應用.利用這種微電磁力的作用做更廣泛的商業應用.

托馬林的微電解作用為帶正電的氫離子被吸引到晶體的負極,結合成水合氫離子(Hydronium H3O+),具有高活性,隨著水流流動將不溶性的碳酸鈣溶解,形成可溶性的碳酸氫鈣,發揮溶垢的功能,對水垢產生剝離作用.

水寶石除垢化學反應式:
1. Ca2+(Mg2+)+HCO3=Ca(HCO3)2  鈣鎂離子存於水中.
2. Ca+(Mg+)+CO3=CaCO3               部分鈣鎂離子存於水中.
3. Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2    碳酸氫鈣受熱生產水垢.
4. H2O=H+ +OH-                              水寶石微電解產生氫離子.
5. H++CO3=HCO3-                            氫離子結合碳酸根離子,抑制水垢.

另一方面氫氧離子(OH-)被吸引到晶片正極,再與周圍水分子結合成烴基負離子(Hydroxyl ions H3O2-),此離子具有良好的天然淨化功能,與界面活性劑效果相同.此部分產生親水基及疏水基兩部分.親水基伸向水側端,疏水基附在管壁端,形成排列密集且整齊的單分子膜.

此包覆在管壁表面的單分子膜隔絕了溶氧,氯氣,鈣鎂硬度,矽酸鹽等對金屬管件的甫時及結垢附著的產生.同時此功能可以將管壁附著的鐵銹,碳酸鈣,矽酸鎂等有效洗淨.效果如圖:


托馬林是水寶石的其中一種成分,另外一個是高效的遠紅外線天然礦石.遠紅外線是不可視物理光線的一種,依據它的波長不同,波長範圍就在於4μm~1000 μm之間,其中波長介於4~14μm之間的又稱生育光線,遠紅外線產品主要應用在醫療保健用,主要應用在改善水質,提升口感,保鮮,除臭,殺菌,促進身體血液循環,消除自由基,增強抗體,減輕痠痛,提升血流量,提升體溫.

實際的產品則有飲水機,濾水器,三溫暖烤箱,鞋墊,醫療用照射燈,遠紅外線衣物,床墊,熱敷墊,電毯,護膝等.

遠紅外線是一種被動式的能源,理想中必須配合被加熱體的波長及溫度,依據維恩位移定律(Wiens displacement law):
https://en.wikipedia.org/wiki/Wien%27s_displacement_law

Wilhelm Wien: German: [ˈviːn]; 13 January 1864 – 30 August 1928

https://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_Wien

最適宜的波長為

依據此定律,在水溫32-37度c時,9.5~9.3μm波長的放射線率最高,剛好是最適合水寶石遠紅外線發揮的區間.相同波長的遠紅外線與水分子的共振作用,其產生的溶解性,滲透性越好,防垢防蝕的效果更好更強.

水寶石在冷卻水處理的功能主要是與被接觸物體產生共振,將水分子團細小化,在冷卻水溫度的作用範圍中,8~12μm的波長中,可以發生大於92%的放射率,在實驗室的測試中,水寶石可以將常溫中的自來水,經過水寶石陶瓷處理後,

17O NMR:17O nuclear magnetic resonance,氧17核磁共振.

整個水的核磁共震頻率由134.45hz變為52.05hz,簡單講,就是經過礦石處理後,大分子的水分子團變成細小化.結果如圖:




在經過遠紅外線將水分子鍵變小後,溶解性增加,再加上托馬林的微電解作用,藉由這種機轉,將水分子中的氫氧鍵打開,形成氫離子及氫氧根離子.以上兩種離子結合碳酸根離子,將水垢剝離形成鬆軟的文石結晶(Aragonite).由於文石不帶電荷,不會吸附在管壁及設備上,從而達到除垢防垢的目的.

工業水處理應用上遠紅外線可以處理冷卻水,鍋爐水,RO水處理,廢水處理.它的好處為取代傳統化學藥品或搭配低劑量藥品產生加乘效果,不具毒性及腐蝕性,減少二次汙染,增加水透明度,臭氧減輕,BOD(生物需氧量)COD(濃度降低).沒有飽和極限,可持續使用,重複利用率高,符合環保.

水寶石的製造是將托馬林及高效遠紅外線天然礦石粉碎為0.3-3.0micron粉末,再和其他陶瓷原料混合鍛燒成直徑4~8mm陶瓷球.

水寶石的用法很簡單,每40RT的水塔使用一公斤的量,依此類推,每公斤3000元+行政工安費用,這個後面的行政工安費用意思是各家公司的規定不同,有的公司的規定實在是太囉嗦太麻煩,因此價格的部分把這個列為變數,除了這個變數,任何人都可以輕易推算所需要的使用量,由於是物理性,初次建置費用可能過高,因此可以依據一般用法分期支付,可以降低建置系統的費用,有效期兩年,若按照一般用藥行情跟達到的效果,隱藏的潛在成本不計,預計可以節省30%的處理費用.

在某個已經導入水寶石的8000RT系統,經過推算,與傳統化學處理的利益價差高達一年400萬台幣,是劃時代的突破.您不用擔心當白老鼠,因為我們本來就有非常足夠的化學加藥處理經驗,此產品已導入超過20個以上有效案例,效果令人驚豔,在這個亟需突破傳統處理窠臼的年代,歡迎您來電洽詢,共享此環保,科學,穩定又無害的產品.