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A critical review of the application of electromagnetic fields for scaling control in water systems: mechanisms, characterization, and operation
npj Clean Water ( IF 10.4 ) Pub Date : 2020-06-01 , DOI: 10.1038/s41545-020-0071-9
Lu Lin , Wenbin Jiang , Xuesong Xu , Pei Xu

Scale deposits in water systems often result in ample technical and economic problems. Conventional chemical treatments for scale control are expensive and may cause health concerns and ecological implications. Non-chemical water treatment technologies such as electromagnetic field (EMF) are attractive options so the use of scale inhibitors, anti-scalants, or other chemical involved processes can be avoided or minimized. Although there are demonstrated beneficial effects of EMF on scale control, the scientific basis for its purported effectiveness is not clear in the available literature, especially lack of quantitative assessment and systematic evaluation of the effectiveness of EMF technologies. This review aims to elucidate the factors pertaining to EMF water treatment and their anti-scaling effects. We have critically reviewed relevant literature on EMF scale control, in particular recent studies, in various water systems, including desalination membranes, heat exchangers (e.g., cooling towers), water pipes, and bulk solutions. We systematically studied the impacts of operational conditions on EMF efficacy, and quantitatively evaluated the EMF improvement on scaling control. The scaling prevention mechanisms, conventional and cutting-edge characterization methods, and potential real-time monitoring techniques are summarized and discussed. The economic benefits of EMF treatment in terms of chemicals, operation and maintenance costs are highlighted. This review provides guidelines for future EMF system design and points out the research needed to further enhance EMF treatment performance.



中文翻译:

对电磁场在水系统中结垢控制中的应用的重要综述:机理,特征和操作

水系统中的水垢沉积经常导致大量的技术和经济问题。用于规模控制的常规化学处理昂贵,并且可能引起健康问题和生态影响。非化学水处理技术(例如电磁场(EMF))是有吸引力的选择,因此可以避免或最小化结垢抑制剂,防垢剂或其他化学过程的使用。尽管已经证明了EMF对规模控制的有益作用,但在现有文献中尚不清楚其声称的有效性的科学依据,尤其是缺乏对EMF技术有效性的定量评估和系统评估。这篇综述旨在阐明与EMF水处理有关的因素及其抗垢作用。我们已经严格审查了有关EMF规模控制的相关文献,特别是最近在各种水系统中的研究,包括淡化膜,热交换器(例如冷却塔),水管和散装溶液。我们系统地研究了操作条件对EMF效能的影响,并定量评估了EMF对结垢控制的改善。总结并讨论了防垢机理,常规和最先进的表征方法以及潜在的实时监控技术。强调了EMF处理在化学品,运行和维护成本方面的经济利益。这篇综述为将来的EMF系统设计提供了指南,并指出了进一步提高EMF处理性能所需的研究。在各种水系统中,包括脱盐膜,热交换器(例如冷却塔),水管和散装溶液。我们系统地研究了操作条件对EMF效能的影响,并定量评估了EMF对结垢控制的改善。总结并讨论了防垢机理,常规和最先进的表征方法以及潜在的实时监控技术。强调了EMF处理在化学品,运行和维护成本方面的经济利益。这篇综述为将来的EMF系统设计提供了指南,并指出了进一步提高EMF处理性能所需的研究。在各种水系统中,包括脱盐膜,热交换器(例如冷却塔),水管和散装溶液。我们系统地研究了操作条件对EMF效能的影响,并定量评估了EMF对结垢控制的改善。总结并讨论了防垢机理,常规和最先进的表征方法以及潜在的实时监控技术。强调了EMF处理在化学品,运行和维护成本方面的经济利益。这篇综述为将来的EMF系统设计提供了指南,并指出了进一步提高EMF处理性能所需的研究。我们系统地研究了操作条件对EMF效能的影响,并定量评估了EMF对结垢控制的改善。总结并讨论了防垢机理,常规和最先进的表征方法以及潜在的实时监控技术。强调了EMF处理在化学品,运行和维护成本方面的经济利益。这篇综述为将来的EMF系统设计提供了指南,并指出了进一步提高EMF处理性能所需的研究。我们系统地研究了操作条件对EMF效能的影响,并定量评估了EMF对结垢控制的改善。总结并讨论了防垢机理,常规和最先进的表征方法以及潜在的实时监控技术。强调了EMF处理在化学品,运行和维护成本方面的经济利益。这篇综述为将来的EMF系统设计提供了指南,并指出了进一步提高EMF处理性能所需的研究。强调了EMF处理在化学品,运行和维护成本方面的经济利益。这篇综述为将来的EMF系统设计提供了指南,并指出了进一步提高EMF处理性能所需的研究。强调了EMF处理在化学品,运行和维护成本方面的经济利益。这篇综述为将来的EMF系统设计提供了指南,并指出了进一步提高EMF处理性能所需的研究。

更新日期:2020-06-01
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