循环水系统的“结垢难题”曾长期依赖化学药剂解决,河北科技工程职业技术大学的郭兆枫老师带领“除垢迎芯”团队在工业循环水阻垢研发中提出的全新理念,项目负责人刘冰同学表示:“与其用化学药剂‘杀死’水垢,不如用材料智慧‘引导’水分子自我调节。”团队发现合金释放的微电流能极化水分子,从源头阻止钙镁离子结晶成垢,且全程零污染、零能耗。首创“无磁、无电、无化学药剂”的合金阻垢滤芯,让工业水循环真正走进“绿色净化时代”。
图1 除垢装置结构形态图
传统工业循环水阻垢,仿佛一场“恶性循环”:投加化学药剂会产生二次污染,电磁设备则依赖持续能耗。而刘冰的创新,源于一次对金属特性的偶然发现——她注意到某种合金在水流中会产生特殊的微观电场,能干扰水垢结晶的“生长节奏”。此后3年,她带领团队反复优化合金成分与滤芯结构,最终实现“无磁、无电、无化学”突破:无需外接电源,不产生电磁辐射,更不向水体添加任何化学物质,仅通过材料本身的物理特性,就能长效阻止水垢生成。
图2 除垢原理图
图3 实验室中探讨技术难题
“每次看到化工厂堆积的阻垢剂废料,就觉得这不是长久之计。”学生时代的一次工厂实习,让项目负责人刘冰对化学阻垢剂的污染隐患印象深刻。传统方法虽能暂时防垢,却会导致水体富营养化、设备腐蚀,后期处理成本高昂。带着这份思考,她在在校期间学习相关知识领域,依托学校资源,组建除垢迎芯团队,搭建实验平台,带领团队筛选数十种金属元素,通过千余次配比实验,最终研发出特定配方的合金材质——当水流经滤芯时,合金释放的微电流能极化水分子,从源头阻止钙镁离子结晶成垢,且全程零污染、零能耗。
图4 项目负责人刘冰
图5 产品检测报告
目前,该滤芯已在3家大型工厂试点应用,不仅使循环水系统的阻垢效率提升至98%,还彻底省去化学药剂采购与废水处理成本,单厂年节约开支超500万元。“青年创新者的使命,就是把‘不可能’变成‘可持续’。”她的话里,藏着对工业绿色转型的坚定信念。某能源企业试用后的数据显示,设备检修周期从3个月延长至1年,水循环系统能耗下降75%。“青年一代搞环保创新,不能只盯着‘治理’,更要想着‘重构’。”她用这项技术证明,工业发展与生态保护,能在材料创新中找到完美平衡点。
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