臭氧产生的原因和保护膜的形成

  臭氧产生的基本方法是，依靠外力把氧气分解，包括电化学法、光化学法、原子辐射法、电晕放电法等。这些方法都是在空气中产生臭氧，但是这些方法的主要目的是给氧气施加外力使氧分子分解成单个的氧原子，然后和氧分子结合成臭氧。臭氧极不稳定。那么在水体中，当水流经高压静电场的时候，水体中的氧气也受到了电场的影响，接收了电场的能量，受到了电场施加的外力，水体中溶解的氧气中就会有微量的氧气被分解成单个的氧原子，和水体中的氧气结合成微量的臭氧。在生活中，包括电视机、电脑屏幕等等，都会产生微量的臭氧，主要是氧气受到电场等外力影响，氧气被分解成原子的缘故而产生出臭氧的。

由于臭氧具有很强的氧化能力，能在设备无垢的内壁生成几微米的致密氧化层，因此能极大的延缓系统的腐蚀的主要原因。

金属的电极电位系列

每一种金属都有自己的电极电位，其基本规律为：原子质量轻的电位低；原子质量重的电位高，轻的如锂、铝等，重的如铂、金、汞等。人们利用物质的这种电极电位差可以做很多事，最熟悉的莫过于电池了，用碳棒做芯，用锌做外皮，中间加上电解液我们就能做出1.5v的电池，同理，用锂和铜我们也能做出手机用的锂电池。

同一块金属由于其不可避免的金相结构缺陷，也会有微小的电位差别，这也是金属发生腐蚀的主要原因。

电位（电压）的相对性

为了直观地解释这个问题，我们用二节1.5v的电池来描述。

如图一

两节电池串连后的电压为3v，当中点电压是多少呢？是“+”还是“－”呢？这就看你怎么用了，如果你是用第一节的电压，那这一点就是“－”的，如果你是用第二节的电压，那这点就是“+”的。如果我还是用3v电，将当中一点接地（接地的概念后面再说），那这一点在电子学上称为“悬浮地”，即不是真正的“地”，因还有第二节的负极比这点更“地”需要指出的是：“电子学”上的“地”与负极是一致的，电工学上的“地”是指真正的大地。

还有一个事情很能说明“相对电位”的作用；电工在带电修理架空高压输电线时，将自己盛在一个绝缘的篮子里，慢慢升至50kv的高压线上进行修理，此时其身上也带有50kv的高压，与高压线相对电压为“零”故不会触电。

有了以上“电极电位”及“相对电位”的一般理解，我们就可以接下去进行讨论了。

在讨论前，我们有必要了解一些物质构成的最小单位——原子的一些基本知识；简单地说，原子是由原子核与其外围作圆周运动的电子两部分组成，原子核带正电，而外围电子带负电，两相抵消，故正常原子呈中性，如图四

  如某种原因，外围电子逃逸了一些，原子就是正电性，这种原子就称为正离子，反之原子核捕获了其他自由电子，原子就呈负电性，这样的原子就称为负离子。原子何时释放电子，何时捕获电子基本是由原子核的能量决定的，原子核的能量强就能更多地捕获自由电子，反之，原子核的能量弱则外围电子容易逃逸。这就像地球与太阳的关系相似，如果太阳的质量（能量）不像现在这样大，地球的轨道会比现在离太阳更远一些，也更容易脱离太阳的引力。

高压静电水处理器放置在循环冷却水中的棒体将高压静电场传递到水体中，这时水体发生了两个主要变化：一是，水偶极子（有极性的分子称为偶极子）呈整齐的链状排列；二是，水体总体电位的提高。

水体电位的提高主要表现在组成水分子原子的原子核正极性加强，虽然水中的溶解离子也同时得到了加强，但由于水体占有绝对的质量优势，故静电场的能量绝大部分被水体接收，千千万万的水分子由于位能的提高，有力地阻止了水中溶解离子及自由电子的各种运动。这意味着，它们与其他物质生成各种化合物的可能性降低。

使用高压静电水处理器时设备接地的重要性:

电工学上的接地是指接大地。工矿企业都有专门的接地线，所有的设备都通过接地线接地，其有两个主要功能：

1.保证生产人员及设备的安全。设备一般都带有380V的动力装置，一旦漏电或遭雷击，电流会沿接地线导入大地从而保护了操作人员及设备的安全。

2.防止静电的积聚，管道内的流动物体，会产生静电，静电积累至一定程度会产生放电这可能引起火灾及生产事故。

对应用高压静电水处理器的设备来说接地尤为重要，其原因主要为，如被保护设备接地不良，就不能保证水体电位总是高于设备。我们假设一个不接地的热交换器，在使用高压静电水处理器时的情况：由于其不接地，整个设备被水电位慢慢提高，终于达到了和水电位一样的水平，这时它们的相对电位为“零”，对于防腐和除垢来说效率下降。笔者这里说的是极端现象，在实际情况中，没有设备是不坐落在地上的，所以更多的情况是“接地不良”。接地不良就像笔者前面谈到的二节电池一样，设备成了“悬浮地”，这相对降低了高压静电水处理器的效率。所以被保护设备可靠接地是保证高压静电水处理器处理效果的重要条件之一。

高压静电场使循环水达到阻垢、除垢、缓蚀、杀菌、灭藻的原理：

按照水分子具有极性的特性，自然状态下的水分子是无序排列的，但在高压静电场中，水分子则会发生有规则的排列。利用这一原理和设备，可将水体中的阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺）、阴离子（ Cl^-和SO₄^2-）包围起来，阻止其化学反应的发生，并且在水分子和设备间形成电位差，束缚离子向设备聚集的能力，起到阻止结垢的作用。通俗点说即相当于增加了循环水的溶解度，可以溶解更多钙镁离子，使其以离子形式存在在水中，而不是以分子形式。

在高压静电场中水垢分子间的电子结合力能得到破坏，改变了其晶体结构，促使其疏松，并加大水分子的偶极距，增强与盐类分子的水合能力，使水垢逐渐剥蚀、脱落。通俗说就是水分子的活性增加后，渗透能力加强，此时循环水有能力渗透到已经结成的硬垢中，使硬垢逐渐疏松。

在高压静电场的作用下，水体中还能生成一定量的臭氧（O₃），臭氧具有很强的氧化能力，能在设备无垢的内壁生成几微米的致密氧化层，能极大的延缓系统的腐蚀。

臭氧还具有很强的杀灭微生物的作用，比氯快600-3000倍，能迅速杀灭微生物，高压静电场还改变了水中衍生的细菌和藻类的生物场，抑制其代谢能力，在这些综合作用下，能迅速有效的杀灭水体中的微生物。除了臭氧的作用外，由于高压静电场改变了循环水的电位，也就相当于改变了细菌藻类的生存环境，使细菌藻类不容易存活、更不容易大量繁殖。