一. 太赫兹简介

"太赫兹"英文 THz，特指 1011~1013Hz 这个频段，波长在 30um 到 3mm 范围，介于微波与红外之间，因为人类对这个频段的认知最少，所以在科技界也称之为"太赫兹空隙" 。如今，世界各国开始投入 THz 的研发热潮。2004 年，美国政府将 THz 科技评为"改变未来世界的十大技术"之一；日本于 2005 年 1 月 8 日更是将 THz 技术列为"国家支柱十大重点战略目标"之首，举全国之力进行研发；我国政府在 2005 年 11 月专门召开了"香山科技会议"，邀请国内多位在THz研究领域有影响的院士专门讨论我国THz事业的发展方向，并制定了我国THz技术的发展规划，另外，美国、欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区政府、机构、企业、大学和研究机构纷纷投入到 THz 的研发热潮之中。

二．产品制作流程

1）首先勘察流体中水分子及水分子团，钙、镁、铁、碳酸根、硫酸根等类离子，有机物大分子等微观粒子的量子级振动信息，由特有的技术检测扫描，再用软件合成太赫兹振波波形。

2）从大量勘察信息中提取流体处理最常用的三百多组太赫兹振波，利用激光刻录技术加载，分别固化储存在不同的纳米模块组中。

3）把纳米模块组封装在合金金属中，在金属的外层涂装吸能薄膜。吸能薄膜吸收环境的低频光能（地球的热能有 60%是高频，40%是低频）供纳米模块组释放源源不断的太赫兹波。

4）太赫兹能量环卡装在流体管道外面，释放的太赫兹波穿过流体管道内壁，被流体吸收，进行一系列的处理作用。

三、设备外观结构及安装图例

为了便于使用安装，太赫兹能量环按照循环水管道的外径加工成对应的两个半圆环，使用时把两个半圆环往管路外径上一卡，用螺栓固定即可，无人值守。

外观结构

安装图例

四．工作原理

太赫兹能量环应用于循环水处理是由于太赫兹波完全被水吸收，切能够在水中迅速传播，另外凝聚态物质的声子频率和很多生物大分子的旋转及振动能级都处于太赫兹波段，太赫兹能量环就是利用太赫兹波的这一特性而开发的高科技产品。太赫兹能量环释放的太赫兹波被水吸收后起到两种作用：一是共振作用。水分子、水分子团和各种污垢的微观粒子接收太赫兹波后，与自身的振动波产生同频共振，在共振波的作用下，水的溶解能力增强；污垢的微观物理形态发生改变，如坚硬的变得松软，针状的变成圆形等等。二是干扰作用。菌藻等微生物在太赫兹波的干扰下，难以积聚繁殖成活，直至自然死亡。

注：绿色是人为施加的太赫兹波；蓝色是物质本身波；红色是中和后的波

在太赫兹波的长期作用下，管道及设备上的污垢逐渐瓦解脱落，而新形成的污垢，由于物理形状的变化，也不能再附着在管道和设备上，最终都被水流输送到过滤器或沉淀池，在排污的时候被排掉。

五、功效原理介绍

1、水的溶解能力增强管道中的水流经太赫兹能量环时，改善了水的活力，大分子团水接收太赫兹波，被振散为小分子团水；小分子团水接收太赫兹被振散为单个水分子；而单个水分子接收太赫兹波，在持续的共振之下，HO 键键能增加，从而使水的溶解能力增强，具有了强力的溶污能力。

2、清除设备上的盐垢并防止再生在水的压力、流速、温度的频繁变化过程中，水中溶解的矿物质将会发生化学和物理反应析出，沉淀并积累附着在容器和设备表面而形成垢。分子式变化如：

Ca2++CO3—CaCO3 ↓

Ca2++2(HCO3)—CaCO3 ↓+ CO2↑+ H2O

Mg2++2(HCO3)—MgCO3 ↓+ CO2↑+ H2O

无机盐虽然有部分结晶析出，但在太赫兹波的作用下，分子的振动能级及振动幅度提高，使其能摆脱分子间的范德华力，不会积聚形成大块的板结垢，只能在水中形成絮状的近球形软无机盐颗粒，在水流的作用下被带走，在水流稳定的位置沉淀下来或被过滤出来，从而达到持续阻垢的效果。

3、除锈防腐

管道及设备被腐蚀的原因主要是电化学反应形成的，形成铁锈的方程式如下：

Fe2+2OH-=Fe(OH)₂

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe(OH)3+nH2O=Fe2O3·nH2O+3H2O

水中的铁锈一般是三价氧化铁氧化不充分的产物，一般呈猩红色蜂窝状，多孔，利于氧气与氯离子深入氧化腐蚀。太赫兹能量环往水中输入太赫兹波后，在长期持续作用之下，起如下

作用：

1、由于破坏水中范德华力的原因，溶解于水中的氧气、氯气等产生腐蚀性的气体不能悬浮于水中，而是由于比重的原因漂浮到水面而挥发掉。

2、锈蚀物的微观粒子与活性水分子同频共振，可以使其逐步溶解剥离，变软如泥状，被水流带走，有效去除已经形成的腐蚀物和三价氧化铁锈块。

3、太赫兹声波激活水中的溶解氧原子和金属铁原子，共振使得氧化反应均匀，晶型致密，形成四氧化三铁，在金属表面形成薄薄致密的保护膜（钝化膜），类似纳米结构呈黑褐色。致密的钝化膜可以有效阻止氧气与氯离子深入，防止设备与管道的进一步氧化腐蚀，起到防腐缓蚀的作用。

4、抑制菌藻

菌藻的个体生命周期很短，单体生下来短时间就死了，主要依靠快速繁殖而扩大。太赫兹能量环输入的太赫兹波是菌藻的干扰波，杀死菌藻的原因如下：

1、太赫兹波的高频振荡使菌藻难以积聚，阻断了菌藻的繁殖通道，使水中的菌藻等微生物的繁殖愈加困难，从而可以逐步减少繁殖，使得菌藻难以爆发式扩散，直至自然死亡。

2、太赫兹波在菌藻的细胞壁制造纯水环境，由于浓度差的原因，水分子会渗透到细菌和水藻的孢子体内，破坏他们的生殖功能，甚至被水爆破死亡。死亡的菌藻尸体在与水分子的持续共振之下，失去了积聚粘连的基础，生物粘泥也就不会沾附于设备及管道的内表面，可以随水流分散流出，不再产生危害。

六、太赫兹能量环安装方案

1．简单清理管道外壁灰尘，进行绝缘保护处理，在管道外壁连续缠绕特制的绝缘胶带。

2．将太赫兹能量环套在缠有绝缘胶带的管道外壁，注意两半环方向一致，有凹槽的面为水流下游，顺着水流方向，用内六角将两半环连接紧密，用力适当，尽量使环内壁与管道接触紧密。

3．安装示意图如下：

4．注意事项：

1）安装点最好位于直管上，避开强磁场与强电场，否则会造成干扰。

2）太赫兹能量环安装好后要保持环境的干燥，不得有结露或潮湿，避免水珠水雾积结产品表面，更不能浸泡在水中。

3）在太赫兹能量环 10米以内不得电焊操作，如一定要电焊，须先拆下设备再进行作业。

七、部分业绩表

1． 某世界500强化工企业已有4个工厂安装。

客户于 2016 年 3月开始在冷却水系统安装，运行数据如下：

2．某化学品有限公司

客户有两个冷却循环水系统，分别于 2014 年 4 月份及 2015 年 2 月份安装太赫兹能量环，并分别于 2014 年 11 月份与 2015 年 2 月份停止添加阻垢缓蚀剂，至今所有数据指标符合其内部的国际控制标准。

据该工厂核算，仅节省的阻垢缓蚀剂费用，可以三年内收太赫兹能量环的一次性投资。

3、某石化工厂（上海工厂）

客户的换热器位于五楼因为位置高流速慢，虽然每天添加阻垢缓蚀剂与杀菌灭藻剂，但依然存在结垢生锈现象，也有生物粘泥淤积（菌藻尸体），影响生产工艺与产品质量的稳定。工厂每年两次停机检修，人工除掉垢锈与生物粘泥。

2013 年 7 月天气变热的时候，客户加装了一套设备，一个月后在停机检修时查验初步效果。认可初步有效后又连续运行了 8 个月，到第二年 4 月份停机检修时打开验证，与以前的拍照情况进行对比，改善十分明显，如图：

加装以前横梁部分被垢锈完全遮盖看不见，列管及管壁垢锈与生物粘泥很多。加装 1个月后横梁部分露出可见，管壁生物粘泥基本清除，列管垢锈大大减少。加装 8个月后横梁与列管部分区域露出金属本色；管壁生物粘泥基本不见，没有任何新垢生成，红锈老垢也明显减少；发亮部分已经开始形成钝化膜，能够阻止氧气深入不再有氧化腐蚀。

4．某 胶膜加工厂

客户 胶膜生产时需要冷却循环水降温，2013 年前因为垢锈菌藻问题，工艺温度不稳定导致生产质量也不稳定。尤其是夏天外界温度升高时，胶膜最关键的质量指标收缩率也逐步恶化（升高）。2013 年 7 月份加装使用以后，收缩率指标逐步降低并稳定在较低的水平。随着 客户胶膜质量的稳定改善，他们从以前销售排名的前十名之外，逐步进入销售前三名，质量也在 2014 年登上第一名的宝座至今。

5、某中石化炼油厂

客户的一个油温冷却换热器年久老化，虽然每天添加阻垢缓蚀剂与杀菌灭藻剂，但一到夏天垢锈菌藻就很严重，导致油温降不下来，紧急时候需要外部高压水降温，甚至每年都要停机几次进行人工清理。2013 年 8 月份天气最热时加装，运行至今两年多，油温一直保持在标准以下，而且再也没有进行紧急外部高压水降温，也没有进行停机检修，不再需要人工清理，当时一次性投资的9.45 万元也已经全部收回。

6．某热电厂

客户于 2013 年 4 月份在冷却循环水出水泵两个管道外面加装两个 24 英寸的 THZ 水处理设备。随后几个月从下图数据及曲线可以明显看出，碳钢腐蚀率与黄铜腐蚀率逐步下降到国家允许标准之内。从 2013 年 11 月份开始降低药剂添加量，因为药剂控制不稳定，药剂减少幅度在 15~50%之间浮动，后期几个月从上图也可以看到，腐蚀率继续下降到更加安全的数值范围。

效果分析：

一年来的数据证明药量减少 50%以上，可以确保腐蚀率不比原来差，而且数据曲线显示出可以减少更多药剂的可行性。按照平均年度加药费用 60 万元左右来计算，加装 THZ 水处理设备至少可以年节约 30 万以上的药剂费用，如果算上水费与维护保养费用的节省，投入产出比将更加显著。