微波化学污水处理技术介绍

Posted 2023-01-13 物质

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微波化学污水处理技术的基础是“极性分子理论”。外加微波场可使这些极性分子因趋向作用而发生频率极高的振荡运动，消耗能量而发热。在微波场中物质的吸波与否和吸波强弱，与该物质的电性质有关。实验证明，在单位体积的物质内被吸收的（转化为热能损耗）微波功率Pa，与电场（磁场）强度E、物质的损耗角正切tgδ和频率f成正比关系。物质在微波场中吸收的微波能全部转化为热能，所以Pa即为单位时间内在单位体积物质中产生的能量。tgδ值与该物质的介电常数、介电损耗相关的量，而物质的介电常数、介电损耗又与该物质当时的其它多种因素相关。

根据此“极性分子理论”，微波不仅可以加快化学反应，在一定条件下也能抑制反应的进行。除此之外，微波还可以改变反应的途径。微波对化学反应的作用除了对反应加热引起反应速率改变以外，还具有电磁场对反应分子间行为的直接作用而引起的所谓“非热效应”。微波对反应的作用程度除了与反应类型有关外，还与微波的强度、频率、调制方式及环境条件有关。此外，由于化学反应是一个非平衡系统，旧的物质在不断消耗，新的物质在不断生成，各界面可能发生随机的变化；与此同时系统的宏观电磁特性也在发生变化，而且在微波辐射下这种变化还与所用的微波紧密相关。

然而，许多有机化合物都不直接明显地吸收微波，但可以利用某种强烈吸收微波的“敏化剂”把微波能传给这些物质而诱发化学反应。利用这些“敏化剂”就可以在微波辐射下实现某些催化反应，这就是所谓微波诱导催化反应。高强度连续微波辐射聚焦到某种“敏化剂”的表面，由于“敏化剂”表面点位与微波能的强烈相互作用，微波能将被转变成热能，从而使某些表面点位选择性的被很快加热至很高温度（例如很容易超过1400℃）。尽管反应其中的水没有明显升温，但已产生高温高压的作用，当水中的有机污染物与受激发的表面点位接触时却可发生反应。“敏化剂”的作用不仅仅在于把热能聚焦，而且还可以借它与反应物和产物相互作用的选择性而影响反应的进程。微波化学污水处理技术就是利用微波对化学反应的这些作用，对水中的污染物通过物理及化学作用进行降解、转化，从而实现污水净化的目的。

微波是指波长为１mm～1m，频率为300MHz～300000MHz的电磁波，由于微波的频率很高，所以亦称为超高频电磁波。微波频段的具体划分见表1-1。

表1-1.　微波频段范围

频率范围／ MHz	波段	中心波长／ m	常用主频率／ MHz	波长／ m
890 ～ 940	L	0.330	915	0.328
2400 ～ 2500	S	0.122	2450	0.122
5725 ～ 5875	C	0.052	5800	0.052
22000 ～ 22250	K	0.014	22125	0.014

目前只有915MHz和2450MHz被广泛应用，在较高的两个频段还没有合适的大功率工业设备。2005年，我公司的第三代换代产品突破性地采用了脉冲微波，较第二代设备而言，单机电机功率由原来的20kw降至0.5kw，峰值功率由原来的17kw大幅提升至417kw，大大降低了电耗，这不得不说是一项历史性的突破。
微波化学污水处理技术在水处理领域内不是万能的，也不是唯一的方法，但因其可靠性、稳定性、先进性、突破性、广谱性和高效性等诸多优点，可以作为首选的水处理方法，它有其他传统的水处理方法无可比拟的优势：

1、工艺流程短，絮凝沉淀速度快，占地面积小。用微波化学污水处理技术日处理2400吨水的工程，总占地面积不到300m2，其中微波能水处理机组设备仅占地64 m2，约为普通活性污泥法处理工艺的1/6—1/10（传统方法总占地面积大于2000m2）。
杀菌灭藻能力强。微波对菌、藻类有高频穿透作用，杀伤能力极强，在短时间内杀灭微生物，有很强的杀菌灭藻功能，其中蓝藻在微波场中只需非常短的时间即由微细粒汇聚呈大颗粒变黄沉降与水分离。

2、适应性强，处理效率高。微波化学污水处理技术可广泛应用于市政污水、工业废水、小区中水回用等行业的水处理，可以作为任何工艺的一部分进行应用处理。微波化学污水处理技术可实现污水的持续再利用，出水可达标排放或再利用。。

3、该机组设备在运行中可以实现即开即停。由于该工艺的特殊性，在操作过程中可以实现随时开机停机，并且不影响出水效果，调节简单快捷。

4、实现工程小型分散化、设备化。当前的污水处理工程提倡向小型分散化和设备化发展，直接堵住污染源头，省掉城市建设中埋设庞大的地下长距离排污管道网。目前常规的污水处理工艺不但占地面积大，而且还需要建设庞大的市政排污管网工程，这样就要投入大量的资金，也为社会、国家以及城市建设埋下了巨大的隐患。微波化学污水处理技术无疑就是实现工程小型分散化、设备化最佳的选择，同其他水处理的成套设备相比有很大的优势。