微波化学技术在污水处理中的应用

在小试试验基础上开发了一套用于修复高浓度石油污染土壤的集成设备，并对溶剂萃取单元、溶剂－土壤分离单元、溶剂再生单元工艺进行了优化设计，其物化脱油率达７０％以上。

该技术通过对于高效物理化学脱附和洗脱技术的集成和改进，实现石油污染物的快速去除，回收具有经济价值的原油，同时将污染物的浓度降低至适于微生物降解的范围，在此基础上利用微生物技术进一步加强污染物的去除，达到修复目标。

该修复技术基于化工分离技术，实现了化学工程和环境学科的交叉，可适用于高浓度油污染土壤和工业场地高浓度污染土壤，应用前景广阔。

具有很好的创新性：①工艺创新：以化学工程技术为基础的高效溶剂萃取、溶剂脱附方法和油－剂分离闪蒸技术；②设备创新：研制了物化修复成套集成设备，能够有效修复高浓度石油污染土壤并实现回收石油的资源化利用。

微波光化学在工业废水处理中的应用余　江，张　丹，郭伟楠，高淑靖，罗　媛，袁玲玲（北京化工大学化工学院环境催化与分离过程研究组，北京１０００２９）摘　要：石油化工、生物化工、制药以及食品等行业是国民经济发展的支柱性产业，随着各行业的快速发展，高浓度工业有机废水成为引发水体严重污染、生态环境恶化、威胁人体健康的主要污染源之一。

工业有机废水具有污染物含量高、水量少、毒性大、排放点分散以及含盐量大的特点，使得常规物理化学和生化处理方法难以或无法满足净化处理的技术及经济要求，结果工业有机废水并没有因为其初始水量少而减少对环境的严重污染。

目前普遍采取几倍、十几倍乃至几十倍地稀释原水，然后再物化－生化联合处理达标排放。

如此，既浪费了大量的宝贵清洁水源，又导致废水处理量急剧增加，企业负担随之加重。

因此，发展高效物化处理技术，提高工业废水的可生化性和深度处理效率，实现高浓度高毒性工业有机废水的达标排放或循环利用已成为亟待解决的重要难题之一。

催化氧化技术是解决有机化工废水污染物浓度高、毒性大、可生化性差的一项热点技术，其中光催化氧化法更是其中的代表。

微波化学高级氧化技术及在水处理中的应用探讨摘要：本文先介绍微波技术的来源，之后再分析微波技术的概念和其他内容，并在之后配合分析国内外微波技术的研究进展。

并有效地介绍微波化学高级氧化技术在水处理中的应用探讨。

关键词：微波技术；高级氧化技术；水处理技术；应用策略引言：从20世纪30年代兴起的微波技术最初被应用于通讯领域，后来又被应用于化学领域，最终，微波化学高级氧化技术成为了一种新的领域。

从内容看，微波化学领域是微波和化学科目相互结合形成的一个新型科目。

微波在使用的过程中会发挥其独特的优势，并在之后形成一种新的领域[1]。

本文结合实际案例分析微波化学高级氧化技术和水处理过程中的应用策略。

1.研究背景化学法水处理技术就是能够通过运用化学方法来除去工业废水中存在的残余污染因子，并让污水达到排放标准。

目前，包括电渗析、电化学和光化学等方法都是非常常用的化学处理法。

虽然很多专家都在对高级氧化技术进行广泛的研究，但是这些方法大多数都是为了能够降解一些有机的毒废水，内部的氧化剂并没有能够得以有效地利用，处理的成本也很高。

但是，微波处理技术已经在最近几十年的环保行业广泛地发展而出。

微波本身属于一种电磁能。

在运作的过程中，主要可以运用离子迁移技术和偶极子转动技术来引发分子的运动。

但是在运动的过程中并不能够引发分子结构的变化。

2.微波化学的概念和发展现状2.1微波化学的概念微波技术在使用的过程中可以对无机化工的发展有很大的指导作用。

且在使用的过程中不仅反应的速度非常快，而且能源消耗也较低。

如果单纯地采用传统的溶剂反应，不仅耗材多，且耗费的时间比较长，且容易产生很大的污染[2]。

但是，如果单独采用微波处理的技术，不仅污染和试剂的用量都比较少，而且热效率也较高，加热的速度也较快。

业内经常将微波化学称为“绿色提取工艺”。

目前，微波化学已经被广泛地运用于各个行业，并对社会的发展有很好的作用。

2.2微波化学的发展现状微波虽然从20世纪30年代就已经兴起，但是只是在通信和电视方面被广泛地应用。

微波化学技术在废水处理中的运用分析摘要：微波技术始于1930年代，最初应用于通信领域。

之后有专家和学者将其导入了化学技术领域，逐渐形成了微波化学的新领域。

微波化学是将微波应用于化学研究中的新的前沿学课题，是相关工作人员根据微波场的物质特性和相互作用机理上逐渐演变而来的。

为了实现微波更好的功能，人们逐渐在越来越多的领域开始应用微波化学技术，废水处理就是其中非常重要的一个领域。

基于此，本文对微波化学技术在废水处理中的运用展开了分析和探讨，仅供参考。

关键词：微波化学技术；废水处理；应用研究前言微波技术始于1930年代，最初应用于通信和雷达领域。

微波具有高发热效率、高速快捷、节能以及省电的特性，不会产生热源与加热材料的直接接触，实际应用过程中能够实施选择性加热，简易控制，其优点是不断反映在社会和开发者进步中的科技。

到1940年代，微波技术在食品加工、有机合成、中药提取、无机生产技术、环保与分析等领域中得以被广泛应用。

近几十年，人们在环保领域开始注意到微波的潜在应用。

废水、废气、固体废弃物处理和环境监测成功开始应用微波化学技术。

这种技术在环保领域有着广泛的应用前景。

本文对微波能源应用技术的开发方向进行了展望，旨在进一步推动微波化学技术的发展。

1微波加热的机理和特点大自然的大部分物质是由极性分子和非极性的分子共同构成的。

通常情况下，极性分子以自然状态和无秩序状态运行排列，不过当其处于电场或者磁场中时，会出现一定程度的位移。

正电近于负电，负电近于正电。

微波状态下分子运行状况非常迅捷，这样其就会在在短期限内形成较高的热量。

微波化学技术指的是选择使用微波的这种效应来讲微波能传递给废水中的污染物，并促使其产生化学反应，从而使得废水中的一些有害物质进行快速降解和转化，实现废物分离，最终实现处理废水的目的。

从某种程度上来讲，该技术的应用是废水处理中的一种新的革命。

2微波加速化学反应的机理目前，关于微波化学技术的反应机理有两种意见：微波可以加速很多化学反应。

废水微波处理技术一、微波能在废水处理中的应用废水包括了生活废水和工业废水。

废水中的污染物按种类大致可分为：固体污染物、需氧污染物、营养性污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油类污染物、生物污染物、感官性污染物和热污染物等；污染物按形态可分为固态、液态和气态等。

污水处理的任务是将这些污染物采用物理、化学或生物的方法转化成无害的固态汇聚物与易挥发的气态物与水分离。

1、现行工业化废水处理方法废水处理方法按对污染物实施的作用不同，可分为两大类，一类是通过各种外力的作用，把有害物从废水中分离出来，称为分离法；另一类是通过化学或生化作用，使其转化为无害的物质或可分离的物质，后者再经过分离予以除去，称为转化法。

按处理原理不同，将处理方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法四类。

（1）分离法废水中的污染物存在形态的多样性和物化特性的各异性，决定了分离方法的多样性。

如表一分离法分类（2）转化法转化法可分为化学转化法和生化转化法两类。

现代废水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。

一级处理，主要是通过筛滤、沉淀等物理方法对废水进行预处理，目的是除去废水中的悬浮固体和漂浮物，为二级处理做准备。

经一级处理的废水，其BOD一般只能除去30%左右；二级处理，主要是采用各种生物的方法处理，其目的是除去废水中的呈胶体和溶解状态的有机污染物。

经二级处理后的废水，其BOD除去率可达90%以上，处理水可达标排放；三级处理，是在一级、二级处理的基础上，对难降解的有机物、磷、氮等营养性物质，进一步处理。

方法有混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等。

由于废水中的污染物成份相当复杂，往往需要同时采用几种方法的组合流程，才能达到处理要求。

对于某种废水，要根据该种废水的水质、水量及其中有价物质回收再利用的可能性，经过比较后，才能决定采用哪几种方法的组合。

上述处理法，无论采用哪几种方法的组合，其共同存在的缺点是：①工艺流程长、废水处理过程中物化反应进程缓、废水处理设施庞大、占地面积大；②废水只能集中处理，对于城市废水而言，地下排污管网工程庞大，必然造成废水处理工程总投资巨大；③处理后的水质不稳定，对难降解的可溶性有机物、磷、氮等营养性物质处理不彻底，对某些工业废水如造纸废液等无能为力且运行综合费用高。

介绍“微波化学”在水处理工艺中的作用微波化学是研究在化学中应用微波的一门新兴的前沿交叉学科。

它是在人们对微波场中物质的特性及其相互作用的深入研究基础上发展起来的。

那么“微波化学”技术在污水处理工艺中到底有什么作用呢？微波对流体中物质进行选择性加热，对吸波物质有低温催化作用；加速流体中固、液分离作用；低温杀菌作用；均匀加热功能；迅速升温作用；不产生二次污染等。

微波化学污水处理技术是水处理领域中一场崭新的革命，是一代具有突破性、创新性、广谱性的水处理技术。

微波化学污水处理技术不同于传统的污水处理方法，它通过微波场对吸波物质的选择性加热、低温催化、快速穿透等功能，达到去污除浊杀菌的效果。

经微波化学污水处理技术处理后的水，可全部再利用，从而实现污水处理工程的实用、高效、节能、环保、低运行费用。

微波化学是研究在化学中应用微波的一门新兴的前沿交叉学科。

它是在人们对微波场中物质的特性及其相互作用的深入研究基础上发展起来的。

因此也可以说微波化学是根据电磁场和电磁波理论、电介质物理理论、凝聚态物理理论、等离子体物理理论、物质结构理论和化学原理，利用现代微波技术来研究物质在微波场作用下的物理和化学行为的一门科学。

多数化学反应需要能量，通常是热能，微波既然能快速烹调食品，因此不言而喻也能加速反应，这只是早期的看法。

实际上微波能不仅提供了一种快速高效的加热方法，而且在很多化学过程中呈现出无法用热能解释的效应，从此吸引了大批科技工作者从事这一领域的开发与研究，微波化学这一交叉学科也就自然地诞生了。

早在六十年代后期，美国麻省理工学院就曾对微波能在化学中的应用作了不少研究，微波化学研究在我国起步并不太晚，中国科学院、兰州化物所、吉林大学、云南大学、兰州大学、四川大学等，在微波等离子体化学和微波合成及反应化学方面的研究都起步较早，并取得过有影响的成果。

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。

微波技术在污水处理中的运用摘要阐述了微波技术应用于污水处理领域的理论基础，分析并总结了污水处理领域应用微波技术的研究现状，对微波技术未来的发展与应用前景进行了展望。

关键词微波；污水处理；污泥处理１引言微波通常是指波长在１ｍｍ～１ｍ的特殊电磁波［１］，微波的频率为３００ＭＨｚ～３００ＧＨｚ，民用微波的频率通常在９１５～２４５０ＭＨｚ之间，而一般９１５ＭＨｚ为工业上使用的频率。

近年来，微波技术的发展使得其被广泛应用于环境污染治理领域，特别是在污水治理领域的研究有了很大的突破，同时在环境监测等方面获得了大量的研究结果。

微波自身的选择性快速加热、无二次污染的特点使得其可以与其他污水处理技术良好的结合，所以微波应用于污水处理领域成为了人们关注的热点。

２微波的化学理论基础２．１微波的热效应通常利用微波加热介质是基于两种机理，这两种机理分别是离子传导和偶极子转动［２］。

在微波加热介质的过程中，一般这两种机理产生的微波加热效应同时存在。

介质中的可离解的离子在电磁场中移动会形成电流，介质本身会对离子产生阻碍，从而会产生热效应，这就是微波的离子传导产热机理［３，４］。

微波离子传导产生的热效应大小与介质本身的离子浓度以及迁移率相关。

若介质本身是由许多一端带正电，一端带负电的分子或偶极子组成的，则其会随外加电场方向的改变而不断的作摆动，此时，受到分子热运动的干扰和阻碍，介质中会产生了类似摩擦的作用，就会使得介质内部的分子获得能量，介质内部分子能量提高后，介质宏观表现的温度也随之升高，这就是微波产生的偶极子转动加热现象的机理。

偶极子加热的效率通常由介质的弛豫时间以及介质本身的粘度和温度决定［５］。

综合来看，微波加热介质的机理就是通过介质的介电损耗而发热，从而可以使介质内部的分子在短时间达到极化状态，并且会加剧介质内部分子的运动与碰撞，增加介质内部分子的动能。

由于电磁能量是通过波的形式辐射到介质内部，在利用微波加热介质时，介质的内外会同时被加热，所以被加热的过程中介质的内外受热均匀，这是微波加热最显著的特点及优点。