微波污水處理技術的原理
微波污水處理技術是水處理領域中一場嶄新的革命，是一代具有突破性、創(chuàng)新性、廣譜性的水處理技術。微波化學污水處理技術不同于傳統(tǒng)的污水處理方法，微波對流體中的不同物質進行選擇性分子加熱；微波對流體中的吸波物質的物化反應具有強烈的催化作用；流體中的固相微粒在微波場中能迅速匯聚沉降與水分離；微波加熱是吸波物質分子直接加熱，所以廢水置于微波場中，不但溫升迅速，而且微波能量非常集中，在較低溫度下就能殺滅微生物；由于微波對流體的穿透作用，置于微波場中的流體表現(xiàn)為加熱非常均勻；由于流體中吸收微波能的物質分子可直接將微波能轉化成熱能，因此不會給被處理流體帶入任何新的污染物，而且節(jié)省綜合耗能。經(jīng)微波化學污水處理技術處理后的水，可全部再利用，從而實現(xiàn)污水處理工程的實用、高效、節(jié)能、環(huán)保、低運行費用。
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微波化學污水處理技術的基礎是“極性分子理論”。外加微波場可使這些極性分子因趨向作用而發(fā)生頻率極高的振蕩運動，消耗能量而發(fā)熱。在微波場中物質的吸波與否和吸波強弱，與該物質的電性質有關。實驗證明，在單位體積的物質內被吸收的（轉化為熱能損耗）微波功率Pa，與電場（磁場）強度E、物質的損耗角正切tgδ和頻率f成正比關系。物質在微波場中吸收的微波能全部轉化為熱能，所以Pa即為單位時間內在單位體積物質中產(chǎn)生的能量。tgδ值與該物質的介電常數(shù)、介電損耗相關的量，而物質的介電常數(shù)、介電損耗又與該物質當時的其它多種因素相關。
根據(jù)此“極性分子理論”，微波不僅可以加快化學反應，在一定條件下也能抑制反應的進行。除此之外，微波還可以改變反應的途徑。微波對化學反應的作用除了對反應加熱引起反應速率改變以外，還具有電磁場對反應分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應”。微波對反應的作用程度除了與反應類型有關外，還與微波的強度、頻率、調制方式及環(huán)境條件有關。此外，由于化學反應是一個非平衡系統(tǒng)，舊的物質在不斷消耗，新的物質在不斷生成，各相界面可能發(fā)生隨機的變化；與此同時系統(tǒng)的宏觀電磁特性也在發(fā)生變化，而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關。
然而，許多有機化合物都不直接明顯地吸收微波，但可以利用某種強烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質而誘發(fā)化學反應。利用這些“敏化劑”就可以在微波輻射下實現(xiàn)某些催化反應，這就是所謂微波誘導催化反應。高強度連續(xù)波微波輻射聚焦到某種“敏化劑”的表面，由于“敏化劑”表面點位與微波能的強烈相互作用，微波能將被轉變成熱能，從而使某些表面點位選擇性的被很快加熱至很高溫度（例如很容易超過1400℃）。盡管反應其中的水沒有明顯升溫，但已產(chǎn)生高溫高壓的作用，當水中的有機污染物與受激發(fā)的表面點位接觸時卻可發(fā)生反應。“敏化劑”的作用不僅僅在于把熱能聚焦，而且還可以借它與反應物和產(chǎn)物相互作用的選擇性而影響反應的進程。微波化學污水處理技術就是利用微波對化學反應的這些作用，對水中的污染物通過物理及化學作用進行降解、轉化，從而實現(xiàn)污水凈化的目的。此反應機理包括以下反應過程：
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1、微波能的化學作用：能夠極化水分子及有機化合物分子，使有機化合物與敏化劑之間形成過渡態(tài)產(chǎn)物，降低氧化和分解有害有機化合物所需要的活化能，使反應加速進行。
2、微波能的物理作用：能夠加熱和極化水及污染物分子，提高氧化和分解有害有機化合物所需要的反應條件，達到反應所需要的活化能。
3、能夠加熱和極化水及污染物分子，使絮凝劑與污染物之間形成的共聚物的沉淀反應更完全、更快速。
微波在處理水中污染物的同時，也能殺滅水中的細菌、藻類等微生物。其作用原理是由于微波輻射的熱效應，即微波輻射場照射生物體，引起生物體組織器官的加熱作用而產(chǎn)生的生理影響和抑制、傷害作用。組成細胞的極性分子在外加微波場的作用下升溫發(fā)熱，從而導致生物體細胞組織溫度升高。當微波功率密度較大，生物體產(chǎn)熱過多，超過了體溫調節(jié)能力，生物體的溫度平衡功能失調，體溫上升，于是生物體發(fā)生生理功能紊亂并發(fā)生病理變化，進而死亡。
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