微波化學(xué)污水處理技術(shù)原理
微波對(duì)流體中物質(zhì)進(jìn)行選擇性加熱，對(duì)吸波物質(zhì)有低溫催化作用；加速流體中固、液分離作用；低溫殺菌作用；均勻加熱功能；迅速升溫作用；不產(chǎn)生二次污染等。微波化學(xué)污水處理技術(shù)是水處理領(lǐng)域中一場(chǎng)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(shù)。微波化學(xué)污水處理技術(shù)不同于傳統(tǒng)的污水處理方法，它通過(guò)微波場(chǎng)對(duì)吸波物質(zhì)的選擇性加熱、低溫催化、快速穿透等功能，達(dá)到去污除濁殺菌的效果。經(jīng)微波化學(xué)污水處理技術(shù)處理后的水，可全部再利用，從而實(shí)現(xiàn)污水處理工程的實(shí)用、高效、節(jié)能、環(huán)保、低運(yùn)行費(fèi)用。
微波化學(xué)污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)是“極性分子理論”。外加微波場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，消耗能量而發(fā)熱。在微波場(chǎng)中物質(zhì)的吸波與否和吸波強(qiáng)弱，與該物質(zhì)的電性質(zhì)有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，在單位體積的物質(zhì)內(nèi)被吸收的（轉(zhuǎn)化為熱能損耗）微波功率Pa，與電場(chǎng)（磁場(chǎng)）強(qiáng)度E、物質(zhì)的損耗角正切tgδ和頻率f成正比關(guān)系。物質(zhì)在微波場(chǎng)中吸收的微波能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以Pa即為單位時(shí)間內(nèi)在單位體積物質(zhì)中產(chǎn)生的能量。tgδ值與該物質(zhì)的介電常數(shù)、介電損耗相關(guān)的量，而物質(zhì)的介電常數(shù)、介電損耗又與該物質(zhì)當(dāng)時(shí)的其它多種因素相關(guān)。
根據(jù)此“極性分子理論”，微波不僅可以加快化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下也能抑制反應(yīng)的進(jìn)行。除此之外，微波還可以改變反應(yīng)的途徑。微波對(duì)化學(xué)反應(yīng)的作用除了對(duì)反應(yīng)加熱引起反應(yīng)速率改變以外，還具有電磁場(chǎng)對(duì)反應(yīng)分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應(yīng)”。微波對(duì)反應(yīng)的作用程度除了與反應(yīng)類型有關(guān)外，還與微波的強(qiáng)度、頻率、調(diào)制方式及環(huán)境條件有關(guān)。此外，由于化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)非平衡系統(tǒng)，舊的物質(zhì)在不斷消耗，新的物質(zhì)在不斷生成，各界面可能發(fā)生隨機(jī)的變化；與此同時(shí)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(guān)。
然而，許多有機(jī)化合物都不直接明顯地吸收微波，但可以利用某種強(qiáng)烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質(zhì)而誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)。利用這些“敏化劑”就可以在微波輻射下實(shí)現(xiàn)某些催化反應(yīng)，這就是所謂微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)。高強(qiáng)度連續(xù)微波輻射聚焦到某種“敏化劑”的表面，由于“敏化劑”表面點(diǎn)位與微波能的強(qiáng)烈相互作用，微波能將被轉(zhuǎn)變成熱能，從而使某些表面點(diǎn)位選擇性的被很快加熱至很高溫度（例如很容易超過(guò)1400℃）。盡管反應(yīng)其中的水沒(méi)有明顯升溫，但已產(chǎn)生高溫高壓的作用，當(dāng)水中的有機(jī)污染物與受激發(fā)的表面點(diǎn)位接觸時(shí)卻可發(fā)生反應(yīng)。“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(yīng)物和產(chǎn)物相互作用的選擇性而影響反應(yīng)的進(jìn)程。微波化學(xué)污水處理技術(shù)就是利用微波對(duì)化學(xué)反應(yīng)的這些作用，對(duì)水中的污染物通過(guò)物理及化學(xué)作用進(jìn)行降解、轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)污水凈化的目的。此反應(yīng)機(jī)理包括以下反應(yīng)過(guò)程：
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微波在處理水中污染物的同時(shí)，也能殺滅水中的細(xì)菌、藻類等微生物。其作用原理是由于微波輻射的熱效應(yīng)，即微波輻射場(chǎng)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(xì)胞的極性分子在外加微波場(chǎng)的作用下升溫發(fā)熱，從而導(dǎo)致生物體細(xì)胞組織溫度升高。當(dāng)微波功率密度較大，生物體產(chǎn)熱過(guò)多，超過(guò)了體溫調(diào)節(jié)能力，生物體的溫度平衡功能失調(diào)，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(jìn)而死亡。
微波在微波污水處理工藝中的主要作用：
1、微波能的化學(xué)作用：能夠極化水分子及有機(jī)化合物分子，使有機(jī)化合物與敏化劑之間形成過(guò)渡態(tài)產(chǎn)物，降低氧化和分解有害有機(jī)化合物所需要的活化能，使反應(yīng)加速進(jìn)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(jī)化合物所需要的反應(yīng)條件，達(dá)到反應(yīng)所需要的活化能。
3、能夠加熱和催化水及污染物分子，使絮凝劑與污染物之間形成的積聚物的沉淀反應(yīng)更完全、更快速。
經(jīng)大量工程實(shí)踐證明：微波化學(xué)污水處理技術(shù)對(duì)水中污染物有顯著的去除效果。出水中的色度、硫化物、懸浮物、CODcr、BOD5、揮發(fā)酚和總磷等去除率在90％以上；出水中的氨氮和陰離子洗滌劑的去除率在75％和80％左右。沉降污泥中含有大量的磷（富集倍數(shù)為300倍左右），出泥量少，占出水量的3％左右。處理后檢測(cè)項(xiàng)目符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978－1996）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。另經(jīng)有關(guān)權(quán)威專業(yè)部門檢測(cè)，其微波漏能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，證明其對(duì)人體絕對(duì)安全可靠。微波化學(xué)污水處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)外無(wú)先例，處于世界先進(jìn)水平。
微波化學(xué)污水處理技術(shù)在治理江河湖泊，凈化水體，改善水資源生態(tài)環(huán)境方面獨(dú)具特點(diǎn)，可快速去污、高效殺菌，可靠除藻，達(dá)到去濁變清的目的，對(duì)水體不產(chǎn)生二次污染。將污水逐漸置換澄清，生成絮體物，快速沉降，覆蓋于底部污泥層上，防止水質(zhì)的進(jìn)一步惡化。為保護(hù)人類賴以生存的自然生態(tài)環(huán)境，徹底解決水資源問(wèn)題，保護(hù)我們的綠色家園，讓微波化學(xué)污水處理技術(shù)把不可能變成可能！
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