微波技术在水处理领域的应用

市政与测绘工程学院市政与测绘工程学院《水处理新技术、新工艺与设备》《水处理新技术、新工艺与设备》课程论文课程论文论文题目微波技术在水处理领域的应用姓名专业给水排水工程班级0902202学号23指导老师论文成绩微波技术在水处理领域的应用微波技术在水处理领域的应用摘要摘要:对当前微波辐射技术在水处理领域的应用和研究状况进行了综述,着重介绍了微波加热原理与特点及在水处理领域的应用,讨论了应用中存在的一些问题,并展望了微波技术在水处理领域的应用前景。关键词关键词:微波;水处理;活性炭吸附法;微波消解ApplicationofMicrowaveTechnologytotheWaterTreatmentAbstract:thecurrentmicrowaveradiationtechnologyinwatertreatmentfieldofapplicationandresearchstatusarereviewed,mainlyintroducestheprincipleandcharacteristicsofmicrowaveheatingandtheapplicationofwatertreatment,anddiscussestheproblemsinapplication,andlooksforwardtothemicrowavetechnologyinwatertreatmentfieldapplicationprospect.Keywords:microwave;Watertreatment;Activatedcarbonadsorptionmethod;Microwavedigestion传统的废水处理方法如混凝沉降法、气浮法、活性污泥法等,虽然工艺成熟但处理效果不理想,存在二次污染,特别是不能有效地降低污染物浓度和去除水中的生物难降解有机污染物。采用其它物理、化学方法的多种途径处理废水,工艺复杂、处理费用较高,只有在相当苛刻的条件下,化学氧化法才有可能使出水浓度达到一级排放标准;而吸附法的效果稳定可靠,但对于吸附了污染物的吸附剂的处理问题尚未完全解决,且再生后疏松,易碎。近十几年来,人们注意到微波在环保领域的应用,具有快速高效、操作简单、省时节能、成本低的特点,在大气、废水、固体废物处理及环境监测方面有很大的潜力。本文介绍了微波的加热原理与特点及在水处理领域的应用。1、微波加热原理与特点微波加热原理与特点微波是指波长为1mm~1m,频率从300MHz-300GHz超高频电磁波。微波加热常采用的频率2450MHz,对应波长为12.24cm。一般来说,介质在微波场中的加热有两种机理,即离子传导和偶极子转动。在微波加热的实际应用中,两种机理的微波能耗散同时存在。离子传导是电磁场中可离解离子的导电移动,由于介质对离子的阻碍而产生热效应[1~3]。介质是由许多一端带正电,一端带负电的分子(或偶极子)组成。如果将介质放在两块金属板之间,当交流电加到金属板上,介质中的偶极子也相应快速摆动。由于分子的热运动和相邻分子的相互作用,使偶极子随外加电场方向的改变而作规则摆动时受到干扰和阻碍,产生了类似摩擦的作用,使杂乱无章运动的分子获得能量,以热的形式表现出来,介质的温度也随之升高。微波加热是利用介质的介电损耗而发热，在极短的时间内使介质分子达到极化状态,加剧分子的运动与碰撞。由于电磁能量是以波的形式辐射到介质内部,内外同时加热,加热无滞后效应,所以体系受热均匀。2、微波技术在水处理领域的应用微波技术在水处理领域的应用将微波辐射技术取代传统的加热的方法用于消除有机污染物是20世纪80年代后期兴起的一项新技术,微波加热具有不需传热、内外同热、没有热传递过程的热损失,与传统加热法相比,微波加热的特点是快速、高效、不污染环境。微波处理废水中的污染物有两种方法:一种是活性炭吸附法,另一种是直接辐射法。2.2.1活性炭吸附法活性炭吸附法活性炭吸附技术用于医药、化工及食品工业等方面,在国内外已有多年的历史,由于活性炭能有效的去除污水中大部分的有机物。因此,在20世纪60年代初,欧美各国开始大量使用活性炭吸附法处理城市饮用水和工业废水,到目前已经成为城市污水和工业废水深度处理和污染水源净化的有效手段。活性炭吸附法是指先将污染物吸附到活性炭表面,然后置于微波场中辐射,使污染物降解,同时使活性炭再生并有利于有机物的消解和回收利用。G.Chih[4]等人采用低能度的微波辐射,对污水中吸附在粒状活性炭表面的有机毒物三氯乙烯、二甲苯、萘以及碳氢化合物等进行解吸和消解,其最终分解率达到100%,处理后的水质长期保持稳定。邹宗柏[5]等人利用微波辐射吸附磺基水杨酸污染物的活性炭去除废水中污染物。实验表明:对废水中磺基水杨酸的去除率可达97.4%。王金成[6]等人在活性炭