浅谈微波法在污泥处理中的运用

专题研究ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴＶｏｌ．２３，Ｎｏ．１１，２０１６浅谈微波法在污泥处理中的运用向思琴（长沙市明德中学，湖南长沙４１０００８）摘要：微波法已经在通信、食品、木材、塑料和陶瓷等领域得到了广泛地应用，并取得了一定的效果。在科技不断发展的今天，微波法开始被逐步应用到了污泥处理中。主要针对微波法在污泥处理中的应用进展进行综述。关键词：微波法；污泥处理；应用进展ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１６．１１．１６５0引言微波就是指１ｍｍ到１ｍ波长的电磁波，具备反射、放射、干预和传送能量等特点。微波技术早期主要运用在通信方面。随后开始广泛地应用在食品、木材、塑料和陶瓷等方面。将其应用在环境治理和保护方面就少之又少了。近些年，微波具有的高效发热特点得到了人们广泛的关注，将其从传统的应用领域开始向着化学、原料和污染等方向研发利用。1微波原理传统的处理方式是通过加热来进行的。第一步先加热容器，产生的热量被容器传送到物体外表，物体外表再将热量传送到物体内部，使其能够达到产生热均衡的要求。为了要达到全部加热状态，需要较长时间来完成。传统的处理方式不可能达到完全的绝热密封状态，就会使热量流失。但是微波加热方法达到了完全密封要求，微波产生的热功率以光速到达物体的内部，有效及时地传递热能，减少了热损耗，完成了对物体内外的加热。由上可以看出，微波相比传统的加热方式具有加热快、效率高、低损耗等优点。微波加热时可以分为偶极子转动和离子传导两种转换为热能的方法。所谓的偶极子转动就是通过微波辐射带动物体内部分子之间互相碰撞形成热能。在通常情况下，物体内的负电荷分子处于无条理状态，物体若处于电场内，就会将其内部打乱重新进行布列，形成具有特定方向和有规律的极化分子。负电荷分子会随着电场频率交替变化而变化，当电场频率加快，负电荷分子也会随之加快，致使内部分子产生接触摩擦从而形成热能。通常微波电场频率可以达到１０８数量级，如此之高的负电荷分子会运转，会产生极高的热能，促使系统可以在较短时间内升到极高的温度。而离子传导是通过可分解的离子在电场中运转，其载体对离子造成阻滞而形成热能。2微波法在污泥治理的运用２．１工业污泥处理中的运用全世界范围内每年可以产生几十亿吨的工业污泥，其中我国就会产生１亿吨。利用传统的加热分离法，需要大量地去乳化添加剂，然后在进行埋藏，这样不仅会增加成本费用和资源，同时也会占用大量土地。美国的环保研发中心研究出利用微波法进行污泥脱油。将去乳化添加剂融入到污泥中，再利用微波辐射对其进行不间断照射，运用离心将固体、油、水分离出来，分离所得的固体可以回收再利用，水可以在清除添加剂后经处理使用。经过实验发现，此种方法比传统的脱油方法快了３０多倍，而产生的废弃物比传统的体积缩小了９０％，从而极大地减少了填埋固体的成本。微波脱油法也被应用到处理原油上。原油被开采时，将一部分油料乳液进行分离，而其中有５％为顽固性稳定乳液，这种乳液分离极难，只能将其进行填埋，日渐形成黑色沼泽。当今全球内这种沼泽有数千个，有的沼泽有几个足球场大，沼泽数量也在日益增加，形成严重的环境问题。美国原油回收公司利用微波脱油法将其成功分离，油料回收率高达９８％，剩余的固体体积极小，对填埋无大副作用。并且脱油设备体积小，便于携带，可以实现流动作业，此技术已经得到广泛地应用。２．２污水厂中污泥处理的运用城市污水形成的污泥量占总污水量体积的０．５％～１.０％，对于这些污泥需要及时有效地进行处理，才能保证污水处理厂正常运转。城市污水中污泥具有高含量的有机物，颗粒比较小，脱水难度大，是一种胶状的亲水化合物。经过浓缩后，污泥的含水量为９５％～９７％，并且体积大。为了达到要求，需要将污泥进行脱水和干化处理，传统的机械脱水法可以将含水量减少到７５％～８０％，但是传统的机械脱水需要预处置，使用较多的药液和能量，并且工艺极其繁杂，成本较高，所以利用微波法进行脱水开始运用到其中。与传统的相比，微波辐射直接作用于整个污泥，减少了机器设备的体积，增加了水分的蒸发量，并且不需要进行预处置且无污染。经实验研究发现，虽然各种有机物在经过微波辐射后有所下降，但是依旧可以作为有机肥料使用。现在普遍采用的方法是机械脱水与微波辐射相结合。若只采用微波辐射不进行机械脱水，不但增加了成本费用，其处理效果也不明显。采用两者相结合的方法，其成本在可接受范围内，效果显著，污泥中机械脱水的絮凝剂也得到减少，可以将其农用。实验表明，影响污泥含水量的因素设施微波功率、辐射时间和所使用的污泥量。同时利用微波辐射也可以将污水处理厂中的污泥制作成污泥活性炭，其脱色率高于商品活性炭。3结语微波法在污泥处理中所呈现的工艺简单、节能、低成本和效果好等优点，使其具有巨大的应用空间。但是微波技术相关的理论和实践还