微波催化降解有機(jī)廢水的技術(shù)及原理

田方圓

遼寧大學(xué)環(huán)境學(xué)院2014級環(huán)境科學(xué)

微波催化降解有機(jī)廢水的技術(shù)及原理

田方圓

遼寧大學(xué)環(huán)境學(xué)院2014級環(huán)境科學(xué)

當(dāng)代社會，廢水處理越來越引起人們的關(guān)注。有機(jī)廢水占據(jù)了我國廢水排放總量的很大一部分，有機(jī)廢水的直接排放導(dǎo)致我國環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。最近高級氧化技術(shù)在逐漸興起，其中的微波降解有機(jī)廢水的技術(shù)越來越引起人們的重視。由于微波技術(shù)處理廢水時間短，降解徹底并且不對環(huán)境造成二次污染。

微波；廢水；處理

1 微波及作用機(jī)理

1.1 微波定義

電磁波是一種發(fā)射波，由電場和磁場交替作用產(chǎn)生，主要分為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X及伽馬射線，無線電波分為長波、中波、短波、超短波及微波。微波頻率范圍為0.3Hz～300GHz，波長范圍為1mm～1m，目前我國微波使用頻率主要為915MHz和2.45 GHz。

1.2 作用機(jī)理

微波作為電磁波,在其傳播過程中，遇到物質(zhì)時會發(fā)生反射、吸收等作用，反射的電磁波主要會對空間造成電磁污染，吸收的電磁波主要通過熱效應(yīng)、電阻及電磁效應(yīng)、化學(xué)能級變化等實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，目前微波技術(shù)應(yīng)用于各行各業(yè)的干燥、裂解、消毒、殺菌、降解等，其作用機(jī)理主要分為分子內(nèi)部能級變化和水分子高速的激烈振蕩或反復(fù)運動引起熱效應(yīng)兩種，能級轉(zhuǎn)動變化可以通過量子力學(xué)理論解釋或描述，熱效應(yīng)可以通過微觀粒子的運動來解釋。目前，微波的化學(xué)作用是否由能級變化等非熱效應(yīng)還是由熱效應(yīng)引起，存在著一定的爭議，但是大部分的實驗可以解釋其作用主要是熱效應(yīng)，因此，本位對微波作用的定位為熱效應(yīng)作用。

2 有機(jī)廢水的危害及性質(zhì)

2.1 染料廢水的危害

隨著社會發(fā)展，人們的生活中充滿了五彩繽紛的顏色，每年有成千上萬種染料使用，其中有機(jī)染料是市場上使用最多的一種。染料在工業(yè)和生活中起到了重要的作用，其主要應(yīng)用于紡織品、橡膠、食品、皮革等領(lǐng)域。我國作為染料大國，2012年生產(chǎn)總量已達(dá)到世界總產(chǎn)量的60%以上。染料工業(yè)在為我國經(jīng)濟(jì)帶來快速發(fā)展的同時，也給我們帶來了嚴(yán)重污染，在染料生產(chǎn)過程中，其產(chǎn)生的廢水中含量約12%污染物質(zhì)，廢水排放需要經(jīng)過處理，但是許多企業(yè)在沒有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求下，偷偷的將廢水進(jìn)行排放，對水體造成了嚴(yán)重的污染。

2.2 農(nóng)藥廢水的危害

隨著中國人口的上漲，糧食的需求量也日益增加。因此，現(xiàn)在農(nóng)田當(dāng)中在大量使用農(nóng)藥。農(nóng)藥殘留性強(qiáng)，進(jìn)入地下水體之中后，很難在自然系統(tǒng)中被降解。農(nóng)藥種類多，其中最長使用的有機(jī)磷農(nóng)藥。其常常被使用的原因有，使用過程簡單和方便，而且對植物作用效率比其他農(nóng)藥高。因此，有機(jī)磷農(nóng)藥被使用多而且范圍廣。

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及發(fā)展的不斷推進(jìn)，農(nóng)副產(chǎn)品都會被噴灑農(nóng)藥，在農(nóng)產(chǎn)品生長過程中排出的廢水就是農(nóng)藥廢水，這一部分是少量的，還有就是農(nóng)藥廠生產(chǎn)農(nóng)藥過程中排出的廢水占絕大一部分。農(nóng)藥廢水水質(zhì)水量相對比較不穩(wěn)定，主要有含苯廢水、含有機(jī)磷廢水、高濃度含鹽廢水、高濃度含酚廢水以及含汞廢水等，都比較難以處理。聚丙烯酰胺廠家佳潤為大家講述一下農(nóng)藥廢水的特點以及對于環(huán)境的危害。

雖然目前市場上銷售的農(nóng)藥種類很多，并且其中的配方復(fù)雜，各自認(rèn)為自己具有非常好的效果，但是作為農(nóng)藥其本身具有污染物濃度高、毒性大、氣味臭、質(zhì)量不穩(wěn)定等特性，如有些農(nóng)藥在有效成分外含有酚類、汞、砷、鎘等難以降解的毒性物質(zhì)，且對需氧量的需求甚至?xí)_(dá)到每升數(shù)萬mg，釋放明顯的惡臭氣味，強(qiáng)烈刺激人體呼吸道和粘膜。另外，由于生產(chǎn)工藝控制、設(shè)備、環(huán)保要求、誤差等因素，農(nóng)藥的質(zhì)量穩(wěn)定性較差。為了降低農(nóng)藥對水、土壤等環(huán)境的污染，對含有污染物的農(nóng)藥廢水濃度進(jìn)行降低，開展回收利用，是目前主流的操作手段，其可以通過活性炭吸附、廢水萃取和蒸餾、活性污泥等方法對廢水進(jìn)行處理，但是從原材料的控制，到生產(chǎn)工藝改進(jìn)和控制，是制備高效、低毒、低殘留農(nóng)藥的較佳的手段，應(yīng)是高效低毒農(nóng)藥的發(fā)展方向之一。同時，嚴(yán)格禁用有機(jī)氯、有機(jī)汞等低效高毒性農(nóng)藥，積極開發(fā)微生物農(nóng)藥，并大力推廣使用，是防止農(nóng)藥廢水對環(huán)境污染的一條根本性途徑。

3 微波在染料水處理中的應(yīng)用

染料廢水具有“三致”作用，如果在染料廢水直接排放到水體前不進(jìn)行處理，則會危害人類以及水生生物的健康。所以在排方前進(jìn)行處理是很有必要的。微波處理染料廢水具有很好的效果。微波直接作用于染料廢水時，作用是不大的。這個時候需要使用微波吸收劑，當(dāng)微波作用于微波吸收劑時，微波吸收劑表面產(chǎn)生“熱點”，“熱點”周圍的染料被分解為CO2，H2O和無機(jī)離子。

隨著國家鼓勵研究開發(fā)和使用微生物農(nóng)藥，將傳統(tǒng)的六六六等有機(jī)氯系、汞系列的農(nóng)藥列入了禁用名單。但是現(xiàn)在市面上生產(chǎn)的農(nóng)藥主要的還是有機(jī)農(nóng)藥，所以農(nóng)藥的處理問題急需解決。使用微波技術(shù)產(chǎn)生的“熱點”，能十分有效的降解有機(jī)農(nóng)藥，在之前許多國內(nèi)外文獻(xiàn)中均有報道?？梢苑纸鉃闊o害物質(zhì)，并且沒有中間產(chǎn)物產(chǎn)生。

4 結(jié)束語

綜上所述，微波吸收記憶結(jié)合微波催化降解技術(shù)可以有效地破壞有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)使其徹底分解，具有降解效率高、實際操作過程用時短、操作方式簡單以及沒有二次污染等優(yōu)點，進(jìn)而展示出微波吸收劑結(jié)合微波催化技術(shù)在降解水中難降解的有機(jī)污染物方面的廣泛應(yīng)用前景。

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