微波加熱技術(shù)在環(huán)境污染治理工程中的應(yīng)用研究

王愛(ài)華 王琳瑋

煙臺(tái)北方微波技術(shù)有限公司 山東煙臺(tái) 264006

1 微波加熱技術(shù)的原理

受微波加熱技術(shù)作用，物體內(nèi)部的分子相互摩擦，產(chǎn)生熱量，原本雜亂無(wú)序的分子運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)受到影響，但是，在外界微波電磁場(chǎng)的作用下，其運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生定向改變。在微波輻射下，電極材料會(huì)發(fā)生反應(yīng)，最終吸收分子摩擦產(chǎn)生的熱量。需要注意的是，電解材料反應(yīng)吸收的熱量與選材無(wú)關(guān)，而與材料內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，在對(duì)材料進(jìn)行均勻加熱時(shí)，某一區(qū)域會(huì)出現(xiàn)溫度偏高的現(xiàn)象，這也是微波加熱技術(shù)的重要特性。為進(jìn)一步研究該技術(shù)，目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)建立許多數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬微波加熱過(guò)程，但是受許多因素的影響，材料的熱不穩(wěn)定性有所增加，形成熱高溫區(qū)域加熱速度快于其他區(qū)域的現(xiàn)象。

2 微波加熱技術(shù)在環(huán)境污染治理工程中的應(yīng)用

2.1 在水污染治理與保護(hù)中的應(yīng)用

在污水處理中，最常用的微波加熱是一種過(guò)度滲透技術(shù)，可見(jiàn)性更強(qiáng)。超過(guò)濾技術(shù)的工作原理主要是利用鋁箔從微孔結(jié)構(gòu)中分離污染物，從而分離、集中廢水，實(shí)現(xiàn)清潔污水的目標(biāo)。超過(guò)濾技術(shù)在水污染方面具有高效、高質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)踐中，需要不斷改進(jìn)過(guò)濾方法，以改善水污染，通過(guò)膜材料規(guī)范保證材料質(zhì)量，采用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低、過(guò)濾材料均勻的優(yōu)質(zhì)、清晰的膜材料進(jìn)行穿孔。對(duì)于許多類型的廢水來(lái)說(shuō)，工業(yè)廢水是一個(gè)重要組成部分，含有大量酸、重金屬和放射性物質(zhì)，對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有至關(guān)重要的價(jià)值。傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)有限，污水中的化學(xué)合成較差，嚴(yán)重影響了污水處理，同時(shí)也是工業(yè)資源的高浪費(fèi)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)廢水處理技術(shù)也有所改善，采用清潔材料減少?gòu)U水的產(chǎn)生，減少危險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量，促進(jìn)危險(xiǎn)物質(zhì)的分離。另一方面，現(xiàn)代環(huán)保化學(xué)可以更有效地從廢水中提取和提取有機(jī)物、重金屬等，實(shí)現(xiàn)清潔飲用水。

2.2 廢物處理

微波加熱技術(shù)升溫速度快，能夠?qū)U物進(jìn)行選擇性處理，確保危險(xiǎn)廢物達(dá)到相關(guān)處理標(biāo)準(zhǔn)，適用性較強(qiáng)，效果較好。同時(shí)，該技術(shù)能夠?qū)U物處理進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，設(shè)備兼容性好，功能性強(qiáng)，成本造價(jià)低，使用清潔能源，可以有效保護(hù)環(huán)境。但是，目前大多采用填埋技術(shù)和焚燒技術(shù)處理固體廢物，容易引發(fā)二次污染。因此，人們需要合理使用微波處理技術(shù)，對(duì)廢物進(jìn)行固定化處理，提高污染物處理水平。微波加熱技術(shù)可以處理印刷電路板生產(chǎn)廢水，將廢水中的金屬離子進(jìn)行固定化，避免不同離子發(fā)生交叉污染。另外，微波加熱技術(shù)可以處理塑料包裝廢物。塑料廢物組分特殊，容易造成環(huán)境污染，微波加熱技術(shù)可以破壞塑料包裝廢物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有效消除污染。我國(guó)每年產(chǎn)生大量醫(yī)療垃圾，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，必須進(jìn)行有效處理。微波加熱技術(shù)可以對(duì)醫(yī)用垃圾進(jìn)行消毒滅菌處理，消耗時(shí)間短，處理效果極佳，前期需要投入一定資金，但長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益突出。相比傳統(tǒng)處理方法，微波加熱技術(shù)產(chǎn)生的有毒物質(zhì)較少，同時(shí)可以有效控制火災(zāi)、爆炸等風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 在廢氣污染治理中的應(yīng)用

環(huán)境治理是環(huán)境治理的重要組成部分，今天我國(guó)的環(huán)境污染主要包括工業(yè)排放、汽車排放和人民生活排放。隨著工業(yè)發(fā)展和汽車使用量的增加，我國(guó)報(bào)廢污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，迫切需要采取必要措施消除排放。我國(guó)許多地區(qū)由于傳統(tǒng)氣體處理技術(shù)的局限性，酸雨和泛濫，需要微波加熱技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)排放。首先，必須分析大氣中的污染成分，確定其成分，然后利用清潔化學(xué)技術(shù)分解和吸收大氣中的有害物質(zhì)，如懸浮顆粒、氧化氮和二氧化硫，從而大大降低霧和酸生成的生產(chǎn)力。對(duì)于大氣污染來(lái)說(shuō)，二氧化硫是最主要的污染物產(chǎn)品，當(dāng)今大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備排放大量二氧化硫，超過(guò)排放時(shí)會(huì)導(dǎo)致酸雨。因此，微波加熱技術(shù)中的碳水化合物可用于控制大氣中的二氧化硫，應(yīng)用范圍更廣的除煤技術(shù)，主要是微生物磷酸鹽、生物疏水性水處理和。

2.4 在噪音污染治理中的應(yīng)用

污染是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，噪聲污染主要有工業(yè)生產(chǎn)噪聲、摩托車噪聲、建筑噪聲和娛樂(lè)業(yè)噪聲，不僅影響人們的生活，而且影響人們的健康。微波加熱控制噪聲污染、控制污染源的主要治理方法、使用消聲器、建造消聲器和開(kāi)發(fā)消聲材料，都是控制噪聲的重要手段，不僅有助于有效控制噪聲，減少噪聲污染，而且有助于改善環(huán)境質(zhì)量。

2.5 顆粒活性炭和廢氣的處理

顆?；钚蕴康纳a(chǎn)、再生和廢氣處理可以采用 微波加熱技術(shù)。活性炭生產(chǎn)主要分為兩個(gè)階段：一是 將碳質(zhì)材料放置在高溫環(huán)境下進(jìn)行熱解；二是在高溫 環(huán)境下對(duì)氣體進(jìn)行活化。傳統(tǒng)活性炭生產(chǎn)方法需要消 耗較長(zhǎng)的時(shí)間，生產(chǎn)環(huán)境溫度存在梯度差。相反地，微波加熱技術(shù)將整體加熱和內(nèi)部加熱有機(jī)結(jié)合，可以 縮短反應(yīng)時(shí)間，節(jié)約資源。微波加熱技術(shù)可以將有毒 氣體還原為單質(zhì)硫和氮?dú)猓_保其實(shí)際回收率滿足要 求。目前，微波加熱技術(shù)憑借自身高效、可靠的特征 被廣泛應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域。

3 微波加熱技術(shù)的發(fā)展方向

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，微波加熱技術(shù)具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，但在環(huán)境工程領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用并不多，其主要原因有：缺乏系統(tǒng)的材料電介性質(zhì)的基本數(shù)據(jù)；微波加熱技術(shù)所需要的電子設(shè)備處于發(fā)展階段。為促進(jìn)微波加熱技術(shù)的全面發(fā)展，將其應(yīng)用于環(huán)境污染治理工程中，人們要加強(qiáng)技術(shù)體系建設(shè)，深入研究微波加熱機(jī)理，建立數(shù)學(xué)模型，完善各種材料電介參數(shù)，研發(fā)和設(shè)計(jì)微波加熱設(shè)備，實(shí)現(xiàn)加工控制與操作的自動(dòng)化，提高微波加熱技術(shù)的綜合應(yīng)用水平。

4 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用微波加熱技術(shù)最為根本的目標(biāo)就是保護(hù)環(huán)境、控制污染與節(jié)約資源，世界中的很多國(guó)家都對(duì)微波加熱技術(shù)予以了高度重視，我國(guó)也在不斷加強(qiáng)研究綠色化學(xué)的深度，確保在治理環(huán)境時(shí)，使用更加友善溫和的技術(shù)，最大程度地抑制化學(xué)污染，減少其給環(huán)境帶去的損害。本文首先對(duì)微波加熱技術(shù)本身展開(kāi)研究，而后從多個(gè)角度探討了微波加熱技術(shù)的應(yīng)用情況，確定了其在治理水污染、大氣污染等問(wèn)題中的價(jià)值，日后需繼續(xù)研究更新微波加熱技術(shù)，解決更多的環(huán)境污染問(wèn)題。