微波无极紫外光氧化-内电解工艺处理活性深蓝M-2GE
微波无极紫外碘灯净化低浓度挥发性有机物的研究
乙酸 丁 酯 在 工 业 上 主 要 用 于 喷漆 、 造 革 、 人 胶
片 、 化 棉 、 胶 等 溶 剂及 调 制 香 料 和药 物 等 ， 一 硝 树 是 种 重 要 的 大气 含 氧 ＶＯ ｓ 同 时作 为 使 用 广 泛 的 醚 Ｃ， 类 汽 油 添加 剂 的 光 氧 化 产 物 之 一 而 备 受 关 注 Ｉ ］ １。 该 物质 对 人 的 眼 、 有 相 当 强 烈 的刺 激 ， 高 浓 度 鼻 在
缺乏。
供参考 。
紫外 光 降 解 技 术 作 为 一 种 高 级 氧 化 法 在 环 境 污染 治 理 应用 中 日益 发挥 重 要 作用 Ｅ６。微波 无 极 ］ ５ ，
紫外 灯 是将 微 波 能 转换 为 气 体 分子 的 内能 ， 之激 使 发 、 解 、 离 ， 引 发 光 辐 射 的 一 种 气 体 放 电 形 离 电 并 式 ［ 。与传 统 有极 紫 外 灯 相 比 ， ７ ］ 其作 为 新 型 光 源有 许 多 优 点 ［ ｏ： 为 不 存 在 电极 的 老 化 ， 波 无 极 ｓ ］因 ｑ 微
Ｐｈ ｏｌｓｓｏ ｒ ｃ ｏ ａ ｉｅ ｒ ａ ｉ ｃ ｍ ｐ ｕｎｄ ｙ ｍ ｉｒ ｗａ ｅ ｄｉｃ ｒ ｅ ｌｃ ｒ ｄｅｅ ｓ ａ ｐｓＩ ｏｔ ｙ ｉ ｆ ｔａ ｅ ｖ ｌ ｔｌ ｏ ｇ ｎ ｃ ｏ ｏ ｂ ｃ ｏ ｖ ｓ ｈａ ｇ ｅｅ ｔｏ ｌｓ ｌｍ －２
Ｍ Ａ Ｘ ｉ ｇｇｕ ，Ｍ Ａ ｎ ａｎ
烃 等 ， 型化合 物 主 要 有 苯 系 物 、 类 、 分 子 卤代 典 酯 低
烃 类 和醇类 等 。近 年 来 ， 于 ＶＯ 关 Ｃｓ的处 理 方 法 很 多 ， 国 内 ＶＯＣ 处理 技术 的研 发起 步较 晚 ， 其是 但 ｓ 尤 针 对室 内低 浓度 污染 物 的有效 处理 技 术 和装 置较 为
关于微电解国内外研究现状及发展动态分析
关于微电解国内外研究现状及发展动态分析微电解( micro-electrolysis) 技术, 又称为铁炭法、铁屑法、内电解、铁还原等技术,是被广泛研究与应用的一种废水处理方法。
它主要是基于金属腐蚀溶解的电化学原理，依靠在废水中形成微电池的电极反应而使废水净化。
该工艺以废铁屑为原料,无需消耗电力资源, 具有“以废治废”的意义。
其电解材料一般采用铸铁屑与惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤)等，也有也有采用铝-炭、铁-铜等其他组合来加强处理效果。
苏联学者于20世纪70 年代初首次将其应用于处理印染废水，由于此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点，是真正的环境友好型技术。
随后在世界范围内引起了广泛的关注。
该法于20 世纪80 年代引入我国，目前已成功地应用于染料、印染、重金属、化工、制药、油分等废水的预处理，在当时是水处理领域里的非常热门的课题。
随着我国经济的高速发展，工业废水的排放量日益增加，工业废水的特点是水质和水量因生产工艺和生产方式的不同而差别很大，成分复杂，可生化性差，COD、盐分和有毒物含量高，污染物的存在形态在不同的废水中各不相同等。
为了满足国家排放标准，减少环境污染，研究者们又在铁碳微电解的基础上进行研究改进，随后出现了多元微电解体系以及微电解结合废水处理的其他技术方法，联合应用于各类废水的治理中。
目前，研究较多的有混凝沉淀联合微电解法、Fenton联合微电解法、生物降解联合微电解法等。
一、微电解分类微电解反应体系按投加填料种类的不同可分为一元、二元及三元（或以上）等体系。
其中，铁屑还原法是常用的一元微电解体系，又称为零价铁法（Fe0）。
铁屑主要由纯铁（Fe）和碳化铁（Fe3C）组成，其中Fe3C 以极细小的颗粒分散在铁屑内，由于两者间存在明显的氧化还原电位差，可形成无数个微观电池，利用其产生的电池效应实现对工业废水的处理。
Yang Mu 等研究发现，铁屑通过电化学附集、氧化还原等作用把硝基苯转化为苯胺、偶氮苯及氧化偶氮苯等易生物降解物质；Chuanbao Wang 等通过大量实验室研究和现场测试发现，纳米级铁粉可将各种卤代有机物还原为简单无害的碳氢化合物。
微波无极紫外灯光降解罗丹明B水溶液_顾丁红
第45卷 第6期2006年12月复旦学报(自然科学版)Journal of Fuda n Un i versity (Natural Scie nce)V o.l 45N o .6D ec .2006 文章编号:0427-7104(2006)06-0726-06收稿日期:2006-06-16基金项目:上海市科委基金项目(042312044)作者简介:顾丁红(1983)),女,硕士研究生;通讯联系人侯惠奇教授,博士生导师.微波无极紫外灯光降解罗丹明B 水溶液顾丁红,黄 丽,邵春雷,房豪杰,张仁熙,侯惠奇(复旦大学环境科学研究所,上海 200433)摘 要:自制微波无极紫外灯(MW UVL )发出的185n m UV 占总辐射量的12%,是普通低压汞灯的1.7倍左右.利用自制MW UVL 研究了罗丹明B (R hB)水溶液的光降解.研究表明,酸性条件有利于R hB 的光降解;Q 初始\60m g #L -1的RhB 溶液在光降解过程中有沉淀析出;p H =4.0的100mg #L -1RhB 溶液光照75m i n 后,析出的沉淀质量接近初始RhB 质量的一半,脱色率达99.4%,COD C r 下降77.4%;R hB 的降解主要是185n m 直接光解和OH 自由基氧化的共同作用的结果.关键词:微波无极紫外灯;185nm ;罗丹明B ;直接光解中图分类号:X 131.2 文献标识码:A微波无极紫外灯(M icro w ave E lectrodelessUV La m p ,MWUVL )是近几十年来紫外光源的一大突破,它利用微波(MW )能量激发和维持气体放电,灯内无电极,与电极发射电子维持放电的普通紫外灯相比,具有寿命长、发光强度高、制作工艺简单、灯的形状任意等优点[1-3],因此是光化学领域非常有希望的新型紫外光源[4-6].利用MWUVL 降解水相中有机污染物已成为近年来的研究热点[7-9]:反应装置一般由微波炉改装而成,无极灯和反应溶液都置于微波炉炉腔中,因而反应溶液能同时接受UV 和MW 辐射.有研究表明MW 辐射对UV 光催化降解有机物具有显著的促进作用[8-10],但由于反应溶液易吸收MW,也存在反应溶液与无极灯争夺MW 能量的问题[6],同时由于MW 对反应溶液的热效应,为保持无极灯的最佳工作温度,并使反应持续进行,通常还需要外加反应溶液的冷却循环装置.另外到目前为止,前人研究的大多为MWUVL 发出的K \253.7nm 的紫外光(一般需要和催化剂或氧化剂联用才能降解有机污染物),而对于MWUVL 发出的真空紫外辐射(VUV,K <200nm )的特性及其应用的研究,还未见文献报道.本文自制了一种MWUVL 光降解反应装置,将被研究的溶液置于MW 谐振腔之外,避免了MW 的热效应,同时使MW 能量更多地用于无极灯.对MWUVL 的VUV 区发射光谱进行了测量,并以难降解有机染料罗丹明B 为研究对象,探讨了微波无极紫外光(MWUV )对罗丹明B 的光降解机理,为MWUVL 光降解有机废水的应用提供理论依据.1 实验部分1.1 主要试剂罗丹明B (Rhoda m ine B ,RhB),分子结构如图1所示,H 2SO 4,N a OH,无水乙醇均为分析纯.1.2 实验装置与仪器实验装置如图2所示.MW 电源由一台家用微波炉改装而成,MW 输出功率850W,频率2.45GH z ;石英灯管内充汞和氩气,外径20mm,长150mm ,下端伸出炉腔,用于光降解RhB 水溶液;炉腔内的水负载用于吸收并带走富余微波,保护磁控管连续正常工作[11].分析仪器:A cton VM-505真空紫外单色仪(美国A cton Research 公司)、P H S-2C 型酸度计(上海伟业仪第6期顾丁红等:微波无极紫外灯光降解罗丹明B 水溶液 器厂)、S -3100型光电二极管阵列紫外-可见光谱仪(韩国Scinco 公司)、N i c olet5DX 型FT -I R 光谱仪(美国N ico let 公司)、F i n n iganMAT I T D800GC /M S /DS 质谱仪(美国Fi n nigan MAT I T D 公司).图1 R hB 分子结构F i g .1 T he structure o f BhB m o lecu le 图2 实验装置示意图F ig .2 The expe ri m en tal dev ice ske tch1.微波炉;2.磁控管;3.石英灯管;4.水负载玻璃容器;5.硅橡胶水管;6.聚四氟乙烯灯管支架;7.烧杯(100mL);8.搅拌器1.3 实验方法RhB 溶液由蒸馏水配制而成.每次取100mL RhB 溶液进行光照,由RhB 在可见吸收峰553nm 处的吸光度变化求得脱色率.溶液的COD 采用重铬酸钾容量法测定.将光照一定时间后生成的沉淀产物过滤,溶于无水乙醇中,用红外灯烘干此溶液,称得沉淀生成量.产物采用FT-I R 和GS -M S 进行分析.2 结果与讨论2.1 自制MWUVL 的发光原理及特性由于等离子体具有传导MW 的性质,MWUVL 上端灯内气体吸收MW 后放电形成的等离子体可将MW 能量迅速传输至炉外,因此下端灯内气体也能吸收MW 激发并维持放电[3],这样便把MWUV 从MW 谐振腔中引了出来.MW 开启后,MWUVL 的上下两端可在1~2s 内几乎同时点亮.然而也由于等离子体的上述特性,MWUVL 会不可避免地将部分MW 通过灯管表面传入RhB 溶液中.本实验中,测得RhB 溶液的温度在光照过程中能保持低于60e ,可见MW 对溶液的热效应较小.图3 MWUV L 的辐射光谱图F i g.3 E m ission spectru m o fMW UVL MWUVL 的辐射光谱由A cton VM-505真空紫外单色仪测量得到,如图3所示:主峰波长为253.7和185n m,其中185nm 占总辐射量的12%,为普通低压汞灯(一般占7%)的1.7倍左右.可见MW 无极放电能显著提高汞原子的185nm 辐射效率.此外,与普通紫外灯不同的是,MWUVL 除了UV 辐射,还具有少量的MW 辐射.2.2 初始pH 值对R hB 降解的影响为考察p H 值对RhB 降解的影响,在不同的初始p H 值条件下对RhB 溶液(20m g #L -1)光照4m in ,结果如图4(见第728页)所示.RhB 的脱色率随着初始p H 值的升高而降低,可见酸性条件有利于降解反应的进行.本文以下实验选择溶液初始p H 值为4.0.2.3 光照时间对RhB 降解的影响当RhB 溶液浓度为100m g #L -1时,在光照过程中,溶液逐渐褪色的同时还伴有红褐色细小颗粒沉淀析出,该颗粒易溶于乙醇,溶解后呈枣红色.此沉淀现象在国内外文献中均未见报道,其产生机理将在2.5和2.6节讨论.727复旦学报(自然科学版)第45卷(1)光照时间对RhB 脱色率及COD C r 去除率的影响100m g #L-1RhB 溶液光照一定时间后,滤除沉淀,测定其吸光度和COD Cr ,结果如图5所示.RhB 的脱色率与光照时间呈指数关系,光照75m in 时,滤液的脱色率达99.4%,COD Cr 从原液的212mg #L -1降至48m g #L -1,去除率达77.4%.图4 溶液初始p H 值与RhB 脱色率关系图F i g .4 R e l a ti on shi p bet ween initial p H of R hB soluti on anddeco l our i sati onrate 图5 光照时间与R hB 脱色率、滤液的COD C r 关系图F i g .5 Ev l u tion o f deco l ourisa ti on ra te and COD Cr re m ova leffi c iency of R hB so l u tion vs .irrad i a tion ti m ewQ 滤液(COD C r );´脱色率(2)光照时间对RhB 溶液UV -V is 光谱的影响对滤液进行UV -V is 光谱分析,如图6所示.RhB 分子在260,355,553nm 处的特征吸收峰随光照时间减弱直至消失,这表明MWUV 有效破坏了RhB 分子的芳香共轭体系以及发色基团.此外,在光解过程中,溶液的可见吸收峰位置发生了明显的紫移(550→520n m ),这可能是由于RhB 发生了脱乙基反应[12].图6 RhB 溶液的UV-V i s 光谱随光照时间的变化F i g .6 UV-V is absorption spectra l patterns o f RhB so l u -ti on at var i ous irrad i ation ti m e注:曲线上数字是光照时间数,单位m in .图7 光照时间与沉淀生成量关系图F i g .7 R e l a ti onsh i p be t w een irrad i a ti on ti m e and m ass of preci p itates g enerated i n t he R hB so l ution(3)光照时间与沉淀生成量的关系图7为100m g #L -1RhB 溶液光照不同时间后沉淀的生成量,可知沉淀生成量随着光照时间增加,光照75m in 时沉淀生成量为4.7m g ,接近RhB 初始质量(10m g)的50%,此时测得滤液的C OD C r 去除率为77.4%,可见沉淀的生成对RhB 溶液C OD C r 去除的贡献是较大的.在实际处理有机废水时,如能适时地将沉淀去除后继续光照,可提高MWUV 的利用效率,缩短处理时间.2.4 RhB 初始浓度与沉淀生成量的关系不同初始浓度的RhB 溶液光照75m i n 后生成的沉淀量如图8所示:当[50m g #L -1时,无明显沉淀728第6期顾丁红等:微波无极紫外灯光降解罗丹明B 水溶液 生成;当为60m g #L -1时可测得沉淀生成量,且生成量随浓度增大而快速增加;当\100m g #L -1后,沉淀生成量增加趋缓,200升高至400m g #L -1无明显增加.这是由于RhB 浓度较低时,没有足够数量的RhB 光解碎片碰撞聚合生成沉淀,因此观察不到明显的沉淀现象;当RhB 浓度升高至一定值时,有足够数量的RhB 光解碎片碰撞聚合生成沉淀,便可观察到明显的沉淀现象,此时升高RhB 浓度,RhB 光解碎片数量增加,因而沉淀生成量也显著增加;而当RhB 浓度继续升高后,由于MWUV 的光子数量是一定的,并不能产生更多的RhB 光解碎片,故沉淀生成量趋于饱和,不再继续增加.图8 R hB 初始浓度与沉淀生成量关系图F ig .8 R elati onsh i p bet w een the i n i tia l concentration o fRhB and m ass o f precipitate generated i n the R hBso l ution 图9 光照后生成的沉淀与R hB 的FT-I R 对照谱图F i g .9 FT-I R spectra o fR hB and prec i p itates g enerated i n R hB so l u tion a fter ir rad i ati ng for 40and 75m i n a .RhB; b.光照40m i n 后生成的沉淀;c .光照75m i n 后生成的沉淀2.5 RhB 的降解产物分析图9a 为RhB 固体的FT-I R 谱,图9b ,c 分别为100m g #L -1RhB 溶液光照40和75m i n 后生成的沉淀的FT-I R 谱,对照图9a ,b ,c :与RhB 固体相比,沉淀的FT-I R 谱图中1800~450c m -1区域内的吸收峰变弱甚至消失.随着光照时间的延长,-OH (3400~3200,1260~1000c m -1)的特征吸收峰则呈增长趋势,表明沉淀物质中含有-OH 官能团.因此由图9可知,在MWUV 的作用下,RhB 的分子结构被有效破坏,同时随着光照时间的延长,析出的沉淀还将进一步转化为结构更为稳定的沉淀物质.将100m g #L -1RhB 光照75m i n 后生成的沉淀溶于无水乙醇后进行GC -M S 分析,未检测到明显的信号,因此推测该沉淀产物为不易挥发的大分子物质.此外,我们还对上述沉淀产物作了沉降速度测试,结果显示沉淀颗粒的最大沉降速度为3.3c m /m i n ,大部分颗粒物呈悬浮状态,整体沉降性能较差,因此在实际工程实践中,宜先加入适量絮凝剂或混凝剂,以有效去除沉淀产物.2.6 MW UV 光降解R hB 的机理探讨本实验反应体系中RhB 溶液主要受到三种电磁辐射,即185,253.7nm (见图3)和少量MW (2.45GH z)辐射,其中253.7nm 对RhB 的光降解作用基本可忽略[13].国内外文献一般认为185nm 辐射对水相中有机物的降解机理为OH 自由基的氧化作用,OH 自由基主要由溶剂水吸收185n m 光子发生解离产生(反应(1)),而185nm 对有机物的直接光解作用可忽略不计[14,15].只有当水中有机物的浓度足够高时,185nm 的直接光解作用才被重视.H 2O +hv(185nm )→#OH +#H .(1)那么本实验中的沉淀是否由OH 自由基与RhB 反应产生呢?我们用无185nm 和MW 辐射的253.7nm 普通低压汞灯照射含有330m g #L-1H 2O 2的100mg #L -1RhB 溶液,并没有观察到沉淀产生,这与郑怀礼等[16]的研究结果一致.由此可见,上述沉淀现象不能单纯用OH 自由基氧化机理来解释,这表明还存在729复旦学报(自然科学版)第45卷185nm对RhB的直接光解作用.此外,本实验中的少量MW辐射对于RhB光降解是否存在促进作用,还有待进一步研究.185nm使RhB中的电子光致激发到单重态或三重态(RhB*),处于激发态的RhB极不稳定,会发生断键或者回复到基态[17].根据2.3.2节RhB溶液可见吸收峰的紫移现象,推测RhB*发生了脱乙基反应[12],即在助色团中的C)N处发生断键,解离成#R1与#C H2CH3,#R1可继续吸收185n m光子,生成自由基碎片#I i(i=1,2,,,n)等中间产物,反应如(2)~(5)所示.上述沉淀可能为RhB光解自由基碎片之间发生聚合反应(反应(6))生成的低聚物P[18].RhB+hv(185nm)→RhB*,(2)RhB*→RhB,(3)RhB*→#R1+#CH2CH3,(4)#R1+hv(185nm)→#I i(i=1,2,,,n),(5)#I i+#I i c→P.(6)我们还对甲基紫、茜素红、活性艳红X-3B等其他多种有机染料进行了MWUV光降解实验,结果发现甲基紫溶液光照后也能析出大量沉淀,而茜素红、活性艳红X-3B等溶液光照后无沉淀生成.这表明有机物被MWUV光降解后能否生成沉淀也与其本身的分子结构有关.上述研究表明,与普通低压汞灯相比,自制MWUVL产生的185nm UV的相对辐射效率有较大提高,对RhB有良好的降解效果.RhB的降解是主要是185nm直接光解和OH自由基氧化的共同作用.当Q初始\60m g#L-1时能生成不易挥发的大分子沉淀产物.对于能生成沉淀的有机物,MWUV光降解处理这类有机废水时,就应考虑适时去除沉淀对提高处理效率带来的好处.值得注意的是,本文采用微波炉作为MW电源,存在能耗大、MW能量不集中等关键问题,因此设计研制出高效、低功率的实用型MW电源对MWUVL的改进和应用来说是十分必要的.参考文献:[1]李.无极灯及其应用[J].中国照明电器,1998,5:25-28.[2]龙奇,陈大华.微波光源发光原理及其应用前景[J].中国照明电器,2004,4:1-6.[3]A-l Sha mm a a'A I,P andithas I,Lucas J.L o w pressure m icrow av e plas m a u ltrav io l e t 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elec-trodel essUV la m p(MWUVL).The185n m intensity of theMWUVL a m ounts to12%of the total UV irrad i ation,1.7 tm i es as high as that of the conventi onal lo w-pressurem ercury la m p.A cidic cond ition was preferred for t he degradation of RhB.Preci p itate was found t o be generated duri ng RhB degradation w hen the i n iti al concentrati on of RhB sol ution w ash i gher than60mg#L-1.For100m g#L-1RhB at p H4.0,them ass of preci pitate generated w as nearl y half of t he i n-iti al a m ount of RhB in the sol u ti on,after irrad i ati on f or75m i n.The corresponding decol ourisation rate ofRhB reached up to99.4%and CODreduced77.4%.The degradati on ofRhB was m ainl y a collecti ve act of d irect photol ysi s of185n m Crand OH radical oxi dati on.K eywords:m i crowave el ectrodeless la m p;185n m;Rhoda m i ne B;d irect photolysis。
微电解填料及技术详细介绍
微电解填料及技术详细介绍微电解法用于废水的处理1、技术概述：微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。
它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。
当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。
在处理过程中产生的新生态[H] 、Fe2 + 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2 + 进一步氧化成Fe3 +，它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性，特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。
其工作原理基于电化学、氧化- 还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。
该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。
该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。
传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。
另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。
2、技术特点：(1) 反应速率快，一般工业废水只需要半小时至数小时；(2) 作用有机污染物质范围广，如：含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果;(3) 工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。
微波无极紫外方法对二沉池出水的消毒研究
微波无极紫外方法对二沉池出水的消毒研究张悦;张广山;王鹏【摘要】The disinfection for the municipal secondary effluents was carried out with a self-made microwave induced electrodeless UV continuous disinfection reactor. The self-made cylindrical electrodeless lamp was used as UV photosource. When the electrodeless lamp was filled with Hg of10mg and Ar of 666.61Pa inside, the light intensity at wavelength of 253.7nm was the strongest. Then the microwave induced electrodeless UV continuous disinfection process was established. The optimal values of operating parameters were found at a microwave power of 600W and a HRT of 30s, the UV light intensity, the influent flow, the total coliform count and total bacterial count of the effluent were 5.07mW/cm2, 0.072L/s, 0CFU/L and 2CFU/mL, respectively. During the process of microwave induced electrodeless UV disinfection, microwave destroyed the cell wall and cell membrane of bacterial, resulting in the leakage of intracellular substances such as protein and K+. This irreversible destruction could effectively inhibit the photoreactivation in UV disinfection.%采用自制微波无极紫外连续式消毒反应器,对二沉池出水进行消毒.紫外光源为自制圆柱形无极灯,灯内充汞10mg、氩气压强666.61Pa紫外光强5.07mW/cm2,进水流量0.072L/s,出水细菌总数2CFU/mL,大肠菌群数0.微波无极紫外作用过程中,微波破坏细胞壁细胞膜结构使蛋白质、K+等胞内物质产生渗漏,这种不可逆的破坏过程有效抑制紫外光复活现象.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2016(036)005【总页数】6页(P1463-1468)【关键词】消毒;微波;无极紫外;枯草芽孢杆菌【作者】张悦;张广山;王鹏【作者单位】哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨 150090;哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨 150090;哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨 150090;哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,黑龙江哈尔滨 150090【正文语种】中文【中图分类】X703水处理中,紫外线消毒具有广谱杀菌能力,没有消毒副产物,无需添加化学试剂,己经成为高效环保的消毒技术,适用于对饮用水、污水以及回用水的消毒过程[1].但传统紫外灯电极寿命有限,紫外消毒还存在光复活现象[2].紫外线杀菌作用于生物体的核酸,阻碍核酸的复制与转录,从而造成细胞死亡.但是在细菌、真菌和高等植物中存在可修复DNA光损伤的酶,被称为光复活酶,可恢复DNA的双螺旋结构使细胞恢复活性[3].针对紫外消毒技术存在的问题,科研人员提出将紫外与其他消毒技术联用[2,4-9].微波(MW)是波长1mm~1m(频率300GHz-300MHz)的电磁波,具有热效应和非热效应[10].微波可使水中的菌体细胞膜离子通道和膜通透性异常改变,导致膜功能障碍;使细胞内蛋白凝聚变性,酶活性丧失,细菌代谢异常,造成不可逆的损害,从而杀灭微生物[11].将微波与紫外技术联用进行杀菌,微波的加入可有效地解决紫外光复活现象的问题.该联用技术兼具微波和紫外两种消毒方式的优点,不产生消毒副产物,无二次污染.同时,紫外源可使用无极紫外灯,它可由微波场激发且无需电极.与传统紫外灯相比,无极紫外灯点燃快、稳定快、再点燃快、光效高、寿命长、制作成本低,而且设计自由度大[12-14].本文采用自制微波无极紫外连续式消毒反应器,将微波与紫外2种技术联合,对某城市污水厂的二沉池出水进行消毒.首先确定消毒效率最高的无极紫外灯参数;建立连续消毒工艺,确定最佳工艺参数;考查微波无极紫外作用下细菌菌体内容物泄漏情况和表面形态的变化,验证微波对紫外杀菌的促进作用.实验水样采自哈尔滨市某污水处理厂的二沉池出水,采样后24h内进行检测,其水质参数如表1所示.随后水样保存于4oC冰箱中备用.该水样用于微波无极紫外消毒工艺的实验探讨.枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilisATCC9327)购于广东微生物中心.从试管斜面用接种针挑取一环菌体,加入50mL营养肉汤液体培养基中,经过(36±1)℃恒温震荡培养24h.分别取5mL培养液加入8份50mL营养肉汤液体培养基中再次培养24h.将8份培养液收集,4000r/min离心10min,弃上清液,用磷酸盐缓冲溶液(PBS,0.1mol/L, pH 7.4)冲洗沉淀2次,转入200mL生理盐水中,并加入玻璃珠震荡使菌体均匀悬浮于生理盐水中,制成菌悬液.菌悬液储存于4℃冰箱中备用.实验时稀释至108CFU/mL使用.实验采用自制微波无极紫外消毒装置,微波设备是经改造过的家用微波炉(型号为EM-202MSI),脉冲频率为2450MHz,微波功率在0~600W之间可以连续输出.如图1所示,消毒反应器置于微波炉内,外形为圆柱形,有效高度160mm,内径140mm.反应器内置3层大小、间距均相等的折板,折板开口距反应器内壁距离为22mm.反应器内部,灯架穿过折板并与折板连接,放置四根无极紫外灯.自制无极紫外灯为圆柱形,灯长160mm直径25mm,灯内充Hg 10mg及一定量惰性气体Ar.无极紫外灯由微波激发点亮.水流经蠕动泵由入水管进入,流经无极紫外灯并通过折板开口向上运动,水流在竖直面上呈现推流的现象,最后,水流从出水管流出.对自制无极紫外灯测定紫外光强,采用草酸铁钾化学法[15].测定经照射后的菌体K+渗漏量,采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES, Optima 5300DV)[16].测定经照射后菌体蛋白质的渗漏量,采用考马斯蓝染色法[17-18].用原子力显微镜(AFM, DI BioScope)进行细菌表面形貌表征[19].细菌总数的测定方法为平板菌落计数法,大肠菌群数的测定方法为多管发酵法[16]. 微生物的灭活率用以下公式来计算[20]:灭活率=Log(N/N0)式中:N为消毒后水样中微生物的浓度,CFU/mL;N0为消毒前水样中微生物的浓度,CFU/mL.2.1.1 氩气压强对无极紫外灯消毒能力的影响微波能够激发无极灯内的惰性气体,激发态的惰性气体与金属原子碰撞,使金属原子达到激发态,金属原子从激发态向基态跃迁时会产生光辐射.由于无极灯中的惰性气体会对紫外光的谱线强度造成影响,直接影响消毒效果,因此确定最佳的惰性气体压强非常重要[21].选用Ar作为填充气体,填充压强分别为133.322,333.305,666.61,1333.22,1999.83,2666.44Pa,考察无极紫外灯的参数对细菌灭活的影响,结果如图2所示.相同实验条件下,随着Ar压强的增大,细菌灭活率先提高再减小.这是因为,Ar压强增大时,电子总能量增加,与Hg原子发生非弹性碰撞使得基态Hg原子跃迁到激发态发的概率增加,返回基态时发射出的波长253.7nm的光强增强,消毒效果也随之增强.Ar压强大于666.61Pa后,电子总能量逐渐减小,紫外区辐射的光强占总辐射光强的比例逐渐减小,可见光逐渐增多,消毒效果逐渐减弱.由图3可知,不同Ar气压强下波长253.7nm的紫外光强度.Ar压强为666.61Pa时紫外光强最大,值为3.31mW/cm2.2.1.2 微波功率对无极紫外灯光强的影响无极灯受微波能激发而点亮,微波功率的变化会直接影响紫外光强度,图4为Ar压强666.61Pa的无极紫外灯在不同微波功率下的光照强度.无极灯在微波功率大于200W时方能点亮,光强随着微波功率增大而增强.微波能的增强会使更多的Ar被激发,增加Hg原子跃迁到激发态发的概率,从而产生更强的光辐射.微波功率600W时,紫外光强达到最大值5.07mW/cm2.测得无极灯光强与微波功率关系如公式所示:I=0.0084P-0.414 R2=0.9355式中:I为紫外光强,mW/cm2;P为微波功率,W.2.2.1 微波功率对消毒效果的影响调节微波功率为200~600W,考察不同水力停留时间(HRT)下微波功率对细菌灭活效果的影响,水样中细菌总数4300CFU/mL,采样时间设定为2倍HRT,结果如图5所示.微波功率为600W时,HRT=20s,灭菌率达到2.42,水样中残余活菌数17CFU/mL, HRT=30s,灭菌率为2.77,水样中活菌数8CFU/mL.微波功率200~500W下,灭菌率达到2以上的HRT依次为180,120,60,30s,此条件下,出水的残余活菌数小于50CFU/mL.由此可知,微波功率增大,灭菌率随之增大,消毒效果增强,消毒反应器的处理能力增加.2.2.2 微波无极紫外对大肠菌群的消毒效果选用不同功率下可满足灭菌率大于2的HRT,检测消毒反应器处理后的出水的大肠菌群数,结果如表2所示.灭菌率达到2.16以上时,检测到的大肠菌群数不超过3CFU/L.此时对应的微波功率与HRT 为,200W、180s,300W、150s,400W、60s, 500W、30s和600W、20s,此时水样卫生学指标满足《城市污水再生利用生活杂用水水质》(GB/T 18920-2002)[22]要求大肠菌群数不超过3CFU/L.灭菌率达到2.63以上时,大肠菌群数为0.此时对应的微波功率与HRT为,300W、180s, 400W、90s,500W、40s和600W、30s,此时水样卫生学指标满足《饮用净水水质标准》(CJ 94- 2005)[23].因实验中采用二沉池出水为消毒水样,为避免可能产生的细菌生物负荷及组成的变化,消毒工艺选用大肠菌群为0时的工艺参数.2.2.3 微波无极紫外消毒工艺的耗能优选根据微波无极紫外消毒工艺的耗能计算,优选最佳微波功率与HRT,计算结果如表3所示.当微波功率为600W时,处理1个HRT二沉池出水的能耗计算值为0.005kW·h,能耗最低.微波功率的增大使微波与紫外的协同杀菌作用随之增强,节能的同时提高了消毒反应器的处理能力.实验确定的最佳微波无极紫外消毒工艺参数为,微波功率600W,HRT=30s,此时无极灯紫外光强5.07mW/cm2,进水流量0.072L/s,出水细菌灭活率2.77,细菌总数2CFU/mL,大肠菌群数为0.2.3.1 微波无极紫外辐照后枯草芽孢杆菌的表面形貌用电子显微镜观测菌体表面形貌能直观地表达物理场对细菌的破坏,选取枯草芽孢杆菌为指示菌,经微波无极紫外辐照后用AFM进行细菌表面形态观察.图6a为正常状态下枯草芽孢杆菌的菌体形态.菌体呈杆形,表面光滑没有损伤,菌体大小为0.8μm×3μm.图6b为辐照3min时菌体结构形态,细胞形状能够辨识,但细胞边缘或者一端发生有内容物质漏出.说明微波无极紫外可以破坏细胞壁细胞膜,使细胞破裂细胞物质渗漏.这种过程会造成细菌死亡.2.3.2 微波无极紫外辐照后枯草芽孢杆菌的蛋白质渗漏选取枯草芽孢杆菌为指示菌,考察其在辐照过程中细胞内的蛋白质渗漏现象,将微波无极紫外、微波和紫外3种辐照方式进行了比较.实验在反应器静态条件下完成,微波功率500W,配水水样每份200mL.经不同方式辐照枯草芽孢杆菌细胞内的蛋白质漏出量如图7(a)所示.紫外、微波、微波无极紫外辐照都可使蛋白质漏出,辐照时间越长,菌体受到破坏导致蛋白质漏出量越多.微波无极紫外作用下漏出最为迅速,紫外作用漏出量最少.细菌由细胞壁和细胞膜形成的保护屏障共同保护,如果细胞膜的屏障功能被破坏,就会对细胞内外的渗透压造成影响,细胞内原有的内容物质就会渗出,最终致使菌体死亡.实验说明3种辐照方式对细胞膜的破坏能力由大到小为:微波无极紫外>微波>紫外.2.3.3 微波无极紫外辐照后枯草芽孢杆菌的K+渗漏 K+渗漏实验与蛋白质渗漏实验的实验条件相同如图7(b)所示,随辐照时间增加,3种方式作用下K+漏出量均逐渐增加,这说明辐照过程中,细胞膜上负责维持细胞内外Na+、K+浓度的钠钾泵(钠钾ATP酶)遭到了破坏.微波无极紫外对菌体破坏强度大于单纯微波、单纯紫外方法,K+漏出量大于单独微波和单独紫外处理后漏出量的加和.这说明,微波无极紫外消毒过程中存在微波和紫外的协同作用.与蛋白质实验相似的实验结果说明,辐照过程中,使细胞膜通透性发生改变,随之细胞膜结构遭到破坏,细胞内容物质大量渗出的过程,主要是微波场所起的作用.微波使微生物失活的过程是不可逆的.微波杀菌作用虽较紫外慢,但将两者联合使用进行消毒时,便可在紫外迅速杀菌的同时破坏微生物细胞结构.共同杀菌的同时,弥补紫外杀菌因辐照剂量不足而产生的细胞自修复弊端,减少光复活问题,进一步提升杀菌效果.微波无极紫外技术同时具备微波和紫外两种消毒方法的优势,物理消毒方法的特性决定了消毒过程中不引入杂质,无消毒副产物生成,是一种高效、节能、清洁的杀菌技术.但因是物理消毒,该联用技术在水中无持续消毒能力,更适用于即处理即使用的场合或者管路卫生条件较好的情况.3.1 采用微波-紫外联合消毒方法对二沉池出水进行消毒研究.紫外光源选用无极灯,由微波激发无需额外提供电源.自制无极灯为圆柱形,长160mm,直径25mm,内充Hg 10mg、Ar 666.61Pa时,产生的波长253.7nm的紫外光强最强.3.2 自制微波无极紫外连续消毒反应器的最优工艺参数为微波功率600W、HRT=30s.此时无极灯紫外光强5.07mW/cm2,进水流量0.072L/s,出水细菌总数2CFU/mL,大肠菌群数为0.卫生学指标符合回用水和饮用水标准.3.3 微波无极紫外能破坏枯草芽孢杆菌表面结构,使细胞物质蛋白质和K+发生渗漏.微波是使细胞膜结构破坏,细胞内容物质大量渗出的主要原因,这种不可逆的微生物失活过程可以有效弥补紫外光复活问题.郭美婷,胡洪营,李莉.污水紫外线消毒工艺的影响因素研究 [J]. 中国环境科学, 2007,27(4):534-538.庞宇辰,席劲瑛,胡洪营,等.再生水紫外线-氯联合消毒工艺特性研究 [J]. 中国环境科学, 2014,34(6):1429-1434.Hallmich C, Gehr R. Effect of pre- and post-UV disinfection conditions on photoreactivation of fecal coliforms in wastewater effluents [J]. Water Research, 2010,44:2885-2893.Labas M D, Brandi R J, Zalazar C S, et al. Water disinfection with UVC radiation and H2O2. A comparative study [J]. Photochemical & Photobiological Sciences, 2009,8(5):670-676.叶毕雄,王五一,杨林生,等.二氧化氯与氯联合消毒对饮用水中消毒副产物的影响 [J]. 环境化学, 2011,30(7):1236-1240.Naddeo W, Landi M, Belgiorno V, et al. Wastewater disinfection by combination of ultrasound and ultraviolet irradiation [J]. Journal of Hazardous Materials, 2009,168:925-929.Souza B S, Dantas F R, Agulló-Barceló M, et al. Evaluation of UV/H2O2for the disinfection and treatment of municipal secondary effluents for water reuse [J]. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 2013,88:1697-1706.Wu D H, You H, Zhang R, et al. Ballast waters treatment using UV/Ag-TiO2+O3advanced oxidation process withEscherichia coliandVibrio alginolyticusas indicator microorganisms [J]. Chemical Engineering Journal, 2011,174:714-718.Wang H B, Hu C, Hu X X. Effects of combined UV and chlorine disinfection on corrosion and water quality within reclaimed water distribution systems [J]. Engineering Failure Analysis, 2014, 39:12-20.Deng S, Zhang G S, Wang X, et al. Preparation and performance of polyacrylonitrile fiber functionalized with iminodiacetic acid under microwave irradiation for adsorption of Cu (II) and Hg (II) [J]. Chemical Engineering Journal, 2015,276:349-357.王鹏,郑彤,张广山.环境微波化学技术 [M]. 北京:科学出版社, 2014.廖文超. ZrOx-ZnO催化剂的制备及微波辅助光催化降解典型EDCs研究 [D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2010.Barkhudarov E M, Kozlov Y N, Kossyi I A, et al. Electrodeless microwave source of UV radiation [J]. Technical Physics, 2012, 57:885-887. Barkhudarov E M, Christofi N, Kossyi I A, et al. Killing bacteria present on surfaces in films or in droplets using microwave UV lamps [J]. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 2007,24:761-769.Hatchard C G, Parker C A. A new sensitive chemical actinometer II. Potassium ferrioxalate as a standard chemical actinometer [J]. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 1956,235(1203):518-536.国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第四版) [M]. 北京:中国环境科学出版社, 2002.Zeng X P, Tang W W, Ye G Q, et al. Studies on disinfection mechanism of electrolyzed oxidizing water onE. coliandStaphylococcus aureus[J]. Journal of Food Science, 2010,75: 253-260.李娟,张耀庭,曾伟,等.应用考马斯亮蓝法测定总蛋白含量 [J]. 中国生物制品学杂志, 2000,13:118-120.朱杰,孙润广.原子力显微镜的基本原理及其方法学研究 [J]. 生命科学仪器, 2005,3(1):22-26.王秀娟,胡学,香胡春.水质对紫外消毒在两种典型再生水中应用的影响 [J]. 环境工程学报, 2012,6(12):4289-4293.Denisova N V, Revalde G, Skudra A. Study of the dependence of the radiative properties of high-frequency electrodeless lamps in an hg-ar mixture on the pressure of mercury vapor [J]. Optics and Spectroscopy, 2006,100(4):525-529.GB/T 18920-2002 城市污水再生利用生活杂用水水质 [S].CJ 94-2005 饮用净水水质标准 [S].* 责任作者, 教授,****************.com。
微波无极灯光催化废气净化技术
微波无极灯光催化废气净化技术NBL无极灯废气净化技术随着经济的发展和社会的进步,一方面越来越多的恶臭污染源出现在生活环境中,另一方面人们对生活质量的追求也在不断提高,恶臭污染已引起世界范围的广泛关注。
硫化氢气体来源广、嗅阈值低、浓度较高时会对人体健康产生严重危害,是恶臭气体中最为典型的恶臭物质。
紫外光解氧化法是一种非常有发展前景的除臭技术。
高频无极紫外灯作为一种新型紫外光源,具有节能高效、辐射强度高、使用寿命长等诸多优点。
本文采用自主研制的高频无极紫外灯光解氧化去除恶臭气体中的硫化氢,并进一步探索了去除恶臭气体中甲硫醇气体的能力。
主要研究结果如下:（1）在无极紫外灯性能的研究中发现,无极紫外灯能产生大量的臭氧,湿度为65%的室内空气以300L/min的流量通气时,泡状灯和柱形灯的臭氧产率分别为1.25g/h、0.33g/h。
实验结果表明,减少通气流量或是增加空气湿度,无极紫外灯的臭氧产率都会不同程度地下降。
（2）对不同工艺去除硫化氢的研究结果表明:当停留时间为5.8s,硫化氢初始浓度为3.1～24.6mg/m~3时,泡状灯的光解氧化作用、单独紫外光解作用、单独臭氧氧化作用三种工艺的硫化氢平均去除率分别为96.6%、31.5%、13.3%。
无极紫外灯光解氧化去除硫化氢的效率比另外两种工艺去除率的总和高38.7～65.0%,这说明紫外辐射与臭氧对硫化氢的去除存在着协同作用。
（3）从反应器出来的臭氧浓度为50～70ppm,硫化氢浓度为1.6～15.8mg/m~3的尾气在Fe_2O_3催化作用下,能将残留的硫化氢气体彻底去除,臭氧自身也能彻底分解。
（4）利用小试装置去除污泥脱除水散发的恶臭气体中的硫化氢,气体流量为500L/min（停留时间t=2.6s）,硫化氢浓度为0.8～8.2mg/m~3时,硫化氢去除率为70～90%,比去除单一硫化氢气体的效率低10%左右。
采用此装置处理污泥脱除水混合恶臭气体中的浓度为0.1～2.5mg/m~3甲硫醇气体,通气流量为500L/min时,甲硫醇的去除率也能达到90%以上。
微波无极紫外光氧化-内电解工艺处理活性深蓝M-2GE
微波无极紫外光氧化-内电解工艺处理活性深蓝M-2GE
微波无极紫外光氧化-内电解工艺处理活性深蓝M-2GE
在自行设计的微波激发无极紫外灯光氧化反应器和内电解反应器联用体系中,以次氯酸钠为氧化剂,对质量浓度为0.4 g/L的C.I.Reactive BIue 194(活性深兰M-2GE)染料废水进行处理.结果表明,氧化剂的投加量为4.6 g/L、微波紫外光反应器中反应时间30min、铁炭床微电解反应总时间50min时,脱色率、CODCr去除率可分别达到98%、75%的处理效果.
作者：孙杰赵晖曾庆福 SUN Jie ZHAO Hui ZENG Qing-fu 作者单位：孙杰,SUN Jie(中南民族大学,环境工程与科学研究所,武汉,430073)
赵晖,曾庆福,ZHAO Hui,ZENG Qing-fu(武汉科技学院,环境与化学工程系,武汉,430073)
刊名：工业用水与废水ISTIC英文刊名：INDUSTRIAL WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：2006 37(5) 分类号：X788.031 关键词：微波无极紫外灯光氧化铁炭内电解染料废水活性深兰M-2GE。
微波无极紫外光助Fenton处理农药废水
微波无极紫外光助Fenton处理农药废水作者：林静卢建林恒兆等来源：《安徽农业科学》2014年第25期摘要研究了微波无极紫外（MWEUV）光助Fenton法对有机农药废水的强化降解作用，比较了单独MW、单独Fenton、紫外汞灯光助Fenton（UV/Fenton）和MWEUV光助Fenton （MWEUV/Fenton）4种体系的处理效果，考察了初始pH、H2O2投加量和Fe2+投加量对COD降解率的影响。
结果表明，MWEUV比紫外汞灯具有更高的强化降解作用。
在H2O2投加量为60 mmol/L，Fe2+投加量为0.5 mmol/L，初始pH为2～5的条件下，有机农药废水可被完全降解。
关键词微波无极紫外；Fenton试剂；农药废水中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）25-08696-03Abstract The enhanced treatment of Fenton by microwave electrodeless ultraviolet （MWEUV） for pesticide wastewater was studied. The four degradation systems included MW alone， Fenton alone， UV/Fenton and MWEUV/Fenton were compared. Effects of initial pH value， H2O2 dosage and Fe2+ dosage on degradation efficiency were also investigated. The results showed that MWEUV was more efficient than commercial UV lamp. At 60 mmol/L of H2O2 dosage， 0.5 mmol/L of Fe2+ dosage， 2-5 of initial pH value， pesticide wastewater was completely degraded by MWEUV/Fenton within 120 min.Key words Microwave electrodeless ultraviolet （MWEUV）； Fenton reagent； Pesticide wastewater农药废水具有浓度高、毒性大、污染物成分复杂、可生化性差等特点，采用传统的生化法和物理化学法处理效果不理想。
微波辅助电解还原技术
其他领域应用案例
有机合成领域
该技术可在有机合成过程 中实现高效、绿色的还原 反应，提高合成产物的纯 度和收率。
环境保护领域
微波辅助电解还原技术可 用于土壤修复、大气污染 治理等方面，为环境保护 提供新的技术手段。
新能源领域
该技术可与新能源技术相 结合，如光催化、电催化 等，开发新型的高效、环 保的能源利用方式。
过程控制策略与实现
温度控制
通过实时监测反应温度并调整微 波功率或冷却水流量等参数，实
现反应温度的稳定控制。
压力控制
对于涉及气体生成或消耗的反应 ，需通过调整反应器压力来控制
反应过程。
自动控制系统
利用PLC或DCS等自动控制系统 ，实现对微波功率、电解液流量 、温度、压力等参数的实时监测 和自动调节，确保反应过程的稳
定和优化。
04
CATALOGUE
微波辅助电解还原技术应用案例
废水处理领域应用案例
印染废水处理
通过微波辅助电解还原技术，可 有效降解印染废水中的有机污染 物，提高废水的可生化性，降低
处理成本。
制药废水处理
该技术能够针对制药废水中难降解 的有机物进行高效处理，实现废水 的达标排放。
重金属废水处理
微波辅助电解还原技术可将废水中 的重金属离子还原为金属单质或沉 淀物，从而去除重金属污染。
03
尽管微波辅助电解还原技术在实验室阶段已取得一定成果，但
其反应机理尚未完全明确，限制了技术的进一步发展。
技术发展趋势预测
01
微波场均匀性控制技术的改进
未来研究将致力于开发更先进的微波场控制技术，以提高微波场的均匀
性，从而提高反应效率和产物质量。
02
新型电极材料的研发
《微波氧化技术》课件
1986年，微波氧 化技术首次被提出
1990年代，微波氧 化技术在环境工程 领域得到广泛应用
2000年代，微波氧 化技术在材料科学 、化学工程等领域 得到进一步发展
2010年代，微波氧 化技术在生物医学 、食品科学等领域 得到广泛应用
食品工业：食品加工、食品 保鲜、食品消毒等
化工行业：有机合成、催化 剂制备、精细化工等
精细化工：微波氧化技术可以 用于精细化工产品的合成和精 制
石油化工：微波氧化技术可以 用于石油化工产品的合成和精 制
废水处理：微波氧化技术可以 有效去除废水中的有机物和重 金属离子
农药生产：微波氧化技术可 以用于农药的生产和精制
医药生产：微波氧化技术可 以用于医药的生产和精制
食品加工：微波氧化技术可 以用于食品的加工和精制
易于控制：微波加 热易于控制，可以 精确控制反应温度 和时间
设备成本高：微波氧化设备需要较 高的成本投入
反应条件苛刻：微波氧化技术需要 特定的反应条件，如温度、压力等
添加标题
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操作难度大：微波氧化技术需要专 业的操作人员
产物分离困难：微波氧化技术产生 的产物分离困难，需要特殊的分离 技术
生物医药领域：药物合成、生 物样品处理等
PART SEVEN
微波氧化技术在环 保领域的应用将越 来越广泛
微波氧化技术在材 料科学领域的应用 将越来越深入
微波氧化技术在生 物医学领域的应用 将越来越受到重视
微波氧化技术在能 源领域的应用将越 来越具有潜力
提高微波氧化效率：通过优化微波频率、功率和反应时间等参数，提高微波氧化效率。 扩大应用领域：将微波氧化技术应用于更多领域，如废水处理、土壤修复、生物质转化等。 降低成本：通过改进微波反应器设计和材料选择，降低微波氧化技术的成本。 提高环保性能：研究微波氧化技术对环境的影响，提高其环保性能。
微波光氧催化采用模块化设计,安装方便,无二次污染
微波光氧催化采用模块化设计，安装方便，无二次污染一、微波无极灯微波无极灯工作原理是在石英玻璃料形成的密闭壳体内填充可蒸发金属和稀有气体的混合物。
稀有气体的作用是激发放电。
当无极灯放置于微波场中，稀有气体被激发产生低压等离子体，通过等离子体放电产生热使可蒸发的金属变为蒸汽态，产生更多的等离子体，增大等离子体压力，释放更多的能量，形成更高的发光效率。
微波具有提高化学反应速率，减少反应步骤的优点。
在微波的协同作用下，微波无极灯作为光催化光源表现出令人鼓舞的光催化效果。
另外，无极灯还具有一些普通紫外灯所不具有的优点，如制造容易、价格低廉、能耗小、光强大和反应器简单等。
在现场实际运行的过程中，微波无极灯解决了现场高温、高湿度、耐酸碱腐蚀不易清洁和维护等问题，很大程度地减少现场爆炸的危险。
二、电磁场的热效应和生物效应的共同作用的结果杀菌。
微波对细菌的热效应是使蛋白质变化，使细菌失去营养，繁殖和生存的条件而死亡。
微波对细菌的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，细胞结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。
此外，微波能使细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸[RNA]和脱氧核糖核酸[DNA]，是由若干氢键松弛，断裂和重组，从而诱发遗传基因突变，或染色体畸变甚至断裂。
三、利用特定波长的高能UV紫外线光束迅速分解空气中的氧分子产生游离氧利用特定波长的高能UV紫外线光束迅速分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生足量臭氧。
运用高能C波紫外光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。
四、利用特定波长的高能UV光束的高效杀菌能力，裂解恶臭气体中细菌的分子键利用特定波长的高能UV光束的高效杀菌能力，裂解恶臭气体中细菌的分子键，破坏细菌的核酸(DNA)，裂解恶臭气体如：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC类，苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，迅速降解转变成低分子化合物，如CO2、H2O等。
微波无极紫外灯光降解罗丹明B水溶液
微波无极紫外灯光降解罗丹明B水溶液
微波无极紫外灯光降解罗丹明B水溶液
自制微波无极紫外灯(MWUVL)发出的185 nm UV占总辐射量的12%,是普通低压汞灯的1.7倍左右.利用自制MWUVL研究了罗丹明B(RhB)水溶液的光降解.研究表明,酸性条件有利于RhB的光降解;ρ初始≥60 mg·L-1的RhB溶液在光降解过程中有沉淀析出; pH＝4.0的100 mg·L-1 RhB溶液光照75 min后,析出的沉淀质量接近初始RhB 质量的一半,脱色率达99.4%,CODCr下降77.4%;RhB的降解主要是185 nm直接光解和OH自由基氧化的共同作用的结果.
作者：顾丁红黄丽邵春雷房豪杰张仁熙侯惠奇 GU Ding-hong HUANG Li SHAO Chun-lei FANG Hao-jie ZHANG Ren-xi HOU Hui-qi 作者单位：复旦大学,环境科学研究所,上海,200433 刊名：复旦学报（自然科学版） ISTIC PKU 英文刊名： JOURNAL OF FUDAN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 2006 45(6) 分类号：X131.2 关键词：微波无极紫外灯 185nm 罗丹明B 直接光解。
微波无极紫外光催化氧化处理高温印染废水及回用概要
微波无极紫外光催化氧化处理高温印染废水及回用摘要：利用“微波无极紫外光催化氧化+吸附催化氧化”的组合工艺处理高温印染废水的实际工程设计，为类似印染废水的处理提供借鉴经验关键词：无极紫外；光催化氧化；高温印染废水被过滤广告1．前言在我国工业废水中，印染废水占的比例较高，据不完全统计，我国印染废水每天排放量为300万～400万m3。
因其有机物含量高、色度深、碱性大、水质变化大、废水量大而成为极难处理的工业废水之一[1-3]日前，中国印染废水处理普遍采用物化+生化处理工艺，出水水质基本达到GB4287—1992《纺织染整工收污染物排放标准》中的一级标准，但一般难以达到一级排放标准[4]。
国内企业大多致力于混合废水集中处理，而对于以回收有用污染物质并进行资源化利用为目的的综合治理相对较少，这样不仅使综合废水处理量加大，处理成本增加，且增加处理难度，往往不能保证综合废水的处理效果，真正实现达标排放，所以研究和开发新的技术迫在眉睫。
为此本实验在实验室小试的基础上以新型高效物化组合技术与设备对高温印染终端废水进行深度处理，并进行回用实验。
2．工程概况2.1设计背景上海市沪邦印染厂位于上海浦东保税区，主要印染各种材料的布料。
生产所用染料多为活性染料。
其原废水处理设施始建于90年代，主要处理漂染工艺废水与部分生活污水，采用单一好氧处理工艺，由pH调节池、曝气池、沉淀池、污泥池、污泥干化系统、泵房、化验室层叠构成。
随着自来水费、排污费的不断上涨，该企业越来越重视清洁生产，印染废水的回用也逐渐引起了重视。
所以为其某一生产线设计一套回用设备。
2.2废水处理工艺说明该公司印染废水水质具有高温，高色度、高COD的特点，根据多年在纺织印染行业废水治理的过程中积累的经验，传统的印染废水一般采用厌氧-好氧处理。
高温染色废水温度高，菌种不能生存导致生化方法不能应用，只能利用物化方法处理。
活性炭吸附处理成本高，再生困难；膜分离技术一次性投资大，技术难度大，膜系统清洗困难，反冲洗需要的水量很大。
高斯宝-微波无极紫外除味技术
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工程应用 工业废气类：
食品行业：国味绿色食品（深圳）有限公司臭气处理工程
废气量：50000CMH 设备配置：GUV-1300 六台 排放标准：GB16297-19ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ6二级标准
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紫外光解净化技术
微波无极紫外技术的优势
微波无极紫外技术与传统净化/杀菌技术相比，设备上具有如下优势：
紫外线灯管两端无电极，从而避免由于电极老化而造成的输出衰减。 使用寿命是电极灯管的8到10倍；单支灯管功率大，效率高，维护方便，且运
行成本低，无二次污染。
在净化效果方面，使用微波无极紫外光解氧化技术降解污染物，通过微波、
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高斯宝无极紫外产品 成套设备
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微波无极紫外净化技术
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废气处理的方法
有机废气处理常见的方法有：
生物分解法、活性碳吸附法、热力燃烧法、 等离子法、液体喷淋法、紫外光解净化法…
其中紫外光解净化技术无论在投资成本，运行费用，无二次污染，净化效
率等方面经实际工程验证，具有常规净化技术无法比拟的优势。
VUV波段（185nm）的紫外线能电离空气产生臭氧，由于臭氧可直接分解破坏 整个细胞，故同样可有效的消灭细菌。
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空气消毒杀菌技术
臭氧消毒简介
普通臭氧机利用高频高压电离空 气中部分氧使之与空气中的氧分子结 合成臭氧，利用臭氧的强氧化性，杀 灭空气中和物体表面的致病病菌。