最新微波化学

微波化学

“微波”处理污水

班级：药物制剂10（2）学号：1003502253 学生：周木佳

论文摘要：本文阐述了微波化学的研究现状，重点论述了微波在污水处理的应用和相关技术，并分析了微波处理污水几个优点。

关键词：微波污水处理优点

综述：微波化学是根据电磁场和电磁波理论、电介质物理理论、凝聚态物理理论、等离子体物理理论、物质结构理论和化学原理，利用现代微波技术来研究物质在微波场作用下的物理和化学行为的一门科学。多数化学反应需要能量，通常是热能，微波既然能快速烹调食品，因此不言而喻也能加速反应，这只是早期的看法。实际上微波能不仅提供了一种快速高效的加热方法，而且在很多化学过程中呈现出无法用热能解释的效应，从此吸引了大批科技工作者从事这一领域的开发与研究，微波化学这一交叉学科也就自然地诞生了。近来微波在微波污水处理工艺中也获得了很大的进展，本文将深入了解微波在污水处理中的应用！

微波对流体中物质进行选择性加热，对吸波物质有低温催化作用；加速流体中固、液分离作用；低温杀菌作用；均匀加热功能；迅速升温作用；不产生二次污染等。微波化学污水处理技

术是水处理领域中一场崭新的革命，是一代具有突破性、创新性、广谱性的水处理技术。微波化学污水处理技术不同于传统的污水处理方法，它通过微波场对吸波物质的选择性加热、低温催化、快速穿透等功能，达到去污除浊杀菌的效果。经微波化学污水处理技术处理后的水，可全部再利用，从而实现污水处理工程的实用、高效、节能、环保、低运行费用。

内容：

1.技术原理

微波化学污水处理技术的基础是“极性分子理论”。外加微波场可使这些极性分子因趋向作用而发生频率极高的振荡运动，消耗能量而发热。在微波场中物质的吸波与否和吸波强弱，与该物质的电性质有关。实验证明，在单位体积的物质内被吸收的（转化为热能损耗）微波功率Pa，与电场（磁场）强度E、物质的损耗角正切tgδ和频率f成正比关系。物质在微波场中吸收的微波能全部转化为热能，所以Pa即为单位时间内在单位体积物质中产生的能量。tgδ值与该物质的介电常数、介电损耗相关的量，而物质的介电常数、介电损耗又与该物质当时的其它多种因素相关。

根据此“极性分子理论”，微波不仅可以加快化学反应，在一定条件下也能抑制反应的进行。除此之外，微波还可以改变反应的途径。微波对化学反应的作用除了对反应加热引起反应速率改变以外，还具有电磁场对反应分子间行为的直接作用

而引起的所谓“非热效应”。微波对反应的作用程度除了与反应类型有关外，还与微波的强度、频率、调制方式及环境条件有关。此外，由于化学反应是一个非平衡系统，旧的物质在不断消耗，新的物质在不断生成，各相界面可能发生随机的变化；与此同时系统的宏观电磁特性也在发生变化，而且在微波辐射下这种变化还与所用的微波紧密相关。

微波在处理水中污染物的同时，也能杀灭水中的细菌、藻类等微生物。其作用原理是由于微波辐射的热效应，即微波辐射场照射生物体，引起生物体组织器官的加热作用而产生的生理影响和抑制、伤害作用。组成细胞的极性分子在外加微波场的作用下升温发热，从而导致生物体细胞组织温度升高。当微波功率密度较大，生物体产热过多，超过了体温调节能力，生物体的温度平衡功能失调，体温上升，于是生物体发生生理功能紊乱并发生病理变化，进而死亡。

2. 反应机理包括的反应过程

+−−−→−)(P P microwave P: 水分子、污染物种分子

+++−−−→−+O H P O H P microwave 22)(

OH O H O H O H microwave +−−−→−+++322

*M M Microwave −−−→− M: 敏化剂

↓−−−→−⋅+⋅m n microwave SS M SS m M n )(*)(* SS: 悬浮物

R HO R OH microwave -−−−→−+ R: 有机物种等

↓-−−−→−-⋅+⋅m n microwave R HO M R HO m M n )(*)(*

1) 微波能的化学作用：能够极化水分子及有机化合物分

子，使有机化合物与敏化剂之间形成过渡态产物，降

低氧化和分解有害有机化合物所需要的活化能，使反应加速进行。

2) 微波能的物理作用：能够加热和极化水及污染物分

子，提高氧化和分解有害有机化合物所需要的反应条

件，达到反应所需要的活化能。

3) 能够加热和极化水及污染物分子，使絮凝剂与污染物

之间形成的共聚物的沉淀反应更完全、更快速。 3. 污水处理工艺流程

○

1格栅：（对水中有较大颗粒物的水质，如城市生活污水），清除砂石、木块、塑料等大块杂物；

○

2调节池：调节水量和水质，降低对后续处理构筑物的冲击负荷；

○

3混合器：将污水与投加的1＃、2＃添加剂进行充分混合与振荡；

○

4微波反应器：污染物与添加剂进行物理化学反应以及微波低温催化的物化反应；

○5沉降过滤一体化设备：实现固液分离，达到排放或回用目的，污泥则脱水外运或用作其他用途。

水中污染物是在添加剂与微波的共同作用下，发生剧烈的催化、物理化学反应，转化成不可溶物质或气体从水中分离，水中的大分子、难降解的有机污染物在微波及添加剂的共同作用下，被分解为小分子，与添加剂结合生成速沉絮体物去除；金属离子可直接与添加剂结合生成速沉絮体物沉淀；氨氮转化为氨气逸出；水中磷转化为不可溶解磷酸盐沉淀去除。

4.适用范围

1).生活污水：市政（生活小区）、大型酒店宾馆、休闲旅游度假村的生活污水处理及中水回用；

2).工业废水：如印染污水、电镀污水、造纸废水、电厂循环水、石化污水、洗水厂污水、酒精制糖污水、淀粉厂污水、填埋场垃圾渗滤液、生禽养殖屠宰场废水、选矿提炼厂污水等；

3).江河湖泊污水净化

4).海水淡化

5．工艺优势

1）工艺流程短，絮凝沉淀速度快，占地面积小。用微波化学污水处理技术处理流程简单，流程时间较传统方法大大的缩短，整个流程时间为45分钟。用微波化学污水处理技术日处理