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【微波化學(xué)污水處理技術(shù)原理淺析】微波化學(xué)是根據(jù)電磁場(chǎng)和電磁波理論、電介質(zhì)物理理論、凝聚態(tài)物理理論、等離子體物理理論、物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論和化學(xué)原理,利用現(xiàn)代微波技術(shù)來(lái)研究物質(zhì)在微波場(chǎng)作用下的物理和化學(xué)行為的一門科學(xué)。 多數(shù)化學(xué)反應(yīng)需要能量,通常是熱能,微波既然能快速烹調(diào)食品,因此不言而喻也能加速反應(yīng),這只是早期的看法。實(shí)際上微波能不僅提供了一種快速高效的加熱方法,而且在很多化學(xué)過(guò)程中呈現(xiàn)出無(wú)法用熱能解釋的效應(yīng),從此吸引了大批科技工作者從事這一領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)與研究,微波化學(xué)這一交叉學(xué)科也就自然地誕生了。近年來(lái)微波在微波污水處理工藝中也獲得了很大的進(jìn)展! 微波對(duì)流體中物質(zhì)進(jìn)行選擇性加熱,對(duì)吸波物質(zhì)有低溫催化作用;加速流體中固、液分離作用;低溫殺菌作用;均勻加熱功能;迅速升溫作用;不產(chǎn)生二次污染等。微波化學(xué)污水處理技術(shù)是水處理領(lǐng)域中一場(chǎng)嶄新的革命,是一項(xiàng)具有突破性、創(chuàng)新性、廣譜性的水處理技術(shù)。微波化學(xué)污水處理技術(shù)不同于傳統(tǒng)的污水處理方法,它通過(guò)微波場(chǎng)對(duì)吸波物質(zhì)的選擇性加熱、低溫催化、快速穿透等功能,達(dá)到去污除濁殺菌的效果。經(jīng)微波化學(xué)污水處理技術(shù)處理后的水,可全部再利用,從而實(shí)現(xiàn)污水處理工程的實(shí)用、高效、節(jié)能、環(huán)保、低運(yùn)行費(fèi)用。 微波化學(xué)污水處理技術(shù)原理 微波化學(xué)污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)是“極性分子理論”。外加微波場(chǎng)可使這些極性分子因趨向作用而發(fā)生頻率極高的振蕩運(yùn)動(dòng),消耗能量而發(fā)熱。在微波場(chǎng)中物質(zhì)的吸波與否和吸波強(qiáng)弱,與該物質(zhì)的電性質(zhì)有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明,在單位體積的物質(zhì)內(nèi)被吸收的(轉(zhuǎn)化為熱能損耗)微波功率Pa,與電場(chǎng)(磁場(chǎng))強(qiáng)度E、物質(zhì)的損耗角正切tgδ和頻率f成正比關(guān)系。物質(zhì)在微波場(chǎng)中吸收的微波能全部轉(zhuǎn)化為熱能,所以Pa即為單位時(shí)間內(nèi)在單位體積物質(zhì)中產(chǎn)生的能量。tgδ值與該物質(zhì)的介電常數(shù)、介電損耗相關(guān)的量,而物質(zhì)的介電常數(shù)、介電損耗又與該物質(zhì)當(dāng)時(shí)的其它多種因素相關(guān)。 根據(jù)此“極性分子理論”,微波不僅可以加快化學(xué)反應(yīng),在一定條件下也能抑制反應(yīng)的進(jìn)行。除此之外,微波還可以改變反應(yīng)的途徑。微波對(duì)化學(xué)反應(yīng)的作用除了對(duì)反應(yīng)加熱引起反應(yīng)速率改變以外,還具有電磁場(chǎng)對(duì)反應(yīng)分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應(yīng)”。微波對(duì)反應(yīng)的作用程度除了與反應(yīng)類型有關(guān)外,還與微波的強(qiáng)度、頻率、調(diào)制方式及環(huán)境條件有關(guān)。此外,由于化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)非平衡系統(tǒng),舊的物質(zhì)在不斷消耗,新的物質(zhì)在不斷生成,各相界面可能發(fā)生隨機(jī)的變化;與此同時(shí)系統(tǒng)的宏觀電磁特性也在發(fā)生變化,而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關(guān)。 微波在處理水中污染物的同時(shí),也能殺滅水中的細(xì)菌、藻類等微生物。其作用原理是由于微波輻射的熱效應(yīng),即微波輻射場(chǎng)照射生物體,引起生物體組織器官的加熱作用而產(chǎn)生的生理影響和抑制、傷害作用。組成細(xì)胞的極性分子在外加微波場(chǎng)的作用下升溫發(fā)熱,從而導(dǎo)致生物體細(xì)胞組織溫度升高。當(dāng)微波功率密度較大,生物體產(chǎn)熱過(guò)多,超過(guò)了體溫調(diào)節(jié)能力,生物體的溫度平衡功能失調(diào),體溫上升,于是生物體發(fā)生生理功能紊亂并發(fā)生病理變化,進(jìn)而死亡。 |