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1、微波技术在环境污染治理中的研究进展第26卷第4期2010年8月湖南有色金属HUNANN0NFERROUSMETALS43?环保?微波技术在环境污染治理中的研究进展冯海强(湖南有色金属研究院,湖南长沙410015)摘要:微波作为一种新型的能源,与传统加热相比,具有选择性加热,加热速度快,热效率高和便于控制等特点.文章着重介绍了微波技术在去除废水,废气,土壤和固体废弃物中污染物的应用和研究进展情况,微波技术在实际应用方面有很广泛的前景.关键词:微波;环境治理;研究;进展中图分类号:x5文献标识码:A文章编号:1003—5540(
2、2010)04—0043—03微波技术是在20世纪才发展起来的一门新技术.它首先应用在电视,广播,通信技术中,自上60年代人们才开始利用其热效应进行工业生产过程.近几年来微波以其快速,均匀,节能,环保等诸多优点已逐渐成为一种新型的能源,而且微波加热与传统加热不同,传统加热是由外部热源通过热辐射由表及里的传导加热,与之相比,微波加热具有选择性加热,加热速度快,热效率高和便于控制等特点,越来越多地被应用于化学工业,制药工业,环境保护等各个领域,进行加热,干燥,催化,萃取,"三废"处理和环境监测等.本文着重介绍微波技术在去除废水,
3、废气,土壤和固体废弃物中污染物的应用和研究进展情况.1微波技术对水中污染物的去除Chih—JuG.Jou和H.S.tai…在活性炭,微波共同作用下处理了溶液中的苯,甲苯,二甲苯及苯酚.先将污染物吸附到颗粒活性炭上,然后用微波辐射吸附了污染物的活性炭.结果表明微波辐射90s后,苯,甲苯被完全降解成CO2和H20,240s后苯酚被完全降解成CO2和H2O.实验发现在微波辐射下,活性炭粒子问产生弧光并且很快变得火红,此时的温度可达1200℃以上,在这样高的温度下有机污染物很快分解成CO2和H20.在国内,邹宗柏等E2]首先用活性炭
4、吸附废水中作者简介:冯海强(1981一),男,助理工程师,主要从事环境影响评价工作.的磺基水杨酸,然后将滤出的活性炭微波辐照使其再生,实验表明活性炭在微波炉的低火下辐照40S即可将表面的有机污染物彻底氧化.王金成等l3,4J分别以活性炭和经过镍改性的活性炭为催化剂,微波诱导催化氧化处理废水中的活性艳蓝KN—R染料,结果表明,镍改性的催化效果明显优于未改性活性炭的催化效果,活性炭使用前后的比表面积几乎没有变化,两者的脱色动力学均符合一级反应动力学.破乳除油是微波在污水处理的研究与应用较成功的方面.微波加热可加速油水分离过程,主
5、要是由于加快了水中油滴的上升速度和凝聚速度.Fang等[51研究了植物油一水一硅藻土乳浊液的微波加热分离,并与常规加热及不加热重力沉降进行了比较.结果表明,微波加热明显加快了油水分离,且在相同条件下,微波加热比常规加热有更好的油的回收率,不加热单靠重力沉降时,在60min内,油水不进行分离,60min以后油水才开始分离.2微波技术对气态污染物的去除由于微波在空气中具有较好的穿透深度,并且在穿透过程中能量损耗较少,具有较好的工业化应用前景,所以微波在废气治理领域中得到了广泛的应用.对于污染气体的微波处理,可以借助于炭或活性炭的
6、强烈吸收微波能力形成高温,从而将吸附于活性炭表面的污染气体分解.ChangYulCha等l_6J进行了微波消除NOx实验研究.先让NOx气体通湖南有色金属第26卷过炭床吸附,饱和后进行微波辐照,此时吸附的NO与C反应生成Ⅳ2和CO2.NO的去除率可达98%.微波辐射除去NO的同时也使碳床获得再生,而且再生后对NO的吸附能力和吸附速率有明显的提高.张达欣等人l7J通过两种操作方式研究了NO和SO2的微波一炭还原,在微波作用下,NO或SO2均被炭还原.实验中发现,NO和SO2的反应效率和反应温度随微波功率增加而增加.此外,催化剂
7、CuC1的添加有利于反应效率的提高.一般废气中除了SO2和NOx外,还有大量的N2,H20,CO2和02.Wojtowicz等人【j认为,微波这种高频电磁波具有高能性,能激发和电离N,H0,CO2和02,形成各种活性基团和自由电子,从而与SO,和NO反应.D.Martin¨l..利用2.45GHz微波直接处理燃煤废气中的SO和NO,在微波加热作用下形成的活性基与SO2和NO结合,生成SO3和NO2,在水中形成H2SO4和HNO3,达到处理目的.马文等l1利用微波辐射进行了FeS催化H2s分解为H2和s的实验研究.实验表明,硫
8、化氢的分解转化率与硫化氢的浓度,催化剂FeS的用量及微波辐照时问有关,在最佳条件下硫化氢分解转化率可达87.95%.Jou等人l_1J用颗粒活性炭吸附苯,甲苯和二甲苯,吸附后的活性炭用微波辐照,检测表明所有的有机物均被氧化为CO2和H2O,活性炭表面的温度高达1200～1800℃,活性炭床
