微波化学污水处理技术

北京润泽东方环保科技有限公司BeijingRunzeEastEnvironmentProtectionScience&TechnologyCo.,Ltd公司地址：北京市海淀区北清路北分厂内邮编：100095电子邮件：[e-mail]电话：010-6240046962400458传真：[phone]网址：微波化学污水处理技术一、技术来源我国于1973年研制成功了915MHz和2450MHz两个频段的磁控管（微波管），所生产的微波源已能供工业化生产的需要。自可以工业化生产并使用的微波源出现以后，微波能在工业生产中的应用技术得到广泛的研究，使得微波能应用技术日趋成熟；随着工业的发展，环境污染越来越严重，人们也在不断寻求新技术以期更有效解决环境问题。于是，1986年，微波能被应用于水处理的研究开始，至1992年历时七年先后投入超过1400万元，设计生产出世界上第一台“微波化学污水处理机组设备”，经过多位科学家的共同努力，于1999年“微波化学污水处理机组设备”取得突破性进展，获得成功，在水处理领域表现出良好的效果。在此基础上北京润泽东方环保科技有限公司（以下简称我公司）设计生产出工业化微波化学污水处理机组设备，并形成了微波化学污水处理技术工艺。在此基础上，我公司在北京大兴区建立微波化学污水处理技术示范基地，于2002年4月一次性运行成功，进行了北京大兴滨河污水（含工业污水、生活污水等综合性市政污水）的处理，经中国环境监测总站实地取样检测，全部理化指标达到（部分远低于）国家二类污染物最高允许排放标准的一级标准，效果显著。此后，我公司与市政管理委员会协作对北京市垃圾发酵浓浆进行工业试验，也取得了良好北京润泽东方环保科技有限公司BeijingRunzeEastEnvironmentProtectionScience&TechnologyCo.,Ltd公司地址：北京市海淀区北清路北分厂内邮编：100095电子邮件：[e-mail]电话：010-6240046962400458传真：[phone]网址：的效果。石化公司生活水深度处理工业化回用工程，电厂二次水深度处理工程等，其出水指标已达到甲方要求。目前，中山市三角镇高平污水处理有限公司三期电镀前处理废水微波化学污水处理改造工程已经进入验收阶段，兰州石化公司二期生活水微波化学污水深度处理回用工程已进入安装调试阶段。我公司一直从事微波技术在水处理中的应用研究，已申报了国家专利8项（其中获准专利6项）。目前，微波化学污水处理机组设备已完成了第三代产品更新换代，并投放市场。微波化学污水处理机组设备经北京市职业病防治研究所实地检测，其微波泄漏量远远低于国家标准，证明对人体绝对安全；该技术的创新性经国家科技查新中心检索，国内外无先例，处于国际领先水平；该技术的企业标准注册和技术注册已经在北京市技术监督局注册备案。该设备已通过甘肃省环境科学学会技术鉴定委员会鉴定。微波化学污水处理技术在水处理领域中的应用效果，经专家、学者现场检测认定是水处理领域的一项革命性的技术，该技术与传统工艺方法相比具有工程投资少、占地面积小、污水中的污染物降解物化反应迅速、对进水浓度和温度限制少、工程小型分散化、运行成本低、广谱性强、操作弹性大、杀菌灭藻能力强、不产生二次污染、固液分离迅速、出水效果好、可实现污水回用及污水资源化利用等优点。微波化学污水处理技术必将使水治理事业发生深刻的变化，产生轰动性社会效益、经济效益和环境效益。北京润泽东方环保科技有限公司BeijingRunzeEastEnvironmentProtectionScience&TechnologyCo.,Ltd公司地址：北京市海淀区北清路北分厂内邮编：100095电子邮件：[e-mail]电话：010-6240046962400458传真：[phone]网址：二、技术原理2.1微波概述微波是指波长为１mm～1m，频率为300MHz～300000MHz的电磁波，由于微波的频率很高，所以亦称为超高频电磁波。微波频段的具体划分见表2-1。表2-1.微波频段范围频率范围／MHz波段中心波长／m常用主频率／MHz波长／m890～940L0.3309150.3282400～2500S0.12224500.1225725～5875C0.05258000.05222000～22250K0.014221250.014目前只有915MHz和2450MHz被广泛应用，在较高的两个频段还没有合适的大功率工业设备。将微波化学与污水处理相结合是润泽东方的一项独创专利技术。2005年，我公司的第三代换代产品突破性地采用了脉冲微波，较第二代设备而言，单机电机功率由原来的20kw降至0.5kw，峰值功率由原来的17kw大幅提升至417kw，大大降低了电耗，这不得不说是一项历史性的突破，润泽东方人再一次成为节能技术的先锋军。2.1微波化学污水处理技术原理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；迅北京润泽东方环保科技有限公司BeijingRunzeEastEnvironmentProtectionScience&TechnologyCo.,Ltd公司地址：北京市海淀区北清路北分厂内邮编：100095电子邮件：[e-mail]电话：010-6240046962400458传真：[phone]网址：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。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、频北京润泽东方环保科技有限公司BeijingRunzeEastEnvironmentProtectionScience&TechnologyCo.,Ltd公司地址：北京市海淀区北清路北分厂内邮编：100095电子邮件：[e-mail]电话：010-6240046962400458传真：[phone]网址：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。然而，许多有机化合物都不直接明显地吸收微波，但可以利用某种强烈吸收微波的“敏化剂”把微波能传给这些物质而诱发化学反应。利用这些“敏化剂”就可以在微波辐射下实现某些催化反应，这就是所谓微波诱导催化反应。高强度连续波微波辐射聚焦到某种“敏化剂”的表面，由于“敏化剂”表面点位与微波能的强烈相互作用，微波能将被转变成热能，从而使某些表面点位选择性的被很快加热至很高温度（例如很容易超过1400℃）。尽管反应其中的水没有明显升温，但已产生高温高压的作用，当水中的有机污染物与受激发的表面点位接触时却可发生反应。“敏化剂”的作用不仅仅在于把热能聚焦，而且还可以借它与反应物和产物相互作用的选择性而影响反应的进程。微波化学污水处理技术就是利用微波对化学反应的这些作用，对水中的污染物通过物理及化学作用进行降解、转化，从而实现污水净化的目的。此反应机理包括以下反应过程：)(PPmicrowaveP:水分子、污染物种分子OHPOHPmicrowave22)(OHOHOHOHmicrowave322北京润泽东方环保科技有限公司BeijingRunzeEastEnvironmentProtectionScience&TechnologyCo.,Ltd公司地址：北京市海淀区北清路北分厂内邮编：100095电子邮件：[e-mail]电话：010-6240046962400458传真：[phone]网址：*MMMicrowaveM:敏化剂mnmicrowaveSSMSSmMn)(*)(*SS:悬浮物RHOROHmicrowaveR:有机物种等mnmicrowaveRHOMRHOmMn)(*)(*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。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。北京润泽东方环保科技有限公司BeijingRunzeEastEnvironmentProtectionScience&TechnologyCo.,Ltd公司地址：北京市海淀区北清路北分厂内邮编：100095电子邮件：[e-mail]电话：010-6240046962400458传真：[phone]网址：三、工艺流程及适用范围3.1污水处理工艺流程微波化学污水处理工艺不同于传统的污水处理工艺，其优点是工艺流程大大简化，且减少大量的管网工程，对进水的pH，浓度、温度等无特殊要求，工艺流程图见图3-1。清水管线进污泥脱水系统清水排放排泥管线处理水管线污水管线加药管线微波处理工艺流程高程图图3－1北京润泽东方环保科技有限公司BeijingRunzeEastEnvironmentProtectionScience&TechnologyCo.,Ltd公司地址：北京市海淀区北清路北分厂内邮编：100095电子邮件：[e-mail]电话：010-6240046962400458传真：[phone]网址：流程说明：○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