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廢水微波處理技術

來源：印染在線　發布時間：2009年04月23日

廢水微波處理技術　

一、微波能在廢水處理中的應用

廢水包括了生活廢水和工業廢水。廢水中的污染物按種類大致可分為：固體污染物、需氧污染物、營養性污染物、酸堿污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物和熱污染物等；污染物按形態可分為固態、液態和氣態等。污水處理的任務是將這些污染物采用物理、化學或生物的方法轉化成無害的固態匯聚物與易揮發的氣態物與水分離。 1、現行工業化廢水處理方法廢水處理方法按對污染物實施的作用不同，可分為兩大類，一類是通過各種外力的作用，把有害物從廢水中分離出來，稱為分離法；另一類是通過化學或生化作用，使其轉化為無害的物質或可分離的物質，后者再經過分離予以除去，稱為轉化法。按處理原理不同，將處理方法分為物理法、化學法、物理化學法和生物化學法四類。 ?。?）分離法廢水中的污染物存在形態的多樣性和物化特性的各異性，決定了分離方法的多樣性。如表一　分離法分類

污染物的存在形態	分離方法
離子態	離子交換法、電解法、電滲析法、離子吸附法、離子浮選法
分子態	萃取法、結晶法、精餾法、吸附法、浮選法、反滲透法、蒸發法
膠體	混凝法、氣浮法、吸附法、過濾法
懸浮物	重力分離法、離心分離法、磁力分離法、篩濾法、氣浮法

（2）轉化法轉化法可分為化學轉化法和生化轉化法兩類。

表二轉化法分離
方法原理	分離方法
化學轉化	中和法、氧化還原法、化學沉淀法、電化學法
生化轉化	活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、生物塘

現代廢水處

理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。一級處理，主要是通過篩濾、沉淀等物理方法對廢水進行預處理，目的是除去廢水中的懸浮固體和漂浮物，為二級處理做準備。經一級處理的廢水，其BOD一般只能除去30%左右；二級處理，主要是采用各種生物的方法處理，其目的是除去廢水中的呈膠體和溶解狀態的有機污染物。經二級處理后的廢水，其BOD除去率可達90%以上，處理水可達標排放；三級處理，是在一級、二級處理的基礎上，對難降解的有機物、磷、氮等營養性物質，進一步處理。方法有混凝、過濾、離子交換、反滲透、超濾、消毒等。由于廢水中的污染物成份相當復雜，往往需要同時采用幾種方法的組合流程，才能達到處理要求。對于某種廢水，要根據該種廢水的水質、水量及其中有價物質回收再利用的可能性，經過比較后，才能決定采用哪幾種方法的組合。上述處理法，無論采用哪幾種方法的組合，其共同存在的缺點是：①工藝流程長、廢水處理過程中物化反應進程緩、廢水處理設施龐大、占地面積大；②廢水只能集中處理，對于城市廢水而言，地下排污管網工程龐大，必然造成廢水處理工程總投資巨大；③處理后的水質不穩定，對難降解的可溶性有機物、磷、氮等營養性物質處理不徹底，對某些工業廢水如造紙廢液等無能為力且運行綜合費用高。為克服上述缺點，需找到一種更簡單、實用、有效、經濟的廢水處理手段。 2、微波能廢水處理法把微波場對單相流和多相流物化反應的強烈催化作用、穿透作用、選擇性供能及其殺滅微生物的功能（實驗證明微波還對殺滅藍藻等有特效）用于廢水處理，以便克服廢水常規處理法的前述缺陷。微波能污水處理技術可使廢水處理工程小型化、分散化，省掉城市建設中現行廢水處理工程長距離埋設龐大的排污管網，堵住污染源頭，從根本上消除因人類的生活和生產活動給江河湖泊造成的污染。廢水經微波能處理后可100%返回，實現水的可持續利用，使人類水環境步入良性循環，為解決

21世紀人類將面臨的世界性“水荒”做貢獻。隨著物質文明建設的不斷發展，淡水資源的需求量越來越大，產生的廢水量也越來越大，而對廢水處理的任務及其處理的深度要求必然加大，這就要求廢水處理不斷吸納創新技術。廢水微波處理技術將是廢水處理技術上的一場革命。 3、廢水微波處理法與現行常規處理法相關指標比較到目前為止，微波能污水處理技術已對昆明盤龍江水、大觀河水、滇池水、翠湖水等生活污水與日用化工廠廢水、造紙廢水（含紙漿廢水、木漿廢水、草漿廢水）、上海的焦化廠廢水、北京的化纖廠廢水、吉林的玉米制酒精廢水、河北的制革廠、印染廠、造紙廠三種廢水、江西的強酸性礦山廢水、內蒙古的電廠廢水、黃河水、遼寧的繅絲廠廢水、云南的制糖酒精廢醪液等進行了驗證，并一一證明了該技術對污水處理運用的廣泛適應性。　需特別指出的是微波對殺滅藍藻的特殊作用。藍藻在微波場中只需30-40秒即由微細粒匯聚呈大顆粒變黃沉降與水分離，與此同時水中的富營養物也就降解了。（1）城市生活和工業廢水經微波場處理前、后的數據與國家標準的比較（圖表三）

水　樣　名　稱	PH值	色度 (稀釋倍數)	化學需氧量 (mg/l)	懸浮物 (mg/l)	總磷 (mg/l)	總氮 (mg/l)	氨氮 (mg/l)	生化需氧量 (mg/l)
第二類污染物國家允許最高排放濃度一級標準(新擴改)	6-9	50	100	70	0.5	15		30
黃河水處理前	5.6	混濁	72.91	201	0.14	4.74	1.5
黃河水處理后	7	清澈透明	59.89	4	0.02	2.27	0.07
江西某礦山工業廢水處理前	3	混濁不清	260.40	383	0.26	4.24	1.32	Cu13.37
江西某礦山工業廢水處理后	7	清澈透明	119.78	14	0.01	2.45	1.02	Cu0.03
某造紙廠廢水處理前	14	混濁不清	1320.48	940.6
某造紙廠廢水處理后	7	清澈透明	97.28	20.4
某造紙廠廢水處理前	14	混濁不清	641.38	544.8
某造紙廠廢水處理后	7	清澈透明	87.56	19.8
城市生活廢水處理前	7.5	200	291.2	36	3.362	24.10<	5.59	116.48
城市生活廢水常規法處理	6	84	78	23	0.44	6.98	3.24	20.44
城市生活廢水微波處理后	7	清澈透明	58.58	2	0.0304	2.28		4.78
城市生活廢水微波處理后	7	清澈透明	46.87	4	0.31	4.47	3.26	未檢測出

（2）廢水微波處理法與現行常規處理法的比較（圖表四）

相關指標及優缺點	微波處理法	現行常規處理法
城市生活廢水	有機(碳氫或碳水及氮化物)污染廢水	城市生活廢水	有機(碳氫或碳水及氮化物)污染廢水
以日處理萬噸廢水為例的廢水處理廠占地面積 (畝/萬噸)	＜1	2	100	常規法無能為力
單位廢水處理能耗 (KWH/噸廢水)	0.3	1～3	0.4	采用加壓加溫氧化法必然高能耗
單位廢水運行費用 (元/噸廢水)	0.3	0.8～1.2	0.6～0.8	----
單位廢水處理成本 (元/噸廢水)	＜0.8	2～3	1.4 ～1.6	4～6
單位廢水處理投資強度 (元/噸廢水)	800 (＞2000噸/日)	1000～1200 (＞1000噸/日)	1300～1400 (＞10萬噸/日)	采用加壓加溫氧化法35000
實現廢水處理物化反應過程的條件	常壓下，并且不受環境溫度的控制。	常壓下，并且不受環境溫度的控制。	受環境溫度的直接控制，冬季低溫反應進程十分緩慢。	須在數個乃至數十個大氣壓并加溫的條件下才能實現氧化反應。
廢水處理過程中污染物與水的分離速度	廢水進微波場流經約20秒鐘出微波場后3分鐘即始沉清分離。	廢水在微波場中循環場外約10～40小時反應完成。	廢水由流入反應池至流出反應進程約12小時。	----
廢水處理過程中的殺滅微生物功能	液相和固相或氣相中的微生物已殺滅。	微生物已殺滅。	無殺滅微生物功能。	加壓加溫氧化法微生物已殺滅。
產物再利用	有價氣體可回收再利用；固相無菌可作復合肥；清水無菌可100%返回，實現水的可持續利用。	有價氣體可回收；固相可二次利用；清水100%返回利用。	有價氣體無法回收；固相須作深坑填埋處理；二次水須作深度處理才能利用。	加壓加溫氧化法產生的清水可返還使用。
對現行常規法廢水處理產生的二次水深度處理能力	二次水經微波凈化后可100%返回再利用，這正是發揮了微波凈化水的優點	二次水經微波凈化后可100%返回再利用，這正是發揮了微波凈化水的優點	對二次水的深度處理無能為力。	----
規模效益	使廢水處理工程小型分散化，堵住污染源頭，省掉城市建設中的現行污水常規處理法必須集中處理而地下長距離埋設的龐大排污管網工程，從根本上解決因人類生活和生產活動而給江河湖泊造成的污染，使水環境步入良性循環。	使廢水處理工程小型分散化，堵住污染源頭，省掉城市建設中的現行污水常規處理法必須集中處理而地下長距離埋設的龐大排污管網工程，從根本上解決因人類生活和生產活動而給江河湖泊造成的污染，使水環境步入良性循環。	因廢水處理物化反應進程緩慢而必須集中處理，日處理污水量須在10萬噸以上方能降低單位處理成本，這就必然造成城市建設中地下長距離埋設龐大的排污管網工程，給城市安全帶來隱患。	----