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微波知识 Microwave knowledge

微波辐射技术在固体废弃物处置中的应用

微波辐射技术在固体废弃物处置中的应用

    微波加热具有加热速度快、不需要热传递、内外同热、没有热传递过程的热损失等优点,是传统加热方法不能比拟的。同时,这些优点也决定了微波辐射技术在固体废弃物处理中有着极为广阔的应用前景。将微波辐射技术应用于污泥减量化方面,则能达到节能降耗、缩短处理时间、降低处理成本等目的,微波辐射脱水工艺具有工艺简单、设备构造简单等优点。

    傅大放等研究了微波辐射加热对污水厂污泥的处理效果。结果表明,污泥经微波辐射处理后,氮、磷、有机质的含量有所降低,但仍是很好的有机肥原料,污泥的卫生学指标(以大肠杆菌菌群数为评价指标)能达到控制标准的要求;如果用微波辐射直接处理未经机械脱水的污泥,则其成本较高,且效果不尽人意,而用微波辐射处理经过机械脱水的污泥,则其成本可以接受,处理效果也比较好,处理后污泥机械脱水时加入的絮凝剂(PAM)的分子量明显降低,有利于污泥的农用。在此基础之上,他们设计了一台处理能力为100kg/d的大型试验装置,在污水处理厂进行现场试验,其结果与实验室的结果取得了良好的一致,微波泄漏量为0.1mW/cm2,符合安全要求。

    在污泥中引入适量的催化剂,微波辐射就能够降解污泥中的有机污染物或者控制污泥中重金属的泄漏量。Abramovitch等采用微波辐射技术降解土壤中的六氯苯、五氯苯酚、 2,2’,5,5’-四氯双酚和2,2’,4,4’,5,5’-六氯双酚以及多氯联苯等有机物。在处理前4种物质时,以Cu2O和铝粉为催化剂;后者以石墨纤维和复合金属棒为催化剂,通过加大催化剂的用量或者延长催化剂石墨纤维和复合金属棒的长度,则可以处理任意深度的土壤;处理后的样品中不能检测出被降解物质,该实验结果对利用微波辐射技术处理土壤中的污染物、实现土壤修复具有重要意义。

    Tai等在含Cr(VI)的污泥中加入一定量的活性碳或者金属导线作为催化剂,在微波场中辐照60min,则90%以上的污泥被玻璃化,其渗滤液中Cr(VI)的含量低于1mg/L,大大低于美国环保局的标准(5.0mg/L)。Menendez发现如果直接将污泥放入微波炉中进行处理,则仅发生脱水作用,没有达到高温分解的效果,而污泥中加入一定量的吸收微波辐射的物质(如在处理过程中产生的碳)后,则体系的温度很快就能超过900℃,体系中将发生高温分解反应。Tata等从经济和技术两方面比较了微波辐射和电子辐射2种方法处理医院固体废弃物时的优缺点,结果表明,2种方法都是令人满意的,但是微波辐射处理具有安全、管理方便等优点。

    微波辐射技术除了在污泥处理方面有着比较广阔的应用前景外,还可以应用于废弃轮胎的回收处理、医院垃圾的处理、建筑垃圾的回收利用和废弃虾、蟹壳的资源化处理等方面。

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