微波催化降解有机废水的技术及原理

田方圆

辽宁大学环境学院2014级环境科学

微波催化降解有机废水的技术及原理

田方圆

辽宁大学环境学院2014级环境科学

当代社会，废水处理越来越引起人们的关注。有机废水占据了我国废水排放总量的很大一部分，有机废水的直接排放导致我国环境污染越来越严重。最近高级氧化技术在逐渐兴起，其中的微波降解有机废水的技术越来越引起人们的重视。由于微波技术处理废水时间短，降解彻底并且不对环境造成二次污染。

微波；废水；处理

1 微波及作用机理

1.1 微波定义

电磁波是一种发射波，由电场和磁场交替作用产生，主要分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X及伽马射线，无线电波分为长波、中波、短波、超短波及微波。微波频率范围为0.3Hz～300GHz，波长范围为1mm～1m，目前我国微波使用频率主要为915MHz和2.45 GHz。

1.2 作用机理

微波作为电磁波,在其传播过程中，遇到物质时会发生反射、吸收等作用，反射的电磁波主要会对空间造成电磁污染，吸收的电磁波主要通过热效应、电阻及电磁效应、化学能级变化等实现转化，目前微波技术应用于各行各业的干燥、裂解、消毒、杀菌、降解等，其作用机理主要分为分子内部能级变化和水分子高速的激烈振荡或反复运动引起热效应两种，能级转动变化可以通过量子力学理论解释或描述，热效应可以通过微观粒子的运动来解释。目前，微波的化学作用是否由能级变化等非热效应还是由热效应引起，存在着一定的争议，但是大部分的实验可以解释其作用主要是热效应，因此，本位对微波作用的定位为热效应作用。

2 有机废水的危害及性质

2.1 染料废水的危害

随着社会发展，人们的生活中充满了五彩缤纷的颜色，每年有成千上万种染料使用，其中有机染料是市场上使用最多的一种。染料在工业和生活中起到了重要的作用，其主要应用于纺织品、橡胶、食品、皮革等领域。我国作为染料大国，2012年生产总量已达到世界总产量的60%以上。染料工业在为我国经济带来快速发展的同时，也给我们带来了严重污染，在染料生产过程中，其产生的废水中含量约12%污染物质，废水排放需要经过处理，但是许多企业在没有达到排放标准要求下，偷偷的将废水进行排放，对水体造成了严重的污染。

2.2 农药废水的危害

随着中国人口的上涨，粮食的需求量也日益增加。因此，现在农田当中在大量使用农药。农药残留性强，进入地下水体之中后，很难在自然系统中被降解。农药种类多，其中最长使用的有机磷农药。其常常被使用的原因有，使用过程简单和方便，而且对植物作用效率比其他农药高。因此，有机磷农药被使用多而且范围广。

随着农业生产以及发展的不断推进，农副产品都会被喷洒农药，在农产品生长过程中排出的废水就是农药废水，这一部分是少量的，还有就是农药厂生产农药过程中排出的废水占绝大一部分。农药废水水质水量相对比较不稳定，主要有含苯废水、含有机磷废水、高浓度含盐废水、高浓度含酚废水以及含汞废水等，都比较难以处理。聚丙烯酰胺厂家佳润为大家讲述一下农药废水的特点以及对于环境的危害。

虽然目前市场上销售的农药种类很多，并且其中的配方复杂，各自认为自己具有非常好的效果，但是作为农药其本身具有污染物浓度高、毒性大、气味臭、质量不稳定等特性，如有些农药在有效成分外含有酚类、汞、砷、镉等难以降解的毒性物质，且对需氧量的需求甚至会达到每升数万mg，释放明显的恶臭气味，强烈刺激人体呼吸道和粘膜。另外，由于生产工艺控制、设备、环保要求、误差等因素，农药的质量稳定性较差。为了降低农药对水、土壤等环境的污染，对含有污染物的农药废水浓度进行降低，开展回收利用，是目前主流的操作手段，其可以通过活性炭吸附、废水萃取和蒸馏、活性污泥等方法对废水进行处理，但是从原材料的控制，到生产工艺改进和控制，是制备高效、低毒、低残留农药的较佳的手段，应是高效低毒农药的发展方向之一。同时，严格禁用有机氯、有机汞等低效高毒性农药，积极开发微生物农药，并大力推广使用，是防止农药废水对环境污染的一条根本性途径。

3 微波在染料水处理中的应用

染料废水具有“三致”作用，如果在染料废水直接排放到水体前不进行处理，则会危害人类以及水生生物的健康。所以在排方前进行处理是很有必要的。微波处理染料废水具有很好的效果。微波直接作用于染料废水时，作用是不大的。这个时候需要使用微波吸收剂，当微波作用于微波吸收剂时，微波吸收剂表面产生“热点”，“热点”周围的染料被分解为CO2，H2O和无机离子。

随着国家鼓励研究开发和使用微生物农药，将传统的六六六等有机氯系、汞系列的农药列入了禁用名单。但是现在市面上生产的农药主要的还是有机农药，所以农药的处理问题急需解决。使用微波技术产生的“热点”，能十分有效的降解有机农药，在之前许多国内外文献中均有报道。可以分解为无害物质，并且没有中间产物产生。

4 结束语

综上所述，微波吸收记忆结合微波催化降解技术可以有效地破坏有机污染物的结构使其彻底分解，具有降解效率高、实际操作过程用时短、操作方式简单以及没有二次污染等优点，进而展示出微波吸收剂结合微波催化技术在降解水中难降解的有机污染物方面的广泛应用前景。

[1] Z.H.Zhang,Y.Q.Deng,M.L.Shen,et al.Investigation on rapid degradation of sodium dodecyl benzene sulfonate(SDBS)un⁃der microwave irradiation in the presence of modified activated car⁃bon powder with ferrous sulfate[J],Desalination,2009,(249):1022～1029.

[2] 钱霍飞,王安,蒋红.纺织行业常见受限物质的危害和法规要求及其替代——偶氮染料[J].检验·科技,2013(14):85.

[3] 夏祖学,刘长军,闫丽萍,杨晓庆.微波化学的应用进展[J].化学研究与应用,2004,(16):441～444.