微波技术发展概述

1、微波技术发展概述物料吸收微波能是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果。在外加交变电磁场作用下，物料内极性分子极化并随外加交变电磁场极性变更而交变取向。众多的极性分子因频繁转向而相互阖摩擦损耗，使电磁能转化为热能。对物料加热无惰性，即只要有微波辐射，物料即刻得到加热。反之物料就得不到微波能量而停止加热口这种使物料能瞬间得到或央去加热动力来源的性能，符合工业连续自动化生产加热要求.1,5.1微波的特性微波在传播过程中貝有四个特性：(1) 直线特性：微波像可见光一样进行直线传播&反射特性：徽波遇到金属之类的物休会像镜子一样产生反射。(2) ®收特性：微波在类似水等极性介质中间传

2、播时，大累的微波能很容易被吸收而变成热能，因此可以对液体进行加热，而化学分析所涉及的样品处理大多在液相进行，因此微波技术可以得到充分应用井大大加快化学反应速度。(3) 穿透特性：微波可以穿透玻璃、陶瓷、聚乙烯、纸质等绝缘物休，这些物质介质损耗小、分敬系数低，微破在此中间传播时，只能有少鼠的微波辐射能被吸收,因此能量损耗很少，介质热传递通常导致反应器具温度升高。1*5.2微波在废水处理中的应用污水中含有大量的有机污染物、无机污染物、污管等，这些物质可对环境产生严重的污染。利用微波的加热特性，可将微波技术有效地用于污泥、有机污染物的处理及有机絮凝剂的制备。微波加热具有不需传热、内外同热、没有热传逸

3、过程的热损失特点，与传统加热法相比，微波加热的热效率高罠因此，在生活污水处理过程中，可釆用微波加热來代替传统加热使污泥脱水和干燥.有研究表明，微波加热可用于机械脱水后的污水污泥处理，而且效果尤为显著。傅大放等报道，把污水厂未经消化的污泥放入微波炉中加热45min,直接的效应是污泥含水率的降低。经过机械脱水后的污泥用微波进行干燥，含水率由75%降低到20%以下，处理成本低，而且时间短，设备简单。因此，将微波加热用于对污泥的干燥处理，在技术上是可行的，经济上与传统方法也有可比性。利用微波加热处理机械脱水后的污水污泥.不但可以实现污泥农肥化、袋装化，而且也为污水厂污泥的资源化利用探索出便捷、髙效的新

4、途径。处理污水中有机污染物常用的一种方法是活性炭吸附法，但吸附后的活性炭表面有机物却难以处理。微波辐射能何效地解吸活性灰表面的有机物，使活性炭再生并有利于有机物的消解和回收再利用。有研究表明，利用微波加热解吸可消解污水的有机物14。如G,CMH等采用低能度的微波辐射，可以对污水中吸附在粒状活性炭表面的有机毒物三氯乙烯、二甲苯、荼以及碳氢化合物等进行解吸和消解，其最终分解率达100%,处理后的水质长期保持稳定。此外，微波加热解吸还可回收有机物，如A.Hamer和P.Nschcr,42J研制了一种固定床式的微波加热解吸装置，用该装置研究了从活性炭高分子和沸石中解吸回收乙醇和有机脂。因此，采用微波解

5、吸处理污水中的有机物，不仅可消解有机物，还町获得高质量的回收产物。微波加热是利用介质的介电损耗而发热，在极短的时间内使介质分子达到极化状态，加剧分子的运动与碰撞。由于电磁能量是以波的形式辐射到介质内部，内外同时加热，加热无滞后效应.所以体系受热均匀。因此，利用微波加热可合成某些分子量均匀的物质，由于加热无滞后效应.可大大加快反应速度，缩短反应周期。据报道，李万捷(创等利用微波辐射制备聚丙烯酰胺(PAM)他们采用微波加热聚丙烯酰胺溶液，只需5min就可合成PAM,而且对洗煤废水的处理效果与常规加热法相比，煤粉微粒的絮凝吸附能力强，絮团沉降速度快、清水回收率高G利用微波辐射法制备PAM絮凝剂，不仅

6、时间短、效率高、反应灵敏，而且加热均匀.分子量分布均一，对洗煤废水的处理效果好。因此，用微波加热可完全替代常规加热来制备污水处理所需的有机絮凝剂。微波技术的应用与发展前景微波技术起源于本世纪30年代，最初应用于通讯领域。微波在通讯以外的使用可追働到五十年代，而它在化学方面的应用则鲜有探讨，直到最近十几年间，微波技术在化学上的应用潜力才开始被发掘出來。现已成功的用于化学反应、消解萃取分析样品、坏境保护等等，并且表现出节省能源与时间、简化操作程序、减少有机溶剂使用、反应产率增加、显著降低化学反应产生的废弃物对环境所造成的危害等优点，其在化学领域的应用前景非常广阔。微波处理技术己在国外得到广泛的应用

7、，处理诸如空气、水、土壤、沉积物等坏境样品多有报道，在样品消锈、萃取方面该技术应用很多，已表现出极强的竞争性和适用性.用微波技术处理空气样品快速、效率高，在环境水质样品前处理方面，国内学者陆续开展了一些工作，如采用微波消解替代标准回流法对COD的密封消解快速测定经济效益明显，微波法用于水样中总氮的消解分析也已见报道“朗。微波环保技术是微波处理技术与环境资源回收利用技术的新兴交叉技术，是针对该领域中常规加热技术速度慢加热不均匀等问题，而利用微波辐射处理的热效应和非热效应的快速均匀等优点来大幅度提奇处理效率，同时大幅度降低能耗的研究，是一种节能増效的淸洁技术的研究。微波环保技术这种特点使它一旦工业

8、化可能带来巨大的经济效益和社会效益。随着保护地理环境的需求日益高深，对于各种油泄漏和排放造成的环境污染，需要开发新的高效油处理技术，和开发各种用于治理环境污染的新材料高吸油性树脂就是近年来开发出来的一种新型油处理剂由于它具有吸油率高、保油性好、吸油前体积小、便于储存和处理容易等优点，越来越受到世界各国的重视，研究表明微波辐射制成的吸油体对浮油有很好的吸收作用其制备原理为使用功率足够的微波辐射，以大幅度缩短聚合物交联反应完全的时间，形成合适的网络空间吸油性得到提高。从以上应用实例可以看出，微波处理技术在化学领域中已经得到初步应用并显示出明显的优越性，在分析化学方面的开发应用是及其有益的。作为一种

9、现代化的实验室设备，人们正在不断开发完誓此项技术，微波炉的使用己越来越得到广大实验室工作人员的青睐，其所具有的特性在代替传统处理工艺方面将会得到更加广泛的作用，发挥岀巨大的潜力。由于专业微波处理设备（尤其是进口设备）价格昂贵，目前在国内坏境监测中微波技术应用不多，但可利用现有设备条件进行许多工作。随着分析技术的发展微波技术应用工作的开展势必会对传统实验室所应用的技术进彳亍变革、一定会在环境监测和污染物处理中得到广泛应用和发展。随着经济和工业的迅猛发展，化学加工工业也取得了很好的发展，规模也随之变得越來越庞大，因此一系列的环境问题也暴露出来。化工工业是产量很大的生产部门,其排污量也很大的，这类废水具有颜色深，COD、BOD值较高，组成复杂多变，排放量大，分布面广，难降解等特点，若不经处理，直接排放将给生态环境带来严重危害。所以高效地处理此类废水成为急需解决的环境问题。我国定全球13个缺水国之一，而含硫化工废水在我国工业废水中占很大的比重,同时，因