微波化學(xué)技術(shù)對脫氮除磷特效的研究分析
中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間：2011-8-2 9:30:39
污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量，降低企業(yè)治污成本
水體富營(yíng)養化是世界性問(wèn)題，富營(yíng)養化的水體導致藻類(lèi)爆發(fā)、使水體缺氧，嚴重危害水中的生物鏈，短時(shí)間內就可致水生植物和水生動(dòng)物消亡腐敗，惡化后的水資源將喪失使用價(jià)值。大量的事實(shí)和研究已經(jīng)證明，污水中的氮和磷是導致受納水體富營(yíng)養化的主要原因之一。因此，如何經(jīng)濟有效地將磷和氨氮從污水中去除，讓凈化后的污水回歸自然，是維系人與環(huán)境和諧相處的一個(gè)沉重和嚴肅的事情。常規的污水處理技術(shù)主要去除有機物和懸浮固體，對氮和磷的去處效率較低。許多發(fā)達國家對排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水處理廠(chǎng)達到除氮除磷的要求。傳統的污水脫氮除磷的技術(shù)可分為物理法、化學(xué)法和生物法等。由于不同菌的最佳生長(cháng)環(huán)境不同，脫氮與除磷之間存在著(zhù)矛盾。實(shí)際應用中經(jīng)常出現脫氮效果好時(shí)除磷效果較差，而除磷效果好時(shí)脫氮效果不佳。因此，常規生物脫氮除磷工藝流程存在著(zhù)影響該工藝有效運行的相互影響和制約的因素，主要表現為：
①厭氧與缺氧段污泥量的分配比影響磷釋放或硝態(tài)氮反硝化的效果，厭氧段污泥量比例大則磷釋放效果好，但反硝化效果差；反之，則反硝化效果好，而磷釋放效果差；
②原污水經(jīng)厭氧段進(jìn)入缺氧段，磷釋放與硝態(tài)氮反硝化爭奪碳源，當原水中碳源不足時(shí)，磷釋放或反硝化不完全；
③硝化菌世代繁殖時(shí)間長(cháng)，要求較長(cháng)的污泥齡，但磷從系統中被去除主要是通過(guò)剩余污泥的排放，因此要提高除磷效率則要求短污泥齡。
對于某些含高濃度氨氮的工業(yè)廢水，由于碳源不足，總氮的去除率較低，所以根據常規脫氮除磷方法，在工藝技術(shù)上存在諸多問(wèn)題。相對而言，微波化學(xué)污水脫磷除氮技術(shù)投資少、運行操作簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染而被廣泛應用。
微波化學(xué)污水處理工藝去除氨氮的技術(shù)原理微波對流體中物質(zhì)進(jìn)行選擇性加熱，它通過(guò)微波場(chǎng)對吸波物質(zhì)的選擇性加熱、低溫催化、快速穿透等功能，達到去污除濁殺菌的效果。微波化學(xué)污水處理技術(shù)的基礎是“極性分子理論”。根據此“極性分子理論”，微波不僅可以加快化學(xué)反應，在一定條件下也能抑制反應的進(jìn)行。除此之外，微波還可以改變反應的途徑。微波對化學(xué)反應的作用除了對反應加熱引起反應速率改變以外，還具有電磁場(chǎng)對反應分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應”。微波對反應的作用程度除了與反應類(lèi)型有關(guān)外，還與微波的強度、頻率、調制方式及環(huán)境條件有關(guān)。此外，由于化學(xué)反應是一個(gè)非平衡系統，舊的物質(zhì)在不斷消耗，新的物質(zhì)在不斷生成，各相界面可能發(fā)生隨機的變化；與此同時(shí)系統的宏觀(guān)電磁特性也在發(fā)生變化，而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關(guān)。
然而，許多有機化合物都不直接明顯地吸收微波，但可以利用某種強烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質(zhì)而誘發(fā)化學(xué)反應。利用這些“敏化劑”就可以在微波輻射下實(shí)現某些催化反應，這就是所謂微波誘導催化反應。高強度連續波微波輻射聚焦到某種“敏化劑”的表面，由于“敏化劑”表面點(diǎn)位與微波能的強烈相互作用，微波能將被轉變成熱能，從而使某些表面點(diǎn)位選擇性的被很快加熱至很高溫度（例如很容易超1400℃）。盡管反應其中的水沒(méi)有明顯升溫，但已產(chǎn)生高溫高壓的作用，當水中的有機污染物與受激發(fā)的表面點(diǎn)位接觸時(shí)卻可發(fā)生反應�！懊艋瘎钡淖饔貌粌H僅在于把熱能聚焦，而且還可以借它與反應物和產(chǎn)物相互作用的選擇性而影響反應的進(jìn)程。
微波化學(xué)污水處理技術(shù)就是利用微波對化學(xué)反應的這些作用，對水中的污染物通過(guò)物理及化學(xué)作用進(jìn)行降解、轉化，使水中的膠原體絮凝沉淀， 微波在處理水中污染物的時(shí)候，特別是對水中的細菌、藻類(lèi)等微生物有極強的殺滅作用。其作用原理是由于微波輻射的熱效應，即微波輻射場(chǎng)照射生物體，引起生物體組織器官的加熱作用而產(chǎn)生的生理影響和抑制、傷害作用。組成細胞的極性分子在外加微波場(chǎng)的作用下升溫發(fā)熱，從而導致生物體細胞組織溫度升高。當微波功率密度較大，生物體產(chǎn)熱過(guò)多，超過(guò)了體溫調節能力，生物體的溫度平衡功能失調，體溫上升，于是生物體發(fā)生生理功能紊亂并發(fā)生病理變化，進(jìn)而死亡。水中的磷和氨氮在微波的強化下與敏化劑相結合，發(fā)生劇烈的催化、物理化學(xué)反應，轉化成不可溶物質(zhì)或氣體從水中分離，水中的大分子、難降解的有機污染物在微波及添加劑的共同作用下，被分解為小分子，與添加劑結合生成速沉絮體物去除；金屬離子可直接與添加劑結合生成速沉絮體物沉淀；氨氮轉化為氨氣逸出，或固體氮沉入泥池中；水中磷轉化為不可溶解磷酸鹽沉淀去除。由此達到真正的脫氮除磷。(來(lái)源：谷騰水網(wǎng))
