1、污水處理中微波技術的應用

　　1.1 生活污水處理

　　在應用微波技術的污水處理中，生活污水處理屬于微波技術的典型應用形式，具體處理流程可概括為：“生活污水二沉池出水→調節池→污水提升泵→混凝反應池→1#配水井→微波發生器→2#配水井→沉淀過濾一體機→清水池→回用泵→進場回用”，其中沉淀過濾一體機還會分離出生活污水中的污泥，經離心機泵水后，污泥最終送往渣場填埋。結合上述流程不難發現，除常見的污水處理環節外，微波發生器屬于微波技術污水處理的關鍵，且微波發生器數量直接影響生活污水的處理效果，因此，微波技術的應用需結合污水量，實時調節微波發生器開啟數量，有關部門按照80t/h處理量對微波發生器開啟數量、來水量范圍做出規定，如來水量為80~160t/h時僅可開啟1臺微波發生器。嚴格控制微波發生器開啟數量，可保證其擁有較高的平穩運行率，大幅降低微波發生器跳停次數。

　　1.2 污水處理消毒

　　微波技術中的微波紫外線消毒技術同樣可較好地服務于污水處理，通過激活等管內惰性氣體實現污水的消毒處理，污水中的蠕蟲卵、腸道病毒、病原性細菌等病原體均可被殺滅。相較于應用液氯、二氧化氯、紫外線消毒等傳統污水處理消毒技術，微波紫外線消毒技術不僅擁有消毒效率高、不產生二次污染、殺菌廣譜性、無噪聲、無臭味等紫外線消毒技術的全部優點，同時也具備控制系統穩定、使用壽命較長、運行成本低、節能性優秀、安全可靠、維護方便、可提供剩余消毒能力等優勢。但值得注意的是，由于微波紫外線消毒技術屬于新一代技術，其更換紫外燈管成本較高，存在光復活與暗復活現象等問題，使得該技術距離廣泛應用于我國污水處理領域仍需要經歷一段時間的發展。

　　1.3 輔助污水處理

　　在我國污水處理中，Fenton試劑應用極為廣泛，但該技術在降解部分化合物時存在去除率低的問題。因此，出現微波強化Fenton氧化法。在微波技術支持下，Fenton試劑的污水處理能力大幅提升，這使得其在藥品生產廢水、焦化廢水、草漿造紙廢水、垃圾滲濾液、TNT廢水領域均擁有較為不俗的表現。以藥品生產廢水為例，作為典型的高濃度有機廢水，藥品生產廢水存在可生化性差、毒性大、成分復雜等特點，但微波強化Fenton氧化法的應用卻能大幅提升其可生化性，并且，其最佳應用條件：pH值4.42、輻照時間6min、微波功率300W，H2O2、Fe+的最佳投加量分別為1300mg/L、4900mg/L。

　　2、實驗分析與討論

　　2.1 實驗目的

　　為深入了解微波技術在污水處理領域的應用，開展了單獨微波處理對生活污水氨氮、CODCr去除效果的實驗，實驗過程中向污水中添加催化劑，同時引入了吸附法、混凝法，希望能夠最終得出一種實用價值更高的微波技術應用方式。

　　2.2 實驗方法

　　采用研磨后過200目篩子的二氧化錳進行實驗，將其加入100mL的生活污水中，調節pH值后稱重，在空氣攪拌、一定微波功率條件下進行一段時間的微波輻射，取出后在微波處理前補水稱量，靜置，取上清液分析實驗前后氨氮、CODCr變化。生活污水原水CODCr含量為169.32mg/L、實驗溫度為15.5℃。

　　2.3 結果與討論

　　2.3.1 二氧化錳用量影響

　　分別取1、2、3、4、5g二氧化錳開展實驗，實驗過程微波功率、微波輻射時間分別設置為500W、2min，pH值為6.83，可得出二氧化錳用量對CODCr去除率的影響，實驗用1、2、3、4、5g二氧化錳取得的CODCr去除率分別為43.12%、48.76%、52.21%、58.43%、63.57%，考慮到二氧化錳使用量過多會提升污水處理成本，最終選擇了2g作為二氧化錳實驗用量。

　　2.3.2 微波輻射功率影響

　　稱取2g二氧化錳，微波功率分別設置為100、200、300、400、500、600、700W，微波輻射時間仍設置為2min，pH值為6.83，可得出微波功率對CODCr去除率的影響，當實驗微波功率分別為100、200、300、400、500、600、700W時，其CODCr去除率分別為12.23%、19.34%、25.86%、34.54%、46.76%、62.12%、69.33%，考慮到微波會導致水溫快速提升，最終選擇了500W作為實驗微波功率。

　　2.3.3 微波輻射時間影響

　　取2g二氧化錳，微波功率設為500W、pH值為6.83，微波輻射時間分別為30、60、90、120、150、180s，由此可得出微波輻射時間對CODCr去除率的影響，當實驗微波輻射時間分別為30、60、90、120、150、180s時，其CODCr去除率分別為5.56%、23.98%、37.21%、45.76%、49.13%、51.04%，由于微波輻射時間為180s時水樣溫度達到50℃，因此最終選擇了120s作為實驗微波輻射時間。

　　2.3.4 pH值影響

　　取2g二氧化錳，微波功率、微波輻射時間分別設置為500W、2min，調節pH值分別為5、6、7、8、9，確定pH值對CODCr去除率的影響，由此可確定pH值分別為5、6、7、8、9時，CODCr去除率分別為43.45%、46.78%、44.23%、45.51%、46.78%，可見pH值對污水處理的影響不大，因此，僅需將pH值控制在6~9之間即可滿足污水處理需要。

　　2.3.5 具體應用

　　結合表1所示的微波技術污水處理最佳參數，選擇微波前CODCr含量為191.66mg/L、NH3-N含量為47.98mg/L的生活污水開展污水處理實驗，可得到CODCr含量為60.98mg/L、NH3-N含量為12.47mg/L的處理后生活污水，由此取得了68.18%的CODCr去除率、74.01%的氨氮去除率。

　　2.4 混凝-吸附-微波工藝組合

　　生活污水處理涉及微波技術與混凝工藝的組合應用，為了實現更高水平的污水處理，提出了一種混凝-吸附-微波工藝組合的污水處理技術，通過三者的協同作用，即可實現更高水平的生活污水處理。為了驗證這一組合工藝的應用效果，開展了如下實驗：

　　（1）在3L燒杯中置入1L生活污水，分別加入30mg/L膨潤土原土、2mg/L聚丙烯酰胺、30mg/L的聚合硫酸鐵。

　　（2）使用攪拌機以300r/min速度攪拌水樣1min、50r/min速度攪拌水樣10min。

　　（3）取100ml渾濁液水樣，按表1所示參數進行微波處理。

　　（4）取靜置沉降后的上清液測定水質指標，最終結果如表2所示。

　　結合表2分析可知，應用混凝-吸附-微波工藝的生活污水處理后CODCr去除率92.19%、TN去除率93.52%、氨氮去除率93.86%、TP去除率96.31%，這種情況的出現是由于大部分TP與CODCr在混凝過程中去除，吸附劑與催化劑的應用也使得微波非均勻加熱特點得以實現，熱能聚焦，選擇性的作用使得吸附反應進程加快，污染物去除目的也由此更好實現，混凝-吸附-微波工藝在污水處理領域的應用價值得以驗證。

　　3、結語

　　綜上所述，微波技術可較好服務于污水處理，該污水處理微波技術可行性較高，為了更好推廣該技術，微波能轉化利用率的提升、微波技術應用范圍的拓展應得到業內人士的關注。