微波技术用于废水废气资料.pptVIP

国内外含酚废水的处理现状 物理法 萃取法、吸附法、液膜法…… 化学法 化学沉淀法、氧气法…… 生物法 活性污泥法、生物膜法…… 高级氧化法 光催化、湿化氧化法…… 反应条件苛刻 消耗大量吸附剂、沉淀剂 产生二次污染 无法处理高浓度废水 处理时间过长 含酚废水的 传统处理法 现有技术难点 * 2.2 技 术 微波实验装置图 1:微波反应器;2:三口烧瓶;3:参数设置界面;4:数据显示屏;5:直形冷凝;6:循环冷凝泵. 不同反应条件对PNP降解率的影响 1、MW体系中PNP降解率极低仅为2%左右； 2、MW-AC体系中，反应1min时降解率达到63.01%，反应5 min后降解 率达到87.93%； 3、MW-Mn2O3/AC体系中，微波催化反应氧化降解5 min后，PNP降解 率就已经达到99.56%。 0.63%Mn2O3 金属Mn担载量 Mn2O3/AC用量对 微波功率 Mn2O3/AC重复利用率较差 微波催化反应氧化降解最终产物分析 （a） （b） 饱和石灰水反应前后状态：（a）反应前；(b)反应后 酚类有机物+Mn2O3/AC(CuO/AC) H2O+CO2 MW 微波催化反应氧化降解反应微观机理 微波催化反应阶段 氧化降解反应阶段 在水和空气存在的情况下，微波催化剂吸收电磁波后会产生电子和电子空穴对，通过微波催化反应生成氧化降解所需的?OH，?OH再和反应体系中的酚类有机物及中间产物发生氧化降解反应，最终将酚类有机物矿化为CO2和H2O等无机物，达到完全降解 结论 : 微波催化反应氧化降解（MCROD）技术是一种新型的、高效的处理含酚废水的技术，可广泛应用于难降解有机物废水处理过程中，在不添加任何氧化剂的情况下，选择适当的微波催化剂及反应条件即可达到最佳降解效率 。 3.微波催化反应的应用前景 * 3.1 微波催化反应的特点 微波催化反应特点 特性表现 强活化，温转化 微波场中不同介质的升温强度取决于功率、频率、微波场和介质相互作用的介电常数，导致其升温速率的差别。对于气固催化反应，固相催化剂表面活性位由于界面极化导致出现温度梯度，反应物分子在高温微区易活化，通过发生反应并快速扩散到低温微区达到“强活化，温转化” 反应速度快 多相催化反应中反应物分子在催化剂表面孔道的吸附、扩散、和脱附速率在微波场作用下快速增加，使得微波催化反应速率可达到常规反应的几千倍 转化率高 反应物分子的转动频率接近微波频率时，其中未成对电子的分子间排列发生改变，在微波电场作用下，会产生活跃的高能态分子、原子或离子，增加了粒子间的有效碰撞，使得转化率得以提高 选择性高 不同介质在微波场中的升温强度不同，对不同催化反应，催化剂有特定的选择，所负载的活性组分在微波场的活跃性能也有特定的限定，在微波催化反应中可以控制反应的选择性 微波辐射到催化剂表面，与催化剂表面的活性位点发生强烈作用，微波 能转化为热能，选择性的将某些表面位点加热到较高温度，即产生活性 热点位，吸附在催化剂表面的气体分子以这些活性热点为催化反应中心 发生催化分解或者催化还原，生成环境友好的副产物。 微波催化作用降低了反应所需的活化能，提高了反应速度 * 与传统的湿式石灰法相比，微波脱硫脱硝具有工艺简单、处理效率高、 无二次污染等优点； 与电子束法相比，具有投资小，装置简单、能耗低等优点 商业化应用却不多，造成这种局面的主要原因如下： 3.2 微波技术在应用过程中亟待解决的问题 1 微波设备问题的安全防护 过量的微波辐射对人的神经系统、心血管系统生殖系统、晶状体和视网膜等器官有一定的伤害。因此，在设计、制造和使用微波设备时，应注意微波泄漏的安全防护，以保证操作人员的人身安全 2.微波场中温度的测量 微波技术很多都是基于其热效应。很多人试图建立各种数学模型来模拟 微波场中的温度，但由于微波场中的温度尚无认可方法进行测量，这些 模型无法验证。同时微波加热与物质介电特性有密切联系，而介电特性 又与物质形状、组成、体积和湿度等多种因素有关，这些因素会较大可 能影响微波场的温度分布 * (1)微波加热的机理的深入研究，建立加热过程的数学模型； (2)完备各种材料介电参数； (3)微波加热设备(谐振腔)的设计、开发和制作； (4)加工控制和操作过程的自动化； (5)应用范围的进一步拓展； (6)如何将微波技术于其他技术有效结合使用等 3.3 微波技术研究主要着重以下方面： * 微波技术在环境保护工程中的应用起步较晚，但由于该技术具有： 其一，节能省电； 其二，快速高效； 其三，可进行选择性的加热； 其四，加热的材料和热源不直接的接触；