微波技术在典型固体废物污染治理中的应用分析

时间：2021-03-08 10:44:47 所属分类：社会科学 浏览量:

21 世纪以来，国民经济步入了高速发展阶段，也使固体废物污染越来越严重，其中有机物土壤污染、垃圾焚烧处理以及各类重金属污泥等污染备受社会各界的广泛关注。工业生产规模不断扩大，工业污泥以及废水中有大量的重金属物质，其次，我国农业生产依然比较传统

　　21 世纪以来，国民经济步入了高速发展阶段，也使固体废物污染越来越严重，其中有机物土壤污染、垃圾焚烧处理以及各类重金属污泥等污染备受社会各界的广泛关注。工业生产规模不断扩大，工业污泥以及废水中有大量的重金属物质，其次，我国农业生产依然比较传统，填埋、焚烧等处理方式也产生了大量的固体废物。我国国土面积辽阔，但是现有的农业耕地有很大一部分遭到不同程度的污染，含有大量有机污染物。有机物处理技术以物理、化学等修复技术为主，其普遍存在修复周期长，且投入成本过高等相关问题。近年来，我国陆续建设了生活垃圾焚烧处理厂，焚烧量不断攀升，垃圾被焚烧之后，会产生大量的飞灰以及重金属物质。而传统的水泥固化处理方法，虽然大幅缩短了垃圾填埋处理厂的使用周期，但也不能从源头上改善与解决环境污染问题。

　　1 微波技术简述

　　近年来，微波技术快速更新与发展，微波加热技术越来越成熟，并且被广泛应用到各个领域当中，如食品加工、化学研究与分析、陶瓷预热处理、材料加工、电子信息技术等诸多方面。微波加热早在 20 世纪 40 年代末便已经出现，具备明显的均匀加热、速度快、能源使用率更高等优势，并且逐渐被应用于环境污染治理，如污水、污泥处理，对于有机物土壤进行修复与改善，对于临床医疗废物的消毒灭菌等。随着微波技术的应用范围不断扩大，微波联合活性炭技术是当前的研究重点问题，活性炭属于一种吸波材料，在微波烧结下，温度可快速升高，从而对活性炭中的污染物进行有效分解。微波烧结技术的利用效率非常高、加热速度快，同时也具有环保节能的特点，对于垃圾焚烧处理具有良好的效果。本文主要对有机污染物、重金属以及焚烧处理飞灰等固体废物采用微波技术处理进行相关研究[1]。

　　2 微波技术在重金属污泥处理中的应用

　　工业排放污泥当中含有大量各类重金属物质以及有毒物质。近年来，人们针对微波稳定重金属污泥进行了相关研究，通过对电路板中的污泥采用微波技术进行处理之后，Cu 与 Pb 离子浓度有效降低，重金属和聚合物分子之间发生反应，逐渐形成键结。和传统的处理技术相比，微波处理技术在使用过程中，重金属的实际浓度有效降低，主要是由于类玻璃基质阻碍了重金属的浸出，传统产物主要是多孔结构，重金属比较容易浸出。和传统处理技术方式相比，微波处理技术的效果更加明显，使得重金属更加稳定，不容易浸出，同时，污泥的体积也有效减少，便于后续相关处理，微波技术可有效稳定污泥中重金属，应用潜力巨大，可代替传统处理方法。为了增强处理效果，一般会适当增加铁粉、Al2O3 等介质，加入铁粉之后，Cu2+浸出浓度有效降低，处理时长缩短。增加铝粉，能够有效延长处理时间，污泥当中 Cu 的稳定性也大幅提升，并且形成金属铝氧化物，从而提升了污泥中重金属的稳定性。通过对污泥微波辐射，在特殊环境下，会出现玻璃化现象，可固定重金属，从而有效避免重金属的浸出[2]。

　　3 微波技术在 POPs 污染土壤修复中的应用

　　随着微波技术的快速发展与完善，近年来，其被应用于 POPs 污染土壤修复，受到了社会各界的广泛关注，相关研究学者也对也先后对微波在五氯苯酚(PCP)、多环芳烃(PAHs)、六氯苯 (HCB) 等污染土壤修复过程中的具体应用进行了研究。微波技术能够有效消除挥发性化合物，在采用微波进行污染土壤修复过程中，可得知适当加入活性炭、金属氧化物等，可有效提高分解效率，并且达到 71%以上，有 1%的四氯联苯会逐渐转化为 CO2。通过 MnO2 材料，对污染土壤中的六氯苯污染物进行修复，将土壤和铁粉充分混合，并添加至水溶液，采用微波技术予以处理，结果显示，MnO2 是能够有效分解六氯苯的。通过活性炭微波技术对污染土壤进行修复，可见活性炭还具备还原剂的作用，在实际应用过程中，土壤的实际含水率、微波的实际功率、活性炭量等都是非常关键的因素。如果实际含水率一旦超过 15%，在去除过程中主要是热解吸，并非分解机制，将铁粉作为还原剂，通过微波去除掉土壤当中的 PCBs，增加次磷酸钠，去除率大幅提高，超过 80%，在增加铁粉之后，超过 95%以上。

　　4 微波技术在垃圾焚烧飞灰污染治理中的应用

　　垃圾焚烧处理所产生的飞灰含有各类重金属元素以及二噁英等污染物，烧结可满足对毒害物的实际需求，与危废物处理的基础原则相符合。熔融技术在应用过程中，能耗非常大，设备费用也比较昂贵，飞灰当中的氯盐可能会造成 Pb、Zn 等金属物的再次挥发，从而导致引起二次污染。烧结主要是在 900~1200 ℃环境下，该温度比飞灰的熔点低，将其逐渐转化为坚硬且致密性较高的烧结体，使其满足建材特质的具体要求，虽然烧结体当中的重金属未被包裹，但是浸出效果良好，符合环保要求。飞灰烧结需要的温度比熔融更低，所以，烧结技术的成本低于熔融，且能耗更低。传统烧结窑是通过燃烧煤维持温度，这样会产生大量烟气，因此，需要结合实际需求配置相应的废气净化基础设施[4]。

　　5 结束语

　　当前应用于典型固体废物污染治理中的微波技术依然处于研究发展阶段，操作难度较大，大多数的技术和实践应用依然存在一定距离。相关研究人员还应当高度重视微波技术相关基础理论的研究。其次，实验室所应用的微波设备多为改造而成的，运行稳定性不高，因此，在之后的研究实验中应当加以改进。和传统的处理方法相比，微波技术能够有效缩短处理时间并节约能源，效果更加显著。其应用潜力巨大，且能够创造更大的经济效益与社会效益，未来应当进一步推广和运用。

　　参考文献

　　[1] 刘敏.微波技术在典型固体废物污染治理中的应用[J].环境科学与技术，2017，1(40)：107-112.

　　[2] 聂艾琳，Nei，Ailin，等.微波技术在典型固体废物污染治理中的应用[J].煤炭与化工，2017，2(110)：11-15.

　　[3] 楼颖，高佳乐，王莉果，等.典型固体废物污染治理中微波技术的应用研究[J].环境与发展，2018，30(11)：40-41.

　　[4] 甄宏.微波技术在环境污染治理中的应用研究[C]//2008 中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)，2008：33-34.

　　《微波技术在典型固体废物污染治理中的应用分析》来源：《低碳世界》，作者：白艳红

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