1.微波水处理技术的原理

微波是波长在1mm～1nm之间，频率在3.0×10²～3.0×10⁵MHz之间，具有穿透性的一种电磁波。微波技术起源于20世纪30年代，最初应用于通信领域。在其它领域使用微波技术可追溯到20世纪50年代，而它在环境保护领域的应用则鲜有探讨。直到1986年，人们才开始注意到微波技术应用在环境保护领域的潜力，现已成功地用于废气、废水、固体废弃物的处理及环境监测等方面，该技术在环保领域具有广泛的应用前景。

微波对陶瓷、玻璃、塑料具有穿透性，对金属具有反射性，对水、含水物质、脂肪等具有深层瞬时加热作用，产生热效应。就液体而言，微波仅对其中的极性分子起作用，微波电磁场能使极性分子产生高速的旋转而产生热效应，同时改变体系的热力学函数，降低反应的活化能力和分子的化学键强度。对固体来说，许多磁性物质如过渡金属及其化合物、活性炭等对微波有很强的吸收能力，由于其表面的不均匀性，微波辐射时其表面会产生许多“热点”，这些“热点”的能量比其它部位高得多，被常作为诱导化学反应的催化剂。

（1）加热原理

污水中含有大量的有机物、无机污染物、污泥等，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，可大大加快反应速度，缩短反应周期。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、高效的新途径。

污水处理中常用活性炭吸附法，但吸附后的活性炭表面有机物却难以处理。微波辐射能有效地解吸活性炭表面的有机物，使活性炭再生并有利于有机物的消解和回收再利用。采用微波解吸处理污水中的有机物，不仅可消解有机物，还可获得高质量的回收产物。

（2）生物杀菌机理

微波杀菌是制造一个物理环境使微生物死亡，这个环境包括热力的温度场和频率极高的交变电磁场。两种物理场共同作用于生物固体中的微生物，从而达到杀菌的效果，同时，微波对肠道细菌、蠕虫寄生虫和部分病毒都有杀菌作用，具有良好的应用前景。

微波电磁场作用于生物体，能引起两类生物效应，指生物体内各层次的生物物质吸收电磁波后转变为热能，温度升高并由此而引起生理和病理变化的作用；还有一类为非热效应，指电磁场通过使生物体温度升高的热作用以新的方式改变生理化过程的效应。(www.daowen.com)

总之，微波对流体中的物质选择性加热和对吸波物质低温催化、低温杀菌及均匀加热的功能，加速了固液分离作用，达到了去污除浊杀菌的功效，经微波技术处理后的水可全部回用，运行稳定可靠。

2.微波水处理工艺

与传统水处理工艺相比，微波水处理工艺流程大为简单，减少了大量的管道工程，进水温度和浓度无特殊要求，工艺流程如图6-24所示。

图6-24 微波水处理技术工艺流程

该工艺的核心是添加剂和微波反应器，混合液经添加剂物化与微波低温催化的共同作用，产生大量絮状体，进入到沉淀池后迅速分离，上清液由过滤器进一步处理达标排放或再利用，污泥脱水后外运、堆肥或掩埋；也可使带有絮状体的水直接进入沉淀过滤一体化设备，出水排放或再用，污泥做相应的处理后考虑再用。

水中污染物在添加剂和微波的共同作用下产生剧烈的催化反应，转化为不溶性物质或气体与水分离，有机物在微波的催化下分解为小分子物质，进一步与添加剂结合生成速沉絮状物去除；金属离子直接与添加剂发生反应，生成速沉絮状物沉淀；氨氮转化为氮气，后续的吸收装置完成去除任务；水中的磷转化为不溶性磷酸盐沉淀去除。表明了微波技术可以有效地去除有机物、氮、磷等物质。

微波反应器在一定的工作压力、温度和反应速度下，连续发生加热物化、低温催化、高频穿透的作用生成可沉物，微波的功率可连续调节以适应水质的变化。