微波輻射技術(shù)在固體廢棄物處置中的應(yīng)用

    微波加熱具有加熱速度快、不需要熱傳遞、內(nèi)外同熱、沒有熱傳遞過程的熱損失等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)加熱方法不能比擬的。同時(shí)，這些優(yōu)點(diǎn)也決定了微波輻射技術(shù)在固體廢棄物處理中有著極為廣闊的應(yīng)用前景。將微波輻射技術(shù)應(yīng)用于污泥減量化方面，則能達(dá)到節(jié)能降耗、縮短處理時(shí)間、降低處理成本等目的，微波輻射脫水工藝具有工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

    傅大放等研究了微波輻射加熱對(duì)污水廠污泥的處理效果。結(jié)果表明，污泥經(jīng)微波輻射處理后，氮、磷、有機(jī)質(zhì)的含量有所降低，但仍是很好的有機(jī)肥原料，污泥的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)（以大腸桿菌菌群數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)）能達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)的要求；如果用微波輻射直接處理未經(jīng)機(jī)械脫水的污泥，則其成本較高，且效果不盡人意，而用微波輻射處理經(jīng)過機(jī)械脫水的污泥，則其成本可以接受，處理效果也比較好，處理后污泥機(jī)械脫水時(shí)加入的絮凝劑（PAM）的分子量明顯降低，有利于污泥的農(nóng)用。在此基礎(chǔ)之上，他們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)處理能力為100kg/d的大型試驗(yàn)裝置，在污水處理廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果取得了良好的一致，微波泄漏量為0.1mW/cm2，符合安全要求。

    在污泥中引入適量的催化劑，微波輻射就能夠降解污泥中的有機(jī)污染物或者控制污泥中重金屬的泄漏量。Abramovitch等采用微波輻射技術(shù)降解土壤中的六氯苯、五氯苯酚、 2，2’，5，5’-四氯雙酚和2，2’，4，4’，5，5’-六氯雙酚以及多氯聯(lián)苯等有機(jī)物。在處理前4種物質(zhì)時(shí)，以Cu2O和鋁粉為催化劑；后者以石墨纖維和復(fù)合金屬棒為催化劑，通過加大催化劑的用量或者延長(zhǎng)催化劑石墨纖維和復(fù)合金屬棒的長(zhǎng)度，則可以處理任意深度的土壤；處理后的樣品中不能檢測(cè)出被降解物質(zhì)，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)利用微波輻射技術(shù)處理土壤中的污染物、實(shí)現(xiàn)土壤修復(fù)具有重要意義。

    Tai等在含Cr(VI)的污泥中加入一定量的活性碳或者金屬導(dǎo)線作為催化劑，在微波場(chǎng)中輻照60min，則90%以上的污泥被玻璃化，其滲濾液中Cr(VI)的含量低于1mg/L，大大低于美國(guó)環(huán)保局的標(biāo)準(zhǔn)（5.0mg/L）。Menendez發(fā)現(xiàn)如果直接將污泥放入微波爐中進(jìn)行處理，則僅發(fā)生脫水作用，沒有達(dá)到高溫分解的效果，而污泥中加入一定量的吸收微波輻射的物質(zhì)（如在處理過程中產(chǎn)生的碳）后，則體系的溫度很快就能超過900℃，體系中將發(fā)生高溫分解反應(yīng)。Tata等從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩方面比較了微波輻射和電子輻射2種方法處理醫(yī)院固體廢棄物時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)果表明，2種方法都是令人滿意的，但是微波輻射處理具有安全、管理方便等優(yōu)點(diǎn)。

    微波輻射技術(shù)除了在污泥處理方面有著比較廣闊的應(yīng)用前景外，還可以應(yīng)用于廢棄輪胎的回收處理、醫(yī)院垃圾的處理、建筑垃圾的回收利用和廢棄蝦、蟹殼的資源化處理等方面。