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“微波能”在电镀污水的处理中的应用

放大字体  缩小字体发布日期:2013-03-22  浏览次数:703
核心提示:世界上没有一种材料和工艺是全能的,各种材料和结构只能针对某一个特定的对象和事例发挥作用。“微波”的发现和应用使人类走向太空;如果将“微波能”应用到电镀污水的处理上将会产生如何的效应呢?回答是:将会使“表面工程”在经济发展的大潮中独领风骚。

世界上没有一种材料和工艺是全能的,各种材料和结构只能针对某一个特定的对象和事例发挥作用。“微波”的发现和应用使人类走向太空;如果将“微波能”应用到电镀污水的处理上将会产生如何的效应呢?回答是:将会使“表面工程”在经济发展的大潮中独领风骚。

但是微波也有其两面性,如“微波”它对蛋白质(细胞质)的作用特别灵敏,泄漏一定能量的微波可以使操作人员无形中患上不能生育之症。微波有“波形”、“持续”与“脉冲”的特性;它会使被处理的结果有几个数量级的区别;微波有针对性(偶极子也称极性分子)、微波它是由电子和电力、通讯和信息结合的一门综合科学所以在调试过程中有一定的难度和各种可变因素;为此在使用“微波能”时首要考虑的是安全其次是零部件的尽量简捷、封闭(波导)、定向(谐振腔)等等。

在处理电镀废水过程中,被处理的对象往往是多种工艺混合型的废水(如有氰、铬、镍离子……以及像清洗、活化剂等的有机物),更有来水“浪拥”的现象,因此实时监控的设立是必不可少的。特别是在废水水质的检出转换成数学模式之后,它与流量信号的“乘积传递(反馈)给控制单元调整微波元件的发射量。我们在工程实例中采用了多段式微波能施加的方法,使多段控制系统和技术的设备变得相当实用和可靠,因为“微波能”有即时、迅速的特点、有均匀渗透的特性,所以配合少量化学的氧化、还原、置换法,简单的物理的絮凝、沉淀、过滤手段;对付处理电镀废水是“断前绝后”(解决SS和CODCr)的创举。

常规的化学和物理处理方法即使勉强使废水达标排放,也还存在大量污泥的处理问题,所以电镀废水的处理不仅是达标排放的问题而是要“零”的排放问题。这就是本文题目所列的表面与全面的精神与实质。就是要全面考虑采用新技术针对性地去对待被处理的废水,确保“复杂”的微波机理简单化、实用化。

膜分离技术的加入是微波技术实用性的再发展,这里需要说明的是“膜技术”的门类繁多,不是任何膜种都可以参与电镀废水的治理,膜分离技术也是一个相当深邃的“学科”。它有无机膜和有机膜之分、有匀质膜和不对称膜、有压力、浓度、温度驱动之分,到目前为止世界上已经有十九个大类、二百多种功能的“成品膜”出现在各行各业。

我们这次展出的处理设备中就是用PTFE(聚四氟乙烯俗称塑料王)裂隙膜组成的膜组件(简称裂隙体)与微波技术结合将微波穿透断链、能量转换、膜蒸馏装置一体化,既利用微波对有机物降解时放热反应的余热又利用微波无法穿透金属使“蒸馏膜”提取纯净水的过程中可以在“膜”二侧的温度相对稳定地保持有一定的“温差”情况下即时完成,有关PTFE裂隙膜之所以能够在膜两侧有温差的情况下可以提取纯净水的原理;是利用了废水中(实际上是溶液中)不同物质在不同的浓度、温度、压力的情况下其挥发的程度不同,定量地对废水施加压力,适时地对废水输送热能,利用PTFE膜表面的低“能级”使活泼的水蒸气顺利通过膜的间隙,同时阻挡了大于0.3μ以上的液滴通过。

由于有温度的水蒸气通过膜之后撞击到了比蒸气温度低许多的“冷却板”即刻就凝结成蒸馏水滴,这样被膜表面的疏水功能阻挡在废水之外的一侧,只要采取简单的手段就可以成功地将这种纯净的“水”收集起来。这时的PTFE裂隙膜就充当了形似过滤的功能。

当然有少量的活泼的金属离子也会附着在水蒸气上过渡到“膜”的另一侧去,造成“纯净水”质量下降,这是因为在废水“循环”处理过程中的浓度增加引起的,这种状态反映我们是用“电导率”来控制的,当电导达到一定程度时;我们就要启动“电化学”中“电极反应”的方法,将有害的金属离子捕集达到将重金属回收的目的。

一体化的微波膜蒸馏技术是电镀废水零排放处理的希望所在之一,它有流程短、反应彻底、少污泥、终结水质高,达到可以回复使用的目的。只要操作软件完善、电源稳定有保证的情况下它运行可靠、操作简单、能源消耗少、占用场地小、维修方便等特点。经过在嘉兴泰鑫医化公司及嘉兴金鹰电镀厂等单位的实际使用中我们得到了许多改进的经验。

与化学法、纯物理法处理电镀废水相比;有降低运行成本、降低投资成本、节约能源消耗、基本上没有废水排放等等的优点,我们的设备当然也是有缺点的,因为这种一体化的设备技术含量较高,有些现象的出现需要进一步的分析研究才能应付,尤其是微波的“热效应”与非热效应的问题一时很难分辨,但微波处理的不足与优点相比有二个数量级差异,因此我们认为一体化的微波膜蒸馏技术将是电镀废水“零排放”的好伙伴,是改善环境生态的可靠保证,这种装置不仅适用在废液处理上,而且还适用于燃煤气体的脱硫脱硝上(当然在结构配置上要作调正的)以及电镀废水污泥的处理上(与LTP低温等离子体结合)。

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