【纯水设备www.xqccs.com】微波诱导催化氧化技术(MICOP)是一种高强度短脉冲微波辐射对包含一些敏化剂表面的固体催化剂床,通过表面能级和强相互作用的微波能量,微波能转化为热能,从而有选择地高温表面的点,当反应物接触化学催化反应时可能发生[1,2]。纯水设备

    活性炭作为一种优良的吸附剂已广泛应用于废水处理[3],以及活性炭是一种电阻式吸收材料,活性炭微波辐照下可以快速吸收加热,干燥后的20多岁的温度可以达到1000℃以上。活性炭具有较强的吸附能力，已广泛应用于微波处理环境污染物[4,5]。微波催化氧化活性炭已成为处理难降解有机废水的热点之一。探讨了微波催化氧化活性炭的机理，分析了微波催化氧化技术的处理效果和发展方向，为工程应用提供理论指导。

    微波诱导活性炭的催化氧化机理工业纯水设备

    摘要微波催化氧化活性炭的机理被称为“热点效应”和“羟基自由基理论”。

1.1热点效应

    “热效应”也被称为“热效应”,它强烈活性炭吸收微波能量,迅速在高温,表面形成活性中心,当有机物的解决方案可以反应在接触这些点,最后退化二氧化碳和水,同时催化剂-活性炭表面吸附有机分子的空间解决方案,反应器中有机分子的动态平衡的研究。Li yu等人[6]发现，当活性炭数量增加到一定比例时，微波场中的活性炭会出现“火”。金汇彭等。[7],研究微波加热活性炭,活性炭不加热作为一个整体,但在表面的“轻”,以便快速加热,温度达到950℃,活性炭也有类似的现象发生。华山台等[8]利用颗粒活性炭吸附水溶液中的苯酚，将活性炭放入1000W微波炉中进行辐照。在150~180年代，苯酚完全降解为H2O和CO2。实验结果表明,活性炭表面“热点”的微波场在温度1200 ~ 1800℃,正是这些“热点”过程分解水中的有机物质。

1.2羟基自由基理论

    近年来提出了微波催化氧化中羟基自由基的理论。羟基自由基(•OH)具有高度的氧化性，可引起一系列自由基链反应，直接降解水中的各种污染物，最终将污染物降解为CO2、H2O和其他无机盐。羟基自由基氧化具有高效、快速的氧化速度。它是湿氧化、超临界水氧化、光化学氧化、电化学氧化、声化学氧化及相应的催化氧化等许多高级氧化过程的主体。

S.h. orikoshi等[9,10,11]将微波技术与光催化降解技术相结合处理难降解有机污染物。他们的研究表明，微波辐照极大地促进了•OH的形成，增加了TiO2的表面活性，从而提高了有机污染物的降解效率。Lu jianmei等人[12]发现，在研究单体均聚和共聚时，微波辐照可以增加反应中自由基的数量。系统中的极性分子吸收微波能量工业纯水设备，极性键自旋、振荡、断裂，从而产生更多的自由基。张耀斌[13]发现单独使用微波加热不会产生羟基自由基，因为微波能量不足以破坏或重组[14]键;当活性炭存在时，水中活性炭在微波照射下可达到局部(瞬时)高温，而此时水仍保持液相状态，类似于湿空气氧化状态，从而产生•OH。XieQuan等人[15]发现，微波催化活性炭降解有机物时，微波、活性炭和氧源是产生•OH的三个必要条件。纯水设备

微波反应堆类型

2.1家用微波炉

    目前大多数微波诱导活性炭的催化氧化是在改良的家用微波炉中进行的，微波炉适用于格兰仕、LG和夏普等品牌，如表1(16、17、18、19、20、21、22、23、24)。

    虽然取得了一些成就的研究修改国内微波炉,仍有许多不足:(1)国内微波炉的工作波过程半波整流式双重压力,属于间歇加热,和微波炉的有效功率大大受电网电压波动的影响;(2)家用微波炉加热范围主要集中在炉腔底部的托盘上，水样和催化剂加热不均匀。(4)国内微波炉无法为中试设备的设计提供准确的数据，国内微波炉拒绝的一些实验很可能在专用微波反应器中成功。

2.2专用微波反应器

    专用微波反应器一般采用微波功率自动变频控制和非脉冲连续微波加热技术，可自动调节和控制反应过程，达到精确的温度和反应过程控制效果。微波辐照时间较长，收率较高。有些反应器既有电磁搅拌方式，又有机械搅拌方式，在反应过程中可用于冷凝、回流、滴水和水分离。这种特殊的微波反应器可以为工程应用单元或设备的设计和制造提供可靠的参数，对设备放大和实际工程应用具有很强的指导意义。Njl07-3、mas-1、McLl-3微波反应器主要用于微波诱导活性炭催化氧化废水的研究，如表2(25,26,27,28,29,30,31,32)所示。

3治疗纯水设备

    目前，催化氧化研究和活性炭处理所产生的微波主要采用批量处理。也就是说，根据处理效果和优化操作参数，在一定体积的模拟水样或实际废水中加入适量活性炭，辐射微波功率一段时间。由于微波能能在短时间内将水加热至沸腾，水的损失会影响分析结果的准确性。因此，目前主要采用添加冷凝装置[17]和处理后加水的方法。工业纯水设备活性炭处理完全淹没在水里,因为水吸收的微波有很强的影响,导致大部分的微波吸收水,可能降低活性炭的催化作用,但很多有机废水的研究结果表明,该方法具有良好的治疗效果(24)19日,22日,其动力学研究和关键参数优化结果可以为实际工程应用提供一定的理论依据。

连续处理是将活性炭固定床安装在微波反应室中的一种动态处理方法。用恒流泵将处理后的水泵入固定床，在微波辐射下进行催化降解。对冷却塔冷凝后的水进行收集分析。张耀斌等用活性炭固定床微波催化处理酸性蒽醌绿色染料废水。固液比为1:1时，酸性蒽醌绿色染料质量浓度为200mg/L, HRT为10min，微波功率为250W，脱色率达87.5%。BuLongLi[5],如微波辅助催化氧化的作用下,活性炭固定床反应器研究了硝基苯酚的处理效果的解决方案,消除活性炭吸附的影响,微波功率为500 w,流6.4 ml / min,气流40到60毫升/分钟的条件下两种硝基酚溶液质量浓度(218.6,1200 mg / L)> 90%,矿化率65%以上的去除率,生化溶液从0.284增加到0.607。微波诱导活性炭催化水处理技术的持续处理技术已经推进了其工程应用过程，但关键参数的确定和成本优化还有待进一步研究。纯水设备

    4废水处理情况

    目前微波诱导活性炭催化氧化处理废水的研究多集中于固定浓度下对微波功率、辐射时间和活性炭用量的考察和优化。

大量研究结果表明，提高微波功率和活性炭投加量可有效提高对污染物的去除率，缩短辐射时间，其原因在于微波功率的提高可增加活性炭表面的“热点”数量及吸收的能量，进而提高去除率〔31〕。从表3可以看出微波诱导活性炭催化氧化技术在各类废水处理中表现出良好的去除效果(去除率在77%~99.6%)〔17,19,22,25,30,31〕，但研究对象多为固定体积的水样，处理量集中在50~100mL，相关研究较少涉及对不同体积水样的处理能力和效果。此外，在活性炭投加量相对较大和200~900W微波辐射下易取得良好的去除效果，但若在此研究结果基础上进行放大试验和工程应用，从运行成本考虑是不经济的。

    卜龙利〔33〕根据能量转换和守恒原理，对微波诱导活性炭催化氧化技术进行了系统分析，研究认为，该实验条件下处理高浓度废水在经济上是可行的，但经济成本会因能量利用率过低而偏高。能量利用率偏低与微波装置、负载阻抗和反应器设计等因素有关，可改变微波频率、采用单模微波谐振腔和改变反应器形状来提高微波腔内能量的利用率。此外热交换器的能量损失是导致经济成本偏高的另一主要因素。纯水设备

    5技术发展趋势

    微波诱导活性炭催化氧化技术降解有机废水已表现出诸多优点，如降解率高、处理时间短、可在常压下进行等，但其实际工程应用还需要进一步研究探索。目前的研究规模普遍偏小，反应器多为改装后的家用微波炉，且多为静态研究工业纯水设备，连续处理较少;大部分研究集中于模拟水样的处理，实际废水较少，且以染料废水的处理研究居多;另外，微波诱导催化氧化的处理对象有一定针对性，应以高浓度、难降解有机污染物为目标，而目前的研究成果尚缺乏针对性和工程指导性。因此深入研究催化氧化机理，利用专用微波装置揭示各运行参数间的内在关系，以工程化应用为目标进行系统研究，对推动微波诱导活性炭催化氧化降解有机废水技术的产业化进程具有重要意义。更多环保及纯水处理设备资讯请关注皙全苏州纯水设备网。