微波-活性炭联合作用在污染控制中的应用

近年来，微波技术被越来越多地应用于污染控制方面的研究，其中相当一部分工作是借助于微波与活性炭的相互作用，即利用活性炭在微波辐照下可快速升温的特性，获得较高反应温度，同时活性炭还具有较强的还原能力和催化作用，从而达到分解吸附在活性炭孔隙内部或与活性炭共存于同一体系中的污染物的目的。首先从活性炭在微波场中升温的角度探讨了微波辐照对活性炭的作用，并就微波活性炭联合作用在气态污染物处理、液态污染物处理、土壤污染修复以及活性炭为载体的催化剂制备等方面的研究进展进行了评述。     

微波提取酱渣中总异黄酮的实验研究

采用微波法提取酱油废渣中的总异黄酮,并对酱渣异黄酮提取实验中的微波功率、乙醇浓度、料液比、微波作用时间及提取次数等影响因素进行探讨。在单因素试验的基础上,用正交实验进行酱渣总异黄酮提取工艺参数的优化。正交实验结果表明,微波法提取总异黄酮的最佳工艺条件为:微波功率560 W,乙醇浓度80%,料液比1∶20,微波间歇提取3 m in,在此条件下酱渣总异黄酮浸出率达到90%以上。与传统的热浸提法相比,微波提取法具有提取率高,提取速度快,选择性好及能耗小等特点。     

微波功率、辐射时间及污泥量对污泥微波干燥效能的综合影响研究

通过正交实验探讨了微波功率、辐射时间及污泥量对污泥微波干燥效能的综合影响研究,实验结果表明:在微波功率为140～580 W,辐射时间为5～20 min,污泥量为200～350 g的实验条件下,微波功率、辐射时间及两者之间的交互作用对污泥微波干燥效能影响高度显著,污泥量影响不显著;并得出微波功率、辐射时间对污泥含水率综合影响的定量正交回归方程。     

微波强化微电解技术处理硝基苯废水

研究了微波强化微电解组合工艺处理硝基苯废水。研究结果表明,在Fe/C比为3,进水pH=3,微波功率640W,微波辐射时间4 min和曝气量为2.5 L/min的最佳条件下,废水COD、色度和浊度去除率分别达到94.7%、95.6%和90.3%。同时,与单一微波辐射和单一微电解相比,该方法处理效果明显优于这二种方法。实验还采用GC-MS分析方法研究了单一微电解及微波强化微电解法处理硝基苯废水的中间降解产物和降解机理。     

微波辐射对污泥性质及脱水性能的影响

将微波辐射用于污泥预处理,考察了500、750和900 W的微波作用下,污泥性质(温度,污泥粒径,胞外聚合物和水解程度)和脱水性能(毛细吸水时间和污泥比阻)的变化情况,并探讨了相关的机理。结果表明,适宜的微波条件能够增加污泥粒径,提高污泥的脱水性能。900 W微波辐射60 s后,污泥粒径增加了71.40%,污泥毛细吸水时间和污泥比阻分别减少了42.70%和73.11%。若进一步增加微波接触时间,不仅使能耗增加,同时也会恶化污泥的脱水性能。     

微波修复原油污染土壤的均匀设计实验

采用均匀设计实验方法,研究了微波修复原油污染土壤时原油去除率与微波能耗、含水率和含炭率等因素的关系,并应用MATLAB编程拟合出经验公式。结果分析表明:微波能耗在0～288 kJ范围内,污染土壤的原油去除率随微波能耗线性增加;在含水率为6%、含炭率为4%、微波能耗从0增加到288 kJ时,原油去除率从0%增加至92.3%;含炭率在0%～4%范围内原油去除率与含炭率成线性关系,在微波能耗为288 kJ、含水率为6%、含炭率从0%增加到4%时,原油去除率从12.3%增加至92.3%;原油去除率与含水率成二次曲线关系且开口向下,微波修复原油污染土壤的最佳含水率为6.6%。研究结果对微波修复原油污染土壤技术的优化提供了有价值的参考。     

微波解吸柠檬酸盐溶液中SO2实验研究

结合微波具有的热效应、非热效应特性,利用经改装的微波反应装置,研究了微波场下柠檬酸浓度、微波作用时间、微波功率、SO2初始浓度和搅拌速率对解吸柠檬酸盐溶液中SO2的影响,得出了影响SO2解吸率的基本规律和最佳解吸条件,并进行了分析.     

微波解吸柠檬酸盐溶液中SO2实验研究

结合微波具有的热效应、非热效应特性，利用经改装的微波反应装置，研究了微波场下柠檬酸浓度、微波作用时间、微波功率、SO2初始浓度和搅拌速率对解吸柠檬酸盐溶液中SO2的影响，得出了影响SO2解吸率的基本规律和最佳解吸条件，并进行了分析。     

微波辅助疏水膜的清洗

针对膜蒸馏过程中膜表面常见的CaSO4垢和腐殖酸混合垢,对微波强化疏水膜清洗的效果进行了研究。结果表明,对于膜表面的CaSO4垢,微波辅助清洗效率高于常规清洗,且在清洗液的温度和流速较低时,微波的强化清洗效果更为明显;对于膜表面的腐殖酸混合垢,微波辅助清洗后的初始通量恢复率为88.4%,比常规清洗高出10.8%,同时可以相对缓解疏水膜的亲水化。     

微波辅助工艺处理天然气净化废水的应用研究

进行了微波辅助工艺处理天然气净化废水的应用研究,考察了废水色度、COD、SS、含油量和细菌的去除效果以及对废水腐蚀率的降低作用,并进行了同等条件下的常温对照实验。研究结果表明:微波絮凝工艺中絮凝剂PAC和PAM的用量较常温下减少了100 mg/L和5 mg/L,絮凝沉降时间仅为常温絮凝的1/4,最佳微波辐照时间下废水的COD去除率比常温条件下提高4.6%。微波工艺处理后,难降解天然气净化废水的含油量去除率达到了94%、废水中硫酸盐还原菌死亡率达97%以上,废水腐蚀率降为原来的1/7,废水可生化性得到了很大提高,可直接进行好氧生化处理。实验表明,微波辅助工艺对难降解天然气净化废水具有很好的处理应用效果。     

环境分析试样预处理的新方法——微波萃取法

本文对微波萃取法这一新的试样预处理方法进行了简要综述，阐述了微波萃取法的特点、微波试样制备系统及微波萃取法的研究进展，展望了该方法的发展前景。     

Thermal detoxification of hazardous metal sludge by applied electromagnetic energy

Industrial wastewater sludge was treated by microwave processes to enhance the stabilization of laden copper. The effects of additives, processing time, microwave adsorbents, moisture content, reaction atmosphere, and cooling gas were investigated. The stabilization results were significantly enhanced by metal powder additives, prolonged microwave processing time, proper moisture content, the addition of carbonaceous materials, and a reaction environment with inert gas. It was also found that the moisture content would increase the homogeneity of applied microwave energy, and thus achieve a better overall efficiency between stabilizing agents and copper. The added metal powders may reduce Cu(II) to Cu(0) in the sludge or TCLP. The resulting thermal energy of microwave radiation, and microarcing process and the oxidation heat of Al powder may also assist the transformation of Cu(II) into CuO and CuAl2O4 phases. Part of the sludge was vitrified within inert gas environment when the processing time was longer than 18 min and active carbon dosage was more than 3g. Reduction reactions also occurred in the hybrid microwave processes, leading to the reduction of sulfates and metal ions, and the formation of Cu2S and FeS. Moreover, the microwave radiation can also enhance the feasibility of co-treating of inorganic and organic solid waste.     

Microwave pretreatment for enhancement of phosphorus release from dairy manure

Both the advanced oxidation process (AOP) using a combination of hydrogen peroxide addition and microwave heating (H2O2/microwave), and the microwave heating process were used for solubilization of phosphorus from liquid dairy manure. About 80% of total phosphate was released into the solution at a microwave heating time of 5 min at 170 degrees C. With an addition of H2O2, more than 81% of total phosphate could be released over a reaction period of 49 h at ambient temperature. The AOP process could achieve up to 85% of total phosphate release at 120 degrees C. The results indicated that both the microwave, and the AOP processes could effectively release phosphate from liquid dairy manure. These processes could serve as pretreatments for phosphorus recovery from animal wastes, and could be combined with the struvite crystallization process to provide a new approach in treating animal wastes.     

微波加热对活性炭表面基团及其对SO2吸附性能的影响

采用了微波加热技术,通过在不同微波功率和辐射时间条件下对不同粒径活性炭进行改性,研究了改性前后活性炭的表面化学基团、元素组成的变化,以及对SO2吸附性能的影响.结果表明,经过微波改性后活性炭的SO2吸附性能大为提高,微波功率是影响改性活性炭脱硫性能的主要因素.活性炭经微波热处理后,酸性基团发生分解,表面含氧量减少,碱性特征增强,是吸附性能增加的主要原因之一.     

微波诱导催化剂Fe2O3／沸石氧化处理印染废水

以自制改性沸石为催化剂，通过微波诱导氧化技术，对活性嫩黄模拟废水进行氧化处理。采用尿素均匀沉淀包裹法制备Fe2O3／沸石微波诱导催化剂。利用SEM、XRD、IR等分析手段分别对催化剂的表面形态、物相结构等特性进行表征。实验考察了催化剂用量、微波辐射时间、微波辐射功率对活性嫩黄废水的降解效果。结果表明：在催化剂用量3g／L、微波功率900W、辐射时间4min的条件下，对50mg／L活性嫩黄的处理率达到97％。     

活性炭-微波辐射法去除苯酚的机理研究

通过微波辐射前后水样的紫外分光扫描分析，以及微波辐射后水样中的苯酚浓度和COD浓度之间线性相关性分析表明，活性炭-微波辐射强化除酚效率的主要机理是微波使反应体系温度升高导致的活性炭加速吸附作用，而不是微波诱导催化氧化作用。通过对微波辐射前后活性炭的SEM扫描电镜分析说明，活性炭在微波场中由于“微域爆炸”导致其表面及内部孔隙结构的变化， 吸附性能得到改善，是强化苯酚去除的另一原因。 研究还表明，在较短的作用时间内，活性炭-微波辐射法的除酚效率高于常温吸附，但低于沸腾条件下的高温吸附。活性炭-微波辐射去除苯酚的规律遵循其吸附特性，温度越高，吸附反应速度越快。     

微波辐照载甲苯活性炭再生研究

研究在微波辐照条件下,活性炭量、微波功率、载气量、加热时间等因素对载甲苯活性炭脱附的影响,在正交实验中,各个影响因素的重要性排序为:氮气流量、活性炭量、辐照时间、微波功率,最佳的操作工况为:活性炭量9 g、载气流量300 mL/min、辐照时间120 s、微波功率500W,活性炭的脱附率在99.74%.     

微波改性活性炭的吸附性能

利用微波辐照技术代替传统的加热技术在N2 气中对煤质活性炭进行改性 ,以期提高活性炭的吸附性能。通过正交实验法 ,探讨了微波功率、辐照时间及样品粒径 3种因素对改性活性炭吸附效果的影响。结果表明 ,微波加热提高了活性炭的吸附能力 ,微波功率和辐照时间是决定改性活性炭吸附性能的关键因素 ,并通过对改性前后活性炭的孔隙结构和微结构变化进行分析 ,来讨论其改性机理。     

微波辅助-活性炭法处理电厂EDTA锅炉清洗废水可行性研究

采用微波辅助-活性炭法处理电厂EDTA锅炉清洗废水,研究了微波辐射时间、微波功率以及再生次数对活性炭吸附能力的影响,并根据实验结果设计了工艺流程,分析了微波辅助-活性炭法处理电厂EDTA锅炉清洗废水的可行性.研究表明,微波辅助-活性炭法处理EDTA清洗废水的最佳微波辐射时间和微波功率分别为5 min和680 W,微波辐...     

盐液浸提辅助微波再生废油脱水树脂及机制分析

对用于废油脱水的聚丙烯酸钠树脂在盐液浸提辅助微波脱附再生过程中的脱附特性和再生使用性能进行了研究。实验结果表明,盐液浸提辅助微波处理的脱附速率是普通热处理的5～6倍,且能耗更低,脱附率更高,树脂床层温升速率更快,温度峰值却更低,说明盐液浸提对微波处理具有明显辅助效果;树脂再生性能测试结果表明,盐液浸提辅助微波处理的树脂再生使用性能最好,孔结构破坏更少。分析认为,微波选择加热特性以及盐液浸提导致树脂内外渗透压降低和方向改变是盐液浸提辅助微波处理具有良好脱附效果的关键机制。