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“微波能”在電鍍污水的處理中的應用
m.nydixin.cn 化學鍍鎳--合航集團 2013-03-25 14:06
深圳表面處理網：世界上沒有一種材料和工藝是全能的，各種材料和結構只能針對某一個特定的對象和事例發揮作用。“微波”的發現和應用使人類走向太空;如果將“微波能”應用到電鍍污水的處理上將會產生如何的效應呢?回答是：將會使“表面工程”在經濟發展的大潮中獨領風騷。
但是微波也有其兩面性，如“微波”它對蛋白質(細胞質)的作用特別靈敏，泄漏一定能量的微波可以使操作人員無形中患上不能生育之癥。微波有“波形”、“持續”與“脈沖”的特性;它會使被處理的結果有幾個數量級的區別;微波有針對性(偶極子也稱極性分子)、微波它是由電子和電力、通訊和信息結合的一門綜合科學所以在調試過程中有一定的難度和各種可變因素;為此在使用“微波能”時首要考慮的是安全其次是零部件的盡量簡捷、封閉(波導)、定向(諧振腔)等等。
在處理電鍍廢水過程中，被處理的對象往往是多種工藝混合型的廢水(如有氰、鉻、鎳離子……以及像清洗、活化劑等的有機物)，更有來水“浪擁”的現象，因此實時監控的設立是必不可少的。特別是在廢水水質的檢出轉換成數學模式之后，它與流量信號的“乘積傳遞(反饋)給控制單元調整微波元件的發射量。我們在工程實例中采用了多段式微波能施加的方法，使多段控制系統和技術的設備變得相當實用和可靠，因為“微波能”有即時、迅速的特點、有均勻滲透的特性，所以配合少量化學的氧化、還原、置換法，簡單的物理的絮凝、沉淀、過濾手段;對付處理電鍍廢水是“斷前絕后”(解決SS和CODCr)的創舉。
常規的化學和物理處理方法即使勉強使廢水達標排放，也還存在大量污泥的處理問題，所以電鍍廢水的處理不僅是達標排放的問題而是要“零”的排放問題。這就是本文題目所列的表面與全面的精神與實質。就是要全面考慮采用新技術針對性地去對待被處理的廢水，確保“復雜”的微波機理簡單化、實用化。
膜分離技術的加入是微波技術實用性的再發展，這里需要說明的是“膜技術”的門類繁多，不是任何膜種都可以參與電鍍廢水的治理，膜分離技術也是一個相當深邃的“學科”。它有無機膜和有機膜之分、有勻質膜和不對稱膜、有壓力、濃度、溫度驅動之分，到目前為止世界上已經有十九個大類、二百多種功能的“成品膜”出現在各行各業。
我們這次展出的處理設備中就是用PTFE(聚四氟乙烯俗稱塑料王)裂隙膜組成的膜組件(簡稱裂隙體)與微波技術結合將微波穿透斷鏈、能量轉換、膜蒸餾裝置一體化，既利用微波對有機物降解時放熱反應的余熱又利用微波無法穿透金屬使“蒸餾膜”提取純凈水的過程中可以在“膜”二側的溫度相對穩定地保持有一定的“溫差”情況下即時完成，有關PTFE裂隙膜之所以能夠在膜兩側有溫差的情況下可以提取純凈水的原理;是利用了廢水中(實際上是溶液中)不同物質在不同的濃度、溫度、壓力的情況下其揮發的程度不同，定量地對廢水施加壓力，適時地對廢水輸送熱能，利用PTFE膜表面的低“能級”使活潑的水蒸氣順利通過膜的間隙，同時阻擋了大于0.3μ以上的液滴通過。
由于有溫度的水蒸氣通過膜之后撞擊到了比蒸氣溫度低許多的“冷卻板”即刻就凝結成蒸餾水滴，這樣被膜表面的疏水功能阻擋在廢水之外的一側，只要采取簡單的手段就可以成功地將這種純凈的“水”收集起來。這時的PTFE裂隙膜就充當了形似過濾的功能。
當然有少量的活潑的金屬離子也會附著在水蒸氣上過渡到“膜”的另一側去，造成“純凈水”質量下降，這是因為在廢水“循環”處理過程中的濃度增加引起的，這種狀態反映我們是用“電導率”來控制的，當電導達到一定程度時;我們就要啟動“電化學”中“電極反應”的方法，將有害的金屬離子捕集達到將重金屬回收的目的。
一體化的微波膜蒸餾技術是電鍍廢水零排放處理的希望所在之一，它有流程短、反應徹底、少污泥、終結水質高，達到可以回復使用的目的。只要操作軟件完善、電源穩定有保證的情況下它運行可靠、操作簡單、能源消耗少、占用場地小、維修方便等特點。經過在嘉興泰鑫醫化公司及嘉興金鷹電鍍廠等單位的實際使用中我們得到了許多改進的經驗。
與化學法、純物理法處理電鍍廢水相比;有降低運行成本、降低投資成本、節約能源消耗、基本上沒有廢水排放等等的優點，我們的設備當然也是有缺點的，因為這種一體化的設備技術含量較高，有些現象的出現需要進一步的分析研究才能應付，尤其是微波的“熱效應”與非熱效應的問題一時很難分辨，但微波處理的不足與優點相比有二個數量級差異，因此我們認為一體化的微波膜蒸餾技術將是電鍍廢水“零排放”的好伙伴，是改善環境生態的可靠保證，這種裝置不僅適用在廢液處理上，而且還適用于燃煤氣體的脫硫脫硝上(當然在結構配置上要作調正的)以及電鍍廢水污泥的處理上(與LTP低溫等離子體結合)。
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