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摘要：本文先介绍微波技术的来源，之后再分析微波技术的概念和其他内容，并在之后配合分析国内外微波技术的研究进展。并有效地介绍微波化学高级氧化技术在水处理中的应用探讨。
关键词：微波技术；高级氧化技术；水处理技术；应用策略
引言：
从20世纪30年代兴起的微波技术最初被应用于通讯领域，后来又被应用于化学领域，最终，微波化学高级氧化技术成为了一种新的领域。从内容看，微波化学领域是微波和化学科目相互结合形成的一个新型科目。微波在使用的过程中会发挥其独特的优势，并在之后形成一种新的领域[1]。本文结合实际案例分析微波化学高级氧化技术和水处理过程中的应用策略。
1.研究背景
化学法水处理技术就是能够通过运用化学方法来除去工业废水中存在的残余污染因子，并让污水达到排放标准。目前，包括电渗析、电化学和光化学等方法都是非常常用的化学处理法。虽然很多专家都在对高级氧化技术进行广泛的研究，但是这些方法大多数都是为了能够降解一些有机的毒废水，内部的氧化剂并没有能够得以有效地利用，处理的成本也很高。但是，微波处理技术已经在最近几十年的环保行业广泛地发展而出。微波本身属于一种电磁能。在运作的过程中，主要可以运用离子迁移技术和偶极子转动技术来引发分子的运动。但是在运动的过程中并不能够引发分子结构的变化。
2.微波化学的概念和发展现状
2.1微波化学的概念
微波技术在使用的过程中可以对无机化工的发展有很大的指导作用。且在使用的过程中不仅反应的速度非常快，而且能源消耗也较低。如果单纯地采用传统的溶剂反应，不仅耗材多，且耗费的时间比较长，且容易产生很大的污染[2]。但是，如果单独采用微波处理的技术，不仅污染和试剂的用量都比较少，而且热效率也较高，加热的速度也较快。业内经常将微波化学称为“绿色提取工艺”。目前，微波化学已经被广泛地运用于各个行业，并对社会的发展有很好的作用。
2.2微波化学的发展现状
微波虽然从20世纪30年代就已经兴起，但是只是在通信和电视方面被广泛地应用。但是，微波化学技术在环境保护方面却很少被应用。一直发展到21世纪，微波化学技术已经被更加广泛地应用。
3.微波反应的机理
3.1微波化学反应
通过运用微波热效应可以有效地加速化学反应。微波会使得分子在运动的过程中出现热效应，内部的能量会被反应物分子所吸收，从而使得分子的能量 达到的一定的境界，从而使得其运动的效率也得以提升。电磁场在作用的过程中也会通过改变分子的结构来改变其运动方式，从而有效地提升分子的速度。从实践的过程来看，微波确实能够改变化学反应，并被广泛地应用于废气污染物的处理过程中。
3.2微波消解机理
微波的消解是为了能够将测试的成分从样品中有效地提取出来。微波消解技术不仅反应的速度很快，而且还能够在操作的过程中有效地降低环境污染的程度。所以微波消解技术经常被用来消解和处理样品。先利用酸和样品融合在一起，之后再利用微波作用于样品的内容，从而使得内部的温度有效地升高。由于在操作的过程中热量很难快速向外部传递，所以样品会在短时间内被迅速溶解。样品内部的粒子因为受到热效应，那么会使得粒子被破坏。在使用的过程中，消解液和粒子能够更好地发生反应。
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4.微波技术在有机废水处理中的研究进展
目前，微波技术已经在废气、废水和固体废物处理的过程中被广泛地应用，并在监测的过程也取得了长足的进步。微波在水处理领域能够较快地实现选择性的快速加热。但是，当微波技术和其他技术联合使用时，就会在较短的时间内成为某一领域的研究热点[3]。但是因为我国的经济最近几年发展的速度变得越来越快，多数工业废水和城市污水中都存在着大量的有机污染物。这些废水不仅有极强的耗氧性，而且毒性也很高。因此，水体污染已经成为了目前水污染领域治理的重点和难点。如果能够将微波技术和一些新的废水处理技术有效地结合在一起，则能够有效地降解有机废水。
单纯使用有机化合物并不能够对微波有效地吸收。因此，需要采用一种激烈的吸收波来当做“敏化剂”，并让其能够在微波的辐射下完成催化反应，这样才能够更好地处理有机废水。从研究的内容来看，活性炭在使用的过程中能够对微波有效地进行吸收，并通过结合微波辐射来有效地实现催化反应。半导体的表面将会产生多数活性的电子空穴。电子和空穴又会在半导体表面的吸附物质中发生氧化反应和还原反应，从而更好地使得有机物得以溶解。
一般而言，在微波和光联合作用的基础上，微波可以让半导体的表面先构成羟基，并通过有效地让半导体的表面吸收光，从而阻止存在于半导体表面的电子和空穴结合，并有效地分解有机污染物。虽然单纯地运用生物法来处理有机废水不会耗费太高的成本。但是，在真正处理高浓度的有机废水时，如果废水本身的浓度过高，则会使得微生物内部的菌群死亡，并使得水处理的效果变得不明显。但是，如果此时能够将微波技术更好地和生物法有效地结合，那么就可以利用微波辐射来处理高浓度的废水，从而有效地提高废水的处理效率。
5.微波化学技术在污水处理中的应用策略
微波化学能够通过运用微波的形式将热能有效地传递给存在于水中的污染物，从而引发化学反应。水中的污染物能够在物理和化学的双重作用下被降解和转化，从而使得水体更好地被净化。在微波的作用下，污染物内部的分子会被分解成阳离子，阳离子又会和水分子有效地发生离子交换，并在之后交换之后生成水合氢离子和羟基。另外，添加剂在微波的作用下也会显示出更高的活性。羟基和有机物也会在微波的作用下形成有机物分子。添加剂和有机物分子相互作用，又会形成沉淀。具体来说，可以被运用在如下几个方面：
5.1微波-类Fenton法处理甲基橙溶液
将一些重金属和H2O2相互结合，也能够组成Fenton试剂。含铬废水和含铬的废渣在环境治理的过程中发挥着重要的作用。各个国家的科学家都通过运用含铬矿物微波处理法来有效地处理含铬的废水和含铬的废渣。另外，偶氮染料中也会存在诸多含铬矿物质，如果能够有效地运用微波，则能够对含铬的矿物和含铬的废渣进行有效地应用。
5.2微波-Fenton法处理垃圾渗透液
垃圾渗透液的处理在环保建设的过程中也一直都发挥着重要的作用。但是，单纯地采用生化处理设备将很难更好地适应垃圾渗滤液对水质和水量的变化。如果内部氨氮的浓度较高，但是温度较低时，内部的物质将会受到抑制，内部的水质也会在第一时间被恶化。又因为采用单一的氧化法进行处理，也不能够使其水质指标取得较好的处理效果。但是，从实践的过程来看，如果能够有效地使用微波-Fenton法来处理垃圾渗滤液，则能够将内部的污染物有效地进行去除，有效的去除率达到了67.5%。
6.未来展望
微波技术在使用的过程中几乎不需要耗费太多的能量，更不会对环境造成太大的污染。在未来，微波技术会被越来越多地运用于化学分支领域。专家可以通过先了解反应机理，之后再对反应影响因子进行有效地分析，并设计出专门的微波化学反应仪器。微波化学反应仪器能够帮助我们更好地理解化学领域内部的内容，并对未来的工作产生重大的意义。相信，主要对微波化学仪器进行有效地改进，才能够将实验的成果扩大到实际工业生产的过程中。
参考文献：
[1] 刘冬莲，刘金媛.微波加热技术在化学中的应用[J].唐山师范学院学报，2016（5）：136-143
[2] 艾智慧.微波/超声辅助光催化降解氯酚的研究[D].武汉：华中科技学，2017（5）：139-144
[3] 夏祖学，刘长军，闫丽萍，杨晓庆.微波化学的应用进展.四川大学电子信息学院，2017（3）：126-134
论文作者:田斌,胡志龙
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第6期
论文发表时间:2019/5/6
标签：微波论文; 有效地论文; 技术论文; 化学论文; 废水论文; 过程中论文; 污染物论文; 《建筑模拟》2019年第6期论文;