據(jù)調(diào)查，污水中的氮和磷是導(dǎo)致受納水體富營養(yǎng)化的主要原因之一。如何經(jīng)濟(jì)有效地將磷和氨氮從污水中去除，讓凈化后的污水回歸自然，是維系人與環(huán)境和諧相處的一個沉重和嚴(yán)肅的事情。

據(jù)悉，常規(guī)的污水處理技術(shù)主要去除有機(jī)物和懸浮固體，對氮和磷的去處效率較低。許多發(fā)達(dá)國家對排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水處理廠達(dá)到除氮除磷的要求。傳統(tǒng)的污水脫氮除磷的技術(shù)可分為物理法、化學(xué)法和生物法等。由于不同菌的最佳生長環(huán)境不同，脫氮與除磷之間存在著矛盾。實際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)脫氮效果好時除磷效果較差，而除磷效果好時脫氮效果不佳。因此，常規(guī)生物脫氮除磷工藝流程存在著影響該工藝有效運(yùn)行的相互影響和制約的因素，主要表現(xiàn)為：

第一，厭氧與缺氧段污泥量的分配比影響磷釋放或硝態(tài)氮反硝化的效果，厭氧段污泥量比例大則磷釋放效果好，但反硝化效果差；反之，則反硝化效果好，而磷釋放效果差；

第二，原污水經(jīng)厭氧段進(jìn)入缺氧段，磷釋放與硝態(tài)氮反硝化爭奪碳源，當(dāng)原水中碳源不足時，磷釋放或反硝化不完全；

第三，硝化菌世代繁殖時間長，要求較長的污泥齡，但磷從系統(tǒng)中被去除主要是通過剩余污泥的排放，因此要提高除磷效率則要求短污泥齡。

對于某些含高濃度氨氮的工業(yè)廢水，由于碳源不足，總氮的去除率較低，所以根據(jù)常規(guī)脫氮除磷方法，在工藝技術(shù)上存在諸多問題。相對而言，微波化學(xué)污水脫磷除氮技術(shù)投資少、運(yùn)行操作簡單、無二次污染而被廣泛應(yīng)用。

微波化學(xué)污水處理工藝去除氨氮的技術(shù)原理微波對流體中物質(zhì)進(jìn)行選擇性加熱，它通過微波場對吸波物質(zhì)的選擇性加熱、低溫催化、快速穿透等功能，達(dá)到去污除濁殺菌的效果。

微波化學(xué)污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)是“極性分子理論”。根據(jù)此“極性分子理論”，微波不僅可以加快化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下也能抑制反應(yīng)的進(jìn)行。除此之外，微波還可以改變反應(yīng)的途徑。微波對化學(xué)反應(yīng)的作用除了對反應(yīng)加熱引起反應(yīng)速率改變以外，還具有電磁場對反應(yīng)分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應(yīng)”。微波對反應(yīng)的作用程度除了與反應(yīng)類型有關(guān)外，還與微波的強(qiáng)度、頻率、調(diào)制方式及環(huán)境條件有關(guān)。此外，由于化學(xué)反應(yīng)是一個非平衡系統(tǒng)，舊的物質(zhì)在不斷消耗，新的物質(zhì)在不斷生成，各相界面可能發(fā)生隨機(jī)的變化；與此同時系統(tǒng)的宏觀電磁特性也在發(fā)生變化，而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關(guān)。

然而，許多有機(jī)化合物都不直接明顯地吸收微波，但可以利用某種強(qiáng)烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質(zhì)而誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)。利用這些“敏化劑”就可以在微波輻射下實現(xiàn)某些催化反應(yīng)，這就是所謂微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)。高強(qiáng)度連續(xù)波微波輻射聚焦到某種“敏化劑”的表面，由于“敏化劑”表面點(diǎn)位與微波能的強(qiáng)烈相互作用，微波能將被轉(zhuǎn)變成熱能，從而使某些表面點(diǎn)位選擇性的被很快加熱至很高溫度（例如很容易超1400℃）。盡管反應(yīng)其中的水沒有明顯升溫，但已產(chǎn)生高溫高壓的作用，當(dāng)水中的有機(jī)污染物與受激發(fā)的表面點(diǎn)位接觸時卻可發(fā)生反應(yīng)。“敏化劑”的作用不僅僅在于把熱能聚焦，而且還可以借它與反應(yīng)物和產(chǎn)物相互作用的選擇性而影響反應(yīng)的進(jìn)程。微波化學(xué)污水處理技術(shù)就是利用微波對化學(xué)反應(yīng)的這些作用，對水中的污染物通過物理及化學(xué)作用進(jìn)行降解、轉(zhuǎn)化，使水中的膠原體絮凝沉淀， 微波在處理水中污染物的時候，特別是對水中的細(xì)菌、藻類等微生物有極強(qiáng)的殺滅作用。其作用原理是由于微波輻射的熱效應(yīng)，即微波輻射場照射生物體，引起生物體組織器官的加熱作用而產(chǎn)生的生理影響和抑制、傷害作用。組成細(xì)胞的極性分子在外加微波場的作用下升溫發(fā)熱，從而導(dǎo)致生物體細(xì)胞組織溫度升高。當(dāng)微波功率密度較大，生物體產(chǎn)熱過多，超過了體溫調(diào)節(jié)能力，生物體的溫度平衡功能失調(diào)，體溫上升，于是生物體發(fā)生生理功能紊亂并發(fā)生病理變化，進(jìn)而死亡。水中的磷和氨氮在微波的強(qiáng)化下與敏化劑相結(jié)合，發(fā)生劇烈的催化、物理化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成不可溶解物質(zhì)或氣體從水中分離，水中的大分子、難降解的有機(jī)污染物在微波及添加劑的共同作用下，被分解為小分子，與添加劑結(jié)合生成速沉絮體物去除；金屬離子可直接與添加劑結(jié)合生成速沉絮體物沉淀；氨氮轉(zhuǎn)化為氨氣逸出，或固體氮沉入泥池中；水中磷轉(zhuǎn)化為不可溶解磷酸鹽沉淀去除，由此達(dá)到真正的脫氮除磷。

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