[發明專利]一種利用微波能處理污水的設備

無效

• 申請號: 200810029022.5
• 申請日: 2008-06-26
• 公開（公告）號: CN101613138A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 祝光富;楊剛毅
• 申請（專利權）人: 廣東上九生物降解塑料有限公司
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及污水處理設備技術領域，特別涉及一種利用微波能處理污水的設備。

背景技術

隨著人類社會生產和經濟活動的加強，人類的不合理開發利用導致環境質量不斷惡化。水體污染、水質惡化加劇了全球水資源短缺局面。為了緩解環境質量惡化和用水緊張問題，長久以來，人們一直致力于污水處理技術的開發研究。發展至今，污水處理技術可大致分為物理法、化學法、物化法和生化法四類。然而這些處理方法都有一定的局限性，在應用條件和處理效果上存在很大的缺陷，如目前占市場主導地位的、技術成熟的污水生化處理法(如活性污泥法、氧化溝等)就有占地面積大、投資大、施工期長、水質水量波動適應性差、運行管理費用高、易受氣候條件限制等缺點。嚴重限制污水處理事業的發展。針對于此，人們提出了一種新型污水處理技術——微波污水處理技術。

微波污水處理技術改變了傳統的污水處理方式，使污水處理方法變得更加簡單有效。其原理簡述如下：污水中的極性分子(含占污水絕大部分的水分子)在高速交變的微波電磁場中產生劇烈取向運動(如使用頻率2450MHz的微波，該取向運動是以24.5億次/秒的頻率在高速進行)，各極性污染物分子、非極性污染物分子在此劇烈的大運動體系中都主動或被動地高速運動，都或多或少地將微波能轉換為污染物分子的內能，使其活化能降低而積極參與各種物理、化學反應，使原本不能進行的反應變得可以進行，使原本反應緩慢的反應變得快速，甚至可使原本不具備催化功能的物質變得對某些反應具有了催化功能等等，還可使污水中的細菌、病原體其空間結構發生變化或破壞，蛋白質變性，從而失去生物活性，也可改變其生物性排列聚合狀態及其運動規律，而且微波場感應的離子流，會影響細胞膜附近的電荷分布，導致膜的屏障作用受到損傷，影響Na-K泵的功能，產生膜功能障礙，從而干擾或破壞細胞的正常新陳代謝功能，導致細菌生長抑制、停止或死亡，再則細胞中的核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)在微波場力作用下可導致鍵的松馳、斷裂或重組。誘發基因突變或染色體畸變，影響其生物活性的改變，延緩或中斷細胞的穩定遺傳和增殖。從而使污水得以凈化。

微波污水處理技術的研究自上個世紀80年代就已開始，由于其對污水處理的特有功能和誘人的發展前景，近幾年來對它的研究形成了熱潮，圍繞它出現了許多技術解決方案，如中國專利公開發表的CN1231213A、CN101143737A、CN201033739Y、CN201024097Y等等具有一定的代表性，但都有一個共同點，即“微波污水處理器”是微波污水處理系統必不可少的、共有技術特征的設備，是微波污水處理系統的關鍵。

微波污水處理器是由波源(含輸出功率可調的控制系統)、微波諧振腔和微波污水處理器芯三大部分組成。

其中大部分專利文獻習慣將技術早已十分成熟的微波波源(含微波功率可調的控制部分)以及已經標準化的微波短距離輸送元件(波導管及法蘭)加以大篇幅描述，其實這是成熟的、共有的技術特征，人們只需拿來用即可。

在眾多專利文獻中具有代表性的CN1231213A文獻將污水處理專業工業微波爐的諧振腔外設計一冷卻外套，通以冷卻水冷卻諧振腔。這一設計方案在除污水以外的其他流體處理中可能是適用的，但在微波污水處理中卻沒有必要，因為在微波場中污水得以凈化是污水中的極性分子在高速交變的微波電磁場中的的激烈取向運動，將微波能轉換為污水中污染物分子的內能，使其能級升高，處于極不穩定狀態而積極參與各種物理、化學反應而使污水得以凈化，不是靠加熱污水而取得的，實際情況證實，大量污水(如：時處理量為100m³)通過20kw微波場時其溫升微乎其微，不存在諧振腔需要冷卻的問題。

又如CN1231213A文獻中用易彎曲的波紋管繞制而成單螺旋狀微波污水處理器芯，用夾板捆扎、繩索吊掛的方式解決其固定問題。在污水處理工程中，大流量、高負荷的污水在此結構的處理芯流過時，必定會使其失穩、脫落，且波紋管本身壁薄、內壁粗糙的特性嚴重影響污水處理過程的安全性。

又如CN101143737A文獻推出了一種垂直放置的多層螺旋狀芯，其污水進、出水口都處于該多層螺旋狀芯的下部，見該文獻的附圖2，污水在微波場內通過時，由于在這一過程中會發生各種化學反應，一定會產生氣體，如果微波污水處理器芯是上述垂直放置的多層螺旋狀芯，氣體比液體輕，氣體絕對會處于多層螺旋狀芯管道的最高處，而不會隨污水流上下自由流動，只會形成管道中的氣堵而堵塞污水流的流動，當氣堵段的氣體不斷被壓縮，管道還有爆裂的危險。