基于微波技术的固体废弃物处理系统
境污染,仅在意大利,每年就有25万t医疗垃圾产生。如果采用微波技术灭菌消毒后,60%以上的医疗垃圾可作填埋处理。采用这种方法处理医疗垃圾与传统的焚烧法相比,不会生成毒性强的二恶英等二次污染物,而且处理时间短,效果好,能耗低。
2.3 废旧轮胎的回收
轮胎是含有橡胶、炭黑、钢以及硫磺等多种物质的混合材料。废旧轮胎的处理通常采用热分解法,相对于焚烧而言,在缺氧条件下进行的热分解可以减少NOx和SOx的排放,并避免煤烟的产生。然而,常规的热分解常常因为加热温度不够而无法完全分解,若采用微波加热,温度会稳定上升,很快达到2000℃。而且采用微波加热处理废旧轮胎还能实现橡胶材料的再利用并回收能源。英国的一些工厂利用微波加热技术,将废旧轮胎橡胶进行软化处理,使橡胶分子结构中的CC键和CS键断裂,从而回收了36%的C(包括高质量的活性炭和石油烃等其他碳化产品),残余的甲烷、氢气等还可用于系统的加热。该加热处理过程,必须在严格封闭的条件下进行,避免产生二恶英、油烟和飞灰。
2.4 电子垃圾的处理
近年来,从计算机、汽车、电话、电视和其他产品上丢弃的电子部件和印刷线路板每年有数百万件。对这些电子垃圾常规的处理是填埋,结果渗析出有害金属,污染地下水。
为此Florida大学D.E.Clark教授研究开发了微波销毁印刷线路板回收贵金属的技术。该技术是将压碎的废电路板放入一个熔融石英坩埚中,在一个内壁衬有耐火材料的微波炉中加热30~60min,其中的有机物,如苯和苯乙烯等挥发出来,被载气(压缩空气)带出第1个微波炉,进入第2个微波炉被分解。剩下的物质在1000℃以下焦化,然后将微波炉功率升高,剩余物(绝大多数为玻璃和金属)在1400℃的高温下熔化,形成一种玻璃化物质。将这种物质冷却后,金、银和其他金属就以珠状分离出来,可回收用作金属冶炼的原料。余下的玻璃化产物则可回收作建筑材料。
微波技术处理电子垃圾,可将废弃物体积减少50%,处理过程中无需使用任何添加剂,不会造成二次污染,最终的玻璃化产物,可将有害成分牢牢地包固在其中,不会造成渗漏,可回收利用其中的贵金属,因而处理成本低。
2.5 建筑垃圾的回收
建筑垃圾是在施工建设过程中或旧建筑物维修、拆除过程中产生的,主要含有砂浆、混凝土、砖石、土桩头、金属以及装饰装修产生的废料和包装材料等废弃物。据估计[18],我国每年仅施工建设所产生的建筑废渣就有4000万t。因此,综合利用建筑垃圾是节约资源、保护生态的有效途径。
据报道,微波技术是回收再利用建筑垃圾的有效方法。
美国CYCLEAN公司采用微波技术可100%地回收利用建筑垃圾,使旧沥青路面料再生,再生后的沥青路面料的质量与新拌沥青路面料相同,而成本降低了1/3,同时节约了垃圾清运和处理等费用。利用微波技术回收建筑垃圾,不仅解决了常规处理方法如堆肥、焚烧、填埋等易造成的二次污染、投资大、占地面积大等问题,而且可使废物资源化。
3 结语
微波的发展还表现在应用范围的扩大。微波的最重要应用是雷达和通信。雷达不仅用于国防,同时也用于导航、气象测量、大地测量、工业检测和交通管理等方面。通信应用主要是现代的卫星通信和常规的中继通信。射电望远镜、微波加速器等对于物理学、天文学等的研究具有重要意义。毫米波微波技术对控制热核反应的等离子体测量提供了有效的方法。微波遥感已成为研究天体、气象和大地测量、资源勘探等的重要手段。微波在工业生产、农业科学等方面的研究,以及微波在生物学、医学等方面的研究和发展已越来越受到重视(见微波应用、微波能应用、微波医学应用等)。 利用微波技术处理固体废弃物具有快速高效、操作简单、能耗少、成本低、资源回收利用率高等特点,因而具有广泛的应用前景。然而国内对微波技术在固体废弃物处理方方面的应用研究起步较晚,而且目前的工作大多限于实验室研究水平,工业化应用较少。随着人们环保意识的提高和微波技术的进一步完善,以及用于污染控制领域的微波设备的研制开发等,微波技术将会在固体废弃物的处理乃至整个污染控制领域得到广泛的应用。