微波技術應用于固體廢棄物處理系統(tǒng)

　　2.2　醫(yī)療垃圾的滅菌消毒

　　微波滅菌的機理是微波能在微生物體內(nèi)轉化為熱能，使生物體本身溫度升高，從而使體內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生變性凝固致死。其特點是作用溫度低，時間短，無二次污染。一般情況下，霉菌、酵母等常見微生物采用微波輻射1min,加熱到70～80℃就能被殺死，達到殺菌目的；在65～66℃左右，采用微波輻照2min便可殺死青霉素的孢子。微波滅菌消毒是一個以蒸汽為基礎，通過微波產(chǎn)生濕熱和蒸汽進行消毒的過程。在利用微波對固體廢物滅菌消毒時，首先將廢物粉碎，然后送入微波加熱爐并通入蒸汽旋轉加熱，在滅菌消毒的同時廢物體積也會被壓縮。有關研究表明，將醫(yī)療廢物浸濕粉碎后，再采用微波對廢物進行消毒，毒素會被迅速消滅，廢物體積也可減少80%。全球許多國家每年產(chǎn)生大量的醫(yī)療垃圾，造成嚴重的環(huán)境污染，僅在意大利，每年就有25萬t醫(yī)療垃圾產(chǎn)生。如果采用微波技術滅菌消毒后，60%以上的醫(yī)療垃圾可作填埋處理。采用這種方法處理醫(yī)療垃圾與傳統(tǒng)的焚燒法相比，不會生成毒性強的二惡英等二次污染物，而且處理時間短，效果好，能耗低。

　　2.3　廢舊輪胎的回收

　　輪胎是含有橡膠、炭黑、鋼以及硫磺等多種物質(zhì)的混合材料。廢舊輪胎的處理通常采用熱分解法，相對于焚燒而言，在缺氧條件下進行的熱分解可以減少NOx和SOx的排放，并避免煤煙的產(chǎn)生。然而，常規(guī)的熱分解常常因為加熱溫度不夠而無法完全分解，若采用微波加熱，溫度會穩(wěn)定上升，很快達到2000℃。而且采用微波加熱處理廢舊輪胎還能實現(xiàn)橡膠材料的再利用并回收能源。英國的一些工廠利用微波加熱技術，將廢舊輪胎橡膠進行軟化處理，使橡膠分子結構中的CC鍵和CS鍵斷裂，從而回收了36%的C（包括高質(zhì)量的活性炭和石油烴等其他碳化產(chǎn)品），殘余的甲烷、氫氣等還可用于系統(tǒng)的加熱。該加熱處理過程，必須在嚴格封閉的條件下進行，避免產(chǎn)生二惡英、油煙和飛灰。

　　2.4　電子垃圾的處理

　　近年來，從計算機、汽車、電話、電視和其他產(chǎn)品上丟棄的電子部件和印刷線路板每年有數(shù)百萬件。對這些電子垃圾常規(guī)的處理是填埋，結果滲析出有害金屬，污染地下水。

　　為此Florida大學D.E.Clark教授研究開發(fā)了微波銷毀印刷線路板回收貴金屬的技術。該技術是將壓碎的廢電路板放入一個熔融石英坩堝中，在一個內(nèi)壁襯有耐火材料的微波爐中加熱30～60min,其中的有機物，如苯和苯乙烯等揮發(fā)出來，被載氣（壓縮空氣）帶出第1個微波爐，進入第2個微波爐被分解。剩下的物質(zhì)在1000℃以下焦化，然后將微波爐功率升高，剩余物（絕大多數(shù)為玻璃和金屬）在1400℃的高溫下熔化，形成一種玻璃化物質(zhì)。將這種物質(zhì)冷卻后，金、銀和其他金屬就以珠狀分離出來，可回收用作金屬冶煉的原料。余下的玻璃化產(chǎn)物則可回收作建筑材料。

　　微波技術處理電子垃圾，可將廢棄物體積減少50%,處理過程中無需使用任何添加劑，不會造成二次污染，最終的玻璃化產(chǎn)物，可將有害成分牢牢地包固在其中，不會造成滲漏，可回收利用其中的貴金屬，因而處理成本低。

　　2.5　建筑垃圾的回收

　　建筑垃圾是在施工建設過程中或舊建筑物維修、拆除過程中產(chǎn)生的，主要含有砂漿、混凝土、磚石、土樁頭、金屬以及裝飾裝修產(chǎn)生的廢料和包裝材料等廢棄物。據(jù)估計[18],我國每年僅施工建設所產(chǎn)生的建筑廢渣就有4000萬t。因此，綜合利用建筑垃圾是節(jié)約資源、保護生態(tài)的有效途徑。

　　據(jù)報道，微波技術是回收再利用建筑垃圾的有效方法。

　　美國CYCLEAN公司采用微波技術可100%地回收利用建筑垃圾，使舊瀝青路面料再生，再生后的瀝青路面料的質(zhì)量與新拌瀝青路面料相同，而成本降低了1/3,同時節(jié)約了垃圾清運和處理等費用。利用微波技術回收建筑垃圾，不僅解決了常規(guī)處理方法如堆肥、焚燒、填埋等易造成的二次污染、投資大、占地面積大等問題，而且可使廢物資源化。

　　3　結語

　　微波的發(fā)展還表現(xiàn)在應用范圍的擴大。微波的最重要應用是雷達和通信。雷達不僅用于國防，同時也用于導航、氣象測量、大地測量、工業(yè)檢測和交通管理等方面。通信應用主要是現(xiàn)代的衛(wèi)星通信和常規(guī)的中繼通信。射電望遠鏡、微波加速器等對于物理學、天文學等的研究具有重要意義。毫米波微波技術對控制熱核反應的等離子體測量提供了有效的方法。微波遙感已成為研究天體、氣象和大地測量、資源勘探等的重要手段。微波在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)科學等方面的研究，以及微波在生物學、醫(yī)學等方面的研究和發(fā)展已越來越受到重視（見微波應用、微波能應用、微波醫(yī)學應用等）。 利用微波技術處理固體廢棄物具有快速高效、操作簡單、能耗少、成本低、資源回收利用率高等特點，因而具有廣泛的應用前景。然而國內(nèi)對微波技術在固體廢棄物處理方方面的應用研究起步較晚，而且目前的工作大多限于實驗室研究水平，工業(yè)化應用較少。隨著人們環(huán)保意識的提高和微波技術的進一步完善，以及用于污染控制領域的微波設備的研制開發(fā)等，微波技術將會在固體廢棄物的處理乃至整個污染控制領域得到廣泛的應用。