微波有物理、化學、生物學效應，可用于各種目的。

        1、微波的原理

        微波對污水的作用具有自己獨特的優(yōu)點。微波加熱原理是什么呢？我們從物質的微觀結構來認識。

        自然界中的物質是由大量一端帶正電，另一端帶負電的分子（或偶極子）組成，我們稱為介質。在自然狀態(tài)下，介質內的偶極子作雜亂無章的運動和排列。

        當介質處于電場之中時，其內部的偶極子就重新進行排列，即帶正電的一端趨向負極，帶負電的一端趨向正極，這樣一來，就使雜亂無章運動著的和毫無規(guī)則排列的偶極子，變成了有一定取向的、有規(guī)則排列的極化分子，同時，外加電場給予偶極子“位能”。介質的極化現(xiàn)象越明顯，材料中儲存的能量也就越多。如果將電源和正負極調換一下，則平板間電場的方向相應地反向，介質中偶極子的取向也隨之旋轉180°。如果把直流電源換成50Hz的交流電，則加到兩金屬平板上的電場就會每秒50次地交替變化著方向，介質中偶極子的極化取向也同樣每秒50次地進行著轉變。在轉變過程中，由于分子的熱運動，相鄰分子間的相互作用和極性分子的“變極”效應，產(chǎn)生了類似摩擦的作用，使極性的分子獲得能量，并以熱量形式表現(xiàn)出來，介質的溫度也隨之升高。當然，處于50Hz的交流電路中時，介質吸收的功率極小。低頻電磁場的加熱能力也較小。

        隨著電磁場變化頻率的增加，電磁場中介質的極化取向和電磁場變化之間在時間上存在的差異就會越大，微波波段電磁場頻率高達10³數(shù)量級，所以極化過程中類似于“摩擦”的效果，表現(xiàn)得極為激烈，因而產(chǎn)生的熱量也很可觀。

        微波使污水同時受到輻射，液體很快達到沸點，固體很快升溫，由于“熱點”效應，在加熱介質中出現(xiàn)多個“熱源”，由此產(chǎn)生的快速反應效果是常規(guī)的方式所達不到的。

        2、微波場的特性對污水處理的影響

        在同一介質及耗散功率一定的情況下，使用的微波頻率越高，則所需的電場強度就越低。也就是說，在取得相同的耗散功率時，選用2450Hz頻率將比選用915MHz工作頻率所需的電場強度低得多。但為了提高吸收功率，能不能利用比微波頻率更高的波段來處理污水呢？讓我們來分析以下：電磁場透入到介質中去，部分能量被消耗并轉換為熱能，其場強也將按一定規(guī)律衰減，綜前所述，微波場強減少到原來最大值的1/e時離表面的距離為場強穿透深度，用公式表示如下：

                                                                Dr=λο/ π§

        對于一般的原料，上式的分母數(shù)值約等于1，介質中的場強穿透深度DE與波長在同一個數(shù)量級即從毫米到分米之間，所以除了較大的物體之外，一般用微波都能做到均勻穿透。如果用微波更高頻率的波段，雖然可以提高介質的吸收功率，但由于其波長很短，電磁場穿透深度很?。ㄐ∮? ㎜），使介質內“夾生”從而失去實際意義。

        微波頻率也會影響物料的介電特性，室溫下純水在2450Hz時的介電損耗因素是915Hz時的近3倍，0.1摩爾/升的2倍氯化鈉溶液在2450MHz時的介電損耗因素是915MHz時的2倍多。

        介質的特性對污水處理的影響

        物質吸收微波的能力，主要由介電常數(shù)和介質損耗角正切來決定。介電常數(shù)是介質“阻止”微波能通過的能力的量度，介質損耗角正切是介質耗散微波能量的“效率”。介質吸收的功率與電源的頻率和電場強度成正比。為了提高介質吸收功率的能力，可以提高電場強度或提高工作頻率。但是電場強度的提高有一定的限度，否則，電極間將會出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。將工作頻率提高到微波波段，則可以很好地解決這個問題。

        如果微波的能量在通過物料時被吸收，并轉變?yōu)榧ぷ兡?，其吸收功率的大小可以根?jù)下計算：

 P=ωεE²Vδ
式中  E-------------電場強度的有效值；

      V-------------物料吸收微波的有效體積；

      ω=2πf，    f為微波工作頻率。

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