微波辐射作用下城市污水处理厂污泥的氮磷释放特性

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1、第10卷第1期过程工程学报Vol.10No.12010年2月TheChineseJournalofProcessEngineeringFeb.2010微波辐射作用下城市污水处理厂污泥的氮磷释放特性程振敏，魏源送，刘俊新(中国科学院生态环境研究中心，北京100085)摘要：实验考察了常压和不高于100℃条件下城市污水处理厂污泥在微波辐射作用下的氮、磷释放特性.结果表明，微波辐射可迅速将污泥中的氮、磷释放到液相中，且不需投加任何化学药剂.当微波输入能量相同时，随污泥浓度提高，微波处理后污泥上清液中的氮、磷浓度均提高.与低功率微波辐射相比，高功率微波辐射能更为迅速地将污泥中的氮

2、、磷释放出来.微波功率为900W时仅用时100s，污泥上清液中的总磷及总氮浓度分别从处理前的2.05和19.58mg/L迅速提高到31.46和115.10mg/L.关键词：微波辐射；污泥；氮；磷；释放中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1009−606X(2010)01−0138−041前言放出来，以满足磷回收的需要，各国学者引入了多种物[4][5][6]理、化学手段，如加热、臭氧氧化、投加酸碱等.近过量的氮、磷排放是造成水体富营养化的重要原[7−9]来的研究表明，利用密闭加压微波辐射、密闭微波因，通常水体中的总磷浓度达0.02mg/L时，水环境的辐射/过氧化

3、氢联合作用作为磷释放手段，可取得很好的生态平衡就会遭到破坏.为了有效遏制水体富营养化，效果，但不足是需高压(最高达3MPa)和高温(最高达城市污水处理厂在去除污水中有机污染物的同时，也需220℃).因此，本研究在微波输入能量一定的情况下，要去除污水中的氮、磷.因此，一些具有脱氮除磷功能考察常压和不高于100℃条件下，在微波辐射作用下污2的污水生物处理工艺(如A/O等)在城市污水处理厂得泥的氮、磷释放特性，从而为开发经济高效的污泥磷回到了广泛应用.经过脱氮除磷污水生物处理工艺净化，收技术提供依据.城市污水中的氮一部分被转化为氮气脱除，一部分被微生物用来合成自身细胞，而磷则几

4、乎全部转移到污泥中.2实验[1]生物除磷工艺产生的污泥含磷量约为4%，甚至高达2.1材料与试剂9%以上[2].2000年我国磷矿平均品位(PO)为225材料：实验所用污泥取自北京某采用A/O工艺的[3]18.713%，折合成磷仅为8.17%.磷是一种不可再生资城市污水处理厂，其特性见表1.将原污泥调节为4个源，自然界中的磷矿石储量有限.因此，城市污水处理浓度梯度：2001,2833,4490,6757mg/L，其特性见表厂产生的富磷污泥适合作为磷回收的原料，可缓解磷资2.0.45µm水相针式过滤器购自北京安普生化科技有限源匮乏的压力.公司.污泥磷回收过程分为释放和回收2个

5、阶段，其中关试剂：磷酸二氢钾、氯化铵和硝酸钾为优级纯，浓键因素是磷释放，即将磷从污泥(固相)释放到液相，从硫酸、钼酸铵、酒石酸锑钾、抗坏血酸、氢氧化钠、碘而为后续的磷回收奠定基础.为了将污泥中的磷迅速释化钾、碘化汞、酒石酸钾钠、过硫酸钾和盐酸为化学纯，表1污泥特性Table1CharacteristicsofsludgeMixedliquorsuspendedsolids,MLSSMixedliquorvolatilesuspendedsolids,MLVSSTotalphosphorus,TPTotalnitrogen,TN(mg/L)(mg/L)(%,dryweigh

6、t)(%,dryweight)272618403.255.31表2经调节后污泥特性Table2Adjustedsludgecharacterizations3−+MLSS(mg/L)PO4-P(mg/L)NH4-N(mg/L)TP(mg/L)TN(mg/L)20011.270.371.3615.4028331.660.371.6421.1744901.890.701.8220.3767571.950.672.0519.58收稿日期：2009−09−14，修回日期：2009−11−27基金项目：国家高技术研究发展计划(863)基金资助项目(编号：2007AA06Z347)作

7、者简介：程振敏(1982−)，男，河北省遵化市人，硕士，助理工程师，环境工程专业；魏源送，通讯联系人，E-mail:yswei@rcees.ac.cn.第1期程振敏等：微波辐射作用下城市污水处理厂污泥的氮磷释放特性139以上试剂均购自北京化学试剂公司.差，此结果与本研究结论相悖.需要注意的是，本实验2.2实验装置与仪器是将一个污泥样品预先调节为几个不同的浓度梯度，即实验装置：JWFY-1T型微波反应器(巨龙微波能设除浓度不同外，其他特性均一致；而Liao等的研究中备公司)，频率2.45GHz，磁控管最大输出功率1kW，污泥样品