Các kết quả thu đƣợc từ nghiên cứu cho thấy
rằng kỹ thuật vi sóng có thể sử dụng để giải
phóng TP từ bùn thải. Điều kiện thích hợp
cho quá trình giải phóng TP từ bùn thải bằng
phƣơng pháp xử lý vi sóng là 80oC, với thời
gian xử lý là 10 phút. Ở điều kiện đó, trên
80% lƣợng TP có thể đƣợc giải phóng ra khỏi
bùn thải. Bên cạnh sự giải phóng TP, TN
cũng đƣợc giải phóng nhanh trong quá trình
xử lý. Ở các điều kiện thí nghiệm, tốc độ giải
phóng TN cũng tăng rất nhanh trong khoảng
10 phút xử lý ban đầu (chiếm đến 75-82% so
với nồng độ TN giải phóng cực đại), sau đó
đã giảm dần. Sự giải phóng của các chất hữu
cơ trong quá trình xử lý vi sóng đƣợc đánh
giá thông qua nồng độ COD. COD giải phóng
tăng lên đáng kể khi tăng nhiệt độ và thời
gian xử lý. Ở nhiệt độ càng cao, COD giải
phóng càng nhiều. Đặc biệt, khối lƣợng bùn
và kích thƣớc các hạt bùn giảm đáng kể sau
khi xử lý vi sóng. Kết quả thu đƣợc phù hợp
với sự biến thiên giải phóng của TP, TN và
COD. Nhận xét chung, phƣơng pháp vi sóng
có tính ƣu điểm lớn là thời gian xử lý nhanh
và không cần bổ sung bất cứ hóa chất nào. TP
giải phóng hoàn toàn có khả năng thu hồi
đƣợc bằng các quá trình kết tủa tiếp theo. Tuy
nhiên, cần phải lƣu ý rằng quá trình vi sóng
chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố khác nhau
nhƣ hệ số tổn thất điện năng, tổn thất nhiệt
độ, Cho nên cần phải nghiên cứu thêm về
các yếu tố này để nâng cao hiệu quả quá trình
giải phóng TP từ bùn thải.
6 trang |
Chia sẻ: yendt2356 | Lượt xem: 511 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật vi sóng cho quá trình giải phóng Photpho từ bùn thải, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đỗ Khắc Uẩn và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 87 - 92
87
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VI SÓNG
CHO QUÁ TRÌNH GIẢI PHÓNG PHOTPHO TỪ BÙN THẢI
Đỗ Khắc Uẩn (1,2), Mai Anh Khoa (3,*)
1 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
2 Đại học CN Nanyang, Singapore
3 Đại học Thái Nguyên
TÓM TẮT
Nghiên cứu giải phóng photpho (TP) từ bùn thải đóng vai trò quan trọng để thu hồi nguồn photpho
cho ngành công nghiệp phân bón. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu áp dụng kỹ thuật vi
sóng nhằm giải phóng P từ bùn thải. Nghiên cứu đƣợc tiến hành ở các dải nhiệt độ 40, 60, 80 và
100
o
C và thời gian xử lý 5, 10, 15 và 20 phút. Kết quả thu đƣợc cho thấy điều kiện thích hợp để
giải phóng TP từ bùn thải bằng phƣơng pháp xử lý vi sóng là 80oC và thời gian xử lý 10 phút. Ở
điều kiện đó, trên 80% TP trong bùn có thể đƣợc giải phóng ra khỏi bùn. Ngoài ra, thành phần nitơ
(TN) cũng đƣợc giải phóng trong quá trình xử lý. Tốc độ giải phóng TN cũng tăng rất nhanh trong
khoảng 10 phút xử lý ban đầu, sau đó đã giảm dần. Sự giải phóng của các chất hữu cơ (tính theo
COD) cũng tăng lên đáng kể khi tăng nhiệt độ và thời gian xử lý. Ở nhiệt độ càng cao, COD giải
phóng càng nhiều. Đặc biệt, khối lƣợng bùn và kích thƣớc các hạt bùn giảm đáng kể sau khi xử lý,
phù hợp với sự biến thiên giải phóng của TP, TN và COD.
Từ khóa: bùn thải, giải phóng photpho, giảm khối lượng bùn, vi sóng
ĐẶT VẤN ĐỀ*
Trữ lƣợng quặng photphat nói chung và
nguồn photpho (TP) nói riêng ngày càng cạn
kiệt do tốc độ khai thác ngày càng tăng để đáp
ứng nhu cầu sản xuất phân bón dùng trong
nông nghiệp và các ngành công nghiệp bột
giặt, chất tẩy rửa, phụ gia thức ăn gia súc, và
các ứng dụng đặc biệt nhƣ chế tạo vật liệu
chống cháy [1-2]. Do tình trạng khan hiếm P,
chỉ trong 14 tháng (từ tháng 1/2007 đến tháng
3/2008) giá thành của quặng photphat đã tăng
lên 7 lần, từ 50 USD/tấn lên đến 350 USD/tấn
[3]. Trƣớc sức ép về sự cạn kiệt nguồn P,
hƣớng nghiên cứu thu hồi và tái sử dụng các
nguồn thải chứa P (ví dụ trong nƣớc thải sinh
hoạt, bùn thải, phân-nƣớc tiểu ngƣời, hoặc
phân gia cầm) đã đƣợc quan tâm và chú trọng
phát triển [4,5,6,7].
Bùn thải ra từ quá trình xử lý nƣớc thải bằng
phƣơng pháp sinh học có nồng độ TP dao
động khá lớn, thƣờng từ 6 đến 12% [8]. Cho
nên nghiên cứu đã chú ý đến khả năng thu hồi
TP từ bùn thải. Để có thể thu hồi đƣợc TP từ
bùn thải, thì trƣớc tiên cần phải giải phóng
*
Tel: 0968.533.888; Email: khoa.mai@gmail.com
đƣợc thành phần TP trong bùn thải (dạng rắn)
sang TP hòa tan (dạng photphat), sau đó mới
tiến hành kết tủa ở dạng muối photphat (ví dụ
canxi photphat). Các phƣơng pháp giải phóng
TP từ bùn thải bao gồm phƣơng pháp hóa
học, phƣơng pháp hóa học kết hợp gia nhiệt,
hoặc phƣơng pháp sinh học yếm khí
[9,10,11]. Tuy nhiên, các phƣơng pháp này
cần phải bổ sung hóa chất để thúc đẩy phản
ứng hòa tan, hoặc cần thời gian dài để hoàn
tất phản ứng phân giải bùn.
Trong những năm gần đây, kỹ thuật vi sóng
đã đƣợc sử dụng cho nhiều mục đích khác
nhau, ví dụ dùng cho quá trình tiệt trùng và
khử trùng trong công nghiệp thực phẩm,
dùng để phá mẫu trong phòng thí nghiệm,
hoặc dùng để nấu chín thức ăn [12,13,14].
Kỹ thuật vi sóng có nhiều ƣu điểm so với
phƣơng pháp gia nhiệt thông thƣờng, đó là
thời gian gia nhiệt nhanh, tính đồng nhất
của quá trình truyền nhiệt (cho cả bên trong
và tại bề mặt của vật liệu cần xử lý) và dễ
dàng kiểm soát nhiệt độ của quá trình chính
xác [12]. Do đó, nghiên cứu thử nghiệm áp
dụng kỹ thuật vi sóng cho xử lý bùn thải và
đánh giá khả năng giải phóng TP từ bùn
thải rất cần thiết và có ý nghĩa.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Đỗ Khắc Uẩn và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 87 - 92
88
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu áp
dụng kỹ thuật vi sóng nhằm giải phóng TP từ
bùn thải. Ngoài ra, nghiên cứu cũng đánh giá
sự giải phóng nitơ, các hợp chất hữu cơ và
mức độ giảm hàm lƣợng bùn sau quá trình xử
lý bùn bằng kỹ thuật vi sóng.
PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN
1. Mô tả thí nghiệm
Thí nghiệm xử lý bùn thải trong nghiên cứu
này đƣợc tiến hành gián đoạn theo từng mẻ.
Các mẫu bùn cần xử lý (70 mL hỗn hợp bùn
có hàm lƣợng chất rắn (TSS) là 10000 mg/L)
đƣợc đƣa vào các bình đựng mẫu. Các bình
mẫu đƣợc đƣa vào lò vi sóng (MARS, CEM
Co., USA) có tần số 2450 MHz và công suất
đầu ra cực đại là 1600 W (Hình 1). Mỗi chu
trình hoạt động, hệ thống có thể tiến hành thí
nghiệm đồng thời với 12 bình đựng mẫu (thể
tích mỗi bình 100 mL), với áp suất làm việc
lên đến 30 atm. Hệ thống có bộ phận kiểm
soát nhiệt tự động để điều chỉnh nhiệt độ cho
quá trình xử lý. Các thí nghiệm đƣợc tiến
hành ở các dải nhiệt độ 40, 60, 80 và 100oC
bằng việc thiết lập chƣơng trình kiểm soát và
điều chỉnh nhiệt tự động. Các thí nghiệm
đƣợc tiến hành trong các khoảng thời gian 5,
10, 15 và 20 phút. Sau mỗi loạt thí nghiệm,
các mẫu bùn đƣợc lấy ra và tiến hành phân
tích các thông số theo mục đích nghiên cứu.
Các thí nghiệm đều đƣợc tiến hành lặp lại
nhiều lần nhằm đảm bảo số liệu thu đƣợc có
độ tin cậy cao.
2. Phƣơng pháp lẫy mẫu và phân tích
Các mẫu thu đƣợc sau mỗi thời gian và nhiệt
độ phản ứng đƣợc tiến hành ly tâm ở 5000
vòng/phút trong 5 phút. Phần nƣớc thu đƣợc
dùng để phân tích các thông số nhu cầu oxi
hóa học (COD), tổng photpho (TP), tổng nitơ
(TN). Tất cả các mẫu phân tích đƣợc tiến
hành theo các phƣơng pháp chuẩn đƣợc trình
bày chi tiết trong tài liệu APHA [15]. Cụ thể
nhƣ sau:
Mẫu phân tích COD đƣợc đƣa vào ống phân
tích COD và phân giải mẫu bằng thiết bị phản
ứng COD (Model DRB200, Hach Corp.,
USA) ở nhiệt độ 150oC trong 2 h. Mẫu sau
khi phân giải đƣợc làm nguội đến nhiệt độ
phòng và đo bằng thiết bị Hach (Model
DR/2500, Hach Corp., USA) ở bƣớc sóng 620
nm. Mẫu phân tích TP đƣợc đƣa vào ống
phân tích TP và phân giải mẫu ở nhiệt độ
150
o
C trong 30 h. Sau khi đo bằng thiết bị
Hach ở bƣớc sóng 430 nm. Mẫu phân tích TN
đƣợc phân giải mẫu ở nhiệt độ 105oC trong 30
h. Mẫu sau khi phân giải đƣợc đo bằng thiết
bị Hach ở bƣớc sóng 410 nm. Hàm lƣợng
tổng chất rắn (TSS) đƣợc xác định bằng cách
đƣa mẫu bùn vào đĩa nhôm chuyên dụng và
sấy khô trong lò sấy (Memmert UFP600,
GmbH, Germany) ở 105oC trong 2 h. Ngoài
ra, sự phân bố kích thƣớc hạt bùn trƣớc và sau
xử lý đƣợc xác định bằng phƣơng pháp nhiễu
xạ tia lade (sử dụng thiết bị Mastersizer,
Malvern Instruments Ltd., UK).
Hình 1. Hình ảnh và sơ đồ nguyên lý của lò vi sóng dùng trong nghiên cứu
Nguồn vi sóng Gƣơng phản xạ Khí ra
Bình đựng mẫu
Đĩa
quay
Khí
vào
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Đỗ Khắc Uẩn và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 87 - 92
89
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1. Sự giải phóng photpho từ bùn thải
Hình 2 biểu diễn sự biến thiên nồng độ TP
giải phóng ra khỏi bùn trong quá trình xử lý
bùn bằng kỹ thuật vi sóng tại các khoảng
nhiệt độ (40 - 100oC) và thời gian xử lý khác
nhau (5-20 phút). Từ kết quả thu đƣợc cho
thấy ở 40oC tốc độ giải phóng TP tƣơng đối
thấp. Sau 20 phút xử lý, nồng độ TP giải
phóng thu đƣợc lớn nhất chỉ là 50 mg/L. Tuy
nhiên, khi nhiệt độ xử lý tăng lên 60, 80 và
100
o
C, tốc độ giải phóng TP tăng lên rất
nhanh trong khoảng 10 phút đầu tiên, với
nồng độ TP giải phóng thu đƣợc tƣơng ứng
lần lƣợt là 98,3; 145,5; 168,4 mg/L, chiếm
đến 80-83% nồng độ TP cực đại giải phóng
đƣợc sau 20 phút. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng
thời gian xử lý, tốc độ giải phóng TP có xu
thế giảm. Từ các kết quả thu đƣợc cho thấy
điều kiện thích hợp cho quá trình giải phóng
TP từ bùn thải bằng phƣơng pháp xử lý vi
sóng là 80
o
C, với thời gian xử lý là 10 phút.
TP giải phóng đƣợc có thể thu hồi bằng cách
tạo kết tủa với các muối canxi để tạo thành
canxi photphat (Ca3(PO4)2). Ca3(PO4)2 là hợp
chất tƣơng tự nhƣ quặng photphat khai thác từ
mỏ, và có thể sử dụng làm nguyên liệu cho
ngành công nghiệp phân bón. Ngoài ra, TP
còn có thể đƣợc thu hồi bằng cách tạo kết tủa
magie amoni photphat hydrat (còn gọi là tinh
thể struvite) theo phƣơng trình phản ứng [8]:
NH4
+
+ Mg
2+
+ PO4
3-
+ 6H2O
MgNH4PO4.6H2O
Struvite có đặc điểm phân giải chậm và có
thể sử dụng trực tiếp để làm phân bón cho
cây trồng.
Hình 2. Sự giải phóng TP từ bùn thải tại các
khoảng nhiệt độ và thời gian khác nhau
2. Sự giải phóng nitơ từ bùn thải
Sự thay đổi về nồng độ TN giải phóng từ bùn
trong quá trình xử lý vi sóng đƣợc biểu diễn
trên hình 3.
Hình 3. Sự giải phóng TN từ bùn thải tại các
khoảng nhiệt độ và thời gian khác nhau
Từ hình vẽ cho thấy, tƣơng tự nhƣ sự biến
thiên của TP, TN cũng đƣợc giải phóng nhanh
trong quá trình xử lý. Ở 40oC tốc độ giải
phóng TN không đáng kể. Nồng độ TN giải
phóng thu đƣợc sau 20 phút xử lý khoảng
82,4 mg/L. Tuy nhiên, khi nhiệt độ xử lý tăng
lên 60, 80 và 100
o
C, tốc độ giải phóng TN
tăng nhanh. Sau 20 phút, nồng độ TN giải
phóng đƣợc tƣơng ứng là 220,6 , 312,5 và
372,2 mg/L. Một điều thú vị là, tốc độ giải
phóng TN cũng tăng rất nhanh trong khoảng
10 phút xử lý ban đầu, sau đó đã giảm dần.
Trong 10 phút, nồng độ TN giải phóng đƣợc
chiếm đến 75-82% so với nồng độ TN giải
phóng đƣợc sau 20 phút xử lý. Cần lƣu ý
rằng, trong quá trình xử lý nhiệt TN giải
phóng đƣợc chủ yếu ở dạng nitơ hữu cơ [16].
Cho nên, nghiên cứu đó đã khuyến cáo rằng
nếu bùn sau xử lý nhiệt đƣợc tuần hoàn trở lại
hệ thống xử lý nƣớc thải sẽ làm tăng tải lƣợng
nitơ đầu vào và có thể dẫn đến vƣợt quá khả
năng xử lý nitơ của hệ thống. Do vậy, cần
phải phải tính đến vấn đề hạn chế sự giải
phóng của nitơ khi xử lý bùn bằng phƣơng
pháp nhiệt. Hay nói cách khác, cần hạn chế
quá trình xử lý bùn ở dải nhiệt độ cao.
3. Sự giải phóng các chất hữu cơ từ bùn thải
Khi đƣợc gia nhiệt ở nhiệt độ cao trên 60oC,
bùn có khả năng bị phá hủy và giải phóng các
hợp chất hữu cơ hòa tan [8]. Thông thƣờng,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Đỗ Khắc Uẩn và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 87 - 92
90
thành phần các chất hữu cơ giải phóng trong
quá trình xử lý bùn rất phức tạp, bao gồm
nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau [9]. Trong
nghiên cứu này sự giải phóng của các chất
hữu cơ đƣợc đánh giá thông qua phân tích
nồng độ COD của dung dịch thu đƣợc sau quá
trình xử lý. Hình 4 biểu diễn sự biến thiên về
nồng độ COD giải phóng ở các khoảng nhiệt
độ và thời gian xử lý khác nhau. Kết quả
thu đƣợc cho thấy COD tăng lên đáng kể
khi tăng nhiệt độ và thời gian xử lý. Ở nhiệt
độ càng cao, COD giải phóng càng nhiều.
Kết quả thu đƣợc từ nghiên cứu này cho
thấy một ƣu điểm nữa của việc xử lý bùn
bằng phƣơng pháp vi sóng là có khả năng
tạo ra một lƣợng đáng kể các chất hữu cơ
hòa tan. Đây là nguồn cacbon hữu cơ có giá
trị nếu đƣợc bổ sung cho quá trình khử
nitrat trong hệ thống xử lý nƣớc thải.
Hình 4. Sự giải phóng COD từ bùn thải tại
các khoảng nhiệt độ và thời gian khác nhau
4. Mức độ giảm khối lƣợng bùn thải sau quá
trình xử lý bùn bằng vi sóng
Sự suy giảm về TSS thu đƣợc trong quá
trình xử lý bằng kỹ thuật vi sóng đƣợc thể
hiện trên hình 5. Từ hình vẽ cho thấy, ở
40
oC, tốc độ suy giảm TSS rất chậm. Khi
nhiệt độ đạt 60oC, tốc độ giảm TSS tăng
nhanh chóng, và khối lƣợng bùn giảm càng
nhiều ở nhiệt độ càng cao. Nhƣ vậy, kết quả
thu đƣợc phù hợp với sự biến thiên giải
phóng của TP, TN và COD.
Để kiểm chứng sự phá vỡ hạt bùn ở các điều
kiện xử lý khác nhau, chúng tôi tiến hành đo
sự phân bố kích thƣớc của các hạt bùn trƣớc
và sau khi xử lý vi sóng. Kết quả thu đƣợc
(tính theo phần trăm thể tích hạt bùn trong
mẫu kiểm tra) đƣợc biểu diễn trên hình 6.
Từ hình 6 chúng ta dễ dàng thấy rằng, kích
thƣớc các hạt bùn giảm đáng kể sau khi xử lý
vi sóng. Trƣớc khi xử lý, khoảng 12% số hạt
bùn có kích thƣớc khoảng 550 m. Sau khi
xử lý ở 40, 60, 80 và 100oC, kích thƣớc của
hạt bùn giảm xuống lần lƣợt là 465, 342, 158,
và 122 m. Hình 7 biểu diễn hình ảnh bùn
trƣớc và sau khi xử lý vi sóng bằng kính hiển
vi điện tử (sử dụng máy Olympus SZX9,
Olympus Co. Ltd., Japan). Kết quả quan sát
cho thấy sau quá trình xử lý hầu hết bông bùn
đã bị phá vỡ. Nhờ quá trình này, các chất dinh
dƣỡng và các chất hữu cơ đã đƣợc giải phóng
ra khỏi bùn và đi vào dung dịch.
Hình 5. Mức độ giảm khối lƣợng bùn thải sau
quá trình xử lý bằng vi sóng.
Hình 6. Phân bố kích thƣớc hạt bùn sau quá
trình xử lý bằng vi sóng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Đỗ Khắc Uẩn và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 87 - 92
91
Hình 7. Hình ảnh bùn trƣớc và sau khi xử lý vi sóng (mẫu xử lý ở 80oC, 10 phút, độ phóng đại 100 lần)
KẾT LUẬN
Các kết quả thu đƣợc từ nghiên cứu cho thấy
rằng kỹ thuật vi sóng có thể sử dụng để giải
phóng TP từ bùn thải. Điều kiện thích hợp
cho quá trình giải phóng TP từ bùn thải bằng
phƣơng pháp xử lý vi sóng là 80oC, với thời
gian xử lý là 10 phút. Ở điều kiện đó, trên
80% lƣợng TP có thể đƣợc giải phóng ra khỏi
bùn thải. Bên cạnh sự giải phóng TP, TN
cũng đƣợc giải phóng nhanh trong quá trình
xử lý. Ở các điều kiện thí nghiệm, tốc độ giải
phóng TN cũng tăng rất nhanh trong khoảng
10 phút xử lý ban đầu (chiếm đến 75-82% so
với nồng độ TN giải phóng cực đại), sau đó
đã giảm dần. Sự giải phóng của các chất hữu
cơ trong quá trình xử lý vi sóng đƣợc đánh
giá thông qua nồng độ COD. COD giải phóng
tăng lên đáng kể khi tăng nhiệt độ và thời
gian xử lý. Ở nhiệt độ càng cao, COD giải
phóng càng nhiều. Đặc biệt, khối lƣợng bùn
và kích thƣớc các hạt bùn giảm đáng kể sau
khi xử lý vi sóng. Kết quả thu đƣợc phù hợp
với sự biến thiên giải phóng của TP, TN và
COD. Nhận xét chung, phƣơng pháp vi sóng
có tính ƣu điểm lớn là thời gian xử lý nhanh
và không cần bổ sung bất cứ hóa chất nào. TP
giải phóng hoàn toàn có khả năng thu hồi
đƣợc bằng các quá trình kết tủa tiếp theo. Tuy
nhiên, cần phải lƣu ý rằng quá trình vi sóng
chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố khác nhau
nhƣ hệ số tổn thất điện năng, tổn thất nhiệt
độ, Cho nên cần phải nghiên cứu thêm về
các yếu tố này để nâng cao hiệu quả quá trình
giải phóng TP từ bùn thải.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1].IFA (2007), International fertilizer supply and
demand, in Australian Fertilizer Industry
Conference. 2007, International Fertilizer Industry
Association, August 2007.
[2].EFMA (2000), Phosphorus: Essential element
for food Production, European Fertilizer
Manufacturers Association.
[3].Đỗ Khắc Uẩn, Đặng Kim Chi (2008). Tình
trạng khan hiếm photpho và sự cần thiết của việc
tái sử dụng nguồn thải chứa photpho, Tạp chí
Khoa học và Phát triển, 6: 570-577.
[4].Steen, I. (1998). Phosphorus availability in the
21st Century: Mananagement of a non-renewable
resource, Phosphorus and Potassium, 217: 25-31.
[5].WHO (2006). Guidelines for the safe use of
wastewater, excreta and greywater. Volume 4:
Excreta and greywater use in agriculture. World
Health Organisation.
[6]. Banu, R., D.-K. Uan, and I.-T. Yeom
(2008), Enhanced phosphorous recovery from
EBPR sludge in the presence of condensed
phosphate, The 1st IWA Asia-Pacific young water
professional conference, GIST Gwangju, Korea.
8-10 Dec 2008.
[7].Đỗ Khắc Uẩn, Mai Anh Khoa (2010). Đánh
giá khả năng thu hồi photpho từ phân gà công
nghiệp bằng một số phƣơng pháp lý, hóa và sinh
học, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học
Thái Nguyên (Tập70, số 08, trang 127-132).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Đỗ Khắc Uẩn và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 78(02): 87 - 92
92
[8]. Tchobanoglous, G., Burton, F.L. and
Stensel, H.D. (2003). Wastewater engineering:
Treatment, disposal and reuse. 4th edn.
McGraw-Hill, New York.
[9].Borowski, S. and J.S. Szopa (2007).
Experiences with the dual digestion of municipal
sewage sludge, Biores. Tech., 98: 1199-1207.
[10]. Campos, J.L., L. Otero, A. Franco, A.
Mosquera-Corral, and E. Roca (2009). Ozonation
strategies to reduce sludge production of a seafood
industry WWTP, Biores. Tech., 100: 1069-1073.
[11]. Kim, T.-H., S.-R. Lee, Y.-K. Nam, J. Yang,
C. Park, and M. Lee (2009). Disintegration of
excess activated sludge by hydrogen peroxide
oxidation, Desalination, 246: 275-284.
[12]. Zhang, H., A.K. Datta, I.A. Taub, and C.
Doona (2001). Electromagnetics, heat transfer,
and thermokinetics in microwave sterilization,
AIChE Journal, 47: 1957-1968.
[13]. Nüchter, M., B. Ondruschka, D. Wei, R.
Beckert, W. Bonrath, and A. Gum (2005).
Contribution to the qualification of technical
microwave systems and to the validation of
microwave-assisted reactions and processes,
Chem. Eng. Tech., 28: 871-881.
[14]. Bierbaum, R., M. Nüchter, and B.
Ondruschka (2005). Microwave-assisted reaction
engineering: Microwave apparatus at mini-plant
Scale with online analysis, Chem. Eng. Tech., 28:
427-431.
[15]. APHA (2005). Standard methods for the
examination of water and wastewater. 21st
edition, American Water Works Association,
Water Pollution and Control Federation,
Washington, DC. USA.
[16]. Shanableh, A. (2000). Production of useful
organic matter from sludge using hydrothermal
treatment, Water Res., 34: 945-951.
ABSTRACT
A STUDY ON APPLICATION OF MICROWAVE ENGINEERING
FOR PHOSPHORUS RELEASE FROM WASTED SLUDGE
Do Khac Uan
(1,2)
, Mai Anh Khoa
(3,*)
1 Hanoi University of Science and Technology
2 Nanyang Technological University, Singapore
3 Thai Nguyen University
Releasing phosphorus (TP) from wasted sludge plays an important role in phosphorus recovery for
the fertilizer industry. This paper presents a study on TP released from wasted sludge using
microwave engineering. The experiments were carried out at various temperatures (40, 60, 80, and
100
o
C) and treatment times (5, 10, 15, and 20 min). The obtained results showed that the proper
conditions for TP release were 80
o
C and 10 min. At that condition, over 80% of TP was released
from sludge. In addition, total nitrogen (TN) was also released during the microwave sludge
treatment. The TN release rate was also increased rapidly within the first 10 min, and reduced
gradually after that. The release of organic carbon (as Chemical Oxygen Demand, COD) was
increased significantly when the treatment temperature and time were increased. The higher
temperature resulted in more COD released. Especially, sludge mass and its size were also reduced
significantly after the microwave treatment. The observations were agreed with the TP, TN and
COD releasing profiles.
Key words: microwave, phosphous release, sludge reduction, wasted sludge
*
Tel: 0968.533.888; Email: khoa.mai@gmail.com
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- brief_33455_37275_79201210321778_split_7_9691_2052260.pdf