Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật vi sóng cho quá trình giải phóng Photpho từ bùn thải

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.

pdf6 trang | Chia sẻ: yendt2356 | Lượt xem: 511 | Lượt tải: 0download
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:

  • pdfbrief_33455_37275_79201210321778_split_7_9691_2052260.pdf