中文摘要：

针对我国污泥处理处置和不可再生资源磷严重匮乏的现状，本研究将新型高效微波-H2O2污泥预处理技术与鸟粪石磷回收技术相结合，形成基于微波-H2O2污泥预处理的磷回收技术。通过模型试验，研究阐明碱性条件下的微波-H2O2污泥预处理过程中C、N、P、Mg的溶出规律，明确微波- H2O2污泥预处理过程的污泥溶胞机制。建立微波- H2O2污泥处理及鸟粪石回收一体化反应器，研究碱性条件下的微波- H2O2污泥预处理过程的污泥溶出液特征以及鸟粪石形成之间的相互关系，优化该反应器的结构和操作条件，建立微波- H2O2污泥预处理的以鸟粪石为核心的磷回收机制，开发可有效污泥溶胞、磷回收、污泥减量的污泥处理处置新技术，为开发经济高效、环境友好型的污泥处置技术和设备提供理论依据，为我国污泥经济高效处理探索一条新途径。

结论摘要：

污泥处理的压力日益增加，同时污水在全球磷矿资源紧缺和水体富营养化的双重矛盾下，所以实施污泥减量化、无害化处理与处置的同时，开展污泥磷回收不仅具有可行性，而且具有重要的现实意义。微波及其组合工艺是污泥预处理的重要方法之一，可有效释放污泥中的C、N、P、Ca2+、Mg2+。本论文通过实验室研究，系统比较微波及其组合工艺的污泥溶胞效果，明确污泥中C、N、P及无机离子（Ca2+、Mg2+）的释放特征，并按照鸟粪石法回收磷的要求，筛选适于鸟粪石（MAP）法回收磷的微波污泥预处理工艺；着重考察污泥溶出液的有机物特征对鸟粪石结晶的影响，优化污泥磷回收的工艺操作参数。取得如下主要结论 (1)通过EPS脱除后污泥的预处理特征，明确污泥处理的障碍在于EPS的保护作用，同时明确了微波辐射下自由基的产生特征。实验证明，微波及其组合工艺可实现污泥中C、N、P、Ca2+、Mg2+的选择性释放，可满足源头污泥减量和污泥磷回收的不同需求。 (2) 经MW-H2O2预处理后污泥上清液中Mg2+: NH4+-N: Ortho-P = 1.2:2.9:1。表明MW-H2O2可作为鸟粪石磷回收的优选污泥预处理工艺。 (3) 有机物对MAP结晶反应存在干扰。有机物浓度较低时，MAP结晶反应后溶液中NH4+-N、Ortho-P浓度分别下降到10.26±1.07mg/L、0.28±0.002mg/L，去除率分别为89.99±1.04%、99.6±0.002%。大分子有机物（Mw>10kDa）严重影响结晶产物的组分。 (4) 响应面分析结果表明，pH和初始Mg/P比对NH4+-N、PO43--P去除率及结晶产物组分比值Mg/N、Mg/P、N/P、O/P、Ca/P具有显著影响，优化的MAP结晶反应条件为pH=10.0，初始Mg/P=1.99。在该反应条件下，尽管反应时间、搅拌速率和反应温度对NH4+-N、PO43--P去除率及结晶产物组分比值Mg/N、Mg/P、N/P、O/P、Ca/P有一定影响，但不显著，优化的MAP结晶的操作参数为反应时间=1min，搅拌速率=300rpm，反应温度=20℃。