池勇志，劉曉敏，李玉友，張 昱，費(fèi)學(xué)寧，王愉晨

（1天津城市建設(shè)學(xué)院環(huán)境與市政工程學(xué)院天津市水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300384；2中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境水質(zhì)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100085；3日本東北大學(xué)大學(xué)院環(huán)境科學(xué)科，日本 仙臺(tái)980-8579）

近年來(lái)，隨著污水處理廠規(guī)模的擴(kuò)大，污水處理廠產(chǎn)生的污水污泥產(chǎn)量迅速增加[1]。根據(jù)國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的統(tǒng)計(jì)，截至到2012年底，全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠全年累計(jì)處理污水4.22×1010m3，按照城市污水中含固率為0.02%估算，我國(guó)污泥產(chǎn)量約為8.44×106t（以干物質(zhì)計(jì)）。大量增加的污泥已經(jīng)成為嚴(yán)重的環(huán)境和安全問(wèn)題。在污泥處理過(guò)程中，厭氧消化扮演著重要的角色，它能減少污泥的體積和質(zhì)量，還可以甲烷的形式回收污泥中的生物質(zhì)能。但污泥中的有機(jī)物大部分以生物難降解且被細(xì)胞壁包裹的細(xì)胞物質(zhì)和胞外多聚物的形式存在，因此污泥水解就成為整個(gè)污泥厭氧消化處理的限速步驟[2]。提高污泥水解的主要方法之一就是對(duì)污泥進(jìn)行強(qiáng)化預(yù)處理，破解細(xì)胞壁和胞外多聚物，從而使胞內(nèi)有機(jī)物質(zhì)從固相轉(zhuǎn)移到液相，實(shí)現(xiàn)微生物對(duì)有機(jī)物降解轉(zhuǎn)化。目前，污泥預(yù)處理技術(shù)主要有超聲波預(yù)處理[3]、機(jī)械預(yù)處理[4]、熱處理[5]、微波預(yù)處理[6]等。在這些方法中，微波預(yù)處理被認(rèn)為是極具發(fā)展前景的污泥處理技術(shù)，因?yàn)槲⒉A(yù)處理技術(shù)不僅加熱速度快、熱效高，而且能進(jìn)一步提高對(duì)污泥中病原體的滅活率及總懸浮固體和揮發(fā)性懸浮固體的溶解率。本文作者較為系統(tǒng)、全面地總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外污泥微波預(yù)處理的研究現(xiàn)狀，以期能推動(dòng)該技術(shù)在我國(guó)的研究與應(yīng)用。

1 微波預(yù)處理污泥的作用機(jī)理及作用過(guò)程

1.1 微波預(yù)處理污泥的作用機(jī)理

微波是指頻率為(3×102)～(3×105)MHz 的電磁波，即波長(zhǎng)在1～1000 mm的電磁波，頻率比一般的無(wú)線電波頻率高，也稱“超高頻電磁波”。微波對(duì)污泥的作用源自微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)[7-9]，熱效應(yīng)主要是指污泥中的水和有機(jī)物等具有永久偶極或誘導(dǎo)偶極的物質(zhì)吸收微波能量，從而使污泥溫度迅速升高。非熱效應(yīng)是指微波電磁場(chǎng)中，污泥中生物大分子的極化部分定向排列而導(dǎo)致氫鍵等維持大分子高級(jí)結(jié)構(gòu)的次級(jí)鍵斷裂，生物分子失活變性，物化性質(zhì)改變[10]。升溫和變性的污泥中大分子物質(zhì)水解變成了易分解的小分子物質(zhì)，即微生物細(xì)胞、胞外聚合物（extracellular polymeric substances，EPS）等大分子得到破碎，胞內(nèi)物質(zhì)溶出水解，從而達(dá)到了污泥破解的效果。微波加熱有3個(gè)特點(diǎn)[11]：①瞬時(shí)性，加熱均勻，熱量從物質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生，不需要從表面?zhèn)鬟f到內(nèi)部，熱效率高，加熱時(shí)間短。②選擇性，不同物料由于其介電性質(zhì)不同，在微波場(chǎng)中的受熱特性差別很大。③穿透性，電磁波能夠穿透介質(zhì)內(nèi)部，因此微波具有穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

1.2 微波預(yù)處理污泥的作用過(guò)程

微波預(yù)處理是一種新興而高效的污泥破解預(yù)處理技術(shù)，微波預(yù)處理可通過(guò)微波對(duì)污泥絮體及微生物細(xì)胞（細(xì)胞壁和細(xì)胞膜）進(jìn)行破解、而使胞內(nèi)和EPS中有機(jī)物得到釋放、水解，進(jìn)而提高后續(xù)污泥厭氧消化性能。在污泥的微波預(yù)處理過(guò)程中，可大致分為4個(gè)過(guò)程[5]：污泥絮體結(jié)構(gòu)破解、污泥細(xì)胞破碎及有機(jī)物的釋放、有機(jī)物水解及美拉德反應(yīng)。

（1）污泥絮體結(jié)構(gòu)破解 污泥中水分子是很好的微波吸波介質(zhì)，微波輻射引起污泥中產(chǎn)生的溫度梯度破壞了結(jié)合水與EPS之間的結(jié)合力[12]，從而使EPS中的蛋白質(zhì)和脂類等物質(zhì)得到釋放，絮體結(jié)構(gòu)破解[9，13-15]。污泥絮體結(jié)構(gòu)的破解必然伴隨著污泥顆粒粒徑的變化。研究表明[16]，未經(jīng)微波處理的污泥平均粒徑為33.5 μm，經(jīng)過(guò)微波處理后的污泥顆粒粒徑明顯減少，降到28.5 μm。

（2）污泥細(xì)胞破碎及有機(jī)物的釋放 微波熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)破壞了污泥微生物細(xì)胞的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，使胞內(nèi)及EPS中的物質(zhì)得到釋放。Chen等[17]證明了微波作用可導(dǎo)致細(xì)胞壁的機(jī)械性破裂。Shami等[18]對(duì)原核微生物進(jìn)行微波處理時(shí)觀察到菌體細(xì)胞壁受損的現(xiàn)象。Eskicoglu等[15]表明細(xì)胞膜由于可以吸收微波而導(dǎo)致自身受損，進(jìn)而使得胞內(nèi)物泄露最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。污泥中DNA基本上來(lái)自于微生物細(xì)胞，故DNA含量的變化也可以指示污泥中微生物細(xì)胞的破碎情況[19]。肖朝倫等[10]采用微波對(duì)污泥進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度升到近70℃時(shí)，污泥中的DNA濃度快速增大到約33 mgDNA/(gVS)，這與污泥中微生物細(xì)胞壁的破碎溫度（65～90℃）相符，表明了細(xì)胞大量破碎，胞內(nèi)物質(zhì)大量溶出。

污泥中的絮體主要由細(xì)胞和EPS組成，絮體和細(xì)胞的破碎必然會(huì)使胞內(nèi)及EPS中的有機(jī)物釋放到液相中。這些有機(jī)物主要有蛋白質(zhì)、碳水化合物、核酸、脂類等。梁仁禮等[20]發(fā)現(xiàn)，900 W的微波輻射60 s后，上清液的蛋白質(zhì)和多糖含量分別增加了263%和602%。周翠紅等[16]的實(shí)驗(yàn)表明微波使污泥中的大分子絮體解體，有機(jī)物如多糖、蛋白質(zhì)等得到釋放。

（3）有機(jī)物水解 從胞內(nèi)和EPS釋放到污泥液相中的有機(jī)物主要由碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪以及核酸等組成。在微波處理下，蛋白質(zhì)水解生成多肽、二肽、氨基酸等，并進(jìn)一步水解成低分子有機(jī)酸、氨及二氧化碳；碳水化合物水解成低分子量的多糖和單糖；脂肪水解生成硬脂酸、棕櫚酸等；核酸水解使胞內(nèi)的磷和氮釋放到水解液中。有機(jī)物的水解宏觀上表現(xiàn)為污泥有機(jī)固體的溶解，即揮發(fā)性懸浮固體（volatile suspend solid，VSS）溶解[21]。喬瑋等[22]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微波150℃、10min和170℃、5min時(shí)，污泥的VSS水解率較高，分別為20%和29.4%。Tyagi等[23]發(fā)現(xiàn)，污泥經(jīng)95℃、pH=12的微波和堿（NaOH）聯(lián)合處理后，VSS水解率可達(dá)到72.4%。王凌等[24]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微波700 W、5 min時(shí)，污泥的VSS水解率最大可達(dá)到23%。綜上可見(jiàn)，微波預(yù)處理促進(jìn)了污泥有機(jī)物的水解反應(yīng)。

（4）美拉德反應(yīng) 美拉德反應(yīng)（Maillard reaction，又稱羰氨反應(yīng)）是羰基化合物（還原糖類）和氨基化合物（氨基酸和蛋白質(zhì)）間的反應(yīng)，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的歷程最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質(zhì)類黑精或稱擬黑素。研究表明[25]，污泥微波預(yù)處理后釋放的大分子物質(zhì)水解生成的化合物（如羰基化合物、氨基酸、蛋白質(zhì)等）在溫度＞80℃時(shí)可發(fā)生該反應(yīng)，生成類黑精等難生物降解物質(zhì)。高瑞麗等[26]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)微波預(yù)處理污泥時(shí)，污泥厭氧消化過(guò)程中的產(chǎn)氣量有所下降，可能的解釋是微波產(chǎn)生的熱效應(yīng)使蛋白質(zhì)發(fā)生了美拉德反應(yīng)。

通常情況下，污泥絮體結(jié)構(gòu)破解、細(xì)胞破碎及有機(jī)物的釋放、美拉德反應(yīng)這3個(gè)過(guò)程所要求的溫度較低，而有機(jī)物水解要求的溫度較高，污泥微波預(yù)處理過(guò)程中可能同時(shí)發(fā)生這4個(gè)過(guò)程，也可能只發(fā)生其中的幾個(gè)過(guò)程，這主要取決于污泥的處理溫度。

2 微波預(yù)處理污泥的作用效果

2.1 物理特性

2.1.1 污泥溫度

溫度變化是微波輻射對(duì)污泥作用的最重要、最直接的結(jié)果，而溫度是影響污泥性質(zhì)的一個(gè)重要因素。微波預(yù)處理過(guò)程中，污泥溫度隨著微波功率和接觸時(shí)間的增加而增加。通常污泥溫度高些，污泥的分解效果就會(huì)較好些。但溫度過(guò)高不利于后續(xù)污泥厭氧消化，因?yàn)樘叩奈勰鄿囟葧?huì)導(dǎo)致污泥中產(chǎn)生大量難降解有機(jī)物，甚至?xí)l(fā)生腐殖質(zhì)碳化[27]。從經(jīng)濟(jì)性考慮，污泥溫度高意味著高的微波功率或長(zhǎng)的接觸時(shí)間，也就需要高的能量投入，即能耗大，Danesh等[28]也得到了類似的結(jié)論。故此，在微波預(yù)處理的過(guò)程中要選擇合適的處理?xiàng)l件，使得污泥溫度升到適度的范圍。Chi等[12]得到的較為合適的污泥溫度為170℃。

2.1.2 沉降性和脫水性

污泥的沉降性能通常采用污泥沉降比（settling velosity，SV）進(jìn)行評(píng)價(jià)。微波處理對(duì)剩余污泥沉降性的研究結(jié)果表明[9]，污泥沉降性在最初的一段時(shí)間內(nèi)SV隨著處理時(shí)間的增加而增加，當(dāng)達(dá)到某一峰值后繼續(xù)延長(zhǎng)處理時(shí)間，則SV呈下降的趨勢(shì)。這表明污泥的沉降性與微波處理時(shí)間之間存在著一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題，這似乎與超膠體顆粒隨處理時(shí)間的變化情況相悖。一個(gè)可能的解釋就是隨著微波處理時(shí)間的增加，有可能增加了粒度范圍不在超膠體顆粒粒度范圍內(nèi)的膠體顆粒，而正是這些顆粒對(duì)SV產(chǎn)生了上述影響。

污泥顆粒由于表面負(fù)電荷的存在使得其脫水性能很差。微波輻射的高頻電場(chǎng)使污泥及其中的水分子不斷移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，污泥的Zeta電位、表面雙電層結(jié)構(gòu)遭到破壞，污泥顆粒脫穩(wěn)，從而可以促進(jìn)污泥脫水性的改善。Karr等[29]認(rèn)為粒度范圍在1～100 μm的超膠體顆粒數(shù)量是影響活性污泥過(guò)濾性的重要因素。當(dāng)超膠體顆粒所占的比例越少，脫水性能就越好[9]。

2.1.3 污泥粒徑分布

Yu等[9]采用激光粒度分析儀對(duì)微波處理后得剩余污泥中粒徑在0.2～200 μm之間的產(chǎn)物進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明隨著微波強(qiáng)度和輻照時(shí)間的增加，dp90（累計(jì)頻率分布為90%的粒徑）降低，同時(shí)粒度范圍在1～100 μm的超膠體顆粒數(shù)量也在減少。對(duì)剩余污泥超濾液的分析也表明，微波處理后剩余污泥超濾液中化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，COD）濃度高于經(jīng)水浴加熱處理后剩余污泥超濾液中的COD濃度[30]。

2.2 化學(xué)特性

2.2.1 氮、磷的水解規(guī)律

污泥上清液中的無(wú)機(jī)氮包括氨氮、硝酸鹽和亞硝酸鹽，是評(píng)價(jià)微波處理對(duì)污泥化學(xué)特性影響的重要指標(biāo)。Liao等[31]的研究表明，總固體（total solid，TS）濃度為0.17%的污泥經(jīng)170℃微波處理后其氨氮濃度由35 mg/L增至107 mg/L。喬瑋等[21]對(duì)TS濃度為7%和9%的污泥在170℃下進(jìn)行微波處理，處理后污泥上清液中氨氮濃度變化范圍在900～1200 mg/L之間。此外，經(jīng)微波處理后污泥上清液中氨氮濃度高于對(duì)照（相同加熱溫度，水浴加熱）[25]。污泥經(jīng)微波處理后其上清液中氨氮和總氮濃度增加的原因有3個(gè)：①由于胞內(nèi)物質(zhì)的釋放；②由于污泥上清液中蛋白質(zhì)和氨基酸的氨化作用；③由于微波的非熱效應(yīng)。

與氮的變化規(guī)律類似，污泥經(jīng)微波處理后其上清液中總磷濃度也是隨著處理溫度和處理時(shí)間的增加而增加。程振敏等[32]采用900 W、100 s的微波條件對(duì)污泥進(jìn)行了預(yù)處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)污泥上清液中的總磷濃度從處理前的19.58 mg/L提高到115.10 mg/L，提高了近5倍。

2.2.2 碳、氫的水解規(guī)律

喬瑋等[22]對(duì)混合污泥（TS濃度為5.1%）的微波處理研究表明，污泥中氫的水解率大于碳的水解率。溫度對(duì)元素水解率的影響不明顯，隨著溫度的升高，元素的水解率有所增大。在處理時(shí)間為5 min、處理溫度為80～170℃時(shí)，氫元素的水解率為44%～47%，碳元素的水解率為26%～33%，這表明在微波處理污泥時(shí)碳元素和氫元素的水解較快[31]。

2.3 生物特性

微波預(yù)處理對(duì)污泥生物特性的影響主要表現(xiàn)在污泥中病原菌的滅活方面。微波預(yù)處理對(duì)污泥中病原菌的滅活機(jī)理包括以下3種。①菌體細(xì)胞壁受損：Woo等[33]在對(duì)Escherichia coli和Bacillus subtilis進(jìn)行微波處理時(shí)觀察到菌體細(xì)胞壁受損的現(xiàn)象。②菌體細(xì)胞膜受損：菌體雙層脂膜的細(xì)胞膜由于可以吸收微波而導(dǎo)致細(xì)胞膜受損，進(jìn)而使得胞內(nèi)物泄露最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[15]。③DNA受損：瓊脂凝膠電泳試驗(yàn)表明，與對(duì)照（相同加熱溫度，水浴加熱）相比，糞大腸菌懸濁液經(jīng)微波處理后其DNA帶的亮度明顯減弱[34]。

3 影響微波預(yù)處理效果的因素

3.1 污泥特性

3.1.1 污泥濃度

喬瑋等[21]的研究表明，在處理溫度為170℃、處理時(shí)間為20 min的條件下，微波處理對(duì)TS濃度為7%、9%和13%的混合污泥中VSS的溶解率分別可達(dá)到33%、36%和27%。這說(shuō)明微波預(yù)處理污泥時(shí)污泥濃度存在一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題。污泥濃度越小，微波能量的有效利用效率越低。反之，如果污泥濃度太高，不僅很難獲得上清液，還會(huì)給攪拌等帶來(lái)不利影響。故此，最大TS濃度不宜超過(guò)9%。

3.1.2 污泥種類

污泥種類也是影響污泥微波預(yù)處理的重要因素，通常污水廠污泥包括初沉污泥、剩余污泥及混合污泥（初沉污泥+剩余污泥）。微波對(duì)介質(zhì)的穿透性常用微波穿透深度表示，即微波功率從物料表面衰減到表面值的1/2時(shí)的距離，且該值越大則穿透性越強(qiáng)。Hong等[35]對(duì)初沉污泥和剩余污泥的微波穿透深度進(jìn)行了研究，結(jié)果表明微波對(duì)初沉污泥（TS濃度為3.0%）和剩余污泥（TS濃度為4.1%）的穿透深度分別為1.73 cm和1.11 cm。接著，他們又分別比較了微波處理對(duì)初沉污泥、剩余污泥和混合污泥的處理效果。在溫度均為72.5℃的條件下，微波處理可分別使初沉污泥、剩余污泥和混合污泥的SCOD相對(duì)增加16%、125%和45%。這表明微波對(duì)剩余污泥的處理效果優(yōu)于對(duì)初沉污泥和混合污泥的處理效果。

3.2 處理?xiàng)l件

3.2.1 加熱方式

對(duì)污泥進(jìn)行微波加熱有許多方法，包括家用微波爐（開(kāi)放系統(tǒng)，常壓）、微波消解儀（密閉系統(tǒng)，高壓）和自制微波處理裝置等。家用微波爐是最初的微波處理裝置，但其加熱溫度通常在100℃以下，這限制了微波技術(shù)的發(fā)展[34]。微波消解儀由于其具有可控性、自動(dòng)性、高溫高壓及溫度可顯示性，目前已得到了廣泛的應(yīng)用[25-36]。但由于前兩種裝置沒(méi)有攪拌功能，越來(lái)越多的人開(kāi)始研究自制微波處理裝置。研究人員對(duì)3種方式進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示：加熱溫度＜100℃時(shí)，前兩種裝置對(duì)污泥的處理效果相同；當(dāng)加熱溫度＞100℃時(shí)，微波消解儀優(yōu)于家用微波爐，且由于溫度處于高溫高壓，這更有利于污泥水解。

3.2.2 加熱功率及加熱速率

對(duì)質(zhì)量一定、初始溫度一定、加熱終溫一定的污泥而言，當(dāng)微波功率增加時(shí)，處理時(shí)間會(huì)縮短、升溫速率會(huì)減小。Eskicioglu等[15]利用家用微波爐處理TS濃度為5.4%的剩余污泥，在處理溫度分別為50℃、75℃和96℃的條件下，低功率（加熱功率為50%的微波爐輸出功率）處理后污泥的溶解性化學(xué)需氧量（Soluble COD，SCOD）/總化學(xué)需氧量（Total COD，TCOD）值比高功率（加熱功率為100%的微波爐輸出功率）處理后污泥的SCOD/TCOD值分別提高17%、27%和6%。Toreci等[37]采用微波消解儀在設(shè)定加熱終溫為175℃的情況下，分別研究了升溫速率為1.75℃/min（低升溫速率、低功率）和3.75℃/min（高升溫速率、高功率）時(shí)的處理效果。研究表明，低升溫速率的處理效果略高于高升溫速率的處理效果。究其原因，微波處理污泥的本質(zhì)是由于微波能被污泥吸收而產(chǎn)生各種效應(yīng)，即處理效果應(yīng)該與吸收的微波能量呈正比。當(dāng)處理終溫一定時(shí)，低升溫速率的微波處理時(shí)間顯然要大于高升溫速率的微波處理時(shí)間，由于時(shí)間的增加從而可能在一定程度上提高處理效果。

表1 微波及其組合工藝對(duì)剩余污泥后續(xù)厭氧消化性能的影響

3.2.3 加熱溫度及處理時(shí)間

微波處理效果隨著加熱溫度的增加而提高，通常可將加熱溫度分為低溫處理（處理溫度≤70℃）[35]、中溫處理（70℃＜處理溫度≤100℃）[15]和高溫處理（處理溫度＞100℃）3種[37]。若從污泥減量化效果來(lái)看，顯然加熱溫度越高，減量化效果越好。但是若從對(duì)后續(xù)污泥厭氧消化過(guò)程影響來(lái)看，當(dāng)加熱溫度＞170℃，由于類黑精類物質(zhì)（Melanoidins）等難生物降解有機(jī)物的生成量隨溫度的升高而增加[5]，將對(duì)后續(xù)厭氧消化處理產(chǎn)生不利影響。此外，對(duì)加熱時(shí)間而言，在相同的加熱溫度下，微波處理污泥效果隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，但若加熱時(shí)間超過(guò)30 min，處理效果不會(huì)再明顯提高。

4 微波預(yù)處理對(duì)剩余污泥后續(xù)厭氧消化性能的影響

對(duì)于污泥厭氧消化來(lái)說(shuō)，不同于一般的有機(jī)物厭氧發(fā)酵，需要首先讓生物細(xì)胞破裂、水解，只有釋放出胞內(nèi)和EPS中的有機(jī)物后方可能實(shí)現(xiàn)后續(xù)厭氧消化效率的最大化[38]。微波預(yù)處理不僅破解了污泥絮體、破壞了微生物細(xì)胞、使胞內(nèi)和EPS中的物質(zhì)溶出，而且還將溶出的大分子物質(zhì)水解成易被生物降解的小分子物質(zhì)，因此，微波預(yù)處理能夠提高污泥厭氧消化過(guò)程的處理速率和消化性能[39-41]。部分微波及其組合工藝對(duì)剩余污泥后續(xù)厭氧消化性能的影響如表1所示。

由表1可以看出，微波預(yù)處理污泥，對(duì)其后續(xù)厭氧消化有一定的促進(jìn)作用，且微波組合工藝處理剩余污泥后對(duì)厭氧消化的影響基本上大于單獨(dú)的微波預(yù)處理工藝。因此，今后微波預(yù)處理污泥可能會(huì)向著微波組合工藝方向發(fā)展，以提高污泥破解效果，進(jìn)而提高污泥厭氧消化性能，實(shí)現(xiàn)污泥處理的資源化、減量化和無(wú)害化。

5 結(jié)語(yǔ)及展望

盡管微波預(yù)處理剩余污泥具有加熱速度快、熱效率高等一些優(yōu)點(diǎn)，但該技術(shù)仍存在一些不足：①污泥微波預(yù)處理需要特殊設(shè)備，能滿足各種化學(xué)反應(yīng)條件（高溫、高壓、耐腐蝕），并且污泥微波預(yù)處理有一定的能耗；②污泥微波預(yù)處理厭氧消化效率還有待進(jìn)一步提高；③關(guān)于微波組合工藝的研究還不夠深入和成熟；④污泥微波預(yù)處理還存在一些盲區(qū)，需要進(jìn)一步探索，如微波預(yù)處理機(jī)理、破解微生物細(xì)胞的過(guò)程等。在以后的研究中，應(yīng)該在污泥微波預(yù)處理的機(jī)理、減少難降解物質(zhì)的生成、提高有機(jī)物的釋放效率、加強(qiáng)對(duì)污泥中有毒有害有機(jī)物和病原微生物去除的研究、加強(qiáng)微波組合工藝和污泥微波預(yù)處理設(shè)備開(kāi)發(fā)等方面進(jìn)行深入研究，以期推動(dòng)該技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展和工業(yè)化應(yīng)用。

[1]池勇志，遲季平，馬顏，等.城鎮(zhèn)污水污泥性質(zhì)與處理處置概況[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010，33（12F）：169-172.

[2]Chi Y Z，Li YY，Ji M，et al.Mesophilic and thermophilic digestion of thickened waste activated sludge：A comparative study[J].Advanced Materials Research，2010，113-114：450-458.

[3]Braguglia C M，Gagliano M C，Rossetti S.High frequency ultrasound pretreatment for sludge anaerobic digestion：Effect on floc structure and microbial population[J].Bioresource Technology，2012，110：43-49.

[4]Elliott A，Mahmood T.Comparison of mechanical pretreatment methods for the enhancement of anaerobic digestion of pulp and paper waste activated sludge[J].Water Environment Research，2012，84（6）：497-505.

[5]肖本益，閻鴻，魏源送.污泥熱處理及其強(qiáng)化污泥厭氧消化的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29（4）：673-682.

[6]Park W J，Ahn J H.Optimization of microwave pretreatment conditions to maximize methane production and methane yield in mesophilic anaerobic sludge digestion[J].Environmental Technology，2011，32（13）：1533-1540.

[7]Beszédes S，László Z，Horváth Z H，et al.Comparison of the effects of microwave irradiation with different intensities on the biodegradability of sludge from the dairy-and meat-industry[J].Bioresource Technology，2011，102（2）：814-821.

[8]Tang B，Yu L F，Huang S S，et al.Energy efficiency of pre-treating excess sewage sludge with microwave irradiation[J].Bioresource Technology，2010，101（14）：5092-5097.

[9]Yu Q，Lei H Y，Li Z，et al.Physical and chemical properties of waste-activated sludge after microwave treatment[J].Water Research，2010，44（9）：2841-2849.

[10]肖朝倫，唐嘉麗，潘峰，等.微波輻射對(duì)脫水城市污泥穿透性和脫水性的影響[J].過(guò)程工程學(xué)報(bào)，2011，11（2）：215-220.

[11]董譽(yù)，湯兵，許奕春，等.微波法處理處置污泥研究進(jìn)展[J].科技導(dǎo)報(bào)，2010，28（3）：112-115.

[12]Chi Y Z，Li Y Y，F(xiàn)ei X N，et al.Enhancement of thermophilic anaerobic digestion of thickened waste activated sludge by combined microwave and alkaline pretreatment[J].Journal of Environmental Sciences，2011，23（8）：1257-1265.

[13]Eskicioglu C，Kennedy K J，Droste R L.Enhancement of batch waste activated sludge digestion by microwave pretreatment[J].Water Environment Research，2007，79（11）：2304-2317.

[14]Mesquita D，Amaral A，F(xiàn)erreira E.Identifying different types of bulking in an activated sludge system through quantitative image analysis[J].Chemosphere，2011，85（4）：643-652.

[15]Eskicioglu C，Droste R L，Kennedy K J.Performance of anaerobic waste activated sludge digesters after microwave pretreatment[J].Water Environment Research，2007，79（11）：2265-2273.

[16]周翠紅，?？∮ⅲ惣覒c，等.微波對(duì)污水污泥脫水特性及形態(tài)影響[J].土木建筑與環(huán)境工程，2013，35（1）：135-139.

[17]Chen W，F(xiàn)an D，Ma S，et al.Effect of microwave on the structure and functions of the protein and its derivatives[J].Journal of Food Science and Biotechnology，2012，31（3）：232-237.

[18]Shamis Y，Croft R，TaubeA，et al.Review of the specific effects of microwave radiation on bacterial cells[J].Applied Microbiology and Biotechnology，2012，96（2）：319-325.

[19]Yu Y，Lo I W，Chan W W I，et al.Nutrient release from extracted activated sludge cells using the microwave enhanced advanced oxidation process[J].Journal of Environmental Science and Health，Part A：Toxic/Hazardous Substances&Environmental Engineering，2010，45（9）：1071-1075.

[20]梁仁禮，雷恒毅，俞強(qiáng)，等 微波輻射對(duì)污泥性質(zhì)及脫水性能的影響[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2012，6（6）：2087-2092.

[21]喬瑋，王偉，荀銳，等.高固體污泥微波熱水解特性變化[J].環(huán)境科學(xué)，2008，29（6）：1611-1615.

[22]喬瑋，王偉，黎攀，等.城市污水污泥微波熱水解特性研究[J].環(huán)境科學(xué)，2008，29（1）：152-157.

[23]Tyagi V K，Lo S L.Enhancement in mesophilic aerobic digestion of waste activated sludge by chemically assisted thermal pretreatment method[J].Bioresource Technology，2012，119：105-113.

[24]王凌，付新梅，雷艷，等.預(yù)處理方法對(duì)剩余活性污泥水解影響的比較研究[J].四川環(huán)境，2012，31（1）：24-27.

[25]Eskicioglu C，Terzian N，Kennedy K J，et al.Athermal microwave effects for enhancing digestibility of waste activated sludge[J].Water Research，2007，41（11）：2457-2466.

[26]高瑞麗，嚴(yán)群，鄒華，等.不同預(yù)處理方法對(duì)剩余污泥厭氧消化產(chǎn)沼氣過(guò)程的影響[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2009，28（1）：107-112.

[27]Jones D A，Lelyveld T P，Mavrofidis S D，et al.Microwave heating applications in environmental engineering—A review[J].Resources，Conservation and Recycling，2002，34（2）：75-90.

[28]Danesh P，Hong S M，Moon K W，et al.Phosphorus and heavy metal extraction from wastewater treatment plant sludges using microwaves for generation of exceptional quality biosolids[J].Water Environment Research，2008，80（9）：784-795.

[29]Karr P R，Keinath T M.Influence of particle size on sludge dewaterability[J].Journal of Water Pollution Control Federation，1978，50（2）：1911-1930.

[30]Eskicioglu C，Kennedy K J，Droste R L.Characterization of soluble organic matter of waste activated sludge before and after thermal pretreatment[J].Water Research，2006，40（20）：3725-3736.

[31]Liao P H，Wong W T，Lo K V.Release of phosphorus from sewage sludge using microwave technology[J].Journal of Environmental Engineering and Science，2005，4（1）：77-81.

[32]程振敏，魏源送，劉俊新.微波輻射作用下城市污水處理廠污泥的氮磷釋放特性[J].過(guò)程工程學(xué)報(bào)，2010，10（1）：138-141.

[33]Woo I S，Rhee I K，Park H D.Differential damage in bacterial cells by microwave radiation on the basis of cell wall structure[J].Applied and Environmental Microbiology，2000，66（5）：2243-2247.

[34]Hong S M，Park J K，Lee Y.Mechanisms of microwave irradiation involved in the destruction of fecal coliforms from biosolids[J].Water Research，2004，38（6）：1615-1625.

[35]Hong S M，Park J K，Teeradej N，et al.Pretreatment of sludge with microwavesforpathogen destruction and improved anaerobic digestion performance[J].Water Environment Research，2006，78（1）：76-83.

[36]Park W J，Ahn J H，Hwang S，et al.Effect of output power，target temperature，and solid concentration on the solubilization of waste activated sludge using microwave irradiation[J].Bioresource Technology，2010，101（1）：13-16.

[37]Toteci I，Kennedy K J，Droste R L.Evaluation of continuous mesophilic anaerobic sludge digestion afterhigh temperature microwave pretreatment[J].Water Research，2009，43（5）：1273-1284.

[38]郝曉地，蔡正清，甘一萍.剩余污泥預(yù)處理技術(shù)概覽[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，31（1）：1-12.

[39]Appels L，Houtmeyers S，Degreve J，et al.Influence of microwave pre-treatment on sludge solubilization and pilot scale semi-continuous anaerobic digestion[J].Bioresource Technology，2013，128：598-603.

[40]程毅，黃劍明，葉挺進(jìn)，等.超聲波和微波聯(lián)用促進(jìn)污泥厭氧消化研究[J].寧夏農(nóng)林科技，2012，53（11）：131-133.

[41]賈舒婷，張棟，趙建夫，等.不同預(yù)處理方法促進(jìn)初沉/剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2013，32（1）：193-198.

[42]Toreci I，Droste R L，Kennedy K J.Mesophilic anaerobic digestion with high-temperature microwave pretreatment and importance of inoculum acclimation[J].Water Environment Research，2011，83（6）：549-559.

[43]Saha M，Eskicioglu C，Marin J.Microwave，ultrasonic and chemo-mechanical pretreatments for enhancing methane potential of pulp mill wastewater treatment sludge[J].Bioresource Technology，2011，102（17）：7815-7826.

[44]Solyom K，Mato R B，Perez-Elvira S I，et al.The influence of the energy absorbed from microwave pretreatment on biogas production from secondary wastewater sludge[J].Bioresource Technology，2011，102（23）：10849-10854.

[45]Shahriari H，Warith M，Hamoda M，et al.Anaerobic digestion of organic fraction of municipal solid waste combining two pretreatment modalities，high temperature microwave and hydrogen peroxide[J].Waste Management，2012，32（1）：41-52.