• 한국재료학회지
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• 제20권1호
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• pp.42-46
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• 2010

Phosphorus exhibits considerable segregation in steelmaking slag. In order to recover phosphorus from slag to $K_3PO_4$ via molten iron, a carbothermic reaction using microwave heating was suggested recently. The carbothermic reduction of phosphorus from slag to molten iron using microwave heating was carried out at 2073K. However, at this temperature the thermodynamic properties of both slag and molten iron cannot be determined experimentally. Therefore, the computational approach of the so-called CALPHAD method is very useful to understand the transfer of phosphorus from slag to metal and to enhance this reaction. In the present investigation, a theoretical study of the reduction behavior of phosphorus in slag was carried out at much lower temperatures using the recently developed thermodynamic database in the FactSage program. The calculated results showed reasonable accordance with the experimental data; namely, the thermodynamic database could be applied successfully to higher temperature reactions. The current study found that higher temperature and high $SiO_2$ concentration are favorable for the recovery of phosphorus from slag.

• Environmental Engineering Research
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• 제10권1호
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• pp.38-44
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• 2005

Electro-thermal production of white phosphorus(WP, P4) generates substantial amount of highly toxic phossy water and sludges. Because of their high phosphorus contents and lack of reliable processing technology, large tonnages of these hazardous wastes have accumulated from current and past operations in the United States. In this study, two different methods for treatment of phosphorus sludge were investigated. These were bulk removal of WP by physical separation(froth flotation) and transformation of WP to oxyphosphorus compounds by air oxidation in the sludge medium. Kerosene, among other collectors, resulted in selective flotation of WP from the associated mineral gangue. Solvent action of kerosene occurring on the WP surface(by rendering WP particles hydrophobic) might produce the high selectivity of WP. The WP recovery in the froth was 79.3% from a sludge assaying 34.2% of WP. In the oxidation study, air gas was dispersed in the sludge medium by the rapid rotation of the impeller blades. The high level of sludge agitation intensity caused a fast completion of the oxidation reactions and it resulted in the high percentage conversion of WP to PO4-3 with PO3-3 making up almost all portion of oxyphosphorus compounds. The WP analysis on the treated sludge showed that supernatant solution and solid residue contained an average of 4.2 μg/L and 143 ppm respectively from the sludge containing about 26 g of WP. Further investigation will be required on operational factors to better understand the processes and achieve an optimum condition.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제7권3호
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• pp.169-175
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• 2013

Measurement of the phosphorus concentration in aerosols in Beijing, which was a representative East Asian mega-city, was carried out. The optimum procedure for analyzing phosphorus in aerosols was found in this study. Recovery of phosphorus in environmental samples through the improved method was almost 100%. The concentration of phosphorus in TSP was $145{\pm}47\;ng/m^3$, with a seasonal variation showing high concentrations in winter and low concentrations in summer. The concentrations of phosphorus in $PM_{2.5}$ accounted for $35{\pm}6%$ of those in TSP, with no seasonal variations. The major source of phosphorus in aerosols in Beijing was soil dust, and additional sources of phosphorus in fine particles could be coal combustion and biomass burning.

• 한국토양비료학회지
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• 제6권1호
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• pp.17-26
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• 1973

수도삼요소(水稻三要素) 이용율(利用率)(1967 및 1968년(年))과 기상권(氣象圈), 답토양(畓土壤) 단면(斷面)의 추적양식(推積樣式) 배수등급(排水等級) 토성(土性) 및 작토(作土)의 토양화학적(土壤化學的) 특성(特性)과의 관계(關係)를 검토(檢討)한 결과(結果) 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. N이용율(利用率)은 남부(南部)>중부(中部)>북부(北部)의 순(順)이고 K이용율(利用率)은 남부(南部)>북부(北部)>중부(中部)의 순(順)이며 P이용율(利用率)은 연도별(年度別)로 다르다. 2. P이용율(利用率)은 남부(南部)의 도(道)에서 연도별(年度別) 변동(變動)이 크고 추적(推積) 배수(排水) 토성별(土性別)에서도 연도별(年度別) 변동(變動)이 커서 토양(土壤)과 기상(氣象)의 교호작용(交互作用)에 크게 영향 받는것을 알 수 있다. 3. 추적양식별(推積樣式別) N이용율(利用率)은 Alluvial Colluvial (AC)>Alluvial (A)>Fluvomarine (FM)>Old Alluvial (OA)의 순(順)이고 K이용율(利用率)은 OA>AC>A>FM의 순(順)이다. 4. N이용율(利用率)은 토양단면(土壤斷面)의 배수(排水)가 양호(良好)할수록 적어지고 K와 P의 이용율(利用率)은 약간양호(若間良好)에서 높은 경향이고 불량(不良)이나 매우 양호(良好)의 편에서 낮은 경향이다. 5. N이용율(利用率)은 미사식양질(微砂埴壤質)에서 가장높고 사질(砂質)로 갈수록 떨어지며 식질(埴質)에서도 낮으나 K와 P 이용율(利用率)은 식양질(埴壤質) 이하(以下)의 토성(土性)에서 높은 경향(傾向)이다. 6. N이용율(利用率)은 지산 극락 신답통에서 크고 화동 규암 용지 화봉에서 적었다. 7. N이용율(利用率)은 토양중(土壤中) 유기물함량(有機物含量)(OM), Ca 및 CEC와 유의정상관(有意正相關)을 보이고 P이용율(利用率)이 높았던 해에만 P함량(含量)과 유의부상관(有意負相關)을 보였으며 P이용율(利用率)은 CEC, Mg 및 Ca와 유의정상관(有意正相關)을 보였다. 8. K이용율(利用率)은 그것이 적었던 해에는 K/(Ca+Mg), P, OM, K의 순(順)으로 부상관(負相關)을 Ca, Mg, CEC 순(順)으로 정상관(正相關)을 보였는데 K/(Ca+Mg)와만 유의성(有意性)이 있으며 K이용율(利用率)이 큰 해에는 P, OM, K/(Ca+Mg) K의 순(順)으로 정상관(正相關)을 CEC, Mg, Ca 순(順)으로 부상관(負相關)을 보였는네 P, OM, CEC 와만 유의성(有意性)을 갖는다. K이용율(利用率)이 컸던 해에만 토양중 K는 토양중 P 및 OM과 유의정상관(有意正相關)을 갖는다. 9. 삼요소이용율(三要素利用率)과 pH는 유의성(有意性)은 없으나 부상관(負相關)이다. 10. OM은 P K 및 K/(Ca+Mg)와 유의정상관(有意正相關)을 Mg와는 유의부상관(有意負相關)을, P는 K, K/Ca+Mg와 유의정상관(有意正相關)을 Mg 및 CEC와 유의(有意) 부상관(負相關)을 K는 K/(Ca+Mg), Mg 및 CEC와 유의정상관(有意正相關)을 K/(Ca+Mg)는 Ca와 유의정상관(有意正相關)을 Mg 및 CEC와는 유의부상관(有意負相關)을, Ca는 Mg CEC 및 pH와, Mg는 CEC와 유의(有意) 정상관(正相關)을 보였다. 11. 삼요소(三要素) 이용율(利用率) 및 토양(土壤)의 화학적(化學的) 특성(特性) 상호간(相互間)의 관계에서 OM이 시비(施肥)N의 흡수(吸收)를 돕고 K흡수(吸收)는 K보다 K/(Ca+Mg)에 의(依)하여, P흡수(吸收)는 Mg에 의(依)하여 크게 영향받는 것을 알수있고 P와 K이용율(利用率)이 해에 따라 다른 원인(原因)이 부분적(部分的)으로 설명(說明)될 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.557-564
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• 2009

본 연구는 struvite 형성 방법을 이용하여 하수슬러지 내에 함유되어 있는 인을 효율적으로 회수하는 것을 목적으로 하였다. 산의 종류에 따른 인 용출 실험결과, HCl에 비하여 $H_2SO_4$가 2.65배 높은 효율을 나타내었으며, Mg 원과 온도에 따른 struvite 생성물의 침전율은 $25^{\circ}C$에서 $MgCl_2{\cdot}6H_2O$를 Mg원으로 사용한 경우에 97.4%로 가장 높게 나타났다. 또한, 인 회수 과정에서 Fe, Al, Zn 등에 의한 부반응이 일어났으며, 이를 해결하기 위하여 pH 7에서 인 화합물의 침전을 유도하여 부반응 공침전 물질을 다량 제거시킬 수 있었다. Struvite 형성 방법을 통한 최종 인 회수율은 82.99%로 순도 높은 struvite 생성물을 회수할 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제16권2호
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• pp.99-111
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• 1973

전국적(全國的)으로 실시한 삼요소(三要素) 시험중(試驗中) 1967년(年) 51개소(個所) 68년(年)에 32개소(個所)에서 N 8, 10, 12, 14kg/10a 수준(水準)과 $P_2O_5$ 및 $K_2O$ 각(各) 6과 8kg 시비수준(施肥水準)에 대(對)한 삼요소(三要素) 이용율(利用率)을 조사(調査)하였다. 삼요소(三要素) 이용율(利用率)과 수량(收量) 및 건물생산량(乾物生産量), 삼요소(三要素) 및 규산흡수량(珪酸吸收量)과의 아래와 같은 관계에서 무기양분(無機養分)의 생산(生産)에 기여하는 양상(樣相)이 시용(施用)한 P가 1차적(次的)으로 Si흡수(吸收)를 이차적(二次的)으로 Si가 N흡수(吸收)를 조장(助長)하여 기여하는 P형(型)과 시용(施用)한 K가 P흡수(吸收)를, 이차적(二次的)으로 P가 N흡수(吸收)를 조장(助長)하여 기여하는 K형(型)으로 연도별(年度別) 주도형(主導型)을 구분(區分)할 수 있었다. 1. 질소(窒素)는 전포장수(全圃場數)의 4%, 인산(燐酸)은 48%, 가리(加里)는 38%가 0 또는 부(負)의 이용율(利用率)을 보였으며 이용율(利用率)의 발현빈도(發現頻度) 백분분포(百分分布)가 N는 30 내지 40에서 최고빈도(最高頻度)를 보이는 정규분포(正規分布)에 가깝게, P와 K는 0 이하(以下)에서 최고빈도(最高頻度)를 갖고 점차 감소하는 편의 분포(分布)를 갖는다. 2. 삼요소(三要素) 이용율(利用率) (0 이상(以上)만)은 67년(年)에 N는 33(10kg 시비(施肥) 수준이상(水準以上)) P는 27, K는 40이고 68년(年)엔 40, 20, 46%이고 부(負)의 이용율(利用率)을 0으로한 2개년(個年) 평균(平均)은33(8kg 이상(以上)) 13, 27이었다. 3. 이용율(利用率)의 표준편차(漂準偏差)는 P와 K에서 이용율(利用率)보다 크고 P이용율(利用率)의 변이(變異)가 가장 크다. 4. 이용율(利用率)과 수량(收量) 또는 건물생산량(乾物生産量)과의 유의상관(有意相關) 출현빈도(出現頻度)는 N>K>P의 순(順)이며 10kg 수준의 N이용율(利用率)은 67년(年)엔 P이용율(利用率)과만 63년(年)엔 K이용율(利用率)과만 유의상관(有意相關)을 갖는다. 5. P이용율(利用率)은 그것이 높고 K이용율(利用率)이 낮았던 67년(年)에만, 그리고 K이용율(利用率)은 그와 반대였던 68년(年)에만 모든 처리구의 건물생산량(乾物生産量)과 유의상관(有意相關)을 보이고, 유의상관(有意相關)이 없는 해에는 무비구(無肥區) 및 결비구(缺肥區)區에서 부상관계수(負相顯係數)를 보이고 있다. 6. 이용율(利用率)과 수량(收量)과의 상관(相關)은 이용율(利用率)과 건물생산량(乾物生産量)과의 상관(相關)과 경향은 유사하나 유의성이 적어삼요소(三要素) 영양(營養)은 건물생산(乾物生産)에서 잘 표현된다. 7. N이용율(利用率)은 N시비구(施肥區)의 N흡수량(吸收量)과 많은 경우 유의상관(有意相關)을, 무(無)N구(區)의 흡수량(吸收量)과는 유의부상관(有意負相關)을 보이며, N시비구(施肥區)의 P, K또는 Si흡수량(吸收量)과도 여러 경우 유의상관(有意相關)을 보였다. 8. P이용율(利用率)은 그것이 높았던 67년(年)만 모든 처리구에서 Si흡수량(吸收量)과, 그리고 무(無)P구(區)를 제(除)한 모든 처리구의 N 흡수량(吸收量)과 유의상관(有意相關)을 보여 P는 일차적(一次的)으로 Si흡수(吸收)를 돕고 이차적(二次的)으로 Si흡수(吸收)가 N흡수(吸收)를 조장(助長)함을 나타낸다. P이용율(利用率)은 N시비구(施肥區)의 P흡수량(吸收量)과 K흡수량(吸收量)과도 많은 경우 유의상관(有意相關)을 보였다. 9. K이용율(利用率)은 그것이 컸던 68년(年)에 모든 처리구의 P흡수량(吸收量)과 무(無)N구(區)을 제(除)한 모든 처리구의 N흡수량(吸收量)과 그리고 무(無)P구(區)를 제(除)한 모든 처리구의 K흡수량(吸收量)과 유의상관(有意相關)을 보이며 무(無)K구(區)의 K흡수량(吸收量)과는 부상관(負相關)이고 K이용율(利用率)이 적었던 67년(年)에는 무비구(無肥區)나 결비구(缺肥區)의 P흡수량(吸收量)과 유의성(有意性)은 없으나 부상관(負相關)이었다. K이용율(利用率)은 N나 P와는 달리 K흡수량(吸收量)과 보다 수량(收量)이나 건물생산량(乾物生産量)과의 상관(相關)이 더 크며 K이용율(利用率)이 컸던 해에만 Si흡수량(吸收量)과 무(無)N구(區)와 최고시비구(最高施肥區)에서 유의상관(有意相關)을 갖고 무(無)K구(區)에서 유의부상관(有意負相關)을 보였다. 이로서 K는 일차적(一次的)으로 P흡수(吸收)를 돕고 이차적(二次的)으로 P가 N흡수(吸收)를 도와서 생산(生産)에 기여하는 것 같다. 10. N이용율(利用率)과 수량(收量)이나 건물생산량(乾物生産量)과의 상관(相關)이 무(無)P구(區)에서 보다 무(無)K구(區)가 높고 무(無)K구(區)보다 시비구(施肥區)에서 높으며 이러한 경향은 N이용율(利用率)과 N흡수량(吸收量)사이에서도 동일(同一)하였다. 이 사실과, K이용율(利用率)과 건물생산량(乾物生産量)과의 관계는 P가 N흡수(吸收)를 돕고 N나 P가 부족(不足)할 때에는 K가 N흡수(吸收)를 경쟁적으로 억제하여 생산(生産)을 저하(低下)시키는 것을 나타낸다. 11. 삼요소(三要素) 이용율(利用率)은 67년(年)에는 무(無)P구(區)의 상대건물생산량(相對乾物生産量)과, 68년(年)에는 무(無)K구(區)의 상대수량(相對收量)과 유의상관(有意相關)을 갖는다. 이는 P가 분얼 즉 영양생장단계에, K가 곡실형성 즉 생식 생장단계에 더 작용(作用)하였음을 나타내고 있다. 12. 삼요소(三要素) 이용율(利用率)과 결비구(缺肥區)의 상대생산량(相對生産量)이나 무비구(無肥區)의 결비구(缺肥區)에 대(對)한 상대생산량(相對生産量)과의 상관(相關)에서 어느 경우에도 N가 수도생산(水稻生産)에 가장 큰 역할(役割)을 하고 있음을 보였다. 13. 이상의 결과에서 40 내지 50%의 포장(圃場)은 P와 K를 시비(施肥)하지 아니해도 되며 시비량(施肥量)도 연도(年度)및 포장에 따라 변이(變異)가 커야 할 것이며 특히 P에서 그러하다.

• 유기물자원화
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• 제26권1호
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• pp.29-37
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• 2018

본 연구에서는 하수슬러지 소각재에서 인을 회수하기 위한 최적 추출 조건을 조사하였다. 이를 위해 순환골재 잔재물 내에 존재하는 칼슘 성분을 이용하여 Ca-P 형태로 최적의 인 회수 조건을 결정하기 위한 실험을 진행하였다. 하수슬러지 소각재의 인 함량은 5 %로 확인되었다. $H_2SO_4$을 추출액으로 사용하였을 때, 1 N $H_2SO_4$의 농도와 L/S비 10, 그리고 추출시간 30분이 최적의 추출조건으로 조사되었다. 최적의 추출 조건을 이용하여 인을 추출한 다음 양이온교환수지 1 ~ 20 g 범위를 사용하여 인과 함께 용출된 중금속을 제거하였는데, 양이온교환수지 20 g에서 Fe 71.3 %, Cu 82.4 %, Zn 79.9 %, Cr 15 %가 제거되었다. 그 후 소각재 인 추출액과 순환골재 잔재물에서 얻은 칼슘 추출액의 혼합비율을 1:1, 1:5, 1:10으로 변화를 주었다. 1:5 혼합액에 5 N NaOH를 주입하여 pH를 2, 4, 8, 12로 조절한 후 인을 Ca-P 형태의 침전물로 회수하는 실험을 진행하였는데, 인이 Ca-P 형태로 침전되는 최적 pH는 8로 도출되었다. 순환골재 잔재물을 사용하였을 경우, 회수되는 침전물의 무게는 증가하였지만, 폐수 발생량이 증가하는 문제가 발생하였다. 따라서 순환골재 잔재물을 이용하는 것은 경제성이 낮다고 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권1호
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• pp.40-49
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• 2017

본 연구에서는 경기도 고양시 소재 I 수질복원센터의 공정별 유량과 총인(TP) 농도를 활용하여 2015년도 기준 TP 물질수지도를 작성하고, 이를 분석하여 하수처리시설에서 인(P)을 회수할 수 있는 최적의 단위공정을 실증적으로 선정하고자 하였다. 인 회수공정의 도입 가능성을 평가하기 위하여 유량, TP농도, TP부하량 및 SS에 대한 정량적 지표를 제안하는 한편, 이를 I 수질복원센터에 적용하였다. 또한 I 수질복원센터의 탈수여액을 대상으로 인 회수공정의 도입 가능성에 대한 기초실험을 실시하였다. TP 물질수지를 분석한 결과, 하수처리장 유입수에 비해 유량은 1/16로 적지만 TP농도는 약 78배, TP부하량은 4.8배에 달하는 반류수 계통을 대상으로 인을 회수하는 것이 하수처리시설 전체의 TP부하를 저감하는데 유효한 것으로 나타났다. 반류수 계통의 단위공정들을 대상으로 본 연구에서 제안한 정량적 지표를 활용하여 인 회수공정의 도입 가능성을 상세히 평가한 결과, (잉여농축조 상징액+잉여저류조 월류수) 또는 탈수여액이 적합한 것으로 나타났다. 한편, TP농도가 141.5 mg/L에 달하는 탈수여액을 대상으로 결정화에 의한 인 회수 기초실험을 실시하였다. 탈수여액의 pH를 10으로 조정한 후 칼슘이온($Ca^{2+}$)을 각각 250, 500, 1000 mg/L씩 주입하여 완속교반을 실시하였다. 기초실험 결과 탈수여액 중의 $PO_4-P$ 및 TP를 95% 이상 제거할 수 있는 것으로 나타나 인 회수공정의 도입 가능성이 확인되었다.

• 상하수도학회지
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• 제22권6호
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• pp.641-646
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• 2008

In this research, recovery of high quality organics from excess activated sludge and its potential as a external carbon sources for BNR process was studied. By simultaneous treatment of alkali and ozone, TSS concentration was reduced by 32%, and RBDCOD fraction was increased by 76.2%, and major constitute of produced organic were acetic acid and propionic acid. Also, nitrogen and phosphorus were greatly solubilized. However, because acid-hydrolyzable phosphorus(AHP) was major part of solubilized phosphorus, $NH_4{^+}-N$ and $PO_4{^3}-P$ concentration were insufficient for effective formation of crystal like as MAP(Magnesium Ammonium Phosphate) and hydroxyapatite. By placing BPR reactor before alkali-ozone treatment reactor, $PO_4{^3}-P$ concentration in pretreated sludge was increased by 1.8 times, and improved potential of phosphorus recovery by crystallization. In experiment of crystallization, hydroxyapatite formation was more easily applied than MAP. By hydroxyapatite formation, $SCOD/PO_4-P$ ratio was greatly increased from 32.7 at control to 141.9 at $Ca^{2+}/PO{_4}^{3-}-P$ mole ratio of 2.4. The results based on this study indicated that the proposed system configuration has potential to reduce the excess sludge production, to recover phosphorus in usable forms as well as utilize organics as a external carbon source in BNR process.

• Environmental Engineering Research
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• 제22권1호
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• pp.12-18
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• 2017

Struvite precipitation has been proven to be an effective method in removing and recovering ammonia nitrogen (N) and phosphate phosphorus (P) from wastewater. In this study, effects of pH, molar ratios and pre-treatment of effluent of anaerobically digested swine wastewater were investigated to improve struvite crystallization. The magnesium : ammonium : phosphate ratio of 1.2 : 1.0 : 1.0 was found to be optimal, yet the molar ratio in the wastewater was 1 : 74.9 : 1.8. From the analysis, the optimum pH was between 8.0 and 9.0 for maximal phosphate P release and from 8.0 to 10.0 for maximal ammonia N and phosphate P removal from real wastewater. Analysis from Visual MINTEQ predicted the pH range of 7-11 for ammonia N and phosphate P removal and recovery as struvite. For pre-treatment, microwave pre-treatment was ineffective for phosphate P release but ultrasound pre-treatment showed up to 77.4% phosphate P release at 1,000 kJ/L of energy dose. Precipitates analysis showed that phosphorus and magnesium in the collected precipitate had almost same values as theoretical values, but the ammonia content was less than the theoretical value.