污泥热解产物与可回收热值分布规律研究

朱玉雯，王 渊，张 磊，杨久俊

(1.天津城建大学能源与安全工程学院，天津 300384;2.天津城建大学材料科学与工程学院，天津 300384)

城市污水厂污泥(以下简称污泥)是城市污水处理厂在污水净化过程中产生的副产品，含有大量重金属、病原微生物和寄生虫卵等，性质不稳定且易腐败。但污泥同样富含生物源、有机质、无机组分等，也可成为一种潜在的资源。目前，我国污泥年产量高达440万t，且以10%以上速度不断增长，但综合利用比例很低［1］。我国常用的污泥处理方法有填埋、农用堆肥、焚烧等。填埋是将污泥作为一种废物对待［2］;农用堆肥实现了氮和磷等营养元素和有机成分的利用，但污泥中的重金属具有污染土壤的潜在危险［3］;焚烧是污泥减量化处理与热量利用的主要方式，但焚烧过程对能源的回收效率不高，并产生二噁英污染物［4－5］。热解法处置污泥具有减量化、无害化、资源化等优点。研究表明，随着热解温度升高，污泥中绝大部分有机物逐渐分解成小分子有机物，最终形成气、液、固三相产物，经进一步处理均可实现回收利用。其中，固体产物为多孔炭材料，经进一步处理可用作吸附剂［6－7］;液体产物主要成分为焦油，具有较高的热值;气体产物 CO、H2、CH4、CnHm等亦可实现能源化利用［8］。不同热解条件下，污泥三相产物的产率及性质差异显著，需要选择适宜的热解条件，以实现污泥资源化、能源化利用的目的。笔者研究热解温度对热解三相产物质量分布的影响，着重分析了热解温度对气体产物分布特征、热值及热解液热值的影响，并解析了污泥热解产物的热值分布随温度的变化规律，以期为污泥高效热解能源化技术的实现提供理论依据。……