污泥热解是指在无氧环境下对有机物质的热分解。实验室和中试规模的研究发现，在 热解过程中污泥中接近一半的有机质转化为有用的生物能源（生物油和裂解气).剩余的

 

城镇污泥含有大量易挥发性有机物质，因此It存在污染物中的能量，能以热量或作为 燃料或制造出特殊化学品的形式释放出来。热解法是利用污泥中有机物的热不稳定性，在 无氧或缺氧条件下对其加热干馏，使有机物产生热裂解，组成成分发生大分子断裂，经冷 凝后产生利用价值较高的燃气、燃油及固体半焦，这些产品都具有易K：存、易运输及使用 方便等特点，给污泥的无害化、减量化、资源化提供了有效途径。

热解是一个吸热的热化学过程，可以分解可生物降解和一些不可生物降解的有机物。 这种方法已经商业化，用于能源作物和城市生物质废物生产生物能源》热解过程中的产物 有液体（生物油）、非冷凝气体（热解气）、固体（生物炭），这些产物可用于产热和发电。 另外，生物油还可以作为原油生产运输燃油.生物炭作为吸附剂、吸附剂前体、土壤改良 剂以及用来做碳封存等。热解产物的多功能用途使得热解技术与气化、焚烧技术相比更加 可持续、更有优势。

实现污泥能量再生的热解技术分为慢速热解和快速热解。慢速热解的停留时间较长• 加热缓慢，这种方法通常用来生产生物炭或活性炭.而不是能源产品（生物油或裂解气 与慢速热解不用，快速热解是快速加热（约100°C/min)条件下的热化学过程，产物的主 要成分为生物油和裂解气。

根据热解温度一般可把热解过程分成3个阶段：第一阶段为脱除表面吸附水阶 段，温度为100〜120°C，热解产物主要为水分；第二阶段为污泥中脂肪类、蛋白 质、糖类等有机物质的分解阶段，温度为150〜450°C.该温度段为放热过程， 320°C以下主要为脂肪类的分解阶段，320°C以上为蛋白质、糖类的分解阶段，此阶 段的热解产物为液态的脂肪酸类；第三阶段温度为450〜700°C，该阶段为第二阶段 形成的大分子分解及小分子的聚合阶段，失重速率相对第二阶段失重速率小一些， 主要产物为气态小分子碳氢类化合物。各种有机物的分解温度不同，大致情况如表 7-1所示。

 

热解体系中的羧酸、酚、醛及其他含氧化合物的C一0键都可在300〜650°C’范围内 断裂，因此，在该温度段热解液的产率应该是较高的。

有关污泥低温热解技术的最早报道可追溯到1939年的一项法国专利，在该专利中 Shibata首次阐明了污泥的热解处理X艺。到20世纪70年代，德国的科学家Bayer和 Kumbuddin对该工艺进行了深入研究，开发了污泥低温热解工艺（见图6-1>。

 

图6-1污泥低温热解工艺流程图

热解过程在微正压、温度为250〜500°C、缺氧的条件下进行，停留一定时间，污泥 中的有机物通过热裂解转化为气体，经冷凝后得到热解油。污泥热解油主要由脂肪族、烯: 族及少量其他类化合物组成₃通过比较污泥及其衍生油与石油的烃类图谱，B_ayer认为污 泥转化为油的过程是一系列生物质脱氨、水和二氧化碳反应的综合与石油的形成过程类 似，油的来源主要是tf:泥中的脂肪和蛋白质。

1明,3年.Campbell和Bridle在加拿大采用带加热夹套的卧式反应器进行了污泥热解 中试实验，他们通过机械方法先将污泥中的大部分水和无用泥沙去掉，再将污泥烘.干。然 后将干污泥放进一个⁴⁵or的蒸馏器中，在与氧隔绝的条件下进行蒸馏^筚果，气体部分 经冷凝后变成了燃油.固体部分成为炭。但由于热解产物中存在表面活性剂等原因.油水 分离困难，热解效率较低„

19部年，在澳大利亚的Perth和Sydney建立起第二代试验厂，其试验结果为大规模 污泥低温热解油化技术的开发提供了大量的数据和经验。20世纪90年代末_s第一座商业 化的污泥炼油厂在澳大利亚的Perth的Subiaco污水处理厂建成*处理规模为25tDS/d. 每吨污泥可产出²■〜³00L与柴油翁似放燃料和半盹烧绾炭,读专利工艺#为Ener- sludge工艺(见图：^2)。

该工艺采用热解与挥发相催化改性两段转化反应器，使可燃油的质量得到提高，达到 商品油的水平。污泥干燥过程所需的能量主要由热解转化的可_气体提供。热解后的半焦 通过流化床燃烧，尾气处理工艺简单，排放的气体迖到德與TALuft (全球最严格的废物 焚烧尾气控制标]t)标准。

在传统热解工艺的基础上，近年来又开发了催化技术及微波热解技术。与传统电 加热及燃气加热热解工艺相比，微波热解所用的时间更短，且生成的液态油中含氧脂肪类 物质含量较高，经检测油中不含有分子量较大的芳香族有害物质。污泥热解过程中加入 钠、钾、钙等的化合物作催化剂后.不仅可以加快污泥中有机物的分解速度，而且可以改’