城市污泥高低温耦合热解生产生物有机碳土壤改良剂_理论_实践与前景_杭鹏志
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由污泥炭用于土壤改良剂，其碳减排的意义也巨大：1）促进植物生长吸收更多的CO2; 2)碳在土壤中 的埋存也是一种固碳模式；3）节约化肥由此节约了化肥生产碳排放；4）避 免了发酵的CH4排放。
因此城市污泥高低温耦合热解技术生产生物有机炭土壤改良剂在我国意义重大。
参考文献:
[1] Bayer, E., Maurer, A., Deyle, C.-J. and Kutubuddin, M., 1995. Recovery of activated carbons from wastes via Low Temperature Conversion,Part II: Analysis and evaluation of applicability. Fresenius Env. Bull.4: 539–544. [2]余兰兰, 钟秦, 冯兰兰。污泥吸附剂的制备及其光谱性能研究，光谱学与光谱分析，2006, Vol. 26(15): 891-894。 [3] 袁春燕, 王鹏, 潘维倩, 微波诱导热解污泥制备吸附剂的研究, 哈尔滨工业大学学报, 2008,Vol.40(4): 568-570. [4] Yu L L,Zhong Q．Preparation of adsorbents made from sewage sludges for adsorption of organic materials from wastewate．Journal of Hazardous Materials, 2006,Vol.137：359-366. [5] 焦晶石,曲善慈. 污水污泥热解期间铬,镍,铜,锌,镉,汞和铅的行为,国外环境科学技术, 1989, No.2: 14-19, 译自:Environ.Sci.Technol.,1987.7。 [6] 何品晶, 邵立明, 陈正夫, 顾国维. 污水厂污泥低温热化学转化过程机理研究,中国环境科学，1998， Vol.18(1):40-42. [7] 陈 萌 , 韩 大 伟 , 吉 芳 英 , 韩 万 玉 . 城 市 污 水 处 理 厂 污 泥 热 值 及 影 响 因 素 分 析 . 给 水 排 水 , 2008, Vol.34(4):37-40.
专利名称
表 1：污泥热解工艺与装备专利现状 专利的主要技术特征
城市污泥的资源化处理方法与设备，特征是通过对干燥后的污泥进行干馏处 理，干馏温度范围为 450～650℃，成型得到固体产物，干馏处理中的馏份 城市污泥的资源化处理方法与设 回收分离冷凝物，对净化后的木煤气进行综合利用；通过采用生物质动态干 备发明专利申请 200810068820.9 馏热解综合处理技术的干馏工艺，加料、烘干、干馏、出炭以及木煤气的除 尘、冷凝、洗涤和各种副产品的分离均可连续完成，干馏设备可实现自动化 操作。
4
量农作物秸秆的地方秸秆却大量用作饲料。此外我国盐碱地和沙化的发生面积很大，但是水 利改良技术的使用受到很大的资源限制。近年来脱硫石膏在盐碱地上的应用也很火热，但是 由此而来的重金属污染不容忽视。而基于热解技术的复合生物炭块（颗粒），则可以避免现 有改良技术的不足，可以蓄水固肥，同时对环境来说还具有固碳和减排效果，尤其是来自污 泥裂解的土壤改良剂具有以下效果：1）保水，由于炭的孔隙对水的吸附，减少蒸发，降低 了灌溉水的用量；2）益菌、保暖，由于炭的孔隙具有保温效果，利于有机物的降解、肥效 的形成；3）使肥效缓释，由于炭的孔隙对肥料成分的吸附，控制肥料的有效性和长效性， 降低施肥频率；这种土壤改良剂可以用于生态林(坡)的培育。改善我国西部沙漠化的生态现 状；还可以用于盐碱土壤的改良，市政的美化工程、培育花卉和用于过度放牧、贫瘠化的草 植被上,促进草植被的生长。
（干燥基） 39.4 51.24 1.28 25.70 6.03 22.65 4.94 0.52 17350.4 98.16 71.72 2.5 89.84 319.34 10.9 0.102
54.9 40.06 3.77 22.30 4.09 13.49 1.45 0.96 9805 375.67 241.39 ND 2866.9 1528 472 0.16
图 1 污泥高低温耦合热解工艺图 考虑到中国市政污泥总体热值比美国、日本大体上约低 30%以上，且中国的污泥处理成 本不能太高这一基础条件，在前处理预干燥段摒弃传统的方式而采用直接干燥方式，使得热 效率由≤40%上升到 75%左右，由此干燥工艺产生的连带的尾气处理中的臭气和易挥发的 BOD、COD 等如何低成本处理这一国际、国内行业的难题，上海万强科技开发公司已经通 过四、五年时间，采用电子加速器的直流高压高频自由基等离子场技术，实现了经济成本的 装备化（如没有这一技术，直接干燥技术就无法实施或高成本增加尾气处理成本（日本、新 加坡、台湾地区先进的工艺中有采用直接干燥工艺，但尾气的 70%还要通过高成本处理或逆 循环）），这具有整体行业上的突破意义。 4、城市污泥高低温耦合热解技术生产生物有机炭土壤改良剂的应用前景 土壤上自身产生的植物、动物的排除物及废物就地返田是最直接的天然土壤改良剂，也 是我国农业传统形成的方法。秸秆返田是广为提倡并大量实施的方法，但是在西北部需要大
表2：几个城市污水污泥样本的元素元素组成和热值
分析项目 工业分析 元素分析 发热量 重金属
单位
灰分 (A)
%
挥发分 (V) %
全硫 S
%
碳C
%
氢H
%
氧O
%
氮N
%
氯 Cl
%
低位发热量 Qnet MJ/kg
Cu
Cr
Cd
Pb
mg/kg
Zn
Ni
Hg
污泥 1（苏州）污泥 2（江阴） 污泥 3(厦门) 污泥 4（上海）
总结知识产权现状，可以看出污泥高、低温热解方面的知识产权主要在工艺和装备方面， 产品的特征化和定向还有很大的空间。
此外根据目前国内外的研究成果，污泥热解法虽然是一项很有发展前景的技术，但是由 于基础研究和工艺装备等方面的不成熟，真正实现工业化生产还存在一些问题，主要表现在：
1）热解设备结构复杂，材料、安全和控制要求极高。目前各国采用的热解设备，如带 加热夹套的卧式反应器、高压反应釜及流化床反应器等，操作条件复杂，难以实现工业化生 产。在热解工艺和设备的改进方面有待新的突破。
城市污泥高低温耦合热解生产生物有机碳土壤改良剂
——理论、实践与前景
杭鹏志 1 陈德珍 2 周书平 1 陈海剑 1 （1、上海万强科技开发有限公司，上海松江，2016152、同济大学 热能与环境工程研究所 上海，200092；）
摘 要：本文对一种新的概念利用城市污泥高低温耦合热解生产生物有机碳作为土壤改良剂 的理论,意义，工艺和必要性进行了分析。并指出作为污泥的一种资源化方法，利用高低温 耦合热解生产生物有机炭土壤改良剂，不仅在技术和工艺上可行，而且在环境保护、资源节 约、二氧化碳减排等方面都具有重要的战略意义。 关键词：城市污泥，高低温热解，耦合，生物有机碳，土壤改良剂
36 57.18 2.21 26 5.51 8.93 4.81 0.42 17519.1 108.49 21.42 ND 85.84 719.3 4.92 0.12
52.64 42.4 0.30 7.41 0.97 3.48 1.14 0.81 17785.9 64.9 32.81 1.58 65.84 296 3.2 0.03
2、我国污泥的特点及高低温耦合热解的必要性 通常所说的污泥热解系指在不供氧气氛下污泥中的有机物在300℃～900℃温度范围内
受热分解，发生热分解、缩聚反应而生成气态、液态和固态产物，产生的气体中主要有H2、 CH4、CO2、CO等成分，液态产物是为生物油，热值较高，固态产物则为热解残留的炭焦。 热解气体和生物油因其热值高而可以作为能源，尤其生物油的能源价值越来越受到重视。热 解残留炭焦可与煤或者其它燃料混合燃烧进一步回收其中的热量，亦可通过改性作吸附剂 [1-5]。通常所说的污泥气化是以空气、氧气或者水蒸气作为气化剂，将污泥中有机成分转化 为含有H2、CnHm、CO等清洁可燃性气体，可以作为燃料发电和供热,也可以作为化工原料或 用于燃料电池。气化时污泥中的无机组分转化为灰，约为湿污泥体积的1%-5%。污泥气化可 有效避免污泥焚烧时所产生的烟气二次污染问题，还克服了污泥热解时固态残留物中剩余能 量的再利用问题。研究表明，气化时除了Hg和Cd之外，大部分重金属残留在了灰中；而气 化气中的Hg和Cd大部分被截留在过滤器中，残留在灰中的重金属则非常稳定，即使在50％ 浓度的硝酸中亦很少被渗滤出来[6]。
发明专利 WO2009044218 (A2) Method and apparatus for simultaneous gasification of 污泥机械脱水后混入农业废弃物; 并进一步干燥，加入城市废弃物 30-35%; organic materials and residual 混匀; 在可控状态下连续加入气化炉。气化炉为流化床，上部布置有倾角的 humus materials of stabilized 旋流燃烧器和提供适量的空气以提供气化所需热能。 municipal and industrial sewage sludges
由水平回转炉和馏分冷凝器组成。特征是：水平回转炉由进料封头、进料密 发 明 专 利 申 请 200820079311.1
封箱、旋转反应筒、出渣密封箱、出渣封头和加热炉窑组成；馏分冷凝器由 一种污泥热解处理装置
换热器和气液缓冲箱组成。效果是：水平回转炉对污泥蒸馏与热解产生的馏
1
分经冷凝器进行冷凝分离，产生的油水混合物用以回收处理，不凝气用作加 热炉窑的燃料，以减少外供燃料的消耗。污泥蒸馏与热解形成的剩余残渣随 旋转反应筒的转动向出渣封头的方向移动，并从残渣排出管排出。 发 明 专 利 P2005 － 1794292A 下水污泥先干燥到 55％左右的含水率，在有流动砂床的流化床内气化，流 动砂床的温度为 900～1000℃，供入空气量为理论量的 0.45, 有 30％的碳 被燃烧以提供热能，70％左右的能量转化为气化气的热能以用于发电。
从上述污泥的性状可以看出,大中城市污泥热值相对较高,而且重金属含量相对较低;而 中小型城市热值较低且变化较大,重金属含量相对较高,显示工业污水和生活污水有合流处理 现象。即使在同一城市由于污水和污泥处理工艺不同，污泥的热值也不同[7]。对不同种类城 市的污泥应该采用不同的处理工艺:具有环保效益的热解处理工艺如要推广使用，必须适合 污泥热值和重金属的多变性，尤其是以生产土壤改良剂为目的的时候，需要利用高温将重金 属挥发，而低温裂解保留有机营养成分。
3）热解机理研究还有待完善。由于研究对象来源不同，目前在热解机理方面的研究结 果还较分散，缺乏能够指导实践的热解机理和表观动力学数据，致使热解工艺的应用受到了 很大限制。
4）污泥热解工艺的能量平衡及工艺优化。由于污泥热解所需温度比污泥焚烧所需温度 低，污染物少，热解法的处理成本远低于焚烧，且污泥热解后生成的油和炭，还可出售或辅 助二次燃烧获得一部分收益。但是污泥热解工艺过程生污泥水分含量对热解能耗及干化能耗 需求对运行的动态影响、对产物品质的影响，目前还没有报道。解决上述问题才能使热解在 我国污泥治理中发挥应有的作用。
1、污泥的热解技术现状 目前中国污泥无害化处理率非常低，即使是发达城市也仅为 20%至 25%，随着城市污
水处理量的加大及对水处理程度的深化，污泥作为污水处理的二次污染物，其产量也明显增 加。污泥处理已经成为当今最紧迫的环境问题。对于污泥的传统处理方法有填埋、焚烧、填 海，这些方法都无法回收利用污泥中高有机质，而且其弊端也随着污泥产量的增加明显暴露 出来。近年来发展起来的污泥热解处理技术较好的实现了污泥资源化利用，使污泥处理走上 了一条商业、环保的道路。有关污泥热解的知识产权状况如表 1 所示：
2
本文所指的污泥高低温耦合热解是在系统中按需设置高温气化和低温裂解系统，二者通 过物质循环串联。必要时使污泥在高温下气化挥发重金属并产生燃气供低温裂解使用，而重 金属含量低的污泥则通过低温裂解获得生物有机炭供土壤改良使用。
由于我国污水处理管网长期以来未能完善，有些城市生活污水、工业污水不分，同时污 水处理工艺也不同，导致污水处理厂的污泥成份和性质多样化。下表2是本课题组成员对上 海、苏州、江阴一带污水厂污泥的多次采样分析结果中的几个样本情况：
2）污泥热解产物的特性缺乏系统性的分析。污泥热解工艺的突出优势是可以实现污泥 的综合利用，但是，由于目前很少有大规模运行的设备，对热解产物的特性研究不足，大多 数还处于实验规模，无法对热解产物的物理及化学性质进行全面的评价和考核。关于污泥热 解液态产物即热解生物油的应用情况目前报道很少，这方面的成果还有待进一步研究。
3、污泥高低温耦合热解的工艺流程 针对市政污泥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中国广泛的区域中存在着不同重金属含量等物料特性的状况，将其按照
3
重金属含量和热值来划分为 A 类污泥(重金属含量低、较纯净/热值高的污泥)和 B 类污泥(重 金属含量高、热值波动的污泥)。
针对 B 类污泥采用高温气化热解，经热解碳化工艺后的产品化导向主要为建筑材料； 针对 A 类污泥经低温热解碳化工艺后的产品化导向，其一除了具有 B 类污泥的同样方向外， 碳化的污泥和生物质垃圾（如秸秆等）按照一定的比列调节等补充手段可产生土壤改良剂、 细菌培养基、植物营养剂（特种高效肥料）如可用在土壤比较贫瘠西部沙化地区的植树造林、 快生林等的土壤调制或营养提供等。具体的工艺流程如图 1：
因此城市污泥高低温耦合热解技术生产生物有机炭土壤改良剂在我国意义重大。
参考文献:
[1] Bayer, E., Maurer, A., Deyle, C.-J. and Kutubuddin, M., 1995. Recovery of activated carbons from wastes via Low Temperature Conversion,Part II: Analysis and evaluation of applicability. Fresenius Env. Bull.4: 539–544. [2]余兰兰, 钟秦, 冯兰兰。污泥吸附剂的制备及其光谱性能研究，光谱学与光谱分析，2006, Vol. 26(15): 891-894。 [3] 袁春燕, 王鹏, 潘维倩, 微波诱导热解污泥制备吸附剂的研究, 哈尔滨工业大学学报, 2008,Vol.40(4): 568-570. [4] Yu L L,Zhong Q．Preparation of adsorbents made from sewage sludges for adsorption of organic materials from wastewate．Journal of Hazardous Materials, 2006,Vol.137：359-366. [5] 焦晶石,曲善慈. 污水污泥热解期间铬,镍,铜,锌,镉,汞和铅的行为,国外环境科学技术, 1989, No.2: 14-19, 译自:Environ.Sci.Technol.,1987.7。 [6] 何品晶, 邵立明, 陈正夫, 顾国维. 污水厂污泥低温热化学转化过程机理研究,中国环境科学，1998， Vol.18(1):40-42. [7] 陈 萌 , 韩 大 伟 , 吉 芳 英 , 韩 万 玉 . 城 市 污 水 处 理 厂 污 泥 热 值 及 影 响 因 素 分 析 . 给 水 排 水 , 2008, Vol.34(4):37-40.
专利名称
表 1：污泥热解工艺与装备专利现状 专利的主要技术特征
城市污泥的资源化处理方法与设备，特征是通过对干燥后的污泥进行干馏处 理，干馏温度范围为 450～650℃，成型得到固体产物，干馏处理中的馏份 城市污泥的资源化处理方法与设 回收分离冷凝物，对净化后的木煤气进行综合利用；通过采用生物质动态干 备发明专利申请 200810068820.9 馏热解综合处理技术的干馏工艺，加料、烘干、干馏、出炭以及木煤气的除 尘、冷凝、洗涤和各种副产品的分离均可连续完成，干馏设备可实现自动化 操作。
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量农作物秸秆的地方秸秆却大量用作饲料。此外我国盐碱地和沙化的发生面积很大，但是水 利改良技术的使用受到很大的资源限制。近年来脱硫石膏在盐碱地上的应用也很火热，但是 由此而来的重金属污染不容忽视。而基于热解技术的复合生物炭块（颗粒），则可以避免现 有改良技术的不足，可以蓄水固肥，同时对环境来说还具有固碳和减排效果，尤其是来自污 泥裂解的土壤改良剂具有以下效果：1）保水，由于炭的孔隙对水的吸附，减少蒸发，降低 了灌溉水的用量；2）益菌、保暖，由于炭的孔隙具有保温效果，利于有机物的降解、肥效 的形成；3）使肥效缓释，由于炭的孔隙对肥料成分的吸附，控制肥料的有效性和长效性， 降低施肥频率；这种土壤改良剂可以用于生态林(坡)的培育。改善我国西部沙漠化的生态现 状；还可以用于盐碱土壤的改良，市政的美化工程、培育花卉和用于过度放牧、贫瘠化的草 植被上,促进草植被的生长。
（干燥基） 39.4 51.24 1.28 25.70 6.03 22.65 4.94 0.52 17350.4 98.16 71.72 2.5 89.84 319.34 10.9 0.102
54.9 40.06 3.77 22.30 4.09 13.49 1.45 0.96 9805 375.67 241.39 ND 2866.9 1528 472 0.16
图 1 污泥高低温耦合热解工艺图 考虑到中国市政污泥总体热值比美国、日本大体上约低 30%以上，且中国的污泥处理成 本不能太高这一基础条件，在前处理预干燥段摒弃传统的方式而采用直接干燥方式，使得热 效率由≤40%上升到 75%左右，由此干燥工艺产生的连带的尾气处理中的臭气和易挥发的 BOD、COD 等如何低成本处理这一国际、国内行业的难题，上海万强科技开发公司已经通 过四、五年时间，采用电子加速器的直流高压高频自由基等离子场技术，实现了经济成本的 装备化（如没有这一技术，直接干燥技术就无法实施或高成本增加尾气处理成本（日本、新 加坡、台湾地区先进的工艺中有采用直接干燥工艺，但尾气的 70%还要通过高成本处理或逆 循环）），这具有整体行业上的突破意义。 4、城市污泥高低温耦合热解技术生产生物有机炭土壤改良剂的应用前景 土壤上自身产生的植物、动物的排除物及废物就地返田是最直接的天然土壤改良剂，也 是我国农业传统形成的方法。秸秆返田是广为提倡并大量实施的方法，但是在西北部需要大
表2：几个城市污水污泥样本的元素元素组成和热值
分析项目 工业分析 元素分析 发热量 重金属
单位
灰分 (A)
%
挥发分 (V) %
全硫 S
%
碳C
%
氢H
%
氧O
%
氮N
%
氯 Cl
%
低位发热量 Qnet MJ/kg
Cu
Cr
Cd
Pb
mg/kg
Zn
Ni
Hg
污泥 1（苏州）污泥 2（江阴） 污泥 3(厦门) 污泥 4（上海）
总结知识产权现状，可以看出污泥高、低温热解方面的知识产权主要在工艺和装备方面， 产品的特征化和定向还有很大的空间。
此外根据目前国内外的研究成果，污泥热解法虽然是一项很有发展前景的技术，但是由 于基础研究和工艺装备等方面的不成熟，真正实现工业化生产还存在一些问题，主要表现在：
1）热解设备结构复杂，材料、安全和控制要求极高。目前各国采用的热解设备，如带 加热夹套的卧式反应器、高压反应釜及流化床反应器等，操作条件复杂，难以实现工业化生 产。在热解工艺和设备的改进方面有待新的突破。
城市污泥高低温耦合热解生产生物有机碳土壤改良剂
——理论、实践与前景
杭鹏志 1 陈德珍 2 周书平 1 陈海剑 1 （1、上海万强科技开发有限公司，上海松江，2016152、同济大学 热能与环境工程研究所 上海，200092；）
摘 要：本文对一种新的概念利用城市污泥高低温耦合热解生产生物有机碳作为土壤改良剂 的理论,意义，工艺和必要性进行了分析。并指出作为污泥的一种资源化方法，利用高低温 耦合热解生产生物有机炭土壤改良剂，不仅在技术和工艺上可行，而且在环境保护、资源节 约、二氧化碳减排等方面都具有重要的战略意义。 关键词：城市污泥，高低温热解，耦合，生物有机碳，土壤改良剂
36 57.18 2.21 26 5.51 8.93 4.81 0.42 17519.1 108.49 21.42 ND 85.84 719.3 4.92 0.12
52.64 42.4 0.30 7.41 0.97 3.48 1.14 0.81 17785.9 64.9 32.81 1.58 65.84 296 3.2 0.03
2、我国污泥的特点及高低温耦合热解的必要性 通常所说的污泥热解系指在不供氧气氛下污泥中的有机物在300℃～900℃温度范围内
受热分解，发生热分解、缩聚反应而生成气态、液态和固态产物，产生的气体中主要有H2、 CH4、CO2、CO等成分，液态产物是为生物油，热值较高，固态产物则为热解残留的炭焦。 热解气体和生物油因其热值高而可以作为能源，尤其生物油的能源价值越来越受到重视。热 解残留炭焦可与煤或者其它燃料混合燃烧进一步回收其中的热量，亦可通过改性作吸附剂 [1-5]。通常所说的污泥气化是以空气、氧气或者水蒸气作为气化剂，将污泥中有机成分转化 为含有H2、CnHm、CO等清洁可燃性气体，可以作为燃料发电和供热,也可以作为化工原料或 用于燃料电池。气化时污泥中的无机组分转化为灰，约为湿污泥体积的1%-5%。污泥气化可 有效避免污泥焚烧时所产生的烟气二次污染问题，还克服了污泥热解时固态残留物中剩余能 量的再利用问题。研究表明，气化时除了Hg和Cd之外，大部分重金属残留在了灰中；而气 化气中的Hg和Cd大部分被截留在过滤器中，残留在灰中的重金属则非常稳定，即使在50％ 浓度的硝酸中亦很少被渗滤出来[6]。
发明专利 WO2009044218 (A2) Method and apparatus for simultaneous gasification of 污泥机械脱水后混入农业废弃物; 并进一步干燥，加入城市废弃物 30-35%; organic materials and residual 混匀; 在可控状态下连续加入气化炉。气化炉为流化床，上部布置有倾角的 humus materials of stabilized 旋流燃烧器和提供适量的空气以提供气化所需热能。 municipal and industrial sewage sludges
由水平回转炉和馏分冷凝器组成。特征是：水平回转炉由进料封头、进料密 发 明 专 利 申 请 200820079311.1
封箱、旋转反应筒、出渣密封箱、出渣封头和加热炉窑组成；馏分冷凝器由 一种污泥热解处理装置
换热器和气液缓冲箱组成。效果是：水平回转炉对污泥蒸馏与热解产生的馏
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分经冷凝器进行冷凝分离，产生的油水混合物用以回收处理，不凝气用作加 热炉窑的燃料，以减少外供燃料的消耗。污泥蒸馏与热解形成的剩余残渣随 旋转反应筒的转动向出渣封头的方向移动，并从残渣排出管排出。 发 明 专 利 P2005 － 1794292A 下水污泥先干燥到 55％左右的含水率，在有流动砂床的流化床内气化，流 动砂床的温度为 900～1000℃，供入空气量为理论量的 0.45, 有 30％的碳 被燃烧以提供热能，70％左右的能量转化为气化气的热能以用于发电。
从上述污泥的性状可以看出,大中城市污泥热值相对较高,而且重金属含量相对较低;而 中小型城市热值较低且变化较大,重金属含量相对较高,显示工业污水和生活污水有合流处理 现象。即使在同一城市由于污水和污泥处理工艺不同，污泥的热值也不同[7]。对不同种类城 市的污泥应该采用不同的处理工艺:具有环保效益的热解处理工艺如要推广使用，必须适合 污泥热值和重金属的多变性，尤其是以生产土壤改良剂为目的的时候，需要利用高温将重金 属挥发，而低温裂解保留有机营养成分。
3）热解机理研究还有待完善。由于研究对象来源不同，目前在热解机理方面的研究结 果还较分散，缺乏能够指导实践的热解机理和表观动力学数据，致使热解工艺的应用受到了 很大限制。
4）污泥热解工艺的能量平衡及工艺优化。由于污泥热解所需温度比污泥焚烧所需温度 低，污染物少，热解法的处理成本远低于焚烧，且污泥热解后生成的油和炭，还可出售或辅 助二次燃烧获得一部分收益。但是污泥热解工艺过程生污泥水分含量对热解能耗及干化能耗 需求对运行的动态影响、对产物品质的影响，目前还没有报道。解决上述问题才能使热解在 我国污泥治理中发挥应有的作用。
1、污泥的热解技术现状 目前中国污泥无害化处理率非常低，即使是发达城市也仅为 20%至 25%，随着城市污
水处理量的加大及对水处理程度的深化，污泥作为污水处理的二次污染物，其产量也明显增 加。污泥处理已经成为当今最紧迫的环境问题。对于污泥的传统处理方法有填埋、焚烧、填 海，这些方法都无法回收利用污泥中高有机质，而且其弊端也随着污泥产量的增加明显暴露 出来。近年来发展起来的污泥热解处理技术较好的实现了污泥资源化利用，使污泥处理走上 了一条商业、环保的道路。有关污泥热解的知识产权状况如表 1 所示：
2
本文所指的污泥高低温耦合热解是在系统中按需设置高温气化和低温裂解系统，二者通 过物质循环串联。必要时使污泥在高温下气化挥发重金属并产生燃气供低温裂解使用，而重 金属含量低的污泥则通过低温裂解获得生物有机炭供土壤改良使用。
由于我国污水处理管网长期以来未能完善，有些城市生活污水、工业污水不分，同时污 水处理工艺也不同，导致污水处理厂的污泥成份和性质多样化。下表2是本课题组成员对上 海、苏州、江阴一带污水厂污泥的多次采样分析结果中的几个样本情况：
2）污泥热解产物的特性缺乏系统性的分析。污泥热解工艺的突出优势是可以实现污泥 的综合利用，但是，由于目前很少有大规模运行的设备，对热解产物的特性研究不足，大多 数还处于实验规模，无法对热解产物的物理及化学性质进行全面的评价和考核。关于污泥热 解液态产物即热解生物油的应用情况目前报道很少，这方面的成果还有待进一步研究。
3、污泥高低温耦合热解的工艺流程 针对市政污泥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中国广泛的区域中存在着不同重金属含量等物料特性的状况，将其按照
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重金属含量和热值来划分为 A 类污泥(重金属含量低、较纯净/热值高的污泥)和 B 类污泥(重 金属含量高、热值波动的污泥)。
针对 B 类污泥采用高温气化热解，经热解碳化工艺后的产品化导向主要为建筑材料； 针对 A 类污泥经低温热解碳化工艺后的产品化导向，其一除了具有 B 类污泥的同样方向外， 碳化的污泥和生物质垃圾（如秸秆等）按照一定的比列调节等补充手段可产生土壤改良剂、 细菌培养基、植物营养剂（特种高效肥料）如可用在土壤比较贫瘠西部沙化地区的植树造林、 快生林等的土壤调制或营养提供等。具体的工艺流程如图 1：