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高湿污泥与生物质的共热解实验研究

　　摘要：以生活污泥(含水率79%)与生物质(含水率12.87%)的混合物为原料，进行共热解气化的研究。采用热分析仪对混合试样热解特性进行表征，同时在移动床反应器中考察温度和掺混比对热解的影响。此外，还采用电感耦合等离子体-原子光谱法(ICP-AES)对热解前后重金属含量的变化进行分析。热分析结果表明：在有机物分解和碳化阶段，松木屑的掺入对污泥热解温度的影响较小，但可提高污泥的热解速率。污泥与生物质的共热解实验结果表明：随着温度的升高，气体产率明显增大，可燃气体中H2的体积分数增大，从25.39%增加到49.06%，说明高温有利于H2的生成。为了获得较好的产气效果，污泥的掺混比应为40%～60%。ICP-AES分析结果表明：热解过后重金属主要固定在固体产物中，固体产物中重金属含量满足农用标准。

　　随着污水处理量的与日俱增，污泥作为污水处理的副产品，其产量也在迅速增长。未经处理的污泥会产生二次污染，对生态和环境有破坏。目前，国内对污泥的处理方式有填埋、堆肥、焚烧和建材利用等[1－3]。

　　污泥具有如下特征[4]：水分含量极高、有机物含量不高、碳水化合物含量高、含多种重金属离子、病原微生物和寄生虫卵较多、含有植物营养素及腐殖质等。污泥热解技术是在隔绝O2的条件下，将污泥加热到一定的温度，污泥中的有机物发生裂解和热化学反应，产生燃气、液体和焦炭的工艺[5]。

　　目前，污泥热解主要可以分为低温热解(＜500℃)和高温热解(500～1000℃)，国内大部分研究均侧重于低温热解[6－7]。污泥在低温下热解转化率较低，温度升高可使污泥转化率大大提高。Morf等[8]认为当温度高于650℃时，焦油的转化率逐渐提高；当热解温度达到900℃时，焦油转化率达到88%。Domínguez等[9]通过比较干湿污泥的热解结果，认为由于水分的存在，促