摘要：研究了污水污泥的低溫裂解特性，考察了裂解終溫和干燥到一定程度后污泥含水率對裂解產(chǎn)物分布及產(chǎn)物性質(zhì)的影響，并分析了裂解產(chǎn)物中最合適的目標產(chǎn)物形式.經(jīng)過分析比較，最終確定以污泥裂解殘焦為目標產(chǎn)物并通過與普通土壤混拌進行了栽種大蒜和測試大蒜重金屬濃度水平的實驗,并考察殘焦中重金屬向植物遷移的情況.研究表明，干燥到一定程度的污水污泥在550℃下裂解時殘焦的產(chǎn)率在40%或以上，其中灰分含量在60%～65%之間，富含氮、磷、鉀.該殘焦中重金屬含量符合有關(guān)土地使用規(guī)定，能明顯促進大蒜植株的生長，試驗組平均株高比普通組高出3～4cm；但是快速生長的大蒜植株中重金屬濃度略有增加。研究表明殘焦是合適的污水污泥裂解目標產(chǎn)物，具有土地使用的前景，能夠用于促進非食用目的的植物的生長。

隨著污水處理率的提高，污泥產(chǎn)量逐年增長，成為目前廢棄物處置熱點之一.特別是重金屬含量不高的污水污泥中含一定量的營養(yǎng)成分并具有一定的熱值，可以采用裂解法進行資源化回收.與焚燒法相比，裂解更清潔，可以有效避免產(chǎn)生二噁英,同時污泥中的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃氣、焦油及殘焦3種產(chǎn)物，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度等條件，可以分別實現(xiàn)以上述3種產(chǎn)物中任意一種為目標產(chǎn)品的處置模式.關(guān)于污泥裂解的研究報道也較多，主要集中在裂解機理分析[1～3]，關(guān)于最佳目標產(chǎn)物的討論較少，雖然關(guān)于焦油的成分及其影響因素的分析有較多的報道[4,5]，但是由于污泥裂解焦油成份復(fù)雜，直接利用困難，是否為最佳的目標產(chǎn)物有待進一步研究.另外還有利用污泥裂解產(chǎn)氣尤其是氫氣的報道[6，7]，但反應(yīng)溫度較高(如950℃以上)，耗能較多且對裂解爐體材料要求高，而且殘焦仍需要處理.殘焦的高灰分含量和低熱值特性使其不適合用做燃料[8]，但目前沒有合適的殘焦的資源化利用方式，雖然通過活化處理制吸附劑的研究有報道[9～11]，但由于品質(zhì)差用途非常有限[12]。本文研究的目的之一是尋找一種合理、經(jīng)濟、可行的裂解殘焦資源化方法，使得裂解作為污泥處置與資源化的手段具有競爭力，并為污泥提供一條經(jīng)濟可行的處理工藝。
理論上污水污泥裂解殘焦仍具一定的肥效；有實踐表明殘焦能促進植物的生長，為定量確定污泥裂解殘焦促進植物生長的效果及相應(yīng)的裂解工藝參數(shù)，本文研究了污泥裂解殘焦性質(zhì)及其影響因素、進行了其促進植物生長效果的試驗。

1 材料與方法

1.1 污泥

試驗用污泥取自上海市曲陽污水處理廠，收到基含水率為78.38%.實驗前先將試樣置于75℃的干燥箱中干燥至恒重，該溫度的設(shè)置是避免污泥的可能出現(xiàn)的分解反應(yīng)；污泥的工業(yè)分析和元素分析見表1.由表1可知，污泥揮發(fā)分和灰分含量較高，而固定碳含量則較低，熱值也不高。

1.2  裂解實驗

表1 　污泥（干基）的工業(yè)分析及元素分析

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