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污泥的处理已经成为了人们研究的重要领域,人们采取了各种不同的方法对污泥进行减量化及无害化。超临界水气化污泥法不仅对污泥的高速反应方面和污泥的减量化有着良好的效果,而且在污泥的资源化方向有着光明的前景和污泥中重金属处理方面对环境的保护有着良好的表现。因此超临界水气化污泥成为了污泥资源化无害化的重要方向。本文选取深圳市某污水污泥厂的污泥为原料,对其进行干化处理。通过调节超临界装置的反应条件,系统的探究了各个反应条件对污泥气化的影响和重金属迁移的规律,为以后的工业化生产提供参考。本文以单一条件为变量考察了不同反应温度、反应时间、反应压强、和水料比对污泥进行气化的结果,得出当反应温度为390℃、反应压强为23MPa、停留时间为30分钟时水料比为10:1时,得到的氢气和甲烷的相对含量最高。选取质量比为5%的催化剂作为污泥气化的催化剂比较合理。不同催化剂产生氢气和甲烷的含量的顺序依次为:KOH>K2CO3>Na OH>Na2CO3>Na HCO3。其中,添加Na HCO3作为催化剂时氢气产量最低。以KOH作为催化剂时氢气的产量最高。红外分析表明:原污泥中主要存在-CH3、-CH2-、-OH、-NH2、-C=O、C-O等有机官能团,由此我们可以推测可能含有的物质有蛋白质、羟基类、醚类、胺类、醇类、酚类等有机物。经过超临界气化后,最容易反应的基团有-OH、-NH2、-CH3、-CH2-,这些基团相对而言,比较容易反应,转化成了其它新的物质。在固体产物中,污泥的C、H、N、S的相对含量减少,最佳时,分别为原污泥的35%、23%、21%、87%。随着反应温度、压强、时间的增加,产物中C、H、N的含量相对含量减少,产物中硫元素的含量相对增加。在液态产物中随着温度、时间的增加,C、H元素的含量相对减小,但N、S元素相对会增加。超临界水气化污泥中,随着反应温度、压强、时间和水料比的变化,重金属中的可交换态在超临界的情况下基本都溶于水中,生成重金属离子;污泥中大部分的碳酸盐态也不稳定,在超临界水气化条件下形成氧化物或者氢氧化物;铁锰氧化态和有机态在超临界条件下部分溶解于水形成离子,其余部分基本不发生变化;水溶液中的重金属在超临界水气化的情况下,部分和复杂的有机物结合,形成了比较稳定的重金属的稳定有机态。有些被污泥中具有氧化性的物质氧化,生成了不溶于水的较为稳定的铁锰氧化态;部分重金属离子和一些进入矿物中的一些晶格,形成特别稳定的残渣态。用TCLP法和国标法分析反应后固态产物中污泥中Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd的浸出规律,两种方法的浸出结果变化趋势相似。可以得到,各种重金属在超临界气水处理后,其各种金属的风险指数均有所不同程度的降低,其中,Cd和Pb的风险指数减小的较大,Cd的风险指数从反应前的0.3475减小到0.0224,减小近15倍;Pb的风险指数从反应前的0.1225减小到0.0201,和反应前相比,大约减少了6倍。其生物可利用性升高。因此超临界水气化污泥降低了污泥中的重金属对于环境破坏的风险。