随着污水处理率的逐步提高,污泥产量正在持续增加。污水污泥成分复杂,在其高含量的有机物上寄生着各种细菌、病毒和寄生生物,浓缩着锌、铜、铅和镉等重金属化合物以及有毒的有机化合物,处理不当会引起严重的环境问题。因此,研究安全、高效、经济的污泥处理工艺,实现污泥的减量化、无害化和资源化具有重要的理论和现实意义。本文针对污水污泥结构复杂和性质多变的特点,开展了利用微波新技术对其高温分解的研究。研究了湿污泥和干污泥在微波场中的升温特性和活性炭、Fe2O3、SiC和炭化污泥四种物质吸收微波的性能,考察了添加四种不同物质辅助微波热解污水污泥时,微波输入功率、微波能吸收物添加量和污泥用量三因素对污水污泥微波热解的影响。从热解温度和消耗能量的角度考虑,根据影响因素设计正交实验,确定了各种情况下污泥最佳热解方案。对比了污水污泥体积和重量在不同方案下的减少量,分析了残留炭化污泥的pH值,研究了炭化污泥中重金属的浸出情况,并探讨了重金属的固定机理。研究结果表明:湿泥样和干泥样直接在微波场中热解时,其温度都不超过300℃。碳化硅、活性炭和炭化污泥吸收微波性能良好,当它们辅助微波热解污泥时都能使污泥达到快速高温分解的目的。掺入氧化铁的污泥在微波高温分解时,热解过程分为两个很明显的阶段:第一阶段相当于污泥的预烘干阶段;第二阶段为污泥高温分解阶段。掺入不同微波能吸收物时,污泥用量、微波辐射功率和微波能吸收物添加量对污水污泥的热解产生不同影响。经过正交实验分析和验证,得出了四组最佳实验方案:45g湿污泥样与12g碳化硅均匀混合后在1600w的微波场中热解效果最好;30g湿污泥样与6g活性炭混合后在功率为1200w的微波场中热解效果最好;25g湿污泥样与8g氧化铁混合后在功率为1200w的微波场中热解效果最好;25g湿污泥样与10g炭化污泥混合后在功率为1200w的微波场中热解效果最好。微波高温热解污水污泥时,能有效使其减量和减容。炭化污泥作为添加物辅助微波热解污水污泥时,所得的固体残留物中的重金属对自然浸出有很强的抵抗作用。研究认为:微波电磁场和高温共同作用使重金属离子固定。