污水污泥热裂解技术是在无空气或氧气缺乏氛围条件下加热使污泥中的有机物发生化学裂解,生成生物油( 裂解油) 、合成气( 以CO 和H2为主) 和含碳残体( 低品质碳基吸附剂) ,可实现污泥的全部资源化利用,几乎无污染物排放,因此,有望成为污泥无害化处理的重要替代技术[1-2]. 近30 年来,污泥热裂解技术的研究大部分以传统热传导加热方式为主,主要包括流化床热裂解、固定床热裂解、回转窑热裂解和电炉热裂解等技术[3-4],并且这些技术在美国、日本和德国等发达国家已有工程实践[5]. 然而,传统的热传导加热污泥热裂解技术产生的生物油中有较高含量的多环芳烃( PAHs) [6-7],其具有半挥发性、生物累积性和较高毒性; 产生的合成气中CO 和H2的总含量偏低,并且H2 /CO 摩尔比较低[8-10]. 最近几年,许多文献报道采用微波辅助热裂解有机废物制备生物油和合成气. 结果表明,微波辅助热裂解有诸多优势,如加热迅速、热效率高、加热均匀,并且可表现出“热点”现象( 局部加热的瞬间高温) ,因此有助于合成气产量提高,且生成的合成气中CO 和H2的比例较高; 另外,可以产生更多的生物油,且生物油中PAHs 含量极少[7, 11-14]. 最近的几个研究结果证实生物质的微波辅助快速热裂解大幅度提高了生物油和合成气的产量[1, 12, 15],这些研究为污水污泥热裂解技术研发提供了很好的思路. 前,国内外有关污泥微波辐照热裂解的研究主要集中在制取碳基吸附剂( 污泥活性炭) 方面[16-20],而有关制取生物油和合成气的研究相对较[7, 14, 21-22]. 为提高微波加热效率,污泥中常被混入高吸波物质活性炭或碳化硅,以提高污泥的加热效率和最终加热温度[14-21],实际上已践行了污泥的微波辐照快速热裂解,但目前对污泥微波辐照升温速率与生物油和合成气产量和质量的影响仍缺乏详细的认知. |