制药污泥被认为是一种主要的、复杂的、有毒的工业废物。一般含盐量高,且含有种类繁杂的病原微生物及顽固的抗生素药物残留。直接填埋或者土壤应用会导致严重的环境问题并危害人类和动物的健康安全。因此,制药污泥必须经过有效的处理降低其危害。然而目前国内外缺乏针对制药污泥热解处理技术的研究。基于此,本论文在分析了制药污泥的基本性质后,通过热解炉探讨了热解终温、停留时间等对制药污泥热解产物产率的影响以及生物油和生物气组分的变化,根据实验结果开展了工程放大实验,并分析了热解工艺稳定运行时的质量平衡、能量平衡的经济性。此外还讨论了制药污泥基生物炭在促进污泥热解以及污水处理中的应用。首先分析了制药污泥的基本性质,探讨了热解过程对制药污泥热解产物及产率的影响。制药污泥中的有机组分主要是蛋白质、脂肪和碳水化合物,热重分析结果表明热解过程可以分为三个阶段:脱水阶段、分解阶段和碳化阶段。两种无模型方法拟合结果表明制药污泥热解的平均活化能为233.11KJ/mol。制药污泥热解在低转化率下符合相界面反应,在高转化率下符合成核生长模型。热解条件对产物产率及组分的影响结果表明制药污泥热解产物中生物炭随着热解终温升高产率不断地下降,生物油的产率则呈现出先增长后下降的趋势,而生物气保持增长趋势。生物油中脂肪族烃的含量随着热解终温的升高而下降,这是链状的脂肪烃在高温下发生环合以及芳构化形成苯芳香烃所致。合理提高热解温度可以减少杂环和含氧化合物的产率,提高生物油的品质。随着热解终温升高生物气中的CO2含量迅速下降,H2和CO的含量不断上升。停留时间为30min时反应即可达到平衡。制药污泥和市政污泥按照不同混合比在热解终温600℃,停留时间为30min下的共热解研究表明两种污泥共热解时产生了协同作用。这可能是因为两种污泥中含有的不同金属氧化物起到了催化的作用。工程放大实验结果显示热解装备处理1吨含水率80%的制药污泥净收益为216.33元,说明热解技术处理制药污泥具有非常大的应用前景。其次考察了制药污泥基生物炭的理化性质,并将其作为添加剂应用于制药污泥热解。结果表明,制药污泥基生物炭具有丰富的比表面积,扫描电镜分析发现生物炭的表面粗糙且有丰富的孔隙结构。对添加生物炭后的制药污泥进行了热重分析和热解动力学分析,结果发现热解过程固相产率降低,污泥中有机物的热分解更充分。制药污泥基生物炭的添加降低了反应的活化能,使得反应难度降低。通过对热解产物产率分析结果表明,添加生物炭后使得制药污泥热解生物炭的产率降低,生物油更多的分解为生物气。当热解终温为600℃,生物炭添加量达到进料污泥的60%时,生物油的产率降低到了25.87%,比不添加生物炭时产物中生物油的产率降低了6.78%。随着热解终温以及制药污泥基生物炭添加比的升高,生物气的产率不断上涨。热解终温为800℃,生物炭添加比为60%时生物气的产率达到31.36%,比不添加生物炭时生物气的产率增加了10.27%。生物炭的添加可进一步降低生物油中脂肪烃含量,并通过环化和芳构化反应生成更多的芳香烃。制药污泥基生物炭可以抑制CH4和CO2的生成,促进H2和CO的产生。最后以制药污泥为前驱体,氢氧化钠为活化剂,采用浸渍法和干混法两种不同的活化方法制备多孔生物炭,用于去除废水中四环素的研究。对改性生物炭的性质进行了表征,并对生物炭吸附四环素的热力学和动力学进行了分析。结果表明Na OH的活化作用可以显著提高制药污泥基生物炭的比表面积,干混法制备的生物炭拥有更多的介孔,而浸渍法制备的生物炭拥有更多的微孔。扫描电镜观察微观结构发现两种生物炭表面具有丰富的粗糙度和不规则的圆柱形裂纹或孔洞。改性后生物炭表面产生了相对稳定的芳香族结构。生物炭吸附四环素时对溶液的p H有着较宽的适应范围。在较高的离子强度下,四环素受到强烈的屏蔽作用从而造成吸附容量的下降。但从整体上看,两种生物炭对四环素的去除效果仍然可观。表明改性后的生物炭可以在高盐度条件下应用于四环素的去除。利用Na OH活化制药污泥制备的生物炭具有良好的稳定性和可重复使用性,具有很大的实际应用潜力。