污泥是城市污水处理厂污水处理后的产物,随着人口的增加以及环保要求的提高,我国城市污泥的产量已达4000多万吨。污泥的处理处置已成为城市发展亟待解决的难题。干化是污泥处理处置的第一步,研究快速、高效的污泥脱水方式是污泥处理的重要课题。同时污泥也是一种生物质,可对污泥进行热解制取可燃气,实现污泥的资源化利用。为了探索一种经济、环保的污泥处理处置方法,本文以三种不同城市污泥为对象,采用微波加热技术研究了污泥的微波薄层干化特性并对微波干化的冷凝水水质进行了分析。针对干化后的污泥,采用常规加热和微波加热的方式进行了热解制可燃气的研究。主要研究内容及结论如下:污泥微波干化具有快速、均匀和高效的特点。当微波功率为1200W,污泥厚度为4mm时,污泥含水率从76.89%降至10%以下仅需3min。Midilli模型能够较好地模拟污泥微波薄层干化过程。微波干化的单位能耗最低仅为265.58J/g,而热干化的平均单位能耗高于2000J/g。污泥微波干化冷凝水基本呈碱性,COD和NH₄⁺-N含量低于热干化。对干污泥进行了常规热解制气实验。结果表明,恒温加热热解的气体产率和热值都高于程序升温热解。随着温度的升高,CO₂含量减低,CO、CH₄、H₂含量则逐渐升高,热解气的产率及气体热值也增大。800℃时CO、CH₄、H₂的含量分别为21.3%、23.2%和26.6%,热解气产率为366 m3/t干污泥。干污泥的微波热解制气实验表明,高功率有利于提高热解气的产量和气体中CO和H₂含量,3000W时可燃气体的比例可达81.13%,气体产率为1106 m3/t干污泥。小粒径有利于污泥热解产物向气态转化,当粒径<1mm、微波功率为2000W时,气体产率为1063 m³/t干污泥。热解气中CO₂和的CH₄含量随粒径的增大呈现增大的趋势,CO和H₂的含量则减小。