污泥热解技术能够转化污泥中的污染物与病原体,实现能量回收以及高价值物质的提取,但污泥中氮含量较高,热解过程中含氮挥发分的排放会造成环境的污染。为了提高热解技术处理市政污水污泥的可行性,本文首先研究了市政污水污泥的热解特性和氮转化路径;以此为基础,以强化热解过程羰基和氨基交互反应为出发点,探究了生物质与污泥共热解对热解产物、氮转化和氮固定的作用机制;为了进一步提升固氮效果,提出了生物炭高温吸收思路,最终得到较优固氮方案。首先通过固定床热解实验探究了不同产地市政污水污泥的热解特性;随后通过固定床实验和快速裂解气相色谱-质谱联用仪（PY-GC/MS）探究了热解温度与升温速率对市政污泥热解产物的影响,并分析氮转化路径。发现不同产地污泥中含量较多的前五种氨基酸相同,氮在热解过程中逐渐向杂环转化,在500～700℃,热解炭中氮的主要存在形式为吡啶氮。500℃时,武汉污泥单独热解炭的固氮率为34.30%。对于生物质与市政污水污泥共热解以实现氮固定的方法研究,发现纤维素会促进热解炭中吡咯与吡啶氮的生成,提高固氮率;在此基础上,探究了生物质添加种类、升温速率的影响。发现污泥与生物质共热解能提高热解油产率,促进CH4的产生,污泥中氨基酸会与生物质中的综纤维素反应生成吡咯和吡啶氮,添加30%甘蔗渣与污泥共热解更为合适,其对不同产地污泥均能提高固氮率,提升幅度可达23.77%。对于生物炭高温固相吸收含氮挥发分的方法研究,首先对大豆蛋白进行热重红外（TG-FTIR）实验与两段式固定床实验,发现吸收温度在700℃时最优,氮以氮氧化物和吡咯氮的形式固定;随后通过KH2PO4改性生物炭发现改性后生物炭使含氮挥发分更多以氮氧化物的形式固定,浸渍比例为5%时,第二段固氮率最高为8%。最终得出污水污泥与生物质共热解耦合生物炭高温吸收的最优方案:30 wt.%甘蔗渣与70 wt.%污泥在500℃共热解,挥发分由5%KH2PO4改性的生物炭在700℃高温固相吸收,能够获得47.65%的最高固氮率,相比单独热解固氮率提升了39%。