污水污泥是城市污水处理厂的必然产物，如何在不产生二次污染的前提下处理处置污泥并高效回收有用物质及化学能，已成为目前环保产业发展的热点与瓶颈。近年来国外学者将微波引入污泥热解技术中，获得了污泥高效减容、副产物资源利用、重金属有效固定、烟气污染减少的效果。本文在确定了适宜的微波热解污水污泥反应条件的基础上，分别考察了气态及油类两种能源产物的性质、组成、生成规律及机理，分析了以新型材料微晶玻璃为热解固体残留物的资源化出路的可行性与安全性，评价了微波热解污水污泥的能量回收效率及经济效益。文章以200g污水污泥作为热解原料，分别考察了预处理措施与反应条件对污泥微波热解反应的影响，结果表明：经简单脱水含水率80%左右的污泥适宜于微波热解，3min内可达到800℃以上的高温；消化处理带来较高的固体产率不适宜于微波热解；碳化硅、活性炭、固体残留物可作为微波能吸收物质，混合比例为固体残留物：污水污泥=3:50为最优添加方案；400~600W的输入功率适合于微波热解污水污泥制取燃油，1000~1200W的输入功率适合于制取燃料气体。实验采用热重分析技术（TG/DTG）研究了污泥在微波场中的热解特性，采用傅里叶红外光谱（FTIR）及气相色谱（GC）获得了污泥微波热解气主要组分的释放特性，并深入探讨了其形成机理。结果表明，热解气主要组分为H2、CO及CH4，三者浓度达59.61vol%；在500℃时，氢气浓度达到最大值41.5%；CO主要在400℃及600℃时生成，生成途径为羧基和醚基裂解、半焦的二次分解与二芳醚基的脱除；CH4主要在350~500℃与700~810℃区间生成，生成途径主要为含氧侧链热裂解、甲氧基断裂、甲苯裂解、碳链环化以及大分子高温缩聚。气态产物中主要的危害组分为来源于污泥铵盐、蛋白质及杂环氮裂解产生的HCN、NH3及来源于脂肪族硫化物以及无机硫酸盐分解产生的H2S。利用GC-MS分析了污泥微波热解油主要组分的生成特性，并采用FTIR获得了升温过程中热解油主要官能团的变化规律。GC-MS结果表明热解油主要包括了烷烃、烯烃、单环芳香烃、苯酚及少量的多环芳烃。其中烷烃以十五烷、十六烷等大分子为主，其生成是脂肪、蛋白质及多糖在一次裂解反应中共同热解的结果；烯烃是由质子从大分子上脱离而形成，最大产率在800℃；单环芳香烃在600℃时浓度最大，占油类产物的30%左右；多环芳烃的主要生成温度区间在1000~1200℃，主要来源于烯烃、单环芳香烃的缩聚反应。微波制备燃气及制备燃油均会产生净能量回收，微波制取燃油由于耗能较少因此较制备燃气获得更高的能量得率。实验设计了固体产物微晶玻璃配方，建立了热处理工艺，分析了晶相组成、微观形态、理化特性与重金属固定效果。微波法制备微晶玻璃的成核温度759.8℃，晶化温度969.5℃，分别较电炉降低79.9℃与15.6℃。晶化温度900℃时微晶玻璃主晶相为硅灰石，950℃时主晶相为硅灰石与钙长石的混合物，1000℃时主晶相转变为钙长石。微波制备的污泥灰微晶玻璃最大抗折硬度为110.2MPa，分别较传统制备与天然大理石高15.2与25.2MPa；最小热膨胀系数（4.1×10-6/℃）较这两种分别低2.7与3.9×10-6/℃。重金属浸出实验结果显示微晶玻璃的重金属浸出浓度均远低于国家危险废物鉴别标准中的限制浓度。