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随着污水处理率的逐步提高,污泥产量正在持续增加。面对日益严峻的污泥问题,研究安全、高效、经济的污泥处理工艺,实现污泥的减量化、无害化和资源化已成为人们共同的目标。微波高温热解技术以其升温速率快、有机物转化率高、处理效果彻底、副产物危害小,能耗较传统低等方面的优点而被国内外学者认为是污泥焚烧的替代技术。但是,污泥中高达3.3~7.7%的氮含量使得人们对污泥微波热解过程中氮的转化行为及安全控制异常关注。本文以城市生活污水污泥为主要研究对象,研究了微波高温热解污泥N在气、液、固三相中的分布规律;分析了含氮气态产物的具体存在形式和气态产物中NH3和HCN的转化规律,进而推测微波热解污泥产生NH3和HCN的生成途径;分别研究了热解终温、微波能吸收物质、污泥含水率和催化剂(铁)及铁的加入方式对NH3和HCN产率的影响。针对污泥微波高温热解时N在三相中的分布规律及气相中存在形式,研究结果表明:气体中N占污泥中总N的百分比随着热解终温的升高而增大,油类和固体残渣中的N则随着热解终温的升高而相应减少。含氮气体的主要存在形式为NH3、HCN和N2,还有少量的HNCO,并没有检测到NOX。运用TG-FTIR联用技术对污泥高温热解产生的含氮气体(NH3和HCN)检测进而分析其产生途径,研究结果表明:微波热解污泥时,NH3和HCN的产生途径均来自于蛋白质的热裂解和含氮杂环芳香物质的开环断裂;此外,NH3的产生途径还来自于污泥吸附铵盐的受热挥发。结果显示:NH3和HCN二者的瞬时产量均随温度先增高后降低,并且峰值均在800℃。相比传统热解,NH3的瞬时产量峰值发生了向右的移动;而HCN的瞬时产量峰值则和传统热解相同。为了更好的研究NH3和HCN的产生规律,本文还分别研究了热解终温、微波能吸收物质、污泥含水率、催化剂(铁)及铁的加入方式对NH3和HCN产率的影响。研究结果显示:(1)NH3和HCN随着热解终温的不同而有着不同的产率。NH3的产率随温度的升高先增大后减小,而HCN的产率随着热解终温的升高而增大。(2)掺入四种吸波物质时,对污泥NH3和HCN的总产率影响的大小顺序为:活性炭>碳化硅>石墨。但掺入回用物质作为微波吸收物质时比较特殊,它含有的残留金属能促进NH3和HCN的总产率。(3)污泥的含水率越高,NH3和HCN的产率越大。(4)铁对NH3的产率影响和温度有关,在800℃之前,促进NH3产生;在800℃之后,能催化NH3向N2的转化,引起产率降低。铁对HCN产率影响也与温度有关,当温度低于800℃时,对HCN起抑制作用;当温度高于800℃时,铁能促进HCN向其他气体的转化,引起HCN产率的降低。(5)外加铁作为催化剂时,催化作用和铁在污泥中的分散度有着很大的关系,分散度越高,催化作用越强。