市政污泥含水率高,且含有大量细菌、病原体和重金属,因此减量化、无害化、稳定化、资源化成为其处理处置的原则和目标。水热碳化作为一种新兴的生物质能转化技术,在污泥减量化和无害化处理方面具有很大的优势。本文研究水热碳化作为污泥稳定化和资源化利用的处理技术的可行性,并提出污泥掺混香蕉茎秆共水热碳化的方法以提高污泥水热炭的品质,这对污泥水热碳化处理技术发展具有重要意义。首先,探究了污泥水热处理(温度变量为180℃、230℃、280℃)前后其理化特性、燃烧特性的变化。通过元素分析、工业分析等可知,污泥水热炭的N、S含量大幅下降,这有利于其清洁利用,同时原子比H/C、O/C有所下降,揭示着煤化程度的提高。但随着处理温度的提高,水热炭灰分明显增加,热值下降,热失重分析结果显示其燃尽温度大幅上升。因此污泥水热碳化也存在能量回收率不高,使水热炭燃烧性能变差的缺陷。其次,在前面实验的基础上,采用标准CJ/T 221-2005和GB/T 25282-2010分别测定水热炭中重金属总量及其各形态分布。结果表明,除少量As、Ni可溶出外,大部分Cd、Cr、Cu、Pb、Zn保留在水热炭中,造成了重金属富集效果。但是,水热碳化有利于重金属的不稳定性形态向相对稳定和稳定的形态转化,这有效地降低了污泥中重金属的风险指数和风险等级。最后,在不同的污泥掺混比例(30%、50%、70%)下开展了污泥与香蕉茎秆共水热碳化的实验。实验发现了共水热碳化对产率、热值、能量回收率等均具有协同效应,水热炭的性质受碳化作用和协同效应的共同影响。当污泥掺混比例为30%时,水热炭在280℃时达到了最佳的煤化程度和热值,在180℃时获得最低的燃尽温度和最佳的燃烧性能。因此,共水热碳化在弥补污泥水热炭性能缺陷方面有良好的表现。此外,它在重金属稳定化方面影响不大。总而言之,污泥-香蕉茎秆共水热碳化能将水热处理的生物质能品位提升作用与重金属稳定化作用结合在一起,是实现市政污泥资源化、稳定化利用的有效途径。