本研究为实现污泥减量化,并降低污泥处置的成本,提出了一种污泥干化-热解耦合工艺,以期为污泥的处理开辟一条新途径。其中,污泥干化过程采用干料返混技术以控制进料污泥含水率在40%以下,以避免污泥的粘滞区。此外,污泥热解过程所产生可燃气不经冷凝而直接燃烧,所产生的热量用于污泥的干化和热解过程,以实现系统热量的自给自足。针对污泥干化-热解耦合工艺,Aspen Plus模拟结果表明,污泥与杨木屑按质量比1:1混合配料进行共热解反应,所得可燃气可保持工艺系统的能量平衡,能量利用率为60.1%。另一方面,工艺参数优化结果表明,原料中杨木屑添加率需达43.5wt.%以上,系统方可实现自热运行;同时,可燃气在热解终温为550℃时具有最大供热量。本文设计并制造了回转式污泥间接干燥装置,试验前污泥干燥机需预热25 min以上,方可正常运行。污泥干燥效果的影响因素试验结果表明,当污泥进料量为6 kg/h时,进料污泥的初始含水率应低于35%,同时停留时间以18 min为宜,此时干燥污泥含水率为22.3%。改进污泥干化环节,即采用多级干化,其它操作条件不变,干燥污泥含水率可降至5.8%,能达到预期干燥目标。为拓展污泥的利用性,采用KOH化学活化法将污泥/杨木屑共热解焦制备成活性炭。并以该活性炭作为吸附剂,以苯酚作为模型化合物进行吸附实验。结果表明,共热解焦比表面积和微孔比表面积分别由70.5 m2/g、7.5 m2/g增长至551.0 m2/g、383.8 m2/g,总孔容积和微孔容积分别由0.12 cm3/g、0.01 cm3/g提升至0.29 cm3/g、0.17 cm3/g,以微孔为主,有利于对苯酚的吸附。同时,活性炭对苯酚具有较好的去除效果。对于初始浓度为50 mg/L的苯酚溶液,活性炭添加量为0.175 g/100 mL时,苯酚去除率达80.6%;此外,研究表明弱酸性(pH=5)可以进一步促进活性炭对苯酚的吸附效果。对实验数据进行拟合发现,活性炭吸附苯酚的过程符合准二级动力学模型;平衡关系主要服从Langmuir模型。热力学研究表明,此活性炭对苯酚的吸附是一个自发的、放热过程,且以物理吸附为主。