城市化飞速发展,污水污泥产量剧增,如何实现污泥能源化处理成为行业难题。本文初步解析热解过程污泥热解反应类型、产物释放规律、能量平衡分析、污泥有机基团和无机组分热解机理等,旨在深入理解污水污泥热解反应机制过程和工艺特性;并提出采用生命周期评价新方法,结合污泥热解机制研究实验结果和相关文献热解数据信息,对热解工艺开展环境、能量、经济评价,进行该工艺机制全方位分析,为今后污泥处理处置提供基本理论参考依据。研究表明:污泥热解化学反应存在自由基生成、含氧官能团分解、脂肪侧链断裂、裂解、脱氢等过程,这主要与污泥表面官能团醇、酚、羧酸等的-OH键、脂肪族-CH3、-CH2烷链结构、C=O键、芳香族酯等存在密切相关;温度对残焦表面多数有机官能团热裂解影响较大,对杂原子团影响较小。污泥热解过程,提高产物能值、减少废弃能量和热消耗可降低系统反应能耗,慢速升温、热解停留时间长、高温条件会加大系统能量输入和热损失。就热处理副产物而言,污泥热解气体产率随温度线性上升,350℃时成分主要为CO和CO2,650℃后可燃性气体组分含量快速上升;固体产率受温度影响较小,随温度升高热值逐渐降低;液体产率在450℃时达到最大值,热值则先升高后减少。通过搭建污泥能源化处理评价模型和清单分析,并基于Simapro软件、生态指数法、能量守恒定律和LCC成本法,提出生命周期评价新方法,分析了不同工况下污泥热解工艺。结果显示:若以环境影响为首要目标,随着温度升高,高温热解工艺环境损害相对负荷值逐渐增加,而影响类别主要为化石燃料、大气无机污染物和气候变化,热解环节用电导致系统环境损害值较大,可将产物能量回用降低损害;若主要考虑能源回收情况,系统生命周期能量消耗总值随温度增加而增加,能源回收率却逐渐降低,氢气产率和产物总热值均在750℃达到最大,450℃时生物油产量最高,而固体产率则逐渐减少;根据经济评价结论,污泥热解工艺系统的成本消耗值随温度增加而逐渐升高,750℃时效益收入最大,总成本值先增加后减少,最高费用出现在650℃。