生物质垃圾是一类有机垃圾的统称，主要来源于城市生活垃圾、庭院垃圾、农业垃圾、林业垃圾等，具有分布广泛、产量巨大、可再生性好等特点。经合理地开发、利用可将其转化为有用的资源或能源，产生良好的环境效益和巨大的经济效益。 本研究以实现生物质垃圾的高附加值资源化为目标，以水热处理技术为手段，选取甘蔗渣和树叶为处理对象，利用红外光谱分析和含氧基团、絮凝极限、E4/E6、腐植酸含量的测定等分析方法，重点研究温度、水热停留时间、催化剂对生物质垃圾的水热转化产物中腐植酸的含量及性能的影响，揭示了水热条件下生物质垃圾可部分转化为腐植酸类物质，从而可用作具有良好肥效的生态肥料；其中生物质垃圾水热转化过程中水热温度和水热停留时间为主要影响因素，但生物质水热产物的絮凝极限、E4/E6值等重要的性能指标与腐植酸的含量无直接关系。 通过水热转化产物的发热量和元素含量的测定，建立了发热量分别与以碳、氢元素含量之间的函数关系。其中，生物质的水热转化产物高位发热量与碳元素的含量呈高度线性正相关。这类数学模型可为生物质研究、生物质能开发等方面的计算和预测提供重要参考。 通过测定水热转化中甘蔗渣的各生物质组分的含量变化，研究了各组分随水热温度和停留时间的变化规律。结果表明，生物质垃圾中各组分的转化率随水热温度的升高而升高，其中纤维素的变化最为明显，木质素的变化最为微弱；随水热停留时间增加，纤维素和半纤维素的转化率升高，而木质素的转化率无明显变化。 在研究甘蔗渣各生物质组分的水热转化规律的基础上，重点研究了甘蔗渣水热反应动力学，建立了生物质水热转化的动力学方程，得到了试验范围内的反应速率常数和表观活化能。研究表明，在水热转化过程中，甘蔗渣中的纤维素、半纤维素和木质素的水热转化均遵循一级反应动力学模式，水热反应很可能与水解和热解存在一定的联系。生物质垃圾的水热转化过程很可能包括醚键和酯键的断裂、脱水、脱甲基、缩合等反应。 本研究以解决生物质垃圾高新转化技术难题为方向，着力点放在基础研究上，为生物质垃圾的资源化提供了新的思路。因此，水热转化技术可望解决环境污染问题，促使垃圾中的生物质实现资源化，对大规模生物质垃圾的处理具有广阔的前景。