污水污泥是污水处理过程中不可避免的副产物,含有大量的水（含水率99%左右）、重金属、病原菌以及其它有毒有害的有机物,若不妥善处理,将会对水体、土壤、大气环境和人体健康造成危害。污泥热解技术因同时具有减量化、无害化和资源化的优点,已然成为了污泥最有前景的处置方式之一。为了减少污泥热解过程中的能量消耗,污泥需经过调理、脱水等前处理,以降低含水量。然而,在污泥热解过程中,前处理引入的调理剂,可能对N、S和Cl污染物释放特性产生一定的影响,但目前还未研究,污泥调理引入的S和Cl元素在热解过程中的演化机制也尚不明确。此外,在传统的污泥催化热解工艺中,热解蒸汽仅单向流动,导致催化裂解效率低,并且外源添加的催化剂成本高、易中毒失活,限制其在实际工程中的广泛应用。因此,本论文针对上述问题展开研究,具体内容和结果如下:（1）为了阐明在污泥热解过程中调理剂对N、S和Cl污染物释放特性的影响,以及调理污泥引入的S和Cl元素在热解过程中的演化机制,采用Fe Cl3和Fe2（SO4）3来调理污泥脱水,并通过热重–质谱（TG–MS）和热解–气相色谱/质谱（Py–GC/MS）来阐明调理污泥热解过程中可凝性和不可凝性气体的释放特征,以及使用X射线光电子能谱（XPS）分析热解前后调理污泥中N、S和Cl污染物的化学状态变化。结果表明,调理引入的Fe在热解过程中促进了大分子物质的分解,以及产生了更多的·H和·CH3自由基,它们与·S·和·SH结合形成了H2S和CH3SH。此外,不同的阴离子氛围导致了不同的污染物排放效果,调理引入的Cl–促进了含N、Cl的小分子污染物释放;SO42–增强了CH3SH和SO2的释放,但抑制了含氮污染物的释放。通过Coats–Redfern方法拟合的几个反应动力学模型表明,含铁污泥的活化能低于原始污泥。本研究对污泥调理剂在热解过程中的响应进行了全面的分析,为选择适宜污泥调理–脱水–热解一体化处理处置工艺的调理剂,提供科学的参考意义。（2）针对传统污泥催化热解工艺中热解蒸汽单向流动、外源添加催化剂成本高、易中毒失活等问题,提出了一种新的基于热解蒸汽循环催化重整的污泥资源化处置工艺技术。采用Fe2（SO4）3调理的污泥作为原材料,基于该热解工艺探究热解温度、铁基炭催化剂投加量、气流循环速率对热解产品转化与分布的影响,并对比分析了该工艺与异位催化热解产品的差异。结果表明,热解温度是影响热解产品产率的主要因素之一,热解温度的增加有利于焦油的裂解和生物炭与热解蒸汽的催化重整,转化为更多的热解气,特别是热解气中的H2、CO和CH4。同时,增加循环催化温度有利于热解油的二次裂解和蒸汽的重整反应,提高了热解气产率。污泥热解衍生的铁基炭催化剂有良好的催化效果,可有效地催化热解油转化为热解气,提高了热解气的低位热值,同时降低了热解油产量及后续资源化利用的难度。此外,提高热解蒸汽流循环速率可促进其与催化剂的接触次数,进一步提高了热解油的催化转化效率,生成了更多的H2和CO,同时热解气的低位热值明显升高。研究还发现,污泥循环催化热解工艺提高了热解蒸汽在反应装置中的停留时间,促进了焦油的二次裂解、重整和环化效果,产生了更多的高品质热解气,以及生成了更多的芳烃类有机物。污泥循环催化重整工艺提高了热解蒸汽与铁基炭催化剂的接触次数,促进了焦油的催化裂解、水煤气反应和脱氢反应,将重质焦油转化为轻质焦油和热解气,以及脱氢碳化形成碳沉积或焦炭,附着在催化剂表面。此外,循环催化重整工艺还促进了醇类、醛类、酯类、羧酸类以及呋喃类含氧有机物转化为CO和CO2,大大降低了热解油有机相中的含氧有机物,减少了其作为燃料需进行脱氧处理的成本。本研究提出了一种有效的污泥热解蒸汽循环催化重整工艺技术,这为污泥热解资源化处置技术提供了新的见解和参考依据。