市政污泥与餐厨垃圾厌氧沼渣协同热解炭化技术研究与示范

汪印; 李智伟; 李杰; 刘学蛟; 王兴栋; 代敏; 陈坤镇; 邱胜

doi:10.3981/j.issn.1000-7857.2024.11.01612

科技导报 >

2025 , Vol. 43 >Issue 11: 74 - 86

DOI: https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.11.01612

特色专题

市政污泥与餐厨垃圾厌氧沼渣协同热解炭化技术研究与示范

汪印 ^,¹^,²^,³ ,
李智伟 ^,¹^,²^,³ ,
李杰 ¹^,²^,³ ,
刘学蛟 ¹^,²^,³ ,
王兴栋 ¹^,²^,³ ,
代敏 ¹^,²^,³ ,
陈坤镇 ¹^,²^,³ ,
邱胜 ¹^,²^,³

展开

1. 中国科学院城市环境研究所, 区域与城市生态安全全国重点实验室, 厦门 361021
2. 中国科学院城市环境研究所, 先进环境装备和污染防治技术全国重点实验室, 厦门 361021
3. 中国科学院城市固体废弃物资源化技术工程实验室, 厦门 361021

汪印，研究员，研究方向为固废低碳资源转化技术与装备研发，电子信箱: yinwang@iue.ac.cn

李智伟（共同第一作者），助理研究员，研究方向为固废资源化利用技术，电子信箱: zwli@iue.ac.cn

收稿日期: 2024-11-19

网络出版日期: 2025-06-26

基金资助

中国科学院战略性先导科技专项A类项目子课题(XDA23030301)

厦门市自然科学基金项目(3502Z20227086)

版权

收起

Technical research and demonstration project of the collaborative pyrolysis of sewage sludge and food waste digestate

Yin WANG ^,¹^,²^,³ ,
Zhiwei LI ^,¹^,²^,³ ,
Jie LI ¹^,²^,³ ,
Xuejiao LIU ¹^,²^,³ ,
Xingdong WANG ¹^,²^,³ ,
Min DAI ¹^,²^,³ ,
Kunzhen CHEN ¹^,²^,³ ,
Sheng QIU ¹^,²^,³

Expand

1. State Key Laboratory for Ecological Security of Regions and Cities, Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences, Xiamen 361021, China
2. State Key Laboratory of Advanced Environmental Technology, Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences, Xiamen 361021, China
3. Engineering Laboratory for Recycling Technology of Municipal Solid Waste, Chinese Academy of Sciences, Xiamen 361021, China

Received date: 2024-11-19

Online published: 2025-06-26

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摘要

市政污泥和餐厨垃圾是城市代谢产生的2种典型有机固废，它们的低碳资源循环再利用是“无废城市”建设的重要一环。目前，在全国将污泥和餐厨垃圾厌氧沼渣协同资源化处置的案例较少，且其共热解制备的生物炭的理化性质及重金属的稳定固化效果尚不明晰。本研究从多源固废协同资源化再利用降低投资和运行成本的角度，首先对市政污泥和餐厨垃圾厌氧沼渣进行了共热解实验研究，然后建立了一套日处理能力干基20 t的脱水污泥与沼渣协同热解炭化示范装置，并进行了长时间稳定运行分析。结果表明，在600℃的热解温度下，随着沼渣向污泥中添加比例的增加，焦油和热解气产率降低，而生物炭产率则逐渐升高（质量分数由1∶0时的62.71%增加至1∶3时的73.14%）；共热解后的钾和磷主要富集在生物炭中；共热解所得生物炭中重金属的残渣态和氧化态所占比例均高达80%以上，说明热解技术有利于重金属的稳定固化；与污泥生物炭相比，共热解生物炭中的O—H收缩振动峰有明显减弱，但—C=O吸收峰增强。示范工程运行结果表明，在热解温度400~500℃，单独污泥或沼渣以及污泥与沼渣混合热解后的生物炭得率基本在25%~30%；生物炭中的挥发分为13%~15%，高位热值在4500~5500 kJ·kg^-1；生物炭中的固定碳含量 < 10%，这种碳非常稳定，将其施入土壤中后可以长期稳定存在而不被分解释放CO₂，与污泥焚烧相比，热解1 t污泥相当于减排0.024 t的CO₂；生物炭中的重金属形态更趋近于稳定固化，与实验室研究结果趋势一致。

关键词： 市政污泥; 餐厨厌氧沼渣; 协同热解; 重金属稳定化; 示范工程

本文引用格式

汪印 , 李智伟 , 李杰 , 刘学蛟 , 王兴栋 , 代敏 , 陈坤镇 , 邱胜 . 市政污泥与餐厨垃圾厌氧沼渣协同热解炭化技术研究与示范[J]. 科技导报, 2025 , 43(11) : 74 -86 . DOI: 10.3981/j.issn.1000-7857.2024.11.01612

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原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

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