污泥超臨界水氣化影響因素的研究進(jìn)展

石德智，馬彩靈，張涵博，劉嘉宇，蔡樺伊，童海航，羅 丹，呂夢瑩

（重慶大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400045）

目前生物法是應(yīng)用最廣泛的生活污水處理技術(shù)，應(yīng)用過程中會產(chǎn)生大量剩余污泥，稱為城市污泥〔1?2〕，工業(yè)廢水生物處理以及石油化工等工業(yè)生產(chǎn)中也不可避免地產(chǎn)生各種污泥，稱為工業(yè)污泥〔2〕。污泥是一種富含有機(jī)化合物、微生物的生物質(zhì)廢棄物，由于含水率高、脫水困難、成分復(fù)雜且處理成本高，污泥的處理處置一直是亟待解決的難題〔3〕，迫切需要找到一種綠色、高效的處理技術(shù)途徑。超臨界水技術(shù)處理污泥不僅無需對污泥干燥，反應(yīng)速率也非常快，可在短時(shí)間內(nèi)完成反應(yīng)〔4〕。在超臨界條件下，水的氣相和液相的特征差別消失〔2〕。此時(shí)超臨界水具有兩相的性質(zhì)（液體的溶解特性和氣體的傳遞特性），并表現(xiàn)出更相似于非極性有機(jī)物的性質(zhì)，根據(jù)相似相溶原理，超臨界水可以與大多數(shù)有機(jī)物和氣體完全互溶，但無機(jī)物在其中的溶解度卻很低〔5〕。由于超臨界水特殊的介電常數(shù)和溶解性，使其成為一種具有特殊優(yōu)勢的反應(yīng)介質(zhì)并得到人們的廣泛關(guān)注。超臨界水氣化（Supercritical water gasifi?cation，SCWG）技術(shù)將污泥轉(zhuǎn)化分解成CO2、H2、CH4、含C2～C4的烷烴等混合氣體〔6〕，并可通過添加催化劑和能量回收進(jìn)一步增強(qiáng)效益。與目前常用的污泥處理處置方法相比，產(chǎn)生的H2和CH4均具有較高的能量可回收利用和較低的溫室氣體排放等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前污泥處理技術(shù)中最為理想的技術(shù)之一〔7〕。……