1污泥的共同组成

污泥的干物质主要由有机物和无机物两部分共同组成。有机部分主要源于活性污泥中的微生物，除此以外还有大量的难以生化处置的有机物，但是含量增加。微生物主要共同组成是蛋白质、脂肪、碳水化合物，比如天津某污水处置厂污泥有机物中碳水化合物占49.27%；脂肪占10.29%，蛋白质占40.14%。

2有机物的水解反应

碳水化合物、脂肪、蛋白质在很大的条件下都能水解:

碳水化合物 水→单糖(葡萄糖等)

脂肪 水→甘油 高级脂肪酸

蛋白质 水→氨基酸

含氯化合物在强碱条件下也可出现水解，比如：

CH3CH2Cl H2O→CH3CH2OH HCl

此外，研究表明除了有机物的熔化，当冷却到很大的温度时，无机物中的部分物质也会熔化在水溶液中。

3污泥碳化的反应过程

(1)反应过程描述;

污泥中的物质大都是以微生物的形式存有，微生物的细胞壁和细胞膜主要是由脂类和蛋白质类物质共同组成。冷却污泥时，当达至合适的温度时，共同组成细胞壁和细胞膜的脂类和蛋白质水解，细胞已经开始断裂，细胞内的有机物蔓延到细胞外，水分也从细胞中脱离。此时，80%含水率的污泥已经开始转变成液态，污泥变成了泥水。

从细胞内蔓延到水中的有机物不是都能熔化在水中的，只是一小部分熔化，熔化的这部分有机物出现水解反应，如脂肪水解成甘油和脂肪酸；碳水化合物水解成小分子的多糖甚至单糖；蛋白质水解成多肽、氨基酸。因出现水解反应，熔化的有机物质量增大，原来未熔化的有机物能再熔化一小部分。反应时间越长，固体部分就越多。

(2)碳化后污泥性状出现发生改变

因有机物的熔化、水解，微生物的细胞结构被毁坏，污泥颗粒变大，结合水、毛细管水存有的条件不复存有，污泥的粘度变大，污泥流动性提高。 蛋白质，碳水化合物由高分子化合物变成小分子的单体，分子量变大，这也有助于体系粘度的增大。

随著污泥性状出现发生改变，碳化后的泥水历经常规水解后，含水率可达至40%以下，并且，在通常堆满条件下，污泥极容易风干，污泥最终含水率可进一步降低至10～20%。

(3)增加有毒气体的产生

高温高压下，氨基酸也可能出现水解反应，比如，蛋白质水解分解成的氨基酸会继续反应分解成挥发性脂肪酸、CO2、NH3。

脂肪水解分解成的脂肪酸和氨基酸反应分解成的脂肪酸可出现脱羧反应：

R-COOH→RH CO2

因上述反应的出现，污泥历经处置后，会产生少量气体，干物质质量会变大。反应产生的气体通常以CO2为主，占90%以上。

(4)有机氯代物的除去

在强碱条件下，污泥中含有的有机氯化物也出现水解，氯元素以离子状态的形式存有水溶液中，能随上清液排泄，增加了碳化物中氯的含量。

(5)碳化物热值

因原污泥干物质中仅有少数有机物熔化、出现水解反应，而产生的CO2不偷走能量，有机物获得最大留存，反应获得碳化物有较高的热值。

碳化后的污泥可直接烧毁，不需嵌入任何辅助嵌入燃料。且烧毁过程中，因氯离子的增加，烧毁时不能产生二噁英，不能对大气造成污染。

4温度和压力对污泥碳化的影响

有机物在水中的熔化度通常随著温度的增高而增高。因而温度越高，细胞断裂得越污泥颗粒在水中的熔化度越大，从而细胞受到的毁坏越大。比如170℃冷却30min，细胞的结构就会受到毁坏，污泥颗粒由原有较大的细胞变成很小的细胞；190℃冷却30min，污泥颗粒会变得更小。

碳化反应的温度越高，时间越长，产泥量越多。

历经反复试验，最佳的反应温度是260℃。反应时间是10～15min。

因污泥浊碳化过程中，污泥始终处于高温高压下，没有冷却过程，因而比干宁需要的能耗要低1/4～1/5。同时，因碳化是在全密封的条件下进行水解反应，极大限度地留存了污泥中的可利用成分。这也是碳化后的污泥为什么能直接燃烧的主要原因。

污水厂泥区

水解液

水解泥饼