污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物，含有有机物、重金属、病原体等复杂成分，若处理不当易造成二次污染。随着城市化进程加速和环保要求提高，污泥高效资源化处理技术成为研究热点。污泥碳化技术作为一种新型热化学转化技术，通过高温缺氧条件将污泥转化为生物炭、气体和液体产物，具有减量化、稳定化、无害化和资源化的优势，近年来受到广泛关注。污泥碳化是在缺氧或无氧环境中，通过加热（200–800℃）使污泥中的有机物发生热解、缩聚和碳化反应，生成以碳为主的固态产物（生物炭）、释放可燃气（油）。按照碳化温度进行技术分类，可分为低温碳化（200–400℃），能耗低，产物保留较多有机质，但处理周期长；中温碳化（400–600℃），反应速率快，碳化效率高，产物稳定性强；高温碳化（600–800℃），有机物的深度分解，减量化效果显著，但技术复杂度高，设备投资大、能耗高。
- 研究重点为污泥焚烧和填埋，碳化技术处于实验室探索阶段。
- 日本率先开展污泥热解研究，验证碳化产物在农业领域的潜力。
- 欧洲国家（如德国、瑞典）推动中试项目，优化反应器设计。
- 研究聚焦于能量平衡、重金属固化及产物应用场景拓展。
- 中国、韩国等新兴经济体加速布局污泥碳化设施，结合“双碳”目标推动技术落地。
- 集成化设备（如连续式碳化炉）和智能化控制技术逐步成熟。
（1）2008年之前（萌芽期）：有少许关于污泥碳化方面的研究。（2）2009–2015年（发展期）：院校及企业开始有一定数量的技术研究，该阶段亦有部分工程化应用及国家科技课题。（3）2016–2020年（高速增长期）：随着在国内项目应用案例的增多，结合碳减排、邻避效应等问题，该阶段的研究及公开报道呈现高速增长趋势。在初期阶段，由于缺乏技术发展的顶层设计和明确的社会政策、行业技术政策的导向，技术发展较为缓慢。在《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》中明确支持污泥碳化技术后迎来了快速发展，国内公司通过技术引进和自主研发两种模式，逐渐形成了各自的污泥碳化技术。减量化：污泥在高温环境的碳化过程中，水分被蒸干、有机质被裂解，1吨污泥碳化后大约产生0.1吨污泥生物炭，减量化程度可达90%左右。稳定化：污泥在高温绝氧环境下碳化，污泥中的微生物活性被彻底消除。同时污泥中易降解的蛋白质、脂肪等有机成分转化为稳定、不易腐败的芳香化碳结构，即污泥生物炭。使污泥达到彻底稳定化，减少环境二次污染风险。无害化：碳化过程中的高温和无氧环境使污泥中的病原体、虫卵和有机污染物热分解为小分子可燃气和污泥生物炭，同时污泥中的重金属被钝化固化而使其失去活性。资源化：碳化过程中形成的唯一固体产物为生物炭，因其含有一定热值和疏松多孔的结构特性，可用作土壤改良剂、吸附剂、环保燃料、营养土等原材料，完全实现资源化应用。日本：大阪市平野污水处理厂采用低温碳化技术，日处理污泥150吨(80%含水率)，生物炭用于园林绿化。德国：KOPF AG公司在德国曼海姆市污水处理厂建设了德国首个污泥热解碳化示范工程，项目处理规模为100吨/天（80%含水率），采用“污泥厌氧消化-脱水-干化-热解碳化”处理工艺，其中产生的热解气进入二燃室燃烧提供热解干化所需要的能量。武汉：2009年，武汉汤逊湖污泥碳化项目建成投产，是全国首条污泥碳化示范生产线，项目采用日本巴工业株式会社技术，属日系碳化工艺技术引进应用。长沙：2018年，长沙经开区城北污水处理厂污泥深度处理项目建成，项目由湖南鼎玖能源环境科技股份有限公司投资，采用其自主研发的一体化污泥连续干化碳化技术，现项目处理规模为120吨/天（80%含水率），属国产技术应用。
一体化污泥连续干化碳化机
七、展望
污泥碳化作为一项替代污泥焚烧的热化学处理方式，在污泥能源利用、资源回收、污染物控制、温室气体减排等方面表现出明显的优势，是实现污泥资源化与低碳处理的重要路径，其规模化应用需攻克成本、标准及市场认可度等瓶颈。未来，随着工艺革新与政策支持力度加大，该技术有望在市政、工业污泥处理领域占据更大份额，助力循环经济发展与碳中和目标实现。湖南鼎玖成立于2016年，总部位于湖南省长沙市，是国家高新技术企业、中国环保产业协会污泥处理分会的理事单位。公司股东包括“一体化污泥连续干化碳化技术”的发明人以及国有上市企业。公司在有机固废热解方向申报发明专利40余项，已获授权23项，拥有国际PCT专利5项，软件著作权若干项。公司专注于污泥和固废资源化技术的研发与装备制造，业务涵盖工程设计、设备供应及运营服务，致力于成为全球污泥碳化技术未来发展的引领者。
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