污泥的资源化份方法
污泥怎样资源化 资源化的污泥能做什么
污泥怎样资源化资源化的污泥能做什么若将污泥用于农用，则具有运行费用低、能耗低及投资少等优点，而污泥当中的有机部分，可向土壤当中的改进剂成分开展转化，所以，此种利用途径则被当作一种最具发展潜力的处置方法。
对于污泥相应利用而言，其不仅可用于农田，而且还可用于严重扰动的土地修复、育苗基质、市政绿化、林地、菜地、草地及农田等领域，相关研究结果显示，采用污泥堆肥及污泥，对诸如蔬菜、棉花、小麦及玉米等作物开展栽种，采用污泥栽种的植株，无论是品质、产量及生长状况相比于不施肥，均显著好于后者，其在具体的肥力方面则相当于优质农家肥及施用化肥。
此外，施用污泥还可对土壤具体的物理性质给予显著改善，如对于团粒具体的保水能力及水稳定性具有提升作用，对于团粒形成具有促进作用。
此外，还可对土壤相应化学性质给予显著改善，比方对土壤在有机质、钾及磷等含量方面可明显提升。
而在城市园林绿化当中，通过对污泥堆肥或污泥予以运用，可提升绿化的总体效果，而其相比于那些施化肥等，则具有更加突出的效果。
无论是开花量、树高还是灌木的花期等，均可到达增大效果。
2.2污泥的建材利用2.2.1污泥制取水泥质材料对于污泥而言，其往往具有含有较多的灰分，特别是采用混凝法对废水当中的污泥实施处理当中，其中含有非常多的Fe及AI 等成分，其还是可用于建筑材料的相应添加剂。
此外，由于此中具有较高的成本，且其安全性不明，因此，其仅在少数几个国家有所运用。
2.2.2污泥制陶粒对于轻质陶粒而言，其通常情况下，可当做花卉覆盖材料或者是混凝土骨料及路基。
针对污泥制轻质陶粒方法而言,其依据使用原料方面的差异，可划分为两种，其一便为厌氧发酵污泥在具体的焚烧灰完成造粒之后所形成的烧结。
此种方法现以发展成熟。
而采用焚烧灰制轻质陶粒，则需对焚烧炉单独开展建设，而在污泥当中所存在的有机成分，则未能得到较为有效的运用，而伴随近些年来的开发，研发出了自脱水污泥当中完成制陶粒的相应新技术。
污泥的来源详解及其成份分类
污泥的来源详解及其成份分类污泥(sludge) 是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。
由于各类污泥的性质变化较大，分类是非常必要的，其处理和处置也是不尽相同的。
根据其来源，可以划分为：1.市政污泥(civil sludge，也叫排水水泥sewage sludge,)，主要指来自污水厂的污泥，这是数量最大的一类污泥。
此外，自来水厂的污泥也来自市政设施，可以归入这一类。
2.管网污泥，来自排水收集系统的污泥。
3.河湖淤泥，来自江河、湖泊的淤泥。
4.工业污泥，来自各种工业生产所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。
在非特指环境下，污泥一般指市政排水污泥。
在工业废水和生活污水的处理过程中,会产生大量的固体悬浮物质,即使经过污泥浓缩及消化处理，含水率仍高达96%，体积很大，难以消纳处置，必须经过脱水处理，提高泥饼的含固率，以减少污泥堆置的占地面积。
这些物质统称为污泥.污泥即可以是废水中早已存在的,也可以是废水处理过程中形成的.前者如各种自然沉淀中截留的悬浮物质,后者如生物处理和化学处理过程中,由原来的溶解性物质和胶体物质转化而成的悬浮物质.1、生活污水厂二沉池排出的剩余活性污泥污泥分类：属亲水性、维系粒度有机污泥，可压缩性能差，脱水性能差。
2、自来水厂沉淀池或浓缩池排出的物化污泥污泥分类：属中细粒度有机与无机混合污泥，可压缩性能和脱水性能一般。
3、工业废水处理产生的经浓缩池排出的物化和生化混合污泥，如造纸厂、印染厂、水洗布厂、石油化工厂、有机化工厂、肉联厂及啤酒厂等等：污泥分类：属中细粒度混合污泥，含纤维的脱水性能较好，其余可压缩性能和脱水性一般。
4、工业废水处理产生的经浓缩池排出的物理法和化学法产生的物化细粒度污泥，如电镀厂、线路板厂等等：污泥分类：属细粒度无机污泥，可压缩性能和脱水性能一般。
5、工业废水处理产生的物化沉淀中粒度污泥，如钢铁厂脱硫除尘污泥、制碱厂盐泥、铝厂赤泥、陶瓷厂污泥、彩管厂污泥、石灰中和沉淀污泥等：污泥分类：属中粒度疏水性无机污泥，可压缩性能和脱水性能较好。
污泥无害化处理和资源化利用实施方案
污泥无害化处理和资源化利用实施方案随着经济的发展，污水处理厂的建设越来越受到重视，而污泥的处理一直以来都是一个普遍存在的问题。
污泥具有较高的负荷，内含大量有用的资源，包括有机物质、有机肥料、有机矿物质等，而且其有毒有害物质的存在，会给我们的生活带来不利影响。
因此，如何将污泥处理及资源化利用成为了现今处理污水的重要问题之一，因此，污泥无害化处理和资源化利用实施方案的设计是迫在眉睫的任务。
一、污泥无害化处理1、类首先要做的是对污泥进行分类，根据污泥的性质，把它分成不同的类别；如常见的有沉淀污泥，浮渣污泥，污泥柱和细流污泥等。
2、量污泥减量是指减少污泥产生量，减少污泥负荷，这也是进行污泥处理过程中必须要考虑的。
它主要是通过减少污水、进行物理净化等处理措施来实现。
3、菌杀菌是指通过化学或物理方法对污泥中的细菌进行杀灭。
这种技术可以有效的抑制细菌的活性，降低污泥的毒性，从而保证污泥的无害化处理。
4、脱水脱水是指污泥中的水分排出，从而减少污泥的体积。
常见的脱水方法有旋风脱水法、滤池脱水法、压滤脱水法、盐湿脱水法等。
5、处理热处理是指在一定温度和时间条件下对污泥进行处理，可以减少污泥的污染物，提高污泥的安全性。
常见的热处理技术有热解法、热压法、热熔法等。
二、污泥资源化利用1、有机物质的资源化利用污泥中含有大量的有机物质，其中的有机质可以经过加工处理制成有机肥料，供农业使用。
2、矿物质的资源化利用污泥中还含有大量有用的矿物质，这些矿物质可以经过适当的处理被用于建筑材料、瓷砖、水泥、水泥混凝土等行业。
3、能源的资源化利用污泥中含有大量热量，可以经过发电厂转换成发电能源，在许多地区也可以利用污泥进行高级燃料柴油的生产。
4、废气的资源化利用污泥处理过程中会产生废气，这些废气中含有有机物质、温度、压力等，可以利用这些有机物质和温度，来生产热能和热水能，也可以利用其产生的压力来生产离心机、压缩机和各种气体。
以上就是污泥无害化处理和资源化利用实施方案的相关内容，减少污泥的污染物，实现污泥的资源化利用是迫在眉睫的重要任务，需要采取一系列技术措施来满足环境保护要求。
浅谈城市污泥的处理、处置与资源化利用
浅谈城市污泥的处理、处置与资源化利用浅谈城市污泥的处理、处置与资源化利用城市污泥是指市区生活污水处理过程中产生的含大量有机、无机杂质的固体废弃物。
随着城市化进程的加速发展，城市污泥的生成量不断增加，如何高效、环保地处理、处置和利用城市污泥成为一个日益重要的课题。
本文将从城市污泥的处理方法、处置途径以及资源化利用等角度进行探讨。
一、城市污泥的处理方法城市污泥处理方法主要包括物理处理、化学处理和生物处理三种方式。
1. 物理处理：物理处理主要是通过物理手段分离固体和液体，如压滤、离心脱水等。
这种方法操作简单，处理效果较好，但处理后的固体废弃物含水率较高。
2. 化学处理：化学处理主要是针对污泥中的有机物、重金属等进行化学反应，使其转化为无害或低危害的物质。
这种方法可以有效去除部分有害物质，但由于处理过程中需要使用化学试剂，会带来二次污染问题。
3. 生物处理：生物处理是目前最常用的城市污泥处理方法，主要通过微生物的作用，将污泥中的有机物转化为二氧化碳和水。
生物处理可分为厌氧处理和好氧处理两种方法，前者适用于高含水率的污泥处理，后者适用于低含水率的污泥处理。
二、城市污泥的处置途径城市污泥的处置途径主要包括垃圾填埋、焚烧和堆肥三种方式。
1. 垃圾填埋：垃圾填埋是将污泥与其他垃圾一起填埋到指定场地，通过压实和覆土层的覆盖将其封存。
这种方式处理成本相对低廉，但会占用大量土地资源，且容易引发地下水、大气和土壤的二次污染。
2. 焚烧：焚烧是将污泥进行高温燃烧，将其转化为二氧化碳和水，同时产生热能用于能源回收。
这种方式可以有效减少处理后的体积，但在燃烧过程中会产生大量废气，需要采取相应的净化措施。
3. 堆肥：堆肥是将污泥与有机废弃物一起进行堆肥处理，通过微生物的分解作用将其转化为有机肥料。
这种方式能够实现污泥的资源化利用，同时提高土壤的肥力，但堆肥过程需要严格控制温度和湿度，以防止有害物质的滋生。
三、城市污泥的资源化利用城市污泥的资源化利用是一种将废弃物转化为资源的环保模式，可以实现废物减量化和资源循环利用。
污泥处理处置及资源化主流方法
污泥处理处置及资源化主流方法污泥是城市污水处理过程中产生的一种固体废弃物，它含有大量有机物质、无机盐、有害物质和微生物，具有不稳定性、高含水率和难以处理的特点。
为了有效处理污泥并实现资源化利用，目前主要采用以下几种主流方法。
1.原污泥进一步处理：原污泥经过浓缩、稳定化处理，减少含水率和体积，提高处理效率和节约运输成本。
常用的方法有压滤、离心、压滤等。
此外，通过添加固化剂、消毒剂和添加剂等进行稳定化处理，有效消除污泥中的有害物质和臭味，减少环境污染。
2.热解技术：采用高温热解技术可以将污泥分解为油、气和固体残渣等可再利用的物质。
常见的热解技术有干燥热解、流化床热解和微波热解等。
热解过程中，可以收集燃料气体和油脂，用于能源生产和工业原料，同时产生的固体残渣可作为肥料或建筑材料。
3.生物处理技术：运用生物菌群，如厌氧菌、好氧菌和微生物等，对污泥进行分解和转化，将有机物质转变为可稳定利用的产物。
常见的生物处理技术有厌氧消化和好氧堆肥等。
厌氧消化将污泥在无氧环境下进行分解，产生甲烷气体用于能源生产，同时也可得到稳定的有机肥。
好氧堆肥则是在有氧环境下，通过控制温度、湿度和通气等条件，促进污泥中有机物质的分解和转化，生产稳定的有机肥。
4.燃烧技术：将污泥进一步干燥后，以高温（800-1000℃）进行燃烧，产生热能和灰渣。
燃烧过程中，可收集烟气中的有害物质，如重金属和二恶英等。
燃烧生成的热能可用于能源回收，灰渣则用作建筑材料或填埋场覆盖物。
5.肥料化利用：将污泥进行物理处理和消毒后，再添加适量的配方肥料进行混合，制成特殊肥料。
通过调控污泥中的氮、磷、钾等养分，使其成为一种营养丰富的肥料，用于农业生产，同时还可以减少化肥的使用。
综上所述，污泥处理处置及资源化的主流方法包括物理处理、热解技术、生物处理技术、燃烧技术和肥料化利用等。
这些方法可以有效地解决污泥处理的难题，并将污泥转化为可再利用的产物，实现资源化利用，达到减少环境污染和提高资源利用效率的目标。
污泥处置与资源化的方法
污泥是污水处理过程中生成的半固态/固态物质，含有多种有毒物质，如病原体、重金属和有机污染物，而且容易腐烂，如果不进行适当处理，可能会造成严重的污染风险[1]。
随着我国城镇污水处理规模日益提升，污泥产量也在相应增加。
我国的污泥具有三大特性：①重金属污染严重，工业废水是重金属的主要来源，也有部分重金属来源于生活污水，往往是通过肌肤、沉淀等形式滞留在污泥体内；②有机质含量高，污泥中含有的有机质丰富，这些有机质在持续分解的过程中产生了很多的病原体微生物；③含水率高，这是剩余污泥最主要的特征，据统计，目前我国含水率80%的污泥年产量已经超过6500t 。
长期以来“重水轻泥”的观念，使得人们认为污泥只是污水处理后的废弃物，导致污泥处理技术没有与污水处理技术同步提升[2]。
近年来，人们发现了污泥中含有许多可以二次利用的营养物质和能源物质，“泥水并重”的发展思想逐渐引起重视，污泥的资源化利用也开始被看作是新的研究方向。
1研究现状相较于发达国家，我国的污泥处理研究起步较晚，剩余污泥的处置技术还不够成熟，处置设施建设相对滞后[3]，已建成设施运行效果不理想，经济回报效益并不明显。
“水十条”的提出，既给剩余污泥处理指明了方向，也带来了新的挑战。
当前，剩余污泥的处理着重于减量化，在尽可能地减少污泥的含水率后，采用不同方法提取利用其中的资源物质，以期实现资源化利用。
对于不同地区、不同性质的剩余污泥，其减量化措施和资源化利用方向都是不同的，如含油污泥在浓缩脱水后要回收原油，以实现无害化、稳定化[4]；河道清淤底泥资源化利用前，需要对底泥重金属含量、营养盐和生态风险进行综合评价[5-9]；电镀污泥（电镀废水过程中产生的污泥）具有量多面广、含水率和重金属含量高等特性，需要在处理前系统地分析其理化性质[10]；含毒污泥需要分析毒性来源，选择合适的方法来降低毒性，常用的方法有冷冻/解冻、超声波处理、碱-热水解和臭氧化等方法[11]；而市政污泥相对没有高含油量和过多的重金属离子，处置过程相对简单，资源化利用方面更广，如提取粗蛋白等[12]。
工艺方法——污泥资源化技术
工艺方法——污泥资源化技术工艺简介一、城市污泥农用资源化（1）城市污泥堆肥化污泥堆肥化技术是从20世纪60年代迅速发展的一项新兴生物处理技术，其属于污泥土地利用的一种资源化技术，被认为是最有发展潜力的一种处置技术。
污泥堆肥化的主要机理是：污泥中不稳定的有机质在微生物发酵作用下，降解和转化为腐殖质，病原菌与虫卵被杀死，同时一定程度上消除恶臭。
污泥堆肥化的工艺流程一般为前处理——次发酵——二次发酵——后处理，其优点是投资少、能耗低、运行费用低，堆肥产品便于储存、运输和使用。
日本在20世纪90年代末已建35座污泥堆肥厂；目前英国、法国、瑞士、瑞典和荷兰等国家城市污泥的农用资源化达污泥总量的50%左右，卢森堡达80%以上。
污泥堆肥化技术虽然是目前最有发展潜力的一种处置技术，但是由于国内很多污水厂混入工业污水，污泥中含有潜在的污染物质造成污泥堆肥化技术受到限制。
目前国家农业部已通过严格把控污泥制品的肥料证的方式限制污泥制品进入食物链或生态系统，因此对污泥堆肥化产品的后续发展还有待于进一步研究。
（2）城市污泥消化制沼气污泥消化制沼气已有100多年的历史，20世纪80-90年代开始逐步实现规模化和工业化。
城市污泥含有大量有机物，经厌氧消化可分解成稳定物质，实现污泥减量化和无害化处置，同时产生以甲烷为主的沼气。
现代工业化污泥生产沼气是将污泥置于特定的反应器内，根据污泥不同成分，通过对反应器内厌氧环境的实时监控和调节，充分利用微生物参与有机物的逐级发酵降解，针对国内某些地区污泥有机质比例偏低，可考虑与餐余垃圾协同发酵，最终实现甲烷化。
反应后的残渣（仅剩原总量的40%）中仍存在大量丰富营养成分，可作为有机肥料或土壤改良剂用于农田、土壤的修复与改良等。
该技术资源化、无害化程度高。
二、城市污泥建材资源化（1）城市污泥制生态水泥我国建材行业是天然矿物和能源的高消耗行业，每年生产各种建筑材料需消耗50多种资源，给环境带来沉重负担。
污水处理厂污泥的处理方法
污水处理厂污泥的处理方法污水处理厂是为了处理城市和工业生活废水而建设的设施，其处理过程中会产生大量的污泥。
污泥是含有有机物质和无机物质的混合物，需要经过适当的处理方法进行处理，以减少对环境的污染和资源浪费。
一、污泥的分类根据污泥的性质和来源，可以将污泥分为以下几类：1. 活性污泥：活性污泥是指在好氧条件下，由微生物通过降解有机物质而形成的污泥。
它具有较高的有机物含量和生物活性。
2. 沉淀污泥：沉淀污泥是指在污水处理过程中，通过物理和化学方法使悬浮物沉淀而形成的污泥。
它主要由无机物质组成，含有一定的有机物。
3. 混合污泥：混合污泥是指活性污泥和沉淀污泥的混合物。
它既含有有机物质，又含有无机物质。
二、污泥处理方法1. 压滤脱水法：压滤脱水法是将污泥经过浓缩后，放入压滤机中进行脱水的方法。
通过压力作用，将污泥中的水分排出，使污泥达到一定的干固含水率。
2. 热风干燥法：热风干燥法是将污泥经过浓缩后，利用热风对污泥进行干燥的方法。
通过加热和蒸发，将污泥中的水分蒸发掉，使污泥达到一定的干固含水率。
3. 堆肥处理法：堆肥处理法是将污泥与其他有机废弃物混合，通过微生物的降解作用，将污泥转化为有机肥料的方法。
这种方法可以有效地减少污泥的体积和有机物质的含量。
4. 焚烧处理法：焚烧处理法是将污泥进行高温燃烧，将有机物质转化为无机物质和烟气的方法。
通过这种方法可以彻底降解污泥中的有机物质，并消除对环境的污染。
5. 土地利用法：土地利用法是将污泥用作土壤改良剂或填埋材料的方法。
通过将污泥与土壤混合，可以提高土壤的肥力和改善土壤结构。
三、污泥处理后的利用经过适当的处理方法，污泥可以得到有效利用，具体利用途径如下：1. 农田利用：将处理后的污泥用作农田的有机肥料，可以提高土壤的肥力和改善土壤结构，促进植物生长。
2. 建材利用：将处理后的污泥用作建筑材料的原料，可以制作砖块、砂浆等建筑材料，减少对天然资源的依赖。
3. 能源利用：将处理后的污泥用作生物质能源的原料，可以通过发酵和气化等过程转化为生物质能源，如沼气、生物柴油等。
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污泥的资源化份方法城镇污水处理厂污泥是有机废水在生化处理过程中产生的二次污染物，其成分复杂污染物种类繁多; 而又因其有机物含量较高，且含有较多的氮磷等营养元素，也被认为是一种不可多得资源[1]. 污泥的资源化一直以来都是国内外学者研究的焦点. 污泥资源化的技术手段主要有厌氧消化、生物燃料电池、焚烧、热解、超临界水氧化和湿式氧化等[2]. 水热液化技术本质上属于热解的一种，指在高温高压溶剂水存在的惰性气氛下将有机物质转变为液体燃料的过程. 该技术不受污泥高含水率的影响，液化所得的生物油热值高，且可从中提取苯、甲苯和二甲苯等高附加值的化学品[3].Lee等[4]在20世纪80年代率先将该技术应用于污泥的资源化研究. 目前为止，各国学者已对污泥液化操作条件进行了全面系统的研究[5, 6, 7, 8, 9, 10]，并探索了不同溶剂，不同催化剂以及不同生物质共液化对生物油产量的影响[11, 12, 13, 14, 15]. 也有学者研究了磷及重金属在液化过程中的迁移转化规律[16, 17]. 但是鲜见针对氮元素研究的报道. 污泥水热液化生物油中氮元素含量通常在3%~6%之间[7, 10, 12]，而原油的含氮量仅为0.05%~0.5%[18]. 高含氮量不仅降低了生物油的热值，而且在生物油燃烧过程中产生较多的氮氧化物，造成二次污染. 除此之外，高含氮量也限制了生物油的加工改质，易造成改质催化剂的中毒[19]. 因此，如何降低生物油中氮元素的含量是污泥水热液化技术发展过程中必须解决的问题.高温高压水热液化过程中，水不仅是一种有效的溶剂，而且对有机物的液化反应具有一定的催化作用[20]. 本研究主要探讨了不同操作条件下，污泥亚临界水热液化水相产物中氮元素的主要存在形态和变化规律，以期为明确氮元素在液化过程中的迁移转化规律以及后续降低生物质油中氮元素含量的研究提供数据与理论基础.1 材料与方法1.1 材料本研究所用原始污泥取自北京市某污水处理厂，为二沉池脱水污泥，污泥含水率约为81.5%，总有机质含量为60.5%，元素分析结果见表 1. 该污泥经105℃烘干24 h后，破碎，过100目筛，并于4℃条件下密封储藏，备用.表 1 污泥样品的性质 1)1.2 装置高温高压反应釜，有效容积1.8 L，最高操作温度450℃，最高操作压力为35 MPa，磁力搅拌桨转速为0~1 000 r ·min-1，其示意图见图 1.1.反应釜体;2.磁力搅拌装置;3.冷却水管;4.取样口;5.排气口;6.进气口;7.电热偶; 8.显示器及控制装置; 9.电炉图 1 水热液化试验所用装置示意1.3 操作流程为模拟原始污泥含水率，试验每次取120 g污泥粉，加480 mL去离子水，事先搅拌混匀后加入反应釜内. 向反应釜内通入N2气检验装置气密性并排除釜内空气，但并不向反应系统提供初始压力. 设置反应温度，加热，并开启磁力搅拌装置. 待温度到达设定温度后开始计时，保持一定的停留时间，该时间即是污泥液化的反应时间. 反应结束待釜温降到室温后分别用400 mL清水及500 mL CH2Cl2对反应釜内壁、冷却水管及磁力搅拌桨进行清洗，最后进行产物的萃取及分离. 具体操作流程见图 2. 本试验共设置了5个反应温度，即240、260、 280、 300、 320℃，每个温度点下的反应停留时间分别为：0、 20、 40、 60、 80 min.图 2 污泥水热液化操作流程1.4 分析方法污泥含水率及有机质含量采用标准CJ/T 221-2005中规定的方法测定，污泥元素含量采用元素分析仪测定. 液化所得水相产物中ρ(TN)用过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定; ρ(NO-2-N)用N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定; ρ( NH4+-N)用水杨酸-次氯酸盐光度法测定. ρ(NO3--N)用离子选择性电极法进行测定[21]. 水相产物中的ρ(Org-N)采用差量法计算，等于总氮浓度减去无机氮浓度. 2 结果与讨论 2.1 水相产物总量的变化情况按图 2所示流程，在不同操作条件下得到的水相产物总量见表 2.由于所有试验初始用水量均为480 mL，清洗用水量为400 mL，因此导致水相产物总质量变化的原因主要有化学反应和相关误差等. 其中，液化反应包括一系列的复杂反应，如水解反应，裂解反应，聚合反应以及异构化反应等[22]. 不同反应条件下，反应产生的水量(或消耗的水量)以及产生的水溶性物质的种类与质量都会有所不同. 然而，从表 3可知，相同温度不同反应时间以及相同时间不同反应温度的水相产物产量的标准偏差(σ)并不大. 因此，在下文的讨论中以水相产物中各类含氮物质的质量浓度为标准，讨论氮元素在液化过程中的变化规律.表 2 不同操作条件下所得水相产物的总量表 3 不同操作条件下水相产物总产量变化的标准偏差2.2 水相产物中总氮的变化情况水中总氮(TN)通常包括有机氮(Org-N)及无机氮，无机氮又包括氨氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)和亚硝态氮(NO-2-N). 试验测得了不同液化操作条件下，水相产物中总氮的变化情况，如图 3所示. 相同反应时间下，随着反应温度的升高，水相产物中ρ(TN)不断降低. 当反应停留时间为60 min时，240℃液化所得水相产物中ρ(TN)从3 806.12 mg ·L-1，降到了320℃时的3 417.59 mg ·L-1.图 3 水相产物中ρ(TN)的变化情况污泥中的有机物质主要是微生物的残体，污泥中氮的存在形态主要是蛋白质氮，其次是吡啶氮[23]. 蛋白质在高温高压水中首先水解为氨基酸，随后氨基酸进一步分解为乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸以及氨基乙醇和氨等含氮类物质[24]. 另外，蛋白质和氨基酸的水解反应是一个吸热过程，随着反应温度的升高，水解程度及水解速率不断加强. 因此，水相产物中ρ(TN)随温度升高而降低可能是因为随着反应温度的升高，蛋白质和氨基酸分解程度较强，蛋白质中的氮主要以氨气(NH3)的形式从水中逸出.从图 3中也不难看出，相同反应温度下，随着反映停留时间的延长，水相产物中ρ(TN)不断增加. 以反应温度为280℃为例，当反应时间由0 min延长至80 min时，水相产物中ρ(TN)由3 126.85 mg ·L-1增加到了3 662.04 mg ·L-1. 除了蛋白质水解为氨基酸外，这也可能是因为吡啶衍生物随着反应时间的延长不断水解生成吡啶及易溶于水的小分子吡啶衍生物. 另外，污泥中的糖类等物质也发生水解反应，随着反应时间的延长，糖类水解以及氨基酸水解的产物会发生Maillard反应，生成可能溶于水的含氮杂环化合物[25]. 需要明确的是，由于蛋白质氮是污泥中氮元素的主要存在形态，因此蛋白质的水解及氨基酸的进一步转化是水相产物中总氮随时间延长而增加的主要原因.2.3 水相产物中氨氮的变化情况考虑到吡啶氧化开环的稳定性较强[26]，认为污泥水热液化水相产物中氨氮主要是通过氨基酸的脱氨基作用产生，而氨基酸则来自于蛋白质的水解. 相关研究表明，由于蛋白质中的肽键比较稳定，其在温度低于230℃的水中水解缓慢[27,28]. 这也就说明了当反应时间小于20 min时，为什么图 4中会出现水相产物中ρ(NH4+-N)随反应温度的升高而增加的现象. 不过当温度≥280℃，反应时间≥40 min时，ρ(NH4+-N)并没有随温度的变化而呈现出明显的规律. 随着反应时间的延长，ρ(NH4+-N)没有显著的变化，这说明相关反应近似达到了平衡.图 4 水相产物中ρ(NH4+-N)的变化情况值得注意的是，当反应温度为240℃时，ρ(NH4+-N)并没有发生明显变化. 在0~80 min 的反应时间内，ρ(NH4+-N)仅在2 266.45~2 285.36 mg ·L-1之间波动. 结合图 3中反应温度为240℃时，ρ(TN)随反应时间延长而不断增大的现象可知，该温度下氨基酸的脱氨基反应速率小于蛋白质的水解速率. 这也验证了Rogalinski等[24]的相关研究，即当温度小于250℃时，氨基酸的分解速率小于蛋白质的水解速率.2.4 水相产物中亚硝态氮及硝态氮的变化情况N-(1-萘基)-乙二胺光度法是实验室中常用的测定水中亚硝态氮的方法，其检测下限为0.003 mg ·L-1. 然而，本试验水相产物中的亚硝态氮的浓度低于检出限. 相同的现象也见于微藻的水热液化研究中，Alba等[29]发现链带藻(Desmodesmussp)在300℃的水中反应5 min后，水相中亚硝态氮的浓度低于检出限. 考虑到NO-2不稳定，具有一定的还原性，本试验中ρ( NO-2-N)低于检出限的原因可能是在污泥烘干预处理过程中将其中可能存在的少量NO-2-N氧化为了NO3--N.水相产物中ρ(NO3--N)随液化条件变化而变化的情况如图 5所示. ρ(NO3--N)在35~65 mg ·L-1之间变化，远远小于ρ(TN)和ρ(NH4+-N)，说明硝态氮对污泥液化过程中氮元素的迁移转化规律影响不大. 然而，从图 5中可以看到，所有反应温度下，ρ(NO3--N)在反应时间从60 min延长到80 min时都有一个明显减小的过程. 反应温度为240℃时，ρ(NO3--N)从60 min的55.51 mg ·L-1降到了80 min的39.29 mg ·L-1. 除此之外，温度≥280℃的情况下，ρ(NO3--N)降低的拐点发生在20 min，早于240℃及260℃的60 min. 这可能是由于在这段反应时间内，硝酸盐类物质从水中析出并吸附到固相产物中的原因，并且温度越高这种现象发生的越早. 因为当水接近临界状态或处在超临界状态时，水的介电常数不断减小，盐类物质的溶解度降低，并有可能从水中析出并吸附于其他载体上[30].图 5 水相产物中ρ(NO3--N)的变化情况2.5 水相产物中有机氮的变化情况水相产物中有机氮(Org-N)的浓度是由总氮浓度减去无机氮浓度计算所得. 由于ρ(NO-2-N)低于检出限，并且ρ(NO3--N)较小，因此计算所得的ρ(Org-N)主要由ρ(TN)及ρ(NH4+-N)决定.从图 6可以看出，在相同反应时间下，水相产物中ρ(Org-N)随温度升高而降低; 在相同反应温度下，ρ(Org-N)随反应时间延长而增加. 与2.2与2.3节中的相关解释类似，随着反应温度的升高，水中氨基酸的分解速率高于蛋白质的水解速率，氮以NH4+-N的形式逐渐增加，因此随温度升高，ρ(Org-N)不断减少. 另外，随着反应时间的延长，吡啶衍生物逐渐水解生成吡啶及溶于水的吡啶衍生物，从而使ρ(Org-N)不断增加. 此外，2.2节中提到的Maillard反应[25]也可使液相产物中ρ(Org-N)增加.图 6 水相产物中ρ(Org-N)的变化情况2.6 各类含氮物质所占百分比的变化情况不同液化条件下各类含氮物质浓度占ρ(TN)的百分比(质量分数)变化情况可由图 7反映. 尽管ρ(TN)以及各种形态的氮浓度随反应温度及反应时间的变化而变化，但从图 7可以看出，NH4+-N在各种操作条件下都是水相产物中氮的主要存在形态，其浓度占ρ(TN)的54.6%~90.7%. 其次是Org-N，其浓度占ρ(TN)的7.4%~44.5%. 因此，在后续降低生物油中氮元素含量的研究中应着重研究水相产物中NH4+-N及Org-N的作用.图中(a)~(e)分别指反应时间为0、 20、 40、 60、 80 min 的情况相同反应时间下，NH4+-N所占百分比均随反应温度升高而增加，Org-N所占百分比则随温度升高而减小. 这是因为随着温度的升高ρ( NH4+-N)增加而ρ(Org-N)减小. 结合图4及图 6可知，随反应时间的延长，ρ(NH4+-N)和ρ(Org-N)整体都呈增加的趋势，其中ρ(NH4+-N)的增加主要发生在前40 min. 但从图 7中还可以看出，相同反应温度下，随着反应时间的延长，NH4+-N所占百分比减少，而Org-N所占百分比增加. 这说明相同反应温度下，在研究的时间范围内，NH4+-N生成的平均反应速率小于Org-N的平均生成速率.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。