污泥是污水處理過程中產生的固體廢棄物，含有有機物、重金屬、病原體等復雜成分，若處理不當易造成二次污染。隨著城市化進程加速和環保要求提高，污泥高效資源化處理技術成為研究熱點。污泥碳化技術作為一種新型熱化學轉化技術，通過高溫絕氧條件將污泥轉化為生物炭、氣體和液體產物，具有減量化、穩定化、無害化和資源化的優勢，近年來受到廣泛關注。污泥碳化是在絕氧或無氧環境中，通過加熱（200–800℃）使污泥中的有機物發生熱解、縮聚和碳化反應，生成以碳為主的固態產物（生物炭）、釋放可燃氣（油）。按照碳化溫度進行技術分類，可分為低溫碳化（200–400℃），能耗低，產物保留較多有機質，但處理周期長；中溫碳化（400–600℃），反應速率快，碳化效率高，產物穩定性強；高溫碳化（600–800℃），有機物的深度分解，減量化效果顯著?，但技術復雜度高，設備投資大、能耗高。- 研究重點為污泥焚燒和填埋，碳化技術處于實驗室探索階段。
- 日本率先開展污泥熱解研究，驗證碳化產物在農業領域的潛力。
- 歐洲國家（如德國、瑞典）推動中試項目，優化反應器設計。
- 研究聚焦于能量平衡、重金屬固化及產物應用場景拓展。
- 中國、韓國等新興經濟體加速布局污泥碳化設施，結合“雙碳”目標推動技術落地。
- 集成化設備（如連續式碳化爐）和智能化控制技術逐步成熟。
（1）2008年之前（萌芽期）：有少許關于污泥碳化方面的研究。（2）2009–2015年（發展期）：院校及企業開始有一定數量的技術研究，該階段亦有部分工程化應用及國家科技課題。（3）2016–2020年（高速增長期）：隨著在國內項目應用案例的增多，結合碳減排、鄰避效應等問題，該階段的研究及公開報道呈現高速增長趨勢。在初期階段，由于缺乏技術發展的頂層設計和明確的社會政策、行業技術政策的導向，技術發展較為緩慢。在《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》中明確支持污泥碳化技術后迎來了快速發展，國內公司通過技術引進和自主研發兩種模式，逐漸形成了各自的污泥碳化技術。減量化：污泥在高溫環境的碳化過程中，水分被蒸干、有機質被裂解，1噸污泥碳化后大約產生0.1噸污泥生物炭，減量化程度可達90%左右。穩定化：污泥在高溫絕氧環境下碳化，污泥中的微生物活性被徹底消除。同時污泥中易降解的蛋白質、脂肪等有機成分轉化為穩定、不易腐敗的芳香化碳結構，即污泥生物炭。使污泥達到徹底穩定化，減少環境二次污染風險。無害化：碳化過程中的高溫和無氧環境使污泥中的病原體、蟲卵和有機污染物熱分解為小分子可燃氣和污泥生物炭，同時污泥中的重金屬被鈍化固化而使其失去活性。資源化：碳化過程中形成的唯一固體產物為生物炭，因其含有一定熱值和疏松多孔的結構特性，可用作土壤改良劑、吸附劑、環保燃料、營養土等原材料，完全實現資源化應用。日本：大阪市平野污水處理廠采用低溫碳化技術，日處理污泥150噸(80%含水率)，生物炭用于園林綠化。德國：KOPF AG公司在德國曼海姆市污水處理廠建設了德國首個污泥熱解碳化示范工程，項目處理規模為100噸/天（80%含水率），采用“污泥厭氧消化-脫水-干化-熱解碳化”處理工藝，其中產生的熱解氣進入二燃室燃燒提供熱解干化所需要的能量。武漢：2009年，武漢湯遜湖污泥碳化項目建成投產，是全國首條污泥碳化示范生產線，項目采用日本巴工業株式會社技術，屬日系碳化工藝技術引進應用。長沙：2018年，長沙經開區城北污水處理廠污泥深度處理項目建成，項目由湖南鼎玖能源環境科技股份有限公司投資，采用其自主研發的一體化污泥連續干化碳化技術，現項目處理規模為120噸/天（80%含水率），屬國產技術應用。
一體化污泥連續干化碳化機
七、展望
污泥碳化作為一項替代污泥焚燒的熱化學處理方式，在污泥能源利用、資源回收、污染物控制、溫室氣體減排等方面表現出明顯的優勢，是實現污泥資源化與低碳處理的重要路徑，其規模化應用需攻克成本、標準及市場認可度等瓶頸。未來，隨著工藝革新與政策支持力度加大，該技術有望在市政、工業污泥處理領域占據更大份額，助力循環經濟發展與碳中和目標實現。湖南鼎玖成立于2016年，總部位于湖南省長沙市，是國家高新技術企業、中國環保產業協會污泥處理分會的理事單位。公司股東包括“一體化污泥連續干化碳化技術”的發明人以及國有上市企業。公司在有機固廢熱解方向申報發明專利40余項，已獲授權23項，擁有國際PCT專利5項，軟件著作權若干項。公司專注于污泥和固廢資源化技術的研發與裝備制造，業務涵蓋工程設計、設備供應及運營服務，致力于成為全球污泥碳化技術未來發展的引領者。
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