梁莎，华中科技大学环境科学与工程学院副教授，博士生导师。主要从事固废资源化制备环境功能材料及有价元素回收的研究。主持国家自然科学基金面上项目和青年基金项目各1项，独立承担国家重点研发计划项目子课题1项，作为骨干参与国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目、湖北省自然科学基金重点类项目（创新群体）等国家级/省部级项目及多项企业横向合作项目。以第一/通讯作者在Water Research、Resources Conservation and Recycling、Science of the Total Environment等环境领域期刊发表SCI论文28篇（ESI高被引论文2篇），总计SCI他引1400余次，H-index 18；授权国家发明专利14项（含美国专利1项）；获湖北省科技进步一等奖1项（2015年，排名第十）和二等奖1项（2021年，排名第四）。

      随着我国城镇化水平持续提升，市政污泥的年产量已经超过7000万t。市政污泥中除了有机组分和营养元素外，还含有致病菌、重金属等污染物，存在潜在的环境风险。随着污泥产量逐年增长，污泥处理处置“无废城市”建设面临的突出难题。近年来，随着污泥热转化技术的研究和发展不断深入，其在污泥处理和处置方面展现出较大的应用潜力。本文综述了典型污泥热化学转化技术的研究和示范应用进展，重点总结了污泥焚烧、热解、气化和水热处理等热化学转化技术的基本特点、影响参数、产物组成及热转化产物的资源化利用途径等方面的最新研究成果，同时，对污泥与其他有机固废协同处置的研究和应用进展进行了总结。此外，还对不同污泥热化学转化技术的碳排放强度和水平以及其核算方法进行了总结分析。在此基础上，对污泥热化学转化技术未来的研究方向提出了展望，以期为选择及优化污泥的处理和处置方法提供参考。

      随着我国城镇化水平的不断推进和城市人口的持续增加，城市污水处理量仍保持稳定增长，市政污泥的产量也逐年攀升。我国市政污泥年产量2017年超过5000万t（80%含水率），2021年则达到7114t。市政污泥中含有大量的有机污染物、重金属和致病微生物等有毒有害物质 ，若处置不当极易造成二次污染，严重威胁生态环境和人体健康。

      目前，常见的市政污泥处理处置方式包括卫生填埋、焚烧处置、厌氧消化、土地利用和作为建筑材料利用等。根据污泥的含水率、污染物水平以及社会经济等因素，世界各国对污泥处理处置采用了不尽相同的技术手段。例如，美国的污泥处置方式主要为土地利用（直接利用或堆肥后），日本大部分污泥经焚烧处理后用于生产再生建筑材料，欧洲等发达国家和地区则主要以土地利用（直接利用或堆肥后）和焚烧处置为主。而我国的污泥处置方式逐渐由以填埋和土地利用为主向焚烧转变。2021年《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中也明确要求推广污泥集中焚烧无害化处理。

      基于Web of Science中的Science Citation Index Expanded数据库，分别以市政污泥（sewage sludge or municipal sludge or sludge or biosolid）和处理处置（treatment or disposal）或建筑材料（building material）或土地利用（land application）或填埋（landfill）或厌氧消化（anaerobic digestion）或焚烧（incineration）或热解（pyrolysis）或气化（gasification）或水热处理（hydrothermal treatment）作为主题检索词，并限定论文类型为论文、综述论文、会议论文和Early Access，对2013—2022年之间该库收录的相关文献进行了计量分析，共检索到33231篇文献。结果表明近年来污泥处理处置的研究在世界范围内的关注热度居高不下。在检索所得的33231篇论文中，发文数量排名前五位的国家分别是中国（12319篇）、美国（3107篇）、西班牙（1922篇）、印度（1905篇）和巴西（1508篇）。此外，污泥热化学转化技术（焚烧、热解、气化和水热处理）近十年来逐渐被重视，其相关文章的占比从2013年的26.99%逐渐上升到2017年的35.90%，再到2022年的47.11%。因此，本文主要综述典型污泥热化学转化方法、特性、碳排放以及未来发展前景，以期为城市污泥的处理处置方法选择及优化提供参考。

图1 不同污泥热化学转化技术流程及产物

图2 污泥焚烧灰分磷回收技术示意图[16]

图3 污泥基热解生物炭的应用示意图[6]

图4 污泥水热处理时P的主要转化机制^[42]