梁嘉晋，李炳，温磊，李若泓，李晓岩,,*

a Shenzhen Engineering Research Laboratory for Sludge and Food Waste Treatment and Resource Recovery, Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen 518055, China

b Guangdong Provincial Engineering Research Center for Urban Water Recycling and Environmental Safety, Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen 518055, China

c Shenzhen Environmental Science and New Energy Laboratory, Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute, Tsinghua University, Shenzhen 518055, China

d Environmental Engineering Research Centre, Department of Civil Engineering, The University of Hong Kong, Hong Kong 999077, China

1. 引言

市政污泥是污水处理过程中的副产物，当采用活性污泥法处理市政污水时，污泥的产率系数接近0.5 [1-3]。市政污水主要采用活性污泥法处理，污水中30%～50%的有机物、30%～45%的氮（N）和80%以上的磷（P）最终被迁移转化到剩余污泥中[4]。市政污泥由于产量大、易腐化变质、环境风险大和处置成本高，已经成为一个重大的社会环境问题。特别是对于大城市而言，市政污泥的处理压力尤为突出[5-6]。现阶段，市政污泥的处理方法主要包括填埋、焚烧、厌氧消化和土地利用[7]。市政污泥的处理成本超过污水处理总成本的50% [8]。市政污泥脱水性能差以及缺乏高效的高附加值资源化开发技术是污泥处理面临的两大核心挑战[9-11]。典型的市政污泥含有丰富的有机营养物质，包括蛋白质（约40%）、多糖（约14%）和脂类（10%～25%）[12]。然而，现有的市政污泥处理技术还很难将污泥中大量的有机物和营养物质转化为高附加值产品。因此，开发新型高效和可持续的市政污泥精炼策略是破解污泥处理难题的根本出路。

近年来，热水解作为一种有效的污泥处理技术得到了广泛的应用，该技术可以实现污泥的快速减量和大幅改善污泥的脱水性能[13]。污泥热水解技术虽然具有提高脱水性能、促进有机物溶解释放以及同步实现生物灭菌等诸多优点，但如何进一步提高污泥热水解效率和热水解产品的再利用效益仍是污泥资源化研究的重点。现阶段，科研工作者开发了多种调控手段来提高市政污泥的热水解效率，包括优化操作条件（如温度、停留时间和固体含量）和添加化学助剂等[14,15]。……