由于城市地区持续扩张,污水处理量呈爆炸式增长,相伴产生的污泥也亟需有效的处置技术进行消化。相比于污泥填埋、堆肥、焚烧等常规处置方式,污泥热解技术具有显著优势,一方面能够实现污泥减容,另一方面能够获得可以资源化利用的副产物炭、油、气。流化床反应器具有连续进料、效率高、易推广等特点,便于工业化应用。基于此,本文围绕污泥热解技术进行了TG-FTIR、Py-GC/MS、流化床污泥热解、污泥基活化炭苯酚吸附等实验,提出了交互循环式双流化床污泥热解制炭系统工艺,为交互循环式双流化床污泥热解制炭系统工程应用提供了前期的基础研究。TG-FTIR结果表明,污泥挥发分主要在203-634℃的温度区间析出,该阶段可由四级反应机理函数描述,活化能和频率因子分别为52.09k J/mol、259.60s-1,在该阶段挥发分有机物组分析出,如CO2、CO、-OH、C=C、C=O等分子或官能团形成的特征峰可以被检测到。Py-GC/MS结果表明,随着温度升高,污泥热解气相产物中含氧、氮类化合物逐渐分解,气相产物逐渐芳香化。基于TG和Py实验结果以及流化床工业应用时常用烟气作为流化风的特点,在不同温度（400～700℃）和不同N2/O2/CO2/H2O模拟烟气组分氛围的工况下进行了流化床污泥热解实验,探究了热解三相产物特性。升温或提高O2浓度,产物更易由固液相向气相转移,热解油中有机物分子轻质化程度提高,羧基分解而芳香类物质增多,生物炭中灰分含量增大,挥发分减少,表面芳香化程度提高,孔隙结构变得更为丰富。模拟烟气气氛中低浓度的O2/CO2/H2O对于热解的影响表现为O2最强,H2O次之,CO2最弱。O2和H2O浓度提高均能够造成固液相产率降低、气相产率增大,而CO2不明显。CO2不利于生物炭表面芳香化,但在丰富生物炭孔隙结构方面的作用与O2相当。O2和CO2相互混合时表现出协同作用,而H2O在和O2或CO2混合时,增大了O2在热解过程中发挥的作用,抑制了CO2在热解过程中扮演的作用。热解所得生物炭具有应用于热解油废水或工业废水吸附的前景。本文使用污泥流化床热解制得的炭作为原料,KOH为活化剂,EDTA-2Na为改性剂,进行高温活化获得了污泥基活化炭,探究了其对苯酚的吸附规律。结果表明,污泥基活化炭吸附苯酚的饱和吸附容量超过100mg/g,吸附过程比较符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,以单层吸附和化学吸附为主,吸附过程放热且具有自发性,在中性或弱酸性条件下吸附效果较佳。最后,提出了60t/d污泥（干化后污泥,含水率约在12%左右）处理量的交互循环式双流化床污泥热解制炭系统及其工艺流程。基于污泥流化床热解实验数据和原料元素工业分析的预测模型对系统进行了热力计算,明确了系统的物质转化和能量分配路径。对60t/d交互循环式双流化床污泥热解制炭系统工程应用进行了初步设计,探讨了污泥原料水分、灰分、挥发分改变对于系统质量能量平衡的影响以及系统工艺的烟气余热利用情况,同时探讨了利用模拟烟气作为热解反应器流化风的系统工艺优化设计。