本文针对低阶煤、锯木屑、城市污泥等劣质资源的特性,采用热解/共热解等方法对其进行提质,并对其协同资源化利用进行研究,创新了低阶煤与生物质固体废物的协同资源化利用的技术新路线。本研究的主要内容包括以下几个方面:在氮气气氛下对低阶煤、低阶煤与锯木屑混合物进行热解/共热解提质,采用工业分析仪、元素分析仪、傅里叶红外光谱分析法等现代分析技术,探讨热解条件对其热解焦的产率、质量参数、结构特征的影响。结果表明:热解条件(温度、时间)是影响热解焦的组成、结构及性质的主要影响因素,并呈现规律性变化。对于同一热解原料,随着热解温度的升高、热解时间的延长,其热解焦的产率、挥发分、氢含量均呈现下降趋势,而灰分、C/H比、芳构化程度均呈现升高趋势。将陕西煤在600℃的环境温度下热解(氮气气氛)1.5 h得到陕西半焦用于污泥调质与重力浓缩脱水中,探讨半焦粒径分布、添加量对污泥重力浓缩脱水效果的影响。结果表明:当半焦的粒径分布为0~425μm,半焦添加量为2.5 g/100g污泥时,污泥重力浓缩脱水的效果最佳。此时,污泥在重力浓缩过程中,前20 min的平均沉降速率从调质前的2.49 mL/min提高至3.48 m L/min。当污泥重力浓缩30 min时,浓缩污泥上清液的浊度、CODCr、SS分别从调质前的836 NTU、258.2 mg/L、630.1 mg/L降至14.8 NTU、38.2 mg/L、18.6 mg/L,均达到国家污水综合排放二级标准。浓缩污泥的含水率从调质前的91.74%降至83.71%,而浓缩污泥的发热量从调质前的8.041 MJ/kg提高至18.295 MJ/kg,为污泥的能源化利用奠定基础。半焦对污泥调质与重力浓缩脱水的机理主要表现在半焦对污泥中微细颗粒的吸附作用以及半焦对污泥疏水性能的改善作用。通过TG-DTG分析可知,经半焦调质后污泥的着火点Ti、峰值温度Tm以及活化能E分别从调质前的181.2℃、256.9℃、19.08 kJ/mol提高至474.0℃、548.0℃、88.36kJ/mol,且原污泥DTG曲线中的两个明显的峰也因半焦的掺入而发生重合,从而使其避免了原污泥单独燃烧可能出现的熄火等严重的工业事故的可能性。将浓缩污泥与株洲烟煤以1:5(干基)的比例混配后得到的混配物的燃烧性能与株洲烟煤的燃烧性能极其接近。故,若选用合适的煤与浓缩污泥以合适的比例直接混配制污泥煤浆,其燃烧性能与单种煤单独制备的水煤浆几乎一致,将大大降低水煤浆的制浆成本,为污泥的资源化利用途径开辟了新的思路。采用成浆实验法分别对焦沫、污泥与焦沫混合物、锯木屑与云南煤共热解焦进行成浆实验,探讨添加剂、粒度级配、成浆原料的组成等因素对其成浆性能的影响。结果表明:实验室自主研发的复合添加剂DCSA最有益于提升焦沫、污泥与焦沫混合物的成浆性能。就焦沫单独成浆而言,随着焦沫中≤75μm的颗粒占浆体中总焦沫的质量比的增大,水焦浆的成浆浓度逐渐降低,成浆浓度和流变特性逐渐增强。当焦沫中≤75μm的颗粒占焦沫总质量的75%时,添加1%的DCSA可制备性能优良的水焦浆。此时,水焦浆的定粘浓度可达到70.63%,水焦浆的呈现良好的假塑性特性和流变性能,且其稳定性良好,可保持7天不产生软沉淀。就污泥与焦沫混合物共成浆而言,污泥掺入量对污泥与焦混合物的成浆性能有显著影响,污泥掺入量(x)与污泥焦浆的定黏浓度(φ)呈良好的线性相关关系:φ=69.656-2.5885x,R2=0.98013。随x的增加,污泥焦浆的定黏浓度逐渐降低,假塑性特性逐渐增强。将锯木屑、云南煤分别在500℃下热解1.5 h,所得到的生物焦、半焦的成浆浓度分别由热解前的29.21%、54.63%提高至38.57%、60.19%。在相同制浆条件下,锯木屑与云南煤共热解焦的成浆性能明显优于锯木屑、云南褐煤分别单独热解再混合的焦(生物焦与半焦的混合物,简称混合焦)的成浆性能。共热解焦浆和混合焦浆均从总体上表现为假塑性特性,但当热解原料中锯木屑含量w≥50%时,共热解焦浆的流变特性与生物焦浆类似,在剪切速率较低的条件下,具有明显的剪切变稠特性,表现出较强的胀塑性。共热解焦的成浆性能优于混合焦的原因在于锯木屑和云南煤在共热解过程中的协同作用整体增强了共热解生物焦的芳构化程度。