1.污泥成分
  
  污泥中的干物质主要由有机物和无机物两部分组成。有机部分是活性污泥微生物的主要来源，除了外部和大量难以生化处理的有机物外，还有所减少。微生物由蛋白质，脂肪，碳水化合物等污水处理厂组成，污泥中有机碳和水的化合物占49.27％;脂肪10.29％，蛋白质占40.14％。
  
  2.有机水的溶解反应
  
  在某些条件下，碳水化合物，脂肪和蛋白质可以被水解：
  
  碳水化合物，水和单糖
  
  脂肪，水，甘油和高级脂肪酸;
  
  蛋白质，水和氨基;
  
  碱性条件下的氯化化合物可以被水解，例如：
  
  CH 3 CH 2 Cl H 2 O→CH 3 CH 2 OH HCl
  
  此外，研究表明，除了有机物的溶解，当加热到一定温度时，物质的无机部分也会溶解在水溶液中。
  
  3.污泥碳化过程
  
  A.反应过程的描述
  
  污泥物质主要以微生物的形式存在，微生物细胞壁和细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。污泥被加热，当达到适当的温度时，细胞壁和细胞膜组成的脂质和蛋白质水解，细胞开始破裂，细胞内的有机物扩散到细胞外，水从细胞中流出。这时，80％的污泥含水量开始变成液体，污泥进入泥浆。
  
  从细胞内扩散到水中的有机物不溶于水，只是一部分溶解，溶解的部分有机物发生水解反应，如脂肪水解成甘油和脂肪酸;碳水化合物水解成小分子多糖和单糖;蛋白质水解成多肽，氨基酸。由于水解反应和溶解有机物质量下降，原来不溶解的有机物可以再溶解一部分。反应时间越长，固体部分越少。
  
  B.碳化后污泥的质量会发生变化
  
  由于有机物溶解，水解，微生物细胞结构被破坏，污泥颗粒变小，结合水，毛细水条件不再存在，污泥粘度变小，污泥流量增加。蛋白质，碳水化合物由大分子化合物可变为小分子单体，分子量小。它还有助于减少系统的粘度。
  
  随着污泥特性的变化，常规脱水后的碳化物浆料，水分可以达到40％以下，在一般堆放条件下，污泥容易风干，污泥水率可进一步降低到10％~20％。
  
  C.减少有害气体的产生
  
  在高温和高压下，氨基酸也可能被降解，例如，蛋白质水解产生的氨基酸将继续反应产生挥发性脂肪酸，CO2，NH3。
  
  脂肪酸水解产生的脂肪酸和脂肪酸反应产生的脂肪酸的氨基酸反应：
  
  R-COOH→RH CO2
  
  由于上述反应的发生，经过处理后，污泥会产生少量气体，干物质的质量会变小。产生气体的反应通常以二氧化碳为主，占90％以上。
  
  D.消除有机氯化合物
  
  在强碱性环境中，污泥中所含的有机氯化物也可以被水解，氯元素以离子状态存在，可以与上清液一起排出，因此碳化物中的氯含量可以减少。
  
  E.碳化的热值
  
  因为只有一小部分有机物质溶解在原料污泥干物质中。发生水解反应并且CO 2不会带走能量。有机物是^大的保留。碳化物的反应具有高热值。
  
  碳化后，污泥可直接燃烧而不添加任何辅助燃料，焚烧过程中氯离子的减少不会产生二恶英，不会对大气造成污染。
  
  4.温度和压力对污泥碳化的影响
  
  水中有机物质的溶解度一般随温度升高而增加。因此，温度越高，细胞裂解的颗粒污泥中的水溶性越大。细胞受到更大的伤害。例如170℃加热30分钟，细胞结构就会受损，污泥颗粒由原来较大的细胞变成较小的细胞; 190℃加热30分钟，颗粒污泥会变小。