生物质炭化技术及其在农林废弃物资源化利用中的应用
农业废弃物制备生物炭方法及应用现状
农业废弃物制备生物炭方法及应用现状尤心雨1李正昊1姜华1*傅留义2（1齐鲁工业大学（山东省科学院），山东济南250353；2山东爱福地生物科技有限公司，山东济宁272000）摘要农业废弃物是指在农产品生产、再生产过程中，由于资源的投入和产出的差异，导致资源利用中物质和能源的流失。
农业废弃物产量日益增多，如果得不到合理利用，会对环境造成污染。
利用农业废弃物制备生物炭是一种有效的资源化利用方式，已成为国内外研究热点。
本文介绍了生物炭的概念和性质，总结了农业废弃物制备生物炭的4种方法（干热解炭化法、水热炭化法、气化热解法、微波热解法）及其优缺点，并对生物炭在土壤改良、环境修复和气候变化中的应用进行了分析，以期为生物炭在农业领域的应用开发提供依据。
关键词农业废弃物；生物炭；制备方法；应用现状中图分类号X712文献标识码A文章编号1007-5739（2024）03-0107-07DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2024.03.025开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Preparation Methods and Application Status of Biochar from Agricultural WasteYOU Xinyu1LI Zhenghao1JIANG Hua1*FU Liuyi2(1Qilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences),Jinan Shandong250353;2Shandong Aifudi Biological Co.,Ltd.,Jining Shandong272000)Abstract Agricultural waste refers to the loss of material and energy in resource utilization due to differences in resource input and output during the production and reproduction of agricultural products.The production of agricultural waste is increasing day by day,and if not properly utilized,it will cause pollution to the environment.The preparation of biochar from agricultural waste is an effective way of resource utilization and has become a hot research topic both at home and abroad.This paper introduced the concept and properties of biochar,summarized four preparation methods of biochar from agricultural waste(dry thermal decomposition carbonization method,hydrothermal carbonization method, gasification pyrolysis method,microwave pyrolysis method)and their advantages and disadvantages,and analyzed the application of biochar in soil improvement,environmental remediation,and climate change,in order to provide a basis for the application and development of biochar in the agricultural field.Keywords agricultural waste;biochar;preparation method;application status农业不仅关系到人民日常生活，也关系到国民经济发展和物资建设。
园林绿化废弃物生物质炭化与应用技术
园林绿化废弃物生物质炭化与应用技术摘要：随着随着社会的发展，园林绿化废弃物的数量也逐渐增加，处理方式稍有不当，就会造成资源浪费，引起大气、水体和土壤污染，破坏城市生态环境。
因此，合理利用园林绿化废弃物生产园艺基质、土壤改良剂、有机覆盖物等技术成为风景园林、园艺等学科的研究热点。
本文阐述了园林绿化废弃物的技术和应用。
关键词：园林绿化；废弃物；生物炭；治理污染引言随着我国城市化进程不断加快，园林绿化也得到了快速发展。
园林绿化废弃物也大量产生，逐渐成为了继城市生活垃圾第2大城市固体废弃物。
针对此情况，必须将城市绿地土壤生态功能维护和园林废弃物的循环利用有机结合，进而提高城市绿地土壤质量，而且对城市环境压力的减轻也具有重要意义。
1生物炭的性质特征早在19世纪，生活在亚马逊河流域的人们就发现了一种特殊的“黑土壤（TerraPreta）”，并开始在农业上使用，当地人将其称为“印第安人黑土”。
这种土壤含有丰富的生物炭及其他有机物质，具有很强的恢复土壤生产力的能力。
亚马逊黑土的发现，揭开了人们对生物质炭研究的序幕。
到目前为止，生物炭还没有十分确切的定义，但从广义上可以认为其是黑炭的一种，通常是指生物低温热解炭化后的固体产物，其核心是生物废弃物在低温（＜700℃）和无氧或微氧条件下，热解转化后形成的一种有机碳含量高、吸附能力强、多孔性和多用途的功能化环保材料。
Lehmann等（2009）将生物炭特指为改良土壤性状而人为施入的炭化有机物。
生物炭制备原料来源广泛，就园林绿化废弃物而言，用树叶、树枝和草坪剪落物制备生物炭均有研究报道。
对生物炭化学成分分析发现，它们主要由芳香烃和单质碳或具有石墨结构的碳组成，除了含有C、H、O、N等元素外，还含有P、S、K、Ca、Mg等植物营养元素，其中C的含量最高，能达到38%～76%。
生物炭可溶性极低，具有高度羧酸酯化和芳香化结构，拥有较大的孔隙度和比表面积。
这些基本性质使其具备了吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力强的特性，可广泛应用于农林业、工业、能源、环境等领域。
生物炭制备及其在环境保护中的应用
生物炭制备及其在环境保护中的应用生物炭是一种新兴的生态环保材料，它以各种生物质、城市厨余垃圾、林业和农业残留物、锯末等为原料，经过炭化和煅烧制成的一种黑色多孔碳质固体。
随着环保行业的不断发展，生物炭在环境保护领域中的应用也越来越广泛。
一、生物炭的制备技术1. 炭化法炭化是将生物质材料加热至600-900℃的温度下，并在没有氧气的环境下进行的一种加热过程。
在这个过程中，有机物质分解为气体和液体，留下固体炭。
炭化法生产的生物炭具有高比表面积和孔隙度，对环境有较好的净化作用。
2. 气化法气化法是将生物质材料在高温和高压下，通过蒸汽和空气的反应，将其转化为一种类似天然气的气体，在这个过程中，固体炭通过类似于炭化的过程，生成一种多孔的生物炭。
气化法制备的生物炭可用于石化、化工、冶金等行业，也可以用于制备生物质能源。
3. 煅烧法煅烧法是将生物炭在高温和高压下进行煅烧，可获得具有高比表面积和活性成分的生物炭材料。
煅烧法生产的生物炭可用于制备活性炭、生物炭复合材料等。
二、生物炭在环境保护中的应用1. 水污染治理生物炭具有高比表面积和孔隙度，能够吸附水中的重金属离子、有机物等污染物，使之净化。
同时，生物炭也可以促进污水中的微生物活性，加速有机物的降解和废水处理速度。
2. 土壤修复随着农业和工业的发展，农业用地和工业用地经常受到污染，土壤中含有大量有害物质。
生物炭可以加速土壤中的微生物活性，增加土壤中微生物的数量，从而加快土壤中的有机物降解和重金属的迁移，降低土壤污染物的浓度。
3. 空气污染治理燃煤和机动车尾气是空气污染的主要来源，而生物炭能够吸附空气中的有害物质，净化空气，保护人们的身体健康。
4. 市政建设生物炭可以用来制备水净化材料、路面养护材料等市政材料。
它具有多孔结构和优异的吸附性能，对于路表的排放污染物具有很好的去除效果。
5. 农业用途生物炭可以用于改善土壤结构和性质，增强土壤和植物间相互作用，增强作物的耐旱、耐酸、耐碱和抗逆能力，提高农田生产力和经济效益。
废物资源化制备生物质炭及其环保应用研究进展
废物资源化制备生物质炭及其环保应用研究进展摘要：随着现阶段工业化进程稳步向前，世界正大力开展城市化建设过程，但是在这个阶段也造成了越来越严重的环境污染问题，同时工业化发展也占据了更多的资源和产生了更多的废物，给目前农业生产带来了一些困难，在这种情况下就需要进行一些废物资源化利用用来制备生物制炭以及环保应用。
关键词：生物质炭；环境治理；资源再利用一、前言在生物制炭领域，很多日常领域当中的废弃物都是相关的原材料。
它还被用在提高土壤炭固含量以及温室气体排放控制等方面。
并且生物制炭本身的性能优秀，依靠它本身较大的表面积，它很容易降解，而且有着较好的吸附性。
与此同时，在很多领域像水源和大气污染方面，农业和土壤治理方面，以及可再生能源方面，生物质炭都起到了很大的作用。
生物制炭对于水污染和大气污染的治理，以及土壤治理上都有很优秀的效果。
本文通过其他文献的相关经验，归纳总结出在农业生产方面和环保领域生物制炭的相关重大发展前景。
二、生物质炭的基本现状（一）生物质炭的制备材料首先生物制炭的材料来源广阔，绝大部分的废弃物都可以成为它的制作原料，并且它的制作成本低，制作工艺简单，利用率高。
含有碳元素的有机物质，在理论上都可以作为它的原材料。
从实际情况来看，含碳量比较高的固体废弃物，比如我们常见的牛粪结构而和废弃的木材等等都是常见的原材料，它们不仅成本低廉获取范围广阔，而且把这些废弃物进行回收利用也可以给环境污染减小压力，有助于促进碳循环，是良好的废物资源化途径。
植物类的废弃物含碳量也相当丰富，它们也有很多种，比如说秸秆和树枝等等。
在现阶段想要处理掉这些废弃物最长采用的方法，就是将它们燃烧处理掉，但是这种方法不仅没有办法将它们回收利用，浪费了它们的再生价值，而且燃烧产生的废气很容易进入到大气当中，造成环境污染。
对于这种情况，如果能够把这些废弃物都用来生产生物制炭，又能够很好地利用它们而且有利于保护环境。
（二）生物质炭的性状生物炭是碳含量非常丰富的特殊木炭，是从低温环境下，将一些废弃农作物通过高温裂解制备而来的。
农林废弃物的生物质原料资源化高效利用关键技术及产品开发
农林废弃物的生物质原料资源化高效利用关键技术及产品开发大家好，今天我们来聊聊一个非常有趣的话题：如何将农林废弃物变成宝贝。
这个话题听起来有点儿高大上，但是其实它关系到我们的生活环境和经济发展。
那么，农林废弃物到底有哪些宝贝呢？我们又该如何利用它们呢？接下来，就让我带大家一起揭开这个谜底吧！我们要了解农林废弃物的来源。
这些废弃物主要包括果皮、枝桠、秸秆、菌渣等。
这些看似毫无价值的废弃物，其实蕴含着丰富的生物质资源。
那么，这些生物质资源究竟有什么用处呢？1. 生物质能源生物质能源是一种可再生、清洁、低碳的能源。
通过将农林废弃物进行发酵、热解等处理，可以将其转化为生物柴油、生物乙醇等燃料。
这样一来，我们就可以减少对化石能源的依赖，降低温室气体排放，保护地球家园。
2. 有机肥料农林废弃物中的有机物质经过发酵、腐熟等过程，可以转化为优质有机肥料。
这种肥料不仅能够提高土壤肥力，还能够改善土壤结构，促进植物生长。
这样一来，我们就可以实现农业绿色发展，保障粮食安全。
3. 生物基材料农林废弃物中的纤维素、木质素等成分可以通过化学或物理方法提取出来，制成生物基材料。
这些材料具有轻质、高强度、可降解等特点，可以用于制造包装材料、纸张、纺织品等。
这样一来，我们就可以实现资源循环利用，减少对非可再生资源的消耗。
4. 生物基化学品农林废弃物中的有机物质还可以经过化学反应，制成生物基化学品。
这些化学品具有环保、低毒、低副作用等特点，可以用于制造医药、农药、染料等。
这样一来，我们就可以实现产业升级，提高产品附加值。
那么，如何才能高效地利用这些生物质资源呢？这就需要我们掌握一些关键技术了。
下面，我就为大家介绍几个关键领域。
1. 发酵技术发酵技术是将农林废弃物转化为生物质能源、有机肥料等的重要手段。
通过合理设计发酵工艺，可以实现高效转化，提高产物品质。
目前，国内外已经研发出了许多高效、环保的发酵设备和技术，如厌氧消化器、流化床发酵炉等。
生物炭的制备及其农业应用
生物炭的制备及其农业应用生物炭是一种以生物质为原料制成的炭化产物，经过高温隔绝空气下热解而成的纯碳固体物质。
生物炭有着很多种用途，其中最为重要的是它在农业领域的应用。
本文将探讨生物炭的制备及其在农业领域的应用。
一、生物炭的制备生物炭的制备过程可以分为炭化和活化两个步骤。
炭化是将生物质放入高温环境中，使其在没有氧气的情况下逐渐转化为炭。
活化则是通过特殊的处理方式，使得生物炭表面具有更多的微孔和介孔，从而提高其吸附性能和生物活性。
1. 炭化炭化的过程中，需要将生物质破碎成小块，以便更好地进行炭化。
炭化的温度一般在250℃至800℃之间，不同的炭化温度会影响到生物炭的物化性质和吸附性能。
炭化过程中需要掌握好炭化温度、时间、炭化物质等参数。
炭化后的产物称为粗炭，具有黑色、坚硬、有光泽、不能燃烧等特点。
2. 活化活化是提高生物炭吸附性能和生物活性很重要的步骤。
活化分为热活化和化学活化两种方式。
热活化是将粗炭放入高温的炉子中加热，制备出具有多孔结构和高比表面积的生物炭，这种生物炭具有较好的吸附性和催化性能。
化学活化则是在生物炭表面涂覆一层化学物质，使得生物炭表面生成一些孔洞和功能性基团，从而提高了其吸附能力和生物活性。
二、生物炭的农业应用1. 土壤改良剂由于生物炭孔隙结构丰富，能够提高土壤孔隙度、降低土壤密度，有效改善盐碱土、酸性土的土壤性质；而且生物炭中含有的有机质能够增加土壤中微生物数量，提高土壤肥力，促进植物生长。
因此，生物炭可以作为一种土壤改良剂广泛应用于农业、园林等领域。
2. 溶解肥料添加剂生物炭通过吸附作用能够在一定程度上调节土壤肥料释放，延缓肥料释放速度，使得植物能够长期吸收养分，延长了肥料的使用寿命。
同时，生物炭自身也含有大量的微量元素和植物生长所需的各种养分，可以作为一种溶解肥料的添加剂，提高肥料的利用效率。
3. 水质改善剂生物炭具有吸附有害物质、氧化还原反应等性质，可以将水中的有害物质和异味物质吸附或分解，从而净化水质。
废物资源化制备生物质炭及其环保应用研究进展
毕业论文中文摘要现如今，环境污染问题十分的严峻，并且，农业生产也存在很大的困难，面对这些问题，资源化利用以及新型生物质炭的研究显得十分重要。
很多研究表明，资源化制备生物质炭已经越来越受重视。
据有关调查和研究发觉：秸秆、果壳、蓝藻以及牛粪等人们眼中的废物都是制备生物质炭的原材料。
生物质炭化后与木炭相似，具有耐降解，可提高土壤碳库容量，减少温室气体排放的效果。
同时生物质炭具有很大的表面积，因此持水性、吸附性均较强。
而且生物质炭的制备方法也有很多。
生物质炭在很多领域都有着显著的作用，比如水处理、大气污染治理、土壤污染治理以及修复等等；同时，生物质炭在农业上也有很大的存在价值，而且生物质炭也成为一种新型的可再生能源进入工业世界。
关键词：生物质炭、环境治理、资源再利用。
毕业论文外文摘要Title:Progress of research on the application of biomass carbon and its environment protection by waste resource recycling.AbstractNo waday s, th e pro ble m of en vironm en tal p oll ution i s ve r y seriou s.At th e sam e tim e,the re i s a l o t of diff i cul tie s o n agri cu ltu ral pro du cti on. Re sou rce u tili zati on an d re se arch o f n ew bio m ass carb on are ve ryi mpo rtan t to sol ve the se pro ble m s.M an y stu die s h ave in di cate d th at th e prep arati on o f bio m ass carbon h as drawn mo re and m ore atte ntion. Acco rdin g to th e rel ate d i n ve sti gatio n an d stu dy: S traw, hu sk, cyanobacteri a and co w dun g are th e raw m ate ri al to p re p are bio m ass carbo n. The bi om ass ch ar i s si mil ar wi th the ch arco al re si st tode gradati on, can imp ro ve the so il carbon poo l capaci ty an d re du ce th e e ffe ct of gre enho use gas e mi ssion s. At the same ti me, th e biom ass carbo n h as a l arge su rface are a, so the wate r adso rptio n abil i ty i s stro ng. Th e re are m an y m e tho ds f o r th e p re p arati on o f bio m ass carbo n.. Bio m ass carbo n h as a signi fi can t ro l e in m an y fi el ds , su ch as wate r tre atme nt, ai r poll u tion, soil pol lu tio n con tro l an d re storation, an d so on; at th e sam e ti me, biom ass carb on i n agri cul ture al so ve ry value to exi st and i t h as be com e a ne w and ren ewabl e e ne rgy in th e i ndu strial wo rl d.Keywo rds bi omass ch arcoal, envi ron men tal go ve rn ance, re so urce re cyclin g.目录前言 0第一章环境污染现状及其治理技术 01.1目前国内外环境污染现状 01.2环境污染治理技术及设备 (2)1.2.1大气污染治理技术 (2)1.2.2水污染治理技术 (2)1.2.3土壤污染治理技术 (3)1.3本论文研究内容及意义 (3)第二章生物质炭的基本现状 (4)2.1生物质炭的制备材料 (4)2.2生物质炭的性状 (5)2.3生物质炭的制备及表征方法 (6)2.4生物质炭的制备及表征试验 (7)2.4.1试验仪器与试剂 (7)2.4.2试验方法 (8)2.4.3试验结果与商议 (8)第三章生物质炭的应用 (9)3.1生物质炭在环保方面的应用 (9)3.1.1生物质炭在水处理方面的应用 (9)3.1.2生物质炭在土壤污染治理方面的应用 (10)3.1.3生物质炭在大气污染治理方面的应用 (11)3.1.4生物质炭在农业上的应用 (12)3.2生物质炭在新能源领域的应用 (12)3.3所制备生物质炭废水处理试验 (13)3.3.1试验仪器与试剂 (13)3.3.2试验方法 (14)3.3.3试验结果与商议 (14)第四章结论.................................................................................. 错误!未定义书签。
园林绿化废弃物生物质炭化与应用技术研究进展
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科 技论ห้องสมุดไป่ตู้坛
园林绿化废弃物生物 质炭化 与应用 技术研 究进 展
刘艳真
（ 宇华装饰集 团有限公 司， 浙江 东阳 ３ ２ ２ １ ０ ０ ）
摘 要： 在 当前城 市大力开展 园林绿化建设的今天 ， 我 国的城市生态环境得到 了很大的改善 。 但与此 同时又 出现 了 一种新的生 态环 境 问题 ， 这就是在 园林绿化过程 中多产生的诸 多枯枝落叶等废 弃物 的处置问题 。一般都是通过 焚烧或掩埋等手段来处理这些 园林绿化 废弃物 ， 这样 的处理手段不但效率较低 ， 且极 易造成空气污染， 不利于实现低碳环保 的可持 续发展 。因此研 究园林绿化废弃物的 处理 方 法成 为了当前 生态环保工作开展 中的重要课题。现本文主要研 究探讨 了生物质炭化的应用技 术 问题 ， 并指 出其在 园林绿化废弃物 处置 方面所表现 出的优越性 。
生物环境学术研究的重点问题， 生物质炭化技术的应用在提高生物资 株穴内放置 １ ｋ ｇ 炭粉 ， 以后逐年与对照地作树木生长量 的对 比， 最初
源利用率， 减少环境污染 ， 固碳减排以及改良生物土壤环境等方面有着 几年没有明显区别 ，渐渐长势差距明显 ，至第 ８ 年施炭杉松平均树高 重要的意义。主要研究 了生物质炭 ８ ｍ， 较对照树整整高出 ２ ｍ。为草坪施加炭粉 ， 可早发 ２ ～３ 周， 草绿色 中的应用 。 园林绿化建设是我国城市现代化建设中的—项重要内容 ， 并 浓， 扎根深， 绿色期延长大约 １ 个月左右。在高尔夫球场加生物炭垫层， 且在城市建设中所 占的比重越来越大 ，园林绿化建设成果好坏也越来 除具有上述作用以外 ， 可以对所投入 的杀虫剂、 杀菌剂起到缓释及防止 越受到人们的关注。但却很少有 ＾ 关注园林绿化建设中所产生废弃物 雨后形成径流污染等作用。 花木在移栽过程中， 使用生物炭与有机肥的 的处理问题 。事实上 ， 这些废弃物若不能以恰当的方式进行处理 ， 也会 充分混合做底肥或在配制营养土时掺入 ５ ％ ２ ０ ％ 的生物碳 ，能够增 对城市环境质量造成很大影响。 为此 ， 研究低碳节约的高效废弃物处理 加有机肥的可吸收 陛， 促进愈伤组织的生长， 提高花木移栽的成活率。 方式也是城市园林绿化建设 中的重要内容。 育苗移栽发根多 、 生长快 、 成活率高。对容易产生伤流的花木 ， 如葡萄 、 １ 生物炭概述及其在园林绿化建设中的应用 无花果等， 在修剪或换盆后 ， 可用新鲜生物炭涂抹在伤１ ５ １ 处， 控制伤流 ， 据现有的历史资料记载，最早发现生物炭并利用生物炭进行农业 促进伤 口愈合。 生产是亚马逊河流域的印第安人 ， 当时人们称生物炭为“ 黑土壤” ， 在这 除此之外， 生物炭施用还会弓 ｌ 起土壤容重降低 ， 孔隙度增加 ， 生物炭 种黑土壤的土壤环境中进行农作物栽种 ， 能够极大的提高农作物产量 ， 的多孔结构、持水能力以及留存的矿物元素使其成为土壤微生物 的良 这是因为在黑土壤中存在着大量的生物炭和其他有机物质 ，这些物质 好栖息环境 ， 为土壤有益微生物特别是菌根真菌提供保护。 例如生物炭 为农作物的生长提供了丰富的营养 ， 因而能够提高农作物生产产量 。 这 基肥料经常用于园林植物苗 圃来达到改良土壤 ，保护接种菌根真菌的 是关于生物炭的最早研究 。到在今天 ， 生物炭 的基本概念还没有确定 ， 目的。目前 ， 在国外专业绿化中已经广泛采用生物炭对名胜古迹 、 公园 普遍认为生物炭就是黑炭的一种形式，是生物在经过低温碳化等处理 等的 古树名木进行复壮。 方式后所形成的固体产物。 其核心是生物废弃物在低温（ ＜ ７ ０ ｏ ℃１ 和无氧 ４生物炭对污染环境的治理作用 或微氧条件下 ， 热解转化后形成的一种有机碳含量高 、 吸附能力强 、 多 许多研究表明， 生物炭是一种低成本 的高效吸附剂 ， 非常适合 于污 孔性和多用途的功能化环保材料。 染环境治理。 在污染土壤治理中， 将不同温度下热解的松木条生物炭用 在园林绿化的建设过程中，园林工作人员经常会对树木花草进行 于修复重金属 Ｐ ｈ 和ｃ ｄ污染土壤， 结果表明， 生物炭加入具有钝化土壤 修剪整理 ， 以保证园林的艺术效果。 这就不可避免的会形成ｉ － ＇ Ｊ ！ ｔ 的园林 重金属， 降低其生物有效 陛的作用。 生物炭可有效抑制园林绿化废弃物 绿化废弃物。 例如树叶、 树枝 、 草坪剪落物等。 而这些废弃的生物都富含 堆腐过程 中恶臭气体的释放 ， 同时也可改善微生物的生长代谢环境， 提 较多的有机物质 ， 主要包括芳香烃以及各种结构形式 的单质碳。昕含化 高园林绿化废弃物堆腐产 品的腐熟质量 。松树枝生成 的生物质炭可以 学成分除了碳 、 氢、 氧、 氮等基本有机元素２ ３ｔ － ， 还包含一些其他的微量 有效去除污染水体中的萘、 硝基苯以及间二硝基苯等环境污染物。 香樟 元素 ， 诸多磷 、 硫、 钾、 钙、 镁等等。若能够利用一定的工艺技术将这些富 树枝制成的生物炭可以有效去除恶臭气体中的硫化氢。用白木制备的 含活性炭的生物物质进行炭化 ，不但可以有效解决园林绿化废弃物的 生物炭对 Ｈ ２ ｓ 恶臭气体的脱除进行了研究 ，发现这种生物炭 Ｈ ’ ｓ的脱 处置问题 ， 也能够利用生物炭的强大吸附能力和抗氧化 、 抗分解能力 ， 除效果比普通的纯涪ｆ 生 炭好。 桉树废木屑为原料 ， 过２ ｍ ｍ筛 ， 于５ ０ ０ ￣ Ｃ 来实现废物利用 ， 提高生物资源的利用效率。 下炭化 １ ｈ后 ， 以生物炭作为吸附剂 ， 通过静态实验 ， 生物炭对水体中 ２园林绿化废弃物生物质炭化技术 铵氨的吸附特性， 最大吸附量为 １ ． ２ ４ ｍｇ ／ ｋ ｇ 。 总之 ， 生物炭 的低成本 、 多 目前在对园林绿化废弃物进行生物质炭化的过程中，所采用的炭 孔性、环境高稳定Ｉ 生和巨大的比表面积以及富合的活 陛基团等使得生 化技术主要有批式制备和连续制备两种形式。批式制备一般是在地窖 物炭对环境污染物具有强烈吸附作用 。 实际上 ， 生物炭是活 陛炭的前驱 或砖窑中进行 ， 具有设备简单易操作 ， 炭化成本低廉等诸多优点 ， 但其 体 ， 而活 ｆ 生 炭已被证实是一种优良的载体材料 ， 相比而言 ， 生物炭未经 生物炭化产率相对较低 ， 仅有 １ ０ ％～ ３ ％ 。而连续制备则是在回转窑或 活化过程 ， ０ 避免了对环境二次污染的风险， 其制备成本也大大 降低。总 螺杆式裂解仪中进行， 具有设备复杂， 成本较高等诸多特点 。但其生物 之， 生物炭技术的应用环境污染现状的治理有着极大的应用意义 ， 是未 炭产率相对较高， 可达 ２ ５ ％～ ４ ０ ％， 且对生物质的原料要求较为低， 适用 来环境污染治理的重要途径与措施。 范围较广 ， 并且所得产物更加清洁环保。 最重要的是其可以实现连续生 结束 语 产， 可以很好的满足大量的园林绿化废弃物的炭化需求。因而连续制备 总之 ， 在当前的园林绿化建设中， 要想达到较好的绿化建设效果， 真 的生物质炭化技术更具有应用前景。 正实现生态城市建设，除了要做好园林绿化的规划设计与施工管理以 ３园林绿化 中生物炭 的应 用 外， 还要对其所产生的废弃物进行合理的处置。 而利用生物质炭化技术 应用生物炭的最初 目的是为了将空气 中更多的碳转入地下 ，从而 将这些废弃物做出生物炭 ， 不但能够实现清洁无污染的废物处置效果 ， 降低空气中二氧化碳的浓度 ， 达到温室气体排放标准 ， 减缓地球变暖 ， 而目 也能够形成新的资源 ， 增大了园林绿化建设的整体效益。 但在试验时同时发现生物炭在改 良土壤 、促进植物生长方面具有 明显 参考文献 的促进作用。研究表明， 生物炭能够提高土壤有机碳含量 ， 改善土壤保 【 １ 】 滕明君 ， 周志翔 ， 岳辉等． 低碳园林的生态途径田冲 国园林， ２ ０ １ ２ ． 水、 保肥陛能， 减少养分损失 ， 是良好 的土壤改 良剂。在促进植物生长方 ［ ２ ］ 郝利峰 ， 孙 向阳， 李雪珂等． 不同外源添加物对园林绿化废弃物腐熟过 面， 土壤添加生物炭后 ， Ｃ Ｅ Ｃ会增加 ， 植物生长所需的 Ｋ 、 Ｍ�
废弃生物质材料炭化制备炭燃料的经济效益研究
废弃生物质材料炭化制备炭燃料的经济效益研究近年来，全球对于开发绿色能源的需求日益增加，而生物质能作为一种可再生能源，具有很大的发展潜力。
废弃生物质材料炭化制备炭燃料成为一种具有巨大经济效益和环境效益的绿色能源开发途径。
本文将深入研究废弃生物质材料炭化制备炭燃料的经济效益。
首先，废弃生物质材料炭化制备炭燃料具有较低的成本。
相比于传统的燃煤、燃油等能源，生物质炭燃料的生产成本相对较低。
废弃生物质材料作为原料，通常是农业废弃物、工业固体废弃物等，这些废弃物处理的成本较低，甚至有时可以通过与农田进行合理利用，降低处理成本。
此外，生物质炭燃料的生产过程相对简单，只需要进行炭化处理即可，不需要复杂的化学处理过程，减少了生产成本。
其次，废弃生物质材料炭化制备炭燃料对环境的影响较小。
生物质炭燃料的燃烧过程中产生的减排量相对较低，能够有效减少大气污染物的排放。
同时，由于生物质炭燃料的燃烧过程相对燃煤、燃油等传统能源更加清洁，减少了细颗粒物和二氧化碳等有害物质的排放，对于环境的污染程度较低。
此外，生物质炭燃料的生产过程中，也能够有效地处理和利用废弃生物质材料，减少了废弃物的处置难题，对环境的积极影响是显而易见的。
第三，废弃生物质材料炭化制备炭燃料能为农村社区带来经济效益。
废弃生物质材料炭化制备炭燃料的生产可以为农村社区提供就业机会。
在一些贫困地区，农民可以通过收集农业废弃物并参与炭化制备炭燃料的生产过程，从而增加收入来源，改善生活条件。
与此同时，生产出的炭燃料也可以用于农村家庭的烧煤、做饭等需求，降低了能源成本，提高了生活质量。
因此，废弃生物质材料炭化制备炭燃料的经济效益同时也反映在了农村社区的发展和农民的收入提高上。
第四，废弃生物质材料炭化制备炭燃料有利于推动农村能源产业升级。
废弃生物质材料炭化制备炭燃料是一种典型的清洁能源，其应用可以推动农村能源结构的转型升级。
传统的农村能源主要依赖柴火、煤炭等传统能源，燃煤和露天焚烧等方式会造成环境污染和能源浪费。
农业废弃物生物质炭在土壤有机污染治理中的应用-PPT汇报
研究表明原材料中木质素含量升高，会导致生物炭材料中的芳香 炭含量和C/N比增加，同时降低生物炭的矿化程度。
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03 生物炭 的制备
Low temp
Surface area
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02 引言
土壤有机污染现状
土壤有机污染种类
土壤有机污染来源
土壤有机污染危害
农药（有机磷农药、有机氯农药、 除草剂等）；PAHs；PCBs；TPHs； 其他有机污染（二噁英、磺胺类抗 生素等）
| 严 谨 Rigorous| | 勤 奋 Diligent| | 求 实 Realistic| | 创 新 Innovative|
03 生物炭 的制备
a
2 目前对于球状炭结构的形成有两种不同模型可以解释
水
• 一种认为其由包含醚、醌和吡喃酮等稳定的含氧官能团疏
热 炭 化 法
水性的核和包含大量酚-OH、-COOH、C=O等含氧官能团的
Low
1
生物炭的吸附性能与其表
面的元素组成密切相关，
Aromaticity
Low
Acidity
High
Nutrient availability
High
热
热解温度的改变会导致生
Aliphatic compounds High
解
物炭表面元素组成和吸附
法
Hydrophobicity
Low
有机污染物的机制发生变
生物质能源在农业废弃物处理和资源循环利用中的应用
生物质能源在农业废弃物处理和资源循环利用中的应用生物质能源是指利用植物、农作物、农业废弃物等有机物质进行能源转化和利用的一种可再生能源形式。
在当前全球气候变化和能源危机的背景下，生物质能源被广泛应用于农业废弃物处理和资源循环利用。
本文将探讨生物质能源在这两方面的应用。
一、农业废弃物处理中的应用农业废弃物包括农作物秸秆、畜禽粪便、果皮等，其处理方式既有污染环境的危害，又存在浪费资源的问题。
而生物质能源技术为农业废弃物处理提供了可行的解决方案。
1. 生物质能源发电利用农业废弃物作为生物质燃料，通过燃烧或气化发电，能够有效转化有机废弃物为电能。
这不仅减少了对传统化石能源的依赖，还解决了农业废弃物处理的问题。
例如，秸秆发电项目能够大规模收集和利用废弃的秸秆资源，将其转化为电能，为当地农业和居民提供可靠的能源供应。
2. 生物质能源燃料将农业废弃物转化为生物质能源燃料，如生物质颗粒、生物乙醇等，可广泛应用于农业、农村和城市能源供应。
例如，利用农作物秸秆生产生物质颗粒燃料，可以替代传统的煤炭、石油等化石燃料，减少环境污染。
3. 发酵废弃物利用农业废弃物中含有丰富的有机物质，可用于发酵产生沼气等生物质能源。
沼气可在农村地区作为燃料供给使用，同时还能产生有机肥料，促进农业发展。
二、资源循环利用中的应用生物质能源不仅在农业废弃物处理中发挥重要作用，还广泛应用于资源循环利用，实现循环经济的目标。
1. 农田有机肥料将农业废弃物进行复合堆肥处理，可以获得高质量的有机肥料。
这种有机肥料可以提高土壤的肥力，减少化肥使用，促进农作物的生长，并最终回归到农田中，实现资源的循环利用。
2. 生物质能源与农业生产协同发展生物质能源产业与农业生产可以相互结合，形成良性循环。
例如，农业废弃物作为生物质能源原料，在发电过程中产生的余热可以用于温室农业、农作物烘干等，提供能源和温室条件，促进农产品的生产和品质提高。
总结生物质能源在农业废弃物处理和资源循环利用中发挥着重要作用。
生物炭的主要改性方法及其在污染物去除方面的应用
生物炭的主要改性方法及其在污染物去除方面的应用1. 引言1.1 生物炭的概念生物炭是一种经过热解或氧化能力较低的碳材料，并且具有一定的孔隙结构。
生物炭通常来源于生物质资源，如木材、秸秆、果壳等，通过高温热解或炭化而得。
与传统的活性炭相比，生物炭具有较高的比表面积和孔隙度，因此在吸附、储存气体、改良土壤等方面表现出色。
生物炭还被广泛应用于环境修复、气候调节等领域，被认为是一种具有潜力的绿色材料。
为了进一步发挥生物炭的性能和应用价值，科研者们不断探索生物炭的改性方法，以期提高其吸附性能、化学活性和稳定性，从而拓展生物炭在污染物去除等方面的应用。
对生物炭的改性方法进行研究和探索具有重要意义。
1.2 生物炭改性的必要性生物炭改性的必要性主要体现在以下几个方面：普通生物炭在吸附污染物方面的效率可能有限，而通过改性可以增加其吸附能力和选择性，使其在污染物去除中更加高效。
生物炭本身具有一定的生物活性，通过改性可以调控其对环境中微生物的影响，实现更好的生态修复效果。
生物炭改性还可以改变其物理性质，如孔结构和表面化学性质，从而扩大其在不同领域的应用范围。
生物炭改性是为了增强其性能和适用性，使其更好地应用于环境保护和资源回收利用领域。
通过对生物炭进行有效的改性，可以提高其在污染物去除中的效率和稳定性，为环境治理提供更为可靠和可持续的解决方案。
2. 正文2.1 物理改性方法物理改性方法是指通过不改变生物炭化学结构的情况下，对其外部形貌、孔结构等进行改善或调控的方法。
常见的物理改性方法包括干燥、热处理、活化和表面改性等。
干燥是物理改性方法中最简单直接的一种。
通过干燥可以去除生物炭中的水分，提高其比表面积和孔容，从而提升其吸附性能。
热处理是一种常用的物理改性方法。
热处理可以改变生物炭的结晶度和孔隙结构，进而提高其吸附性能和稳定性。
活化是一种常见的物理改性方法，主要通过高温或化学氧化活化剂来改变生物炭的孔结构和化学性质，增加其孔隙度和活性位点数，提高其吸附性能和反应活性。
农业废弃物资源化利用有哪些新技术
农业废弃物资源化利用有哪些新技术农业废弃物是农业生产和农村生活中产生的各种废弃物，如农作物秸秆、畜禽粪便、果蔬废弃物等。
这些废弃物如果不能得到合理的处理和利用，不仅会造成资源浪费，还会对环境造成严重的污染。
随着科技的不断进步，越来越多的新技术被应用于农业废弃物的资源化利用，为农业可持续发展和环境保护提供了有力的支持。
一、厌氧发酵技术厌氧发酵是指在无氧条件下，通过微生物的作用将有机物分解为甲烷和二氧化碳等气体的过程。
畜禽粪便和农作物秸秆等农业废弃物富含有机物，是厌氧发酵的理想原料。
通过厌氧发酵，可以将这些废弃物转化为沼气，用于发电、供热或作为燃料使用。
同时，厌氧发酵产生的沼渣和沼液也是优质的有机肥料，可以用于农田施肥，提高土壤肥力。
厌氧发酵技术具有能源回收效率高、环境污染小等优点。
然而，该技术也存在一些不足之处，如发酵过程需要严格的控制条件，包括温度、酸碱度和有机物浓度等，否则容易导致发酵失败。
此外，沼气的储存和运输也存在一定的困难。
二、好氧堆肥技术好氧堆肥是在有氧条件下，利用好氧微生物将有机物分解转化为稳定的腐殖质的过程。
农业废弃物中的农作物秸秆、畜禽粪便和果蔬废弃物等都可以作为好氧堆肥的原料。
在堆肥过程中，需要控制好堆体的温度、湿度、通风等条件，以促进微生物的生长和有机物的分解。
经过一段时间的堆肥处理，废弃物可以转化为富含营养物质的有机肥料，用于改良土壤和提高农作物产量。
好氧堆肥技术操作简单、成本低，适合大规模处理农业废弃物。
但堆肥过程中会产生异味和温室气体排放，需要采取相应的措施进行控制。
三、热解气化技术热解气化是在高温缺氧条件下，将农业废弃物分解为气体、液体和固体产物的过程。
气体产物主要包括氢气、一氧化碳和甲烷等，可以作为燃料使用；液体产物为生物油，可以用于发电或提炼化学品；固体产物为生物炭，具有改良土壤结构、提高土壤肥力和吸附污染物等作用。
热解气化技术能够实现农业废弃物的高效能源化利用，但该技术对设备要求较高，投资成本较大，且在运行过程中需要严格控制反应条件，以保证产物的质量和产量。
农林废弃物的生物质原料资源化高效利用关键技术及产品开发
农林废弃物的生物质原料资源化高效利用关键技术及产品开发随着社会的发展，人们对环境保护和资源利用的要求越来越高。
农林废弃物作为生物质原料的重要组成部分，其资源化高效利用已成为当前研究的热点。
本文将从生物质原料的分类、预处理、转化技术等方面展开论述，探讨农林废弃物的高效利用关键技术及产品开发。
一、生物质原料的分类与预处理1.1 生物质原料的分类农林废弃物主要包括秸秆、枝叶、果实、种子等。
这些废弃物中含有丰富的有机质，是生物质能源的重要来源。
根据来源和性质的不同，可以将农林废弃物分为秸秆类、果壳类、树皮类、枝叶类等。
1.2 生物质原料的预处理生物质原料在进行高效利用前，需要进行预处理。
预处理的目的是提高生物质原料的热值、降低水分含量、改善颗粒形状等。
预处理方法主要包括干燥、破碎、筛选等。
二、生物质原料的转化技术2.1 秸秆类生物质原料的转化技术秸秆类生物质原料主要通过压缩成型、热解、气化等方法进行转化。
其中，压缩成型是一种常用的方法，可以将秸秆压成固体燃料或生物肥料；热解是一种高温条件下的分解反应，可以将秸秆转化为液体燃料或炭素材料；气化是将秸秆转化为可燃气体的过程，可以用于发电或供暖。
2.2 果壳类生物质原料的转化技术果壳类生物质原料主要通过发酵、制浆等方法进行转化。
其中，发酵是一种利用微生物将果壳中的有机物转化为乙醇等液体燃料的方法；制浆是一种将果壳加工成纤维浆料的过程，可以用于造纸等产业。
2.3 树皮类生物质原料的转化技术树皮类生物质原料主要通过炭化、酶解等方法进行转化。
其中，炭化是一种高温条件下的热解反应，可以将树皮转化为固体燃料；酶解是一种利用微生物降解树皮中木质素等有机物的过程，可以获得生物柴油等产品。
三、农林废弃物高效利用产品的开发3.1 生物质燃料产品的开发生物质燃料是农林废弃物高效利用的重要产品之一。
目前市场上主要有木屑颗粒、秸秆颗粒、玉米芯颗粒等产品。
这些产品具有燃烧温度高、烟尘少、环保性能好等优点，广泛应用于家庭取暖、工业锅炉等领域。
生物质炭化机在农林废弃物处理上发挥作用
生物质炭化机在农林废弃物处理上发挥作用
2020年2月14日生物质炭化机是把木屑、竹屑、稻壳、果壳等还有木质纤维的细碎物料直接接加
工成碳的设备。
此设备可连续不间断作业，无烟无尘，无废水废物排放，符合环保要求，整条碳粉生产线所需人工少劳动强度低，自动化程度高，产量高等，能源消耗低
等特点。
生物质炭化机可炭化稻壳、秸秆、木屑等各种农林废弃物，在农林废弃物资源再
利用上发挥了重要作用。
河南北工连续式炭化炉优点：
1.该设备可达到连续上料连续出料，生产效率高，生产能力强，根据原料的不同，每小时可炭化1-5吨。
2.改设备实用性强，满足了初期创业者的投资要求。
3.炭化机设备高温炭化区域采用不锈钢材质、外层采用陶瓷纤维棉作为保温层，
在生产过程中坚固耐用，不变形，不氧化。
4.可炭化的物料多。
连续式炭化炉可以将木屑、稻壳、花生壳、植物秸秆、树皮
等含碳的木质物料、在炉内高温条件下进行干馏、无氧炭化并且炭化率高的木炭机系
列设备。
5.节能环保。
炭化过程中所产生的烟气再通过喷淋、冷却、净化等过程，使产生
的可燃气体进行二次燃烧。
废弃经过冷却后通过过滤后排放。
我们的农林资源非常丰富，仅仅秸秆一项每年就有多达几十亿吨，随着生物质炭
化和炭化设备技术的发展，农林废弃物的炭化再利用将会有更大的发挥空间。
农林废弃物的生物质原料资源化高效利用关键技术及产品开发
农林废弃物的生物质原料资源化高效利用关键技术及产品开发哎呀，说到农林废弃物，那可真是个大宝藏啊！想象一下，那些被砍倒的树木，还有那些收割后剩下的稻草秸秆，它们可是有无限潜力的。
别小看了这些看似无用的东西，它们经过一番巧手加工，就能变成我们生活中的好帮手，比如肥料、燃料、塑料等。
今天咱们就来聊聊这个“变废为宝”的秘密武器——农林废弃物的生物质原料资源化高效利用关键技术及产品开发。
首先得说说这“变废为宝”的魔法是怎么来的。
你知道吗？农林废弃物里藏着很多宝贝，比如玉米秸秆可以做成饲料，麦秆可以制成纸张，竹子还能做家具呢！这些材料不仅环保，而且还能为我们提供各种生活用品和能源。
但是，要把它们变成有用的产品，可不是一件简单的事。
这就需要我们来点高科技手段了。
接下来，咱们来聊聊这些高科技手段都是啥样的。
现在市面上有很多高科技设备，它们能帮我们快速处理农林废弃物，提取出有用的成分。
比如说，有一种叫做“生物炼制”的技术，它就像是个神奇的魔法师，能把植物纤维里的纤维素变成乙醇燃料，把木质素变成塑料。
还有超声波处理技术，它能把秸秆里的蛋白质分子打散，让它们变成有机肥料。
这些高科技手段真是厉害，能让农林废弃物变成有用的东西。
当然啦，除了高科技手段，咱们还得讲究点环保理念。
在处理农林废弃物的时候，咱们得尽量减少对环境的影响。
比如说，咱们可以用太阳能来晒干秸秆，这样既节能又环保。
或者咱们可以用微生物发酵的方式，让秸秆变成肥料，这样既节约资源又不浪费。
这些环保理念真是让人心里暖暖的。
咱们再来聊聊这个“变废为宝”的过程。
其实，这个过程就像是一场冒险旅程。
你得先收集大量的农林废弃物，然后把它们运到处理厂。
在那里，各种高科技手段轮番上阵，把废弃物变成有用的产品。
这些产品会被送到各个角落，成为我们生活的必需品。
农林废弃物的生物质原料资源化高效利用关键技术及产品开发是一项非常有意义的工作。
它不仅能帮助我们解决环境污染问题，还能让我们的生活变得更加丰富多彩。
农业废弃物资源化利用有哪些新技术
农业废弃物资源化利用有哪些新技术农业废弃物，是农业生产和农村生活中产生的废弃物，包括农作物秸秆、畜禽粪便、废弃农膜、果蔬残渣等。
这些废弃物如果不能得到妥善处理，不仅会对环境造成污染，还会浪费宝贵的资源。
随着科技的不断发展，越来越多的新技术被应用于农业废弃物的资源化利用，为农业可持续发展和环境保护带来了新的希望。
一、厌氧发酵技术厌氧发酵是指在无氧条件下，利用微生物将有机物分解转化为甲烷和二氧化碳等气体的过程。
畜禽粪便和农作物秸秆等农业废弃物富含碳水化合物和蛋白质等有机物，是厌氧发酵的理想原料。
通过厌氧发酵，不仅可以产生清洁能源——沼气，还可以得到优质的有机肥料——沼渣和沼液。
沼液中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素和多种生物活性物质，可作为叶面肥、追肥等用于农业生产，提高农作物的产量和品质。
沼渣富含有机质和腐殖酸，是改良土壤结构、提高土壤肥力的良好肥料。
此外，沼气可以用于发电、供热和炊事等，减少对传统化石能源的依赖，降低温室气体排放。
二、好氧堆肥技术好氧堆肥是在有氧条件下，依靠好氧微生物的作用，将有机物分解转化为稳定的腐殖质的过程。
农业废弃物中的农作物秸秆、畜禽粪便、果蔬残渣等都可以作为好氧堆肥的原料。
在堆肥过程中，需要控制好温度、湿度、通风等条件，以促进微生物的生长和代谢。
经过一段时间的堆肥处理，废弃物会变成腐熟的有机肥料，富含养分和有益微生物，可以改善土壤结构、增加土壤肥力、提高土壤保水保肥能力。
好氧堆肥技术操作简单、成本较低，适合在农村地区广泛推广应用。
三、生物质炭化技术生物质炭化是将农业废弃物在缺氧或无氧条件下加热至高温，使其分解转化为生物质炭的过程。
生物质炭具有孔隙发达、比表面积大、吸附能力强等特点，可以用于土壤改良、水质净化、温室气体减排等领域。
将生物质炭施入土壤中，可以增加土壤有机碳含量，提高土壤肥力，减少化肥的使用量；同时，生物质炭还可以吸附土壤中的重金属和农药残留，降低其对环境和农作物的危害。
生物质能源利用技术在农业生产中的应用
生物质能源利用技术在农业生产中的应用生物质能源是指由生物质材料转化而来的一类能源形式。
它是一种可再生的能源，具有广泛的应用前景和经济价值。
随着环境问题的日益严重和对可再生能源需求的增加，生物质能源利用技术在农业生产中得到了广泛的应用和推广。
本文将探讨生物质能源利用技术在农业生产中的应用及其优势。
1. 生物质能源利用技术在农业废弃物处理中的应用随着农业生产的发展，农业废弃物的处理成为一个严重的问题。
传统的废弃物处理方法往往会导致环境污染和资源浪费。
而利用生物质能源技术进行废弃物处理是一种环保和经济高效的方式。
（1）生物质废弃物的转化为生物质燃料。
通过对农业废弃物进行生物质能源利用技术的转化，可以将废弃物转化为生物质燃料，如生物柴油、生物乙醇等。
这种方式既可以解决农业废弃物的处理问题，又可以提供替代传统燃料的能源，减少对传统能源的依赖。
（2）生物质废弃物的转化为有机肥料。
生物质能源技术还可以将农业废弃物转化为有机肥料，用于土壤改良和植物生长。
这种方式能够充分利用农业废弃物中的养分，减少化肥的使用，降低农业生产对环境的影响。
2. 生物质能源利用技术在农业生产中的优势（1）可持续利用。
生物质能源是由可再生的生物质材料转化而来的，具有无限的供应潜力。
与传统能源相比，生物质能源的利用不会对环境造成负面影响，可以实现长期、可持续的利用。
（2）降低对化石能源的依赖。
利用生物质能源技术进行农业生产可以降低对化石能源的依赖程度，减少对传统能源的消耗，有助于推动可持续发展。
（3）减少温室气体排放。
生物质能源利用技术在农业生产中的应用可以减少温室气体的排放。
生物质能源的燃烧过程中，释放出的二氧化碳可以被作物吸收和利用，形成生物循环，减少对大气的污染。
（4）提高农业生产效率。
生物质能源技术的应用可以提高农业生产的效率。
例如，利用生物质废弃物转化为有机肥料，可以改良土壤质量，增加土壤肥力，提高农作物的产量和质量。
3. 生物质能源利用技术在农业生产中的案例分析（1）生物质燃料的利用案例。
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生物质炭化技术及其在农林废弃物资源化利用中的应用吕豪豪;刘玉学;杨生茂【摘要】随着科学技术不断进步和农村经济快速发展,包括农作物秸秆在内的各种农林废弃物总量和种类显著增加,农林废弃物的高效处理及资源化利用已成为制约农业可持续发展的一个难题.生物质炭化技术是近年来新兴的农林废弃物资源化利用新技术.该技术主要通过将农林废弃物生物质炭化并以稳定的碳形式固定形成新型的生物炭产品.生物炭不仅在固碳减排、改良土壤与肥料增效方面具有良好作用,而且在土壤修复与水污染处理等一系列环境资源领域中也具有广阔的应用前景.本文阐述了我国农林废弃物资源化利用的现状以及生物质炭化及生物炭物理化学性质特征,重点探讨生物炭产品在农业及环境资源领域的应用现状与发展前景,并对生物炭技术领域及其在未来农业及环境中的应用进行展望,旨在为农林固体废弃物高效资源化提供新的思路,为农林废弃物的高效循环处理利用提供新的模式.【期刊名称】《浙江农业科学》【年(卷),期】2015(056)001【总页数】4页(P19-22)【关键词】农林废弃物;生物质炭化;固碳减排;生物炭;多孔性结构【作者】吕豪豪;刘玉学;杨生茂【作者单位】浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江省生物炭工程技术研究中心,浙江杭州310021;浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江省生物炭工程技术研究中心,浙江杭州310021;浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江省生物炭工程技术研究中心,浙江杭州310021【正文语种】中文【中图分类】TK6文献著录格式：吕豪豪，刘玉学，杨生茂.生物质炭化技术及其在农林废弃物资源化利用中的应用［J］.浙江农业科学，2015，56（1）：19－22.DOI 10.16178／j.issn.0528⁃9017.20150105随着科学技术不断进步和农村经济快速发展，农作物产量不断提高、农产品加工产业迅速发展以及新农村建设不断展开，包括农作物秸秆在内的各种农林废弃物总量和种类呈上升趋势，特别是近十年来，随着农村城市化进程步伐的加快，农民生活水平明显提高，对于可用作燃料和肥料的农林废弃物利用率越来越低，农林废弃物的高效处理处置及资源化利用已成为制约农业可持续发展的一个难题。
中国拥有丰富的农作物秸秆及其他废弃生物质资源，然而，由于技术、传统和观念等因素的制约，我国废弃生物质利用率较低。
据调查，我国秸秆还田量仅为15%左右，而直接燃烧或废弃的量却超过了50%。
秸秆的大量燃烧或废弃，不但造成生物质资源的严重浪费，而且增加了温室气体排放，造成对环境污染或潜在污染加剧。
国家相继出台了一系列支持鼓励秸秆生态循环利用的相关政策、法规，但由于秸秆本身存在的数量大、密度低与分散度高等固有特点，收集难、储运难、利用效益低等特性成为制约秸秆等生物质资源利用的主要原因。
因此，寻求高效、低碳、生态、环保的废弃生物质处理技术成为必然。
近10年来，农业废弃物利用技术的研究和投入逐年增加，但集中处置的基础设施和技术规范还远未到位，农林业废弃物日益增多与处理技术滞后的矛盾，已成为制约农村生态建设的瓶颈因素之一。
生物质炭化技术是近年来新兴的农林废弃物资源化利用新技术。
生物质炭化主要通过将农林废弃物生物质炭化并以稳定态生物炭的形式固定下来形成新型的生物炭产品。
生物炭产品不仅在固碳减排、改良土壤与肥料增效方面具有良好作用，其在土壤修复与水污染处理等一系列环境资源领域中也均具有广阔的应用前景。
因此，本文阐述我国农林废弃物资源化利用现状与处理处置难题，简要介绍生物质炭化及其生物炭产品的特殊物理化学性质，重点探讨生物炭产品在农业及环境资源领域的应用现状与前景，并对生物炭技术领域及其在未来农业及环境中的应用进行展望。
旨在为农林固体废弃物变“废”为“宝”，减少和消除环境污染隐患提供新的思路，为区域农业废弃物的高效循环利用提供新的模式。
我国农林业生产和农村生活产生大量生物质废弃物，资源化处理压力日益增大。
我国农作物秸秆数量大、种类多、分布广。
据统计，2010年各类秸秆可收集量约为7亿t，综合利用率70.6%，其中13个粮食主产区约为5亿t，约占全国总量的73%。
目前已基本形成了农林秸秆肥料化、饲料化、基料化、原料化、燃料化多元利用的格局。
但总体来讲，农林废弃物资源化程度低，综合利用企业规模小，缺乏骨干企业带动，产业化发展缓慢。
相当一部分农林废弃物没有得到有效资源化利用，既浪费资源，又造成环境污染，农作物秸秆的随意堆放、无序焚烧成为政府控制大气质量和农村环境治理中最为棘手的问题。
农林废弃物燃烧产生大量CO2等温室气体，严重影响空气质量，每年在秋季种植之前的秸秆燃烧，造成多个城市发生阴霾天气，交通堵塞、机场瘫痪屡屡发生；我国约有1／4的秸秆被燃烧，大约产生50 Tg的CO2温室气体排放，严重影响农村及城乡人居环境质量，成为我国非能源利用中最重要的温室气体释放源。
因此农林废弃物的有效处理及资源化利用成为我国农村环境保护的棘手难题和亟待解决的瓶颈问题。
以往欧美发达国家利农林废弃物资源化多通过沼气利用、食用菌栽培、堆肥还田等进入农田循环的生态模式。
但随着全球变化形势日益严峻，减缓气候变化的需求日益强烈，农业生物质废弃物炭化技术应运而生，已经成为国际社会和环境科技界广泛认可的增加农田固碳，减少废弃物堆弃和温室气体排放的新途径。
2.1 生物质炭化生物炭（biomass⁃derivedblackcarbon或biochar）是由生物质在完全或部分缺氧的情况下经高温裂解而产生的一类高度芳香化难熔性富碳物质。
自然产生的生物炭主要来源于自然界的森林和草原火灾、农田的秸秆燃烧，都向大气排放细的黑炭颗粒，较重地留在了土壤表面。
按照炭化方式，生物质炭化技术一般分为热解炭化、水热炭化和闪蒸炭化技术等。
热解炭化是指原料在厌氧或缺氧条件下的干馏热裂解过程。
根据原料的加热速率、停留时间和热解温度不同可进一步分为缓慢热解和快速热解。
缓慢热解是一种比较传统的热解方式，一般是将生物质置于300℃以上缺氧条件下热解。
加热速度缓慢，气体停留时间一般在5～30 min，气体分离速度较慢。
快速热解对原料的含水率要求较高，一般要求含水率＜10%（湿重）。
快速热解传热迅速，能快速地将小颗粒生物质原料迅速升温到400～500℃，蒸汽的停留时间也较短。
但有的时候“快”和“慢”具有不确定性，不易准确区分。
关键是看蒸汽和气溶胶等成分的分离状况，或者是否发生二次反应产生含碳固体物质。
水热炭化是将生物质悬浮在相对较低温度（180～350℃）密闭容器中反应从而获得生物炭的生物质炭化技术，通过水热炭化可在反应结束后制备得到炭⁃水⁃浆混合物。
水热炭化相比热解法来说方法较为温和，固型生物炭可通过固液分离获得，但与热解或气化的生物炭相比，水热法得到的生物炭稳定性更低，前者以芳香烃结构为主，后者以烷烃结构为主。
闪蒸炭化是指在高压条件下（1～2 MPa），在生物床底部高压点火，火通过炭化床逆着通入的空气流向上移动的现象。
反应时间一般低于30 min，在反应器内的温度一般在300～600℃。
该过程制得的产物以气态和固态为主。
值得注意的是，通过闪蒸炭化和缓慢热解获得的典型的固态物质的产率比通过气化和快速热解的高。
2.2 生物炭的物理特性不同的炭化原料、工艺和方法产生的生物炭性质差异较大，生物炭的环境效应与其物理特性密切相关，特别是在土壤生态系统中。
土壤系统因其土壤类型、矿物组成、有机质等不同有其自身独特的物理结构特性，生物炭这一外源物质的输入必然直接或间接地影响土壤生态系统的结构和功能。
例如生物炭的多孔、颗粒结构势必改变土壤的物理结构特性。
同时，土壤物理结构的变化也会影响土壤的化学和生物学特性，这些作用最终都会影响植物的生长。
因此，了解生物炭的物理特性至关重要。
总体而言，生物炭是一类孔隙发达的多孔材料，随原料和制备条件的不同存在明显的差异。
生物炭的总孔容随温度的升高呈先增加后降低的趋势，且以微孔为主。
大比表面积也是生物炭的一大特色。
生物炭的大比表面积主要是由其微孔结构所致。
600℃热解栎树和竹质材料制备的生物炭比表面积分别为154.6 m2·g－1和137.7 m2·g－1。
罗煜等对芒草生物炭的分析结果表明，350℃和700℃的芒草炭都具有多孔结构，比孔容分别为5.35 cm2· g－1和3.95 cm2·g－1。
经过650℃的热解处理，棉秆炭的比表面积由棉秆的1.72 m2·g－1增大到224.12 m2·g－1。
在土壤中保持上百年的生物炭仍然可以观测到明显的孔隙结构。
孔隙和比表面积大，可以作为微生物生长的载体，从而改变土壤的生物群落结构。
生物炭还可以提高土壤含水率，改变土壤的厌氧环境，从而在一定程度上实现CH4等温室气体减排。
2.3 生物炭的化学特性生物炭的环境效应与生物炭的化学组成及特性密切相关。
不同的生物质材料和炭化条件可影响所制得生物炭的化学特性。
生物炭通常呈碱性，高温生物炭的碱性主要由无机碳酸盐贡献，无机阴离子的存在也是低温生物炭呈碱性的原因之一。
从工业分析的角度，生物炭包括灰分、挥发分和固定碳三种成分。
干燥的生物炭在一定温度下隔绝空气加热后产生的气体或蒸汽称为挥发分（VM），而将生物炭完全燃烧至恒重后的残渣定义为灰分（Ash），固定碳则是除了灰分和挥发分之外剩余的部分（100⁃VM⁃Ash，%）。
因原料以及制备工艺和方法的多样化，生物炭灰分、挥发分和固定碳组成变化范围非常大。
生物炭的灰分含量主要取决于制备原料，其含量大小基本符合以下规律：畜禽粪便＞草本生物质＞木本原料。
通过工业分析可以初步判断生物炭中的有机质含量，但是要详细了解生物炭的环境行为和效益，特别是生物炭中碳素的归趋，对生物炭中各种元素组成进行详尽的测定分析非常必要。
碳、氢、氧作为生物质的主要成分，在热解的过程中，氢和氧主要以水、碳氢化合物、焦油蒸汽、H2、CO、CO2形式损失掉，而碳的损失率相对较小。
因此，经过热解后生物炭的碳含量可从生物质初始的40%～50%提高到70%～80%的水平，对于灰分含量低的生物炭碳含量甚至高达90%，而氢、氧所占质量比逐渐降低。
一般而言，随着炭化温度的上升，生物炭的碳含量越高，芳香化程度也越高。
生物质中除了碳、氢、氧、氮等大量元素外，还含有钾、钠、钙、镁、磷、铁、硅、铝等组成生物质灰分的无机元素，以及铜、镍、锌等微量元素。
炭化过程对养分的浓缩和富集使得生物炭中磷、钾等养分含量普遍高于其制备原料。
生物炭因原料、制备条件的不同，各种养分元素的含量也存在很大差异。
生物炭具有良好的多孔性物理结构和特殊的化学组成。
生物炭特殊的物理和化学性质赋予的全新功能被较好地应用于固碳减排、改良土壤与肥料增效、环境保护等领域。