生物质炭化技术范文

导语：如何才能写好一篇生物质炭化技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：绿化　林业　有害生物　防治技术

国家林业局根据中央林业决定和新时期林业工作总体部署，重新确定了全国林业有害生物防治工作的指导思想，贯彻好这个指导思想，核心是落实“预防为主，科学防控，依法治理，促进健康”的方针。“预防为主”，就是要克服急功近利思想和短期行为，把林业有害生物防治工作纳入到林业生产的各个环节，加强测报、检疫、生物防治等预防性工作，实现由重除治向重预防的战略性转移；“科学防控”，就是要准确把握有害生物发生发展和有效防控的规律。

一、现行绿化树木林业有害生物防治技术

林业有害生物防治应从保护林业资源的角度出发，对有林地区发生的重大或常发性病虫害，通过采取生物、生态或化学等各种措施。控制灾情并减少灾害引起的损失，为林业的可持续经营提供条件。对有林地区可能发生的有害生物灾害，通过检疫和监测等手段，避免灾情的扩散。

1.抗性育种

选育和利用抗性品种是防治林业病虫害最经济、最有效的途径。抗性品种的防病虫效能很高，通过推广抗性品种，可以代替或减少化学药剂的使用，大量节省林问防治费用。因此，选育和栽种抗性品种不仅有较高的经济效益，而且可以避免或减轻冈使用农药而造成的残毒和污染问题。

2.生物防治

生物防治也是当前林业病虫害防治中积极倡导的有效措施。从理论上讲，生物防治应能发挥很大的作用。然而已有的生物防治研究大多限于一种天敌对一种有害生物的生物学研究，而对生态系统的研究还很薄弱，尤其对天敌在林间建立种群而产生稳定持久的防治效果，又不产生负面作用的成功经验还很缺乏。

3.生态防治

生态防治这一概念，其边界虽然模糊，但其核心则是明确的。除去那些直接作用于寄主、有害生物或寄主一有害生物相互关系的防治措施外，凡通过树木的生态环境，间接的影响寄主一有害生物相互作用，从而抑制有害生物的防治措施，均可包含于生态防治之中。从造林设计、种植制度到栽培管理，都可影响有害生物发生，影响的广泛和深远有时会超出事先的估计。生态防治虽然没有污染环境的弊病，但需解决与丰产栽培可能产生的矛盾。这就需要以森林生态系统为整体对象，持续进行系统监测，加强有害生物生态学的研究。

4.化学防治

在有害生物持续治理中，化学防治仍是不可缺少的重要措施。特别是在低毒高效、系统免疫、抗药性机理和对策，以及对有益生物安全的农药新品种和施用措施等方面的研究，都会对有害生物持续治理大有贡献。此外，通过检疫可防止危险性病虫的异地传播。通过测报，便于掌握防治的有利时机，以达到事半功倍的效果。

二、全面加强林业有害生物防治技术

“十六字”方针，是一个有着内在联系的有机整体。“预防为主”是总要求，“科学防控”和“依法治理”是手段，“促进健康”是目标。要做好新时期的林业有害生物防治工作，必须要认真学习和深刻理解新的防治工作的基本方针，在思想上真正树立起预防为主的思想，在实际工作中真正实现防治工作重心的战略性转移，使防治工作走向可持续控灾之路。应当说林业有害生物防治工作，经过全省森防工作者的共同努力，取得了很大的成绩，在全省林业系统乃至全国也是有位置的。但面对新时期林业有害生物防治工作的新任务、新要求，当前我们的工作中还存在一些不相适应的地方。有些地区对林业有害生物防治工作重视不够，领导不力；林业部门内部相互协调配合不够，没有把林业有害生物防治工作纳入到林业生产全过程；有害生物防治工作基础建设比较薄弱，技术手段比较落后；队伍整体素质还不高，人才问题日渐突出等。必须下力量逐步解决这些问题，以更高的起点，更高的标准，更严的要求，全面做好新时期的林业有害生物防治工作。第一，切实转变观念，实现工作重心的转移。预防为主是新时期防治工作的着力点和切入点。实践证明，事后除治不如事中救治，事中救治不如事前控制。我们必须要转变观念，真正把工作重心由重除治向重预防转移，切实把预防工作放在首位。第二，加强监测预报，搞好预警体系建设。加强监测预报工作是做好林业有害生物防治工作的基础和前提，是贯彻落实预防为主方针的必然要求，也是遏制林业有害生物高发态势，实现主动控灾的迫切需要。要充分利用今年国家启动预防工程带来的新机遇，切实抓好监测预报这一基础性工作。要搞好全省的监测预警体系建设，坚持高起点起步，高标准要求，高水平运行，夯实基础，讲求实效。要进一步完善监测预警体系，实行机制创新，做到专群结合、全面监测，不断提高监测预报的科学性、准确性和时效性，为领导的决策和生产防治提供科学的依据。第三，加强检疫执法，推进依法治理。新的防治工作方针把“依法治理”作为一项重要内容纳入其中，这是依法治国基本方略在林业有害生物防治工作上的具体体现。植物检疫是做好有害生物防范工作的关键，要充分利用法律法规赋予的权力，按照《行政许可法》的要求，进一步强化检疫和行政许可事项的执法工作。要强化苗木检疫，不经检疫的苗木不准出圃，不准用于造林，确保苗木质量，提高造林成活率。要做好外来林业有害生物的防范，特别是要严防危险性有害生物的入侵，当前要重点做好对松材线虫病、红脂大小蠹等危险性有害生物的监控和防范。

参考文献

[1]王文权著.辽宁林业转型发展的探索与实践[M].辽宁人民出版社,2008.1.

[2]蒋星华.金华市松材线虫病风险分析[J].中国西部科技.2008(01).

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关键词：中职院校；食品生物；信息化教学

中职院校传统的教学方式都是以教师为中心，学生处于被动接受的状态。在现代化教育领域中需要更加先进的教学方式与手段来满足信息社会对教育的需求。将信息化技术运用到中职院校教学中能够弥补传统教学模式的缺陷，突破教学难点，提升教学质量。

1.中职食品生物专业信息化技术教学的必要性

中职食品生物专业是培养可以从事食品生物领域中生产、技术管理等工作的高级技术性人才，需要学生掌握食品的成分、结构、性能、加工等专业知识，明确食品生物一系列专业知识，可以掌握食品加工、食品运输、食品存储中存在的各项问题。然而中职食品生物专业课程存在以下问题：“教学内容繁多，教学形式抽象，知识点分散，各类理论数据较多，学生在学习过程中难以深入理解和接受。”[1]因此，在中职食品生物专业的授课过程中，任课教师可以利用信息化技术，搜集各类网络教学资源，其中包括案例、问答、图片、题目等，并且将其进行处理，制订出可以提高教学质量和教学效率的教学内容、教学模式。

2.中职食品生物专业信息化技术教学策略

（1）利用信息化技术，突破教学难点。在中职食品生物专业中“做中学”“做中教”的学习与教学方式十分普遍，食品生物专业中的食品应用化学、食品分析检验等课程都是始终贯彻中职教学的教学理念与原则。在食品生物专业中实验是不可或缺的一种形式，要开展实验，就必须有实验原理作支撑，才能够通过实验操作，获得实验数据，进而得出实验结果[2]。因此，在食品生物专业中，理论性教学内容为教学难点。理论性内容具有抽象、难以理解等特征，教师难以在课堂上通过口头讲述使学生理解所学知识，学生也难以接受所学知识。而在信息化技术下则可以有效地解决这一问题。利用信息化技术手段可以将口头教授难度较大、难以表达清晰的内容更加直观地展现在学生面前，从而帮助学生突破教学难点，掌握教学重点。

（2）利用信息化技术，提高教学质量。信息化技术下的网络辅助教学能够在中职食品生物专业教学中发挥重要的作用。首先，利用网络辅助教学可以拓展教学实践。在利用网络多媒体教学的过程中，教师可以在校园网站教学平台上融合教学内容，让学生可以在课后随时随地开展复习与预习，从而实现教学目标。其次，利用网络辅助教学可以让教师及时获得教学反馈信息。教师可以在课后利用网络辅助教学，与学生充分沟通，让学生将课堂学习中没有理解掌握的问题通过网络与教师进行沟通交流，教师也可以利用网络辅助教学，掌握学生的学习程度，以便及时调整优化下一次的教学内容。最后，利用网络辅助教学以优化教学方式。例如，在进行“食品生物技术”的教学过程中，由于该课程的理论性与技术性都较强，因此在该课程的教学过程中应该更多地让学生自主探究，而不是被动地接受知识点。因此，在教学过程中，教师可以利用网络辅助教学平台让学生在课前、课后来进行探究性学习，让学生可以根据自己的感受来认识各种问题，站在不同角度来思考问题，从而培养学生探究性学习品质与创新性能力。

3.结束语

在中职食品生物专业教学中，传统的教学方式已经难以满足教学需求，教学信息化成为中职食品生物专业教学的重点发展方向。在食品生物专业教学中充分运用信息化技术呈现的文字、图片、音频、视频等手段开展教学，激发学生的学习积极性与学习欲望，有针对性地突破教学重难点，提高教学质量。毋庸置疑，信息化技术推动了中职食品生物专业教学内容、教学手段与教学方式的改革，充分展现了现代教学的理念与方式。相信在不久的将来，信息化技术教学方法在中职食品生物专业的运用将会更加广泛。

参考文献：

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关键词：信息化时代；图书馆；服务质量

中图分类号：G251 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2015）15-0294-02

当今人类社会已经进入信息化时代，信息技术的高速发展已极大地改变了人们的生活方式，网络化浪潮对基层党校图书馆的服务质量也提出了更高的要求。基层党校图书馆作为党校的一个职能部门，为读者服务是其主要的功能，随着用户需求的不断增加，图书馆无论在信息服务、管理组织等诸多方面都发生了深刻变革。传统的服务已经无法适应新时期的要求，新形势下基层党校图书馆必须要实现服务质量的提升。

一、信息化时代基层党校图书馆服务质量提升的意义

信息化时代，作为信息资源的重要基地，图书馆对于信息化的冲击尤为敏感，知识信息需求的高效化与集成化，服务的综合与全方位化都向图书馆的服务管理提出了更高的要求。具体来讲，基层党校图书馆服务质量提升的意义主要体现在以下几个方面。

1.基层党校图书馆服务质量提升的创新，更有利图书馆的生存。如今，信息时代不断发展，使得信息资源已不再是图书馆所特有的资源，大量的网络信息服务机构利用其现代化的信息资源收集以及服务模式，得到了更高的市场占有率，对基层党校图书馆的服务产生了严重的影响，网络化的冲击下，图书馆的生存变得更为艰难，这些都迫使现代化图书馆服务必须向着个性化、信息化等发展。

2.基层党校图书馆服务质量的提升，能够有效提高基层党校图书馆的服务效果。新形势向基层党校图书馆的服务质量提出了更高的要求，数字信息化的发展模式有利于基层党校图书馆服务质量的提升，利用网络通过功能化、个性化等服务手段，为用户提供更好的服务，提升服务质量，从而提高基层党校图书馆的服务效果。

二、新形势下基层党校图书馆服务所需具备的特点

随着信息技术的不断发展，现代图书馆的发展必须要同现代网络技术有效结合，为用户提供更完善的服务。信息化时代，基层党校图书馆服务需要具备以下特征：

1.图书馆文献资源必须要适应于网络信息技术。新形势下，基层党校图书馆服务模式，必须适应网络信息技术的发展，通过网络平台建立起基层党校图书馆资源使用系统，促进基层党校图书馆管理服务的网络化运转。并且，随着现代多媒体信息技术的发展，基层党校图书馆馆藏信息资源的类型也在不断拓展，图书馆信息集文本、视频、音频、图像等为一体，构建起现代化的服务管理模式，利用网络通信技术，打破地域时空的限制，促使用户能够随时随地访问基层党校图书馆，很大程度上提升基层党校图书馆的信息传播及处理能力。

2.突出个性化与多元化服务。社会信息水平的不断提升，使得用户信息需求也产生了很大的变化，基层党校图书馆服务需多元化发展，馆藏要呈现全面丰富的信息内容。如今基层党校图书馆的馆藏收藏模式逐渐向光电载体等方向转变，电子文献所占的空间少，查阅时不受时间与空间的限制，如今图书馆纸质文献的利用率呈现着逐年下降的趋势，其管理程序也朝着自动化发展，高效率、高科技成为了现代化图书馆的管理理念。同时，一些读者用户希望能够找到一条准确、全面以及完整的途径来获取所需要的专业知识，体现出了自身的个性化需求。因而，基层党校图书馆面向用户的个性化服务机制也必不可少。

3.基层党校图书馆管理人员需提升综合素质。新形势下，基层党校图书馆管理人员也必须具备专业的素质，用户信息素养培训的紧迫性也更为突出，基层党校图书馆从业人员需朝着高素质、高层次的方向发展，管理人员是图（下转306页）（上接294页）书馆服务管理工作开展的基础，作为文献信息与读者用户之间的中间人，图书馆管理人员需要正确、及时地处理多方面的复杂的问题，如果图书馆管理人员综合素质同用户之间有较大反差，就难以实现高标准的服务。因此，基层党校图书馆管理人员，必须适应发展需求，不断提升自己的专业知识与服务技能。

三、信息化时代基层党校图书馆服务质量的提升

1.转变服务理念，提升管理人员综合素质。信息网络的发展极大地拓展了社会信息的深度与广度，给广大读者带来了新的信息需求。因此，基层党校图书馆必须将用户需求放在首要位置，全心全意为读者用户服务，建立起完善的服务理念，针对不同的读者的多样化需求，提供全过程与个性化的服务，从而满足读者及时、高效、准确的信息需求。基于此，基层党校图书馆管理人员必须提升自身的综合素质，首先应当树立起良好的职业道德，同时，要具备扎实的专业知识，掌握图书馆管理知识、计算机知识、外语知识等，为读者提供优质的服务。并且，要敢于在工作中创新，有效满足读者需求，拓展服务范围。

2.购置新设备，实现管理手段的现代化。目前绝大多数基层党校图书馆还沿用传统的管理方式，从图书的订购、编目、流通、使用，到图书的贮存、检索与借阅，一直到图书的归还等，整个管理过程都基本上靠手工进行。在这种传统的管理方式下，尽管图书馆工作人员工作得十分辛苦，但仍难满足党校教学和科研的需求，不利于文献信息的开发。为此，我们要在财力允许的基础上，着眼未来，筹集资金，购置新设备，尽快用新的技术设备武装图书馆。利用现代化手段，做好信息的输入、加工、传递等工作，为读者提供广泛的多层次的信息服务。

3.更新观念，调整藏书体系。党校图书馆要搞好信息服务，其藏书体系必须适应学校教学、科研的要求，适应知识经济发展的要求，所藏的文献针对性要准、实用性要强、时效性要快。传统的单纯社科属性的党校信息已不能满足知识经济发展的需求，应使其内容呈现出全方位开放和延伸的特征：在学科属性上，社科门类增长，科技信息含量增强，学科构成由单一性向综合性方向发展；在信息类型的主体特色随着政治、经济、文化各领域信息宏观性和联动性力度的加大，政策性信息与动态性信息的一体化，以及这种结合在深度和广度的不断增强，已成为党校文献信息的内容特色的现实写照。这就要求我们要不断追随新形势下的新的需求，使馆藏内容尽可能贴近教学、科研，更好地服务于教学科研，更好地为发展地方经济服务。在馆藏形式上，随着大量联机数据库的出现、电子出版物的出版和传统馆藏的数字化转换，电子信息资源将成为网络时代图书馆文献信息资源的主体，基层党校图书馆也应顺应这一潮流，在电子信息资源的收集、整理、储存、利用等方面多做工作，力争早日建成既有本地特色又能迅速检索读者所需相关信息的数据库。

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关键词：生物质；污泥；低温炭化；废弃物

中图分类号：TU993.3

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10002403

1 引言

改革开放特别是20世纪90年代中后期以来，伴随着我国社会经济的高速发展和城乡一体化进程的加快，生活垃圾、污泥、r林剩余物等典型生物质废弃物产生量居高不下，年产生量已经超过26亿t，并且继续以年均10%速度增长，但综合处理率平均不到40%[1]，转化利用率更是不到10%，且堆存量巨大。长期堆存的废弃物不仅对周边大气、水体、土壤及生态系统带来了一定程度的破坏，甚至还将对堆放地区的地下水源形成潜在危害。而目前综合处理利用技术以填埋、焚烧、堆肥等传统工艺为主，同样存在着严重的环境隐患，例如填埋带来的渗滤液、焚烧所产生的二f英和烟尘、堆肥累积的重金属等，都较难根治。生物质废弃物的环境问题已经引起社会的广泛关注，无害化、减量化处理已经成为可持续发展亟待解决的重要问题。

该试验采用的低温炭化处理技术，旨在通过前段生物质调质结合后段低温炭化，在实现对生物质废弃物无害化、减量化处置的同时，保留回收大量炭质，提高废弃物综合利用率，具有工艺先进和经济性高的双重特性。相较于传统填埋、焚烧、发酵、热解等生物质废弃物处理工艺，该技术不仅具有资源浪费少、能耗低等优势，更是符合国家所倡导的发展循环经济，建立可持续发展的环境友好型社会的政策。

生物质废弃物含水率高不但导致处理量大，而且给后续的利用和最终处置增加了很多障碍。可以认为降低含水率是生物质废弃物处理处置需首要解决的问题。采用低温炭化技术可通过加温加压使生物质裂解，将其中的水分释放出来，由普通的机械脱水即可将生物质中的部分水份脱除[2]。

2 试样和方法

2.1 试验物料

以城市生活垃圾湿组分、垃圾发酵产沼后的沼渣、污水厂污泥、破碎餐厨垃圾、湿组分和厌氧产沼发酵液的混合样5种生物质废弃物为试验对象。

2.2 试验方法

将试样装入反应器后，分段调节电加热装置的温度，反应产物用真空抽滤设备脱水，维持真空度不变；抽滤后产物测定含水率。通过前期的反应时间和反应温度的探索性试验，确定反应时间为1.0 h；确定试验温度预设范围，测试预设范围内不同反应温度条件下的炭化反应脱水后的产物含水率变化情况，并在整理汇总试验数据的基础上，分析、筛选出可以取得较为理想炭化处理效果的反应温度条件，优选出最佳工艺控制参数。

2.3 试验装置

试验装置如图1所示。反应器为碳钢材质，底部焊接，上部为装卸料口，采用法兰压密；中间为装料空间，采用调温电热套加热，外部温度范围0～360℃；内部插入温度计和压力表，密封盖采用法兰、螺栓和石墨合金垫片进行密封。使用前经过耐压和密封性能测试。试验时由顶部装量口装入试验物料并密封，由调温电热套调节温度至试验温度，当温度计显示到达试验温度后开始计时。记录反应温度、反应器内部压力及反应时间。该试验研究主要考察反应温度的变化对物料含水率的影响。

2.4 分析方法

温度的测定利用温度变送器外接显示仪表测定；含水率的检测参照《城镇垃圾农用监测分析方法》规范执行。

2.5 结果计算

含水降低率计算公式：含水降低率=（试样含水率-产物含水率）/试样含水率。

3 试验结果与分析

3.1 垃圾湿组分炭化结果分析

城市生活垃圾经过超高压干湿分离后的湿组分[3]经过浆化处理，成流质状，含水率在70%～90%之间，炭化温度分别设定在170～250℃。通过试验发现含水降低率最大在220℃出现，170℃时含水降低率虽也有高点出现，但考虑到炭化后物质稳定化和无害化的需求，不做考虑。高于220℃时降低率反而降低，说明过高的温度会影响到炭化脱水效果，在220℃反应温度下含水率降低率达28.73%（图2）。

3.2 沼渣炭化结果分析

垃圾湿组分经过发酵产沼后产生的沼渣，也是需要处理的生物质废弃物。经过低温炭化试验发现，炭化温度在280℃时降水效果最佳，含水率降低率达到40.47%。且在250℃～300℃温度范围内先高后低（图3）。

3.3 污泥炭化结果分析

城市污水厂污泥作为试样，根据不同的反应温度条件，进行炭化反应，在190～270℃温度范围试验结果如图4所示。含水率降低率随着温度升高先高后低，再升高。污泥低温热化学机理研究表明，300 ℃以下发生的热化学转化反应主要是污泥中的脂肪族化合物（主要含炭 、氢元素及少量氧）的转化[4]。但过高的温度需要消耗过多的能源，经济性下降，同时炭得率随着温度升高成下降趋势[5]，根据试验结果，考虑工程应用时的经济性，可知230℃是污泥低温炭化反应的适宜温度。

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炭化粉：万度高温闪过

秸秆瞬间成煤

植物快速成煤就是在常压条件下，人工采用热化学转化法，辅以微量炭化粉多元催化，升温100℃至500℃的秸秆，遇到炭化粉马上升温100倍，使炭化粉与秸秆接触部分产生10000℃至50000℃高温从秸秆中穿过、使秸秆快速闪电式裂解成炭，秸秆不充分燃烧，成炭率高达50%至75％，灰粉少，此法生产成本低，炭化一吨秸秆只需15元的炭化粉，仅老式炭化技术1/4的成本，炭化一吨秸秆炭仅需4―6小时，比老式炭化技术快20―40小时，本产品的奇特功能是：不用炭化炉，不用建窖，不用粉碎，干湿可用，仅花几百元建一个反应池即可。

国际能源机构的有关研究表明，秸秆是一种很好的清洁可再生能源，其平均含硫量只有3.8‰，而煤的平均含硫量达10‰以上。在使用过程中不会像煤炭那样产生大量的SO2，造成酸雨等环境问题。经过我公司科研人员长期的研究、摸索和努力，终于研制出了一套简单、科学而有效的方法――多元催化造煤技术，采用该技术大大提高了秸秆类燃料热值，彻底取代煤炭，让大自然赐予人类的这一宝贵财富成为了可再生的、取之不尽用之不竭的丰富宝藏。

湖南省娄底市鑫火节能日用品厂开发的多元催化秸秆蜂窝煤，利用各地来源广泛的农作物秸秆（如稻草、麦秸、玉米秆、棉花秆、豆秸以及油料、豆类作物的茎、叶等），以及薪柴（如树枝、木材加工后的边角余料、杂草等），甚至人畜粪便等碳水化合物，利用热化学转化法，经过一系列工艺制成。产品易燃、火力猛、发热量大、无烟、无味、无污染、形状规则且不易破裂，含碳量高，热值高达4000-6500大卡，能完全满足广大农村市场的需求（民用煤热值为3000-4000大卡）。多元催化是提高植物造煤使用价值的重要手段，直接决定了其机械强度、热值、生炭含量等主要性能指标。多元催化造煤成型工艺利用原煤生成的原理，摈弃了传统的烧炭法和外加热式炭化法而采用内热式炭化工艺，这种炭化方式具有明显的优越性：①炭化时间短，根据需要可控制在4-8小时内；②不受场地限制，露天平地即可进行。甚至在农田里收集后，做成“秸秆反应堆”直接炭化；③无需加热，不用电，自然炭化；④含碳量高，固定含碳量＞80％；⑤炭化率高，干基材料成煤率高达50％至75%以上，相较其他工艺成炭率显著提高；⑥炭粉质量高，纯度高，成炭断面有金属光泽，几乎与优质焦炭相当。⑦无废气排放，不污染环境；⑧不需要专用设备，减轻了投资压力。

优质的炭粉是生产优质蜂窝煤的先决条件，本公司针对原料的特点，对加土比例作了进一步的优化，并添加微量成煤剂， 燃烧效果更佳且粘接强度达标，与普通蜂窝煤的成型工艺完全相同，适用各种型号的蜂窝煤机，更加便于老厂改造、生产转型。

除生产蜂窝煤供应广大的农村市场及城镇餐饮、厂矿外，还可生产各种型号的煤球用于发电厂、锅炉等作燃料，以及收集水煤气、焦油等作为化工原料，也可进一步加工制成活性炭，用于除臭、消除污染等，产品用途十分广泛。

多功能环保蜂窝煤机

圆你点石成金财富梦

在将秸秆瞬间成煤的基础上，我厂还研制开发出了智能型多功能环保蜂窝煤机。该机采用数控技术、激光定位设计研制，机重仅220公斤，220伏照明电便可使用，功率仅3千瓦，可流动作业生产，是建设社会主义新农村的新型致富机械。

智能型多功能环保蜂窝煤机，一机多能，可制柴草蜂窝煤、环保节能煤、点火易燃煤、普通蜂窝煤，木炭及工业用炭棒。该机制成的产品燃值可达4600大卡，每分钟可产生10-18块蜂窝煤，每块燃烧时间长达2.5小时，一日三餐只需三块煤。

智能型多功能环保蜂窝煤机更是迎合了当前环保节能的大趋势，该机以弃废的秸秆、柴草、谷壳、锯木屑、麦秆、玉米秆、菌渣、药渣等一切生物质基础为原料，成本低（每块120#蜂窝煤仅8分钱一块，可售3角以上），变废为宝，国家支持，政策优惠。随着全球能源告急，煤价攀升，利用生物质制煤半月即可收回成本，如日产5000块蜂窝煤、1000公斤木炭，日纯利千元以上。

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市场售价：8500元/台，8月1日以后前来购机，特惠价6900元/台。

湖南省娄底市鑫火节能日用品厂

地址：湖南省娄底市桑塘街

电话：0738-8195779

13627386221

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【关键词】生物炭；温室气体；固碳；减排；零碳；低碳农业

生物炭通常指树木、农作物废弃物、植物组织或动物骨骼等生物质在无氧或部分缺氧及相对低温（

生物炭具有巨大的比表面积、发达的多孔结构，表面有大量的官能团，对有机物和重金属离子具有强烈的吸附能力，因此生物炭常被用在污染物吸附、重金属污染治理、土壤改良等方面。近年来，生物炭在土壤中的固碳减排效应成为各研究机构和学者关注的重点，被认为是缓解温气候变暖的有效途径。生物质炭化成本低，原料充足，制得的生物炭具有高度稳定性，在土壤中具有明显固碳减排的作用，目前对其研究主要集中在碳封存和减少温室气体排放两个方面，弱化了生物炭替代氮肥生产及使用过程所产生的减排效应，没有严格的从“固碳”、“减碳”和“零碳”三个方面细分进行研究，生物炭在替代化肥生产使用量方面所起的“零碳”效应潜力巨大，也是固碳减排的重要方面。本文综合论述了生物炭的“固碳”、“减碳”和“零碳”效益，以及生物炭在低碳农业中的应用，为今后生物炭的研究和应用提供参考。

1.生物炭在固碳减排领域的效应

1.1 生物炭在土壤中的储碳、固碳效应

CO2在全球温室气体排放中所占比重最大，全球每年CO2排放量达250多亿t[3]。土壤是引起气候变化和全球变暖的温室气体重要的排放源，土壤和植物根系的呼吸作用释放的CO2占全部CO2排放的20%[4]。同时，农田土壤也是重要的碳汇，是《京都议定书》认可的固碳减排方法之一，在减少温室气体排放，稳定大气CO2浓度中具有重要地位。自然条件下，植物经过光合作用吸收的CO2，50%进过植物呼吸作用返回到大气，另50%经过矿化作用转化为CO2（碳中性），没有任何净固碳作用。而如果将植物残体炭化，植物残体中剩余的25% 的C 被转化为生物炭施加到土壤中，由于生物炭非常稳定，可能仅有大约 5% C在土壤微生物的作用下矿化分解成 CO2返回到大气中，整个大气中碳会因此减少20%（碳负性）[5]。生物炭具有高度的芳香化结构，具有很强的抗腐蚀性，同时能与土壤中矿物质形成团聚体，减弱微生物对生物炭的作用，能够长时间的保留在土壤中，起到碳储存的作用。Kuzyakov 等[6]研究表明，生物炭在土壤中的平均停留时间大约为 2000 年，半衰期约为 1400 年。另外，生物炭能够扩充土壤有机碳库，增加土壤的碳封存能力和肥力。生物炭的碳封存途径，一是通过炭化直接使易矿化的植物 C 转变为稳定的生物炭；二是通过增加植物生物量，提高了植物对大气 CO2的捕获能力，增大植物体转变成土壤中的有机碳[7]；还能够通过改变土壤中有机质（SOM） 腐质化、稳定性和呼吸速率等，抑制土壤有机碳（SOC）的分解，起到碳封存的作用[8]。将生物炭作为储碳形式，埋在土壤或者山谷中，能够实现大规模的碳封存效果，对于减缓气候变化具有重大意义。

1.2 生物炭的“零碳”效应

生物炭的零碳效应主要体现在增加作物产量，代替或减少化肥使用量，从而在化肥全过程中不排放或者减少温室气体的排放。化肥的生产及运输过程中消耗大量的能源，West等[9]研究认为，在整个氮肥生产和运输过程中所排放的温室气体为0.857gCO2-CgN-1。程琨等[10]对农作物生产碳足迹的分析表明，农业化肥投入引起的碳排放约占农作物生产总碳排放的60%，其中氮肥占95%`。土壤N2O排放量与施肥量存在线性相关关系，王效科等[11]研究发现，当化肥施用量减少到0和50%时，土壤N20减排量分别占当前排放的41%和22%。并且氮肥使用量减少30%不会造成粮食的减产[12]，因此减少氮肥使用量是农业减排的重要途径。生物炭施加到土壤中，能够明显改善土壤营养状况，起到缓释肥作用，减少或替代化肥的使用，从而减少化肥生产过程中及施用过程中温室气体的产生。据估算，10t的生物炭能够替代1t氮肥，从而可以减少1.8t碳当量的温室气体产生[13]。生物质炭化过程电耗低，电耗产生的CO2排放远低于生产氮肥的CO2排放量。生物炭就地炭化可以直接还田，也可以与肥料混合制成炭基肥，替代或减少氮肥的施用量，从而减少生产及运输氮肥过程的能耗，减少温室气体的产生，因此生物炭具有显著的“零碳”效应。

1.3 生物炭的“减碳”效应

CH4在100a尺度的全球变暖潜能值（GWP）是CO2的21倍，大气中CH4的浓度是N2O的6倍，高达1800ppb。N2O的GWP是CO2的298倍，可稳定存在长达150年[14]，农业活动产生的CH4约占大气CH4的 50%，主要来源是水稻种植、动物养殖。化肥的大量使用是N2O最主要的人为排放源。生物炭施加到土壤中，能够显著的降低CO2、CH4及N2O等温室气体的排放量，具有明显的“减碳”效应。生物炭在土壤中通过表面吸附溶解性有机碳（DOC），并促进包裹有机质的土壤颗粒的形成，降低土壤有机碳的矿化作用，减少CO2排放[15]，Steiner 等[16]研究发现自然状况或者添加鸡粪、堆肥、树叶等有机质的土壤中，添加生物炭后，土壤中C的损失率从25%以上降低为4%～8%。王欣欣等[17]研究发现，水稻土中添加不同用量的竹炭，CH4和N2O季节累计排放量比对照组降低了58.2%～91.7%和25.8%～83.8%，相对于常规肥处理而言，分别降低了64.3%～92.9%和72.3%～93.9%。与秸秆直接还田会增加土壤总N2O的排放量相比，具有明显减排效益[18]。

目前对于生物炭改变土壤的非生物环境（如土壤pH、容重和持水量等），影响微生物作用，从而减少N2O的产生量的研究较多。而对于生物炭对硝化细菌和脱氮菌等微生物直接作用来减少N2O的排放的研究相对较少。生物质在低温炭化过程中，会产生PAHs和酚类物质（PHCs），土壤中的PAHs和PHCs能够降低生物活性，具有杀菌的性能。研究发现，经缓慢裂解所制得的生物炭中PAHs的含量低于经快速裂解和气化所制得的，其PAHs的含量从78.44 ng・g-1到2125 ng・g-1[19]，且一般在350-550℃温度下制得的生物炭中PAHs含量最高，Wang等[20]研究发现，300-400℃制得的生物炭中PAHs对于减少N2O的排放起主要作用，在200℃制得的生物炭中含有少量的PAHs但含有大量的PHCs，加大了对微生物的毒性，影响硝化和反硝化作用，因此N2O排放量很低。按照施炭量计算，施加生物炭带入的PAHs量低于环境安全值，不会污染环境。

一般认为，生物炭施入土壤后能降低CH4的排放量，Liu 等[21]研究表明，水稻土壤中添加竹炭生物炭和水稻秸秆生物炭后，CH4的排放量分别减少了51.1%和91.2%。Feng等[22]研究认为，新制得的生物炭施加到土壤后，增加土壤的空隙度，增强了甲烷氧化菌对CH4的氧化作用，但同时也能刺激产甲烷细菌的活性，但是甲烷氧化菌对CH4的利用度超过甲烷的产生量，因此生物炭能够减少土壤中CH4 的排放量。

1.4 生物固碳减排经济效益

“固碳”方面，1t生物炭，按照60%含c量计算，其中2%生物炭在土壤中以CO2形式逸出，剩下58%以稳定C形式存在，相当于2.15t CO2被封存。“零碳”及“减碳”方面，1t生物炭能够替代氮肥0.58t，减少温室气体1.04t，在土壤中还能抑制温室气体的产生，粗略计算，1t生物炭埋入土壤，固碳减排CO2约3.2t，按照目前欧盟CO2交易价格4.11美元/吨计算，1t生物炭可获得收益13.15美元。

2. 生物炭在低碳农业中的应用

农业活动是温室气体的第二大排放源，约占全球温室气体排放总量的14%，据估计，全球每年由农业扰动，由土壤释放到大气中的碳量约为 0.8×1012kg～4.6×1012kg[23]，氮肥大量使用、秸秆等生物质焚烧、垦荒种地等农业活动产生大量的温室气体，农业是节能减排的重点领域。同时，农业也是一个巨大的碳汇系统，一方面可以调整农业生产结构，改善种植模式，增大农作物的碳吸收量。另一方面可以通过扩大土壤有机碳库减少温室气体排放。扩大土壤有机碳库是农业固碳增汇的关键，中国有 18 亿亩耕地资源，若土壤有机质含量提高 1%，土壤可从空气中净吸收 306 亿tCO2[24]。据Lal估计[25]，全球农业土壤碳库扩充潜力为1.2～3.1 PgC/a，耕层土壤有机碳含量提高1tC・a/hm2，发展中国家粮食产量年增加2400～3200万t，农业的固碳增汇潜力巨大。

生物炭具有良好物理性质和土壤调理功能，对土壤水溶液中的K、P、硝态N及铵态N[26]等营养元素具有较强的吸附能力，可以增加土壤有效P、K、Mg和Ca含量[27]。研究发现，炭基肥与常规复混化肥处理水稻田比较，施氮量减少19.04%，水稻的经济产量提高6.70%以上，可以明显提高氮肥的利用率[28]。Chan 等[29]研究表明，在低纬度地区，每公顷农田施用 20t以上的生物炭可减少 10%的肥料施用量。相比于秸秆等生物质直接还田，生物炭还田或者制成炭基肥入田便于运输管理，能够防止土传病害，可以减少化肥的施用量，提高氮肥利用率。

低碳农业就是充分利用农业碳汇功能，尽可能减低其碳排放功能，实现食品生产全过程的低碳排放，其核心是在生产经营中减少温室气体排放[30]。据 Woolf 等[31]估计，生物炭埋入土壤可抵消高达16%的全球化石燃料碳排放。生物炭在低碳农业中应用的四个着力点：第一，保肥增产作用，减少化肥使用量；第二，废弃生物质炭化还田，减少温室气体排放量；第三，改善土壤条件，减耕免耕[32]，降低土壤因扰动而释放CO2等温室气体；第四，扩容土壤有机碳库，增强土壤的碳汇功能。积极倡导通过生物质能源与碳封存耦合模式、能量自给碳封存模式、农林复合模式、工农复合模式等开展生物炭的低碳农业[33]。

3.结论与展望

生物炭本身的结构和性质使其在改善土壤条件、增产治污及固碳减排方面的应用具有广阔的应用，成为各国研究机构和学者研究的重点，今后的研究中应严格区分生物炭的“固碳”、“零碳”和“减碳”功能，从各环节发挥生物炭固碳减排的作用。由于生物质炭化成本低，原料充足，制得的生物炭具有高度稳定性，其作为温室气体排放抑制剂和碳封存剂的重要作用为温室气体减排工作开辟新的思路，有望成为减缓温室效应最经济的最有效的途径。

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作者简介：

丁华毅（1988年-），男，硕士研究生，主要从事生物炭减排及土壤重金属污染修复。

篇7

关键词：有机垃圾；生物炭；固碳减排；土壤

中图分类号：R124文献标识码： A

1引言

目前，国内外广泛采用的垃圾无害化处理方式主要有填埋法，焚烧法，堆肥法等，但由于其严重的二次污染和排放大量温室气体等问题，学者们开始将目光集中于有机垃圾热解生物质炭技术的研究。生物质炭是由生物质如林业废物、作物秸秆、动物粪便等，在缺氧或低氧条件下，及相对较低的温度下经热解碳化产生的一种性质稳定、含碳量丰富的固体物质。已有大量研究表明，将生物炭施用到土壤中，可以改善土壤的理化性质，进而影响土壤的微生物丰度和群落结构。有机垃圾炭化还田，不仅可以直接减少垃圾焚烧和化肥使用时排放的温室气体，还可以促进土壤碳汇作用。所以进行城镇有机垃圾热解生物质炭的土壤环境行为与效应的研究，具有重要的研究价值。

2 改善土壤理化性质

2.1 对土壤pH的影响

生物质炭酸碱性主要取决于制炭的原材料和生产过程，如热解终温、升温速率和热解氛围等，但大部分生物质炭为碱性。因此，生物质炭施用于土壤，可以提高酸性土壤的pH值。刘玉学等[1]的田间试验表明，添加秸秆炭和垃圾生物质炭，分别使土壤的pH值提高了0.39和0.26。有研究显示[2]，高温热裂解的生物质炭比低温热裂解的生物质炭具有更多的灰分和更少的酸性挥发物，因而pH更高，对土壤的改良效果也更好。生物质炭对土壤pH值的影响与土壤质地有关。如颜永毫[3] 研究了生物质炭对土、风沙土和黄绵土三种土壤 pH值的影响，实验前测定三种土壤的pH值分别为7.66，8.18和8.14，培养后pH值分别为7.78，8.51和8.19，培养后三种土壤 pH 分别增加了1.52%，3.95%和0.70%，土和风沙土培养后 pH值升高显著，但黄绵土升高并不显著。

2.2 对土壤水分的影响

土壤含水率是农业生产中的一个重要参数，也是决定作物产量的重要因素。生物质炭中含有丰富的孔隙结构和有机大分子，施入土壤后可以改善土壤物理性状，进而提高土壤的保水性能。

大量研究显示随着生物质炭添加量的增加，土壤田间持水量相对应增加[4]。也有研究显示施入生物质炭的土样在一定吸力下，容积含水量随生物质炭用量的增大先增大后减小[5]。Tryon[6]早在1948年就对生物质炭对土壤持水量的影响进行了研究，研究显示沙质土壤施入45%(按体积)木炭后土壤持水性增加了18%。在肥沃的土壤及粘性土壤中，没有观察到变化，甚至在粘性土壤中土壤持水量减少了。Karhu等[7]的研究结果表明，旱地施加了9t/hm2生物质炭后，土壤的保水能力为0.540 ± 0.019 g H2O g dry soil−1，对照组为0.485 ± 0.014g H2O g dry soil−1， 田间持水量增加了11%。Glaser等[8]的研究结果表明，人为施加了生物质炭的土壤表面区域比周围土壤的田间持水量高出3倍。

2.3 对土壤阳离子交换量（CEC）的影响

土壤CEC是指在一定的pH值条件下，每千克土壤所能吸附的全部交换性阳离子的总量，单位是cmol/kg。CEC可以影响土壤缓冲能力和土壤保肥能力，所以CEC是改良土壤和合理施肥的重要依据。鉴于生物质炭本身具有极高的CEC，因此生物质炭的应用将对土壤的CEC产生影响[9]。生物质炭对土壤CEC的影响大小主要和土壤类型，生物质炭种类和在土壤中的存在时间长短有关。

近年来国内外学者对此进行了大量研究：Yuan等[10]研究了九种不同生物质原料裂解的生物质炭对土壤CEC的影响，包括非豆科植物，如油菜秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、稻壳、玉米秸秆和豆科植物的秸秆，如黄豆、花生、蚕豆和绿豆，他们的ECEC(有效阳离子交换量)分别为13.83、12.91、13.15、12.45、13.33、13.97、13.02、13.16和13.79cmol⁄kg，分别比对照组（11.99cmol⁄kg）提高了15.3%、7.7%、9.7%、3.8%、11.2%、16.5%、8.6%、9.2%和9.6%。袁金华等[11]的实验结果显示，生物质炭对不同类型土壤的交换性能的影响也存在差异，施加了稻壳炭的红壤ECEC较对照组增加了17.2%，黄壤土ECEC增加了7.2%。生物质炭对黄壤土离子交换性能的改善明显好于红壤土。

2. 4 对土壤有机质的影响

土壤有机质是土壤的重要组成部分，虽然只占土壤组成很小的一部分，但是由于其能为植物生长提供营养，从而维持土壤肥力，改善土壤结构而备受人们重视。近年来，为了解释生物质炭肥在农业生产方面的潜力，学者们对生物质炭肥对土壤有机质的影响进行了广泛的研究。

如章明奎等[12]通过两年室内盆栽实验，研究了不同用量生物质炭对土壤有机碳的影响，研究结果表明，施用生物质炭可显著提高土壤有机碳的积累，增加土壤有机碳的氧化稳定性。Laird等[13]使用由橡木和山核桃木制得的生物质炭进行实验，结果显示，分别施加了5g・kg-1、10g・kg-1和20g・kg-1生物质炭的土壤较未施加生物质炭的对照组总碳含量分别增加了17.6%，37.6%和68.8%。表现出明显的随生物质炭添加量的增加而增加的规律。

土壤有机质的分解是一个复杂的过程，受到许多因素的影响，如土壤质地，土壤湿度，土壤持水量，土壤阳离子交换量，生物扰动速率和氧气（支持微生物有氧呼吸）等。这些因素往往偶合在一起，共同对土壤有机质的分解起作用。

3 增加土壤碳汇，缓解全球气候变化

3.1 减排机理

在过去的200年里人为温室气体排放量急速增加，导致现在全球变暖和气候变化等环境问题，且形势日益严峻。有机垃圾生物质制炭还田，不仅可以直接减少垃圾焚烧和化肥使用时排放的温室气体，还可以通过增加土壤生物量促进土壤碳汇作用。

许多学者的研究显示，使用了生物质炭的土壤，温室气体排放量明显降低了。生物质炭可以通过对土壤理化性质的调节，影响土壤N2O排放的。Gayoung等[14]认为不同种类的生物质炭，由于其自身元素含量的不同会对土壤温室气体排放量产生不同的影响，动物粪肥生物质炭相比大麦秸秆生物质炭含氮量更高，C/N比较低，较易分解矿化，因而秸秆炭在抑制土壤N2O 释放方面效果更好。颜永毫等[15]认为生物质炭主要通过对土壤中硝化菌和反硝化菌的生命活动影响，对土壤N2O排放发挥调节作用。

土壤有机碳库是一个极不稳定的碳库，农作物秸秆还田，植物残体等落到土壤里等，这一部分碳会在较短的时间被土壤有机体分解，重新回到大气中，所以对碳的封存几乎为零。而有机质炭化还田，在热解过程中，将有机体从大气中捕获的C转化为生物质炭的形式，实现了在土壤中的封存。输入土壤中的生物质炭本身结构稳定，虽然，已有研究表明生物质炭的表面能被氧化，但只占极小的一部分，另外，生物质炭与土壤中的矿物形成有机-无机复合体，通过团聚体的物理保护作用，降低土壤微生物对其分解的风险。此外，在热解过程中还会产生热解油，热解气等能源副产品，减少了碳的排放。生物质炭除了自身的碳封存外，还会通过影响土壤理化性质，提高土壤质量，进一步增加生物质炭固碳、减排的途径。

3.2 减排量

最早进行生物质炭固碳潜力研究的是Lehmann[16]。Lehmann等[17]提出在全球范围内用收割的农林废弃物制成生物质炭还田替代简单的焚烧，将会获得显著的固碳、减排潜力，会抵消12%的人为CO2排放量；回收农业和林业废弃物进行生物炭生产，每年的碳封存潜力为0.16×109tC。随着研究的不断深入，研究方法越来越科学，如生命周期评价方法( life cycle assessment，LCA)等的应用使得计算越来越精确。张阿凤等[18]应用生命周期评价方法对秸秆燃烧（基线）和转化生物黑炭以及农业应用整个系统全生命周期的温室气体排放量和碳汇清除量进行了评价。得到结论：秸秆生物质炭施用的总效应初步估计为秸秆产生净碳汇249~398 kg CO2-e・t-1。可以看出秸秆生物质炭具有显著的固碳减排效果。

虽然各国科研人员都试图通过在微观的实验室尺度的基础上通过对生物质炭的生成速率和固定碳素效率的研究，给出生物质炭在宏观的全球尺度上增汇减排的总量，但是，由于碳化条件等诸多因素的不同导致生物质炭的生成速率难以确切估计。生物质炭在全球水平上的固碳潜力和可持续性还有很多不确定的因素，因此不同研究者给出的生物质炭增汇减排的具体估计值有较大差异，寻求较为准确且一致的数据将是未来研究的方向。

4 建议

(1) 目前，在各国学者对生物质炭的研究中，其原料仅限于草木、秸秆、竹子、污泥等单一生物质，很少有人开展城市有机垃圾热解生物质炭技术的研究。且由于我国城镇垃圾分类不完善，其中混有各种复杂成分，所以有机垃圾热解形成生物质炭的过程中Cl和重金属等污染物的析出与抑制机理仍有待研究。

(2)虽然生物质炭对土壤环境功能有多方面积极的影响，并且在控制温室气体排放方便优势明显，但是施用量过大也可能造成负面影响，针对这方面的研究还较少，因此生物质炭长期农业利用的环境风险还有待进一步评估，特别是在大规模推广应用之前，需要充分考虑施用生物质炭可能对土壤生态系统产生的负面影响。

(3)研究显示生物质炭的土壤环境行为受生物质炭种类，土壤类型，农作物种类等的影响。所以在农业利用之前，应进行定位试验，找到适合当地土壤和农作物的生物炭种类及其生产条件。

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[13] Laird DA, Fleming P, Davis DD, Horton R, Wang B, Karlen DL. Impact of biochar amendments on the quality of a typical Midwestern agricultural soil[J]. Geoderma, 2010;158:443-9.

[14] Yoo G, Kang H. Effects of biochar addition on greenhouse gas emissions and microbial responses in a short-term laboratory experiment[J]. Journal of environmental quality, 2012;41:1193-202.

[15] 颜永毫, 丹, 郑纪勇. 生物炭对土壤N2O和CH4排放影响的研究进展[J]. 中国农学通报, 2013:140-6.

[16] 姜志翔. 生物炭技术缓解温室气体排放的潜力评估 [博士][D]: 中国海洋大学; 2013.

篇8

关键词：含油污泥；调质-机械脱水；生物降解；萃取法；调剖；热处理；

1 引言

含油污泥按来源可分为 3 种类型：（1）落地油泥，油田开采过程中，原油渗入地面土壤，形成的油泥；（2）罐底泥，各种储油罐自然沉降中产生的油泥；（3）炼油厂三泥"，包括隔油池底泥，溶气浮选浮渣和剩余活性污泥等。由水包油（O/W）、油包水（W/O）以及悬浮固体杂质组成，有一层或几层水附着于颗粒表面，同时污泥颗粒一般都带负电，故含油污泥中大多数颗粒互相排斥，阻碍颗粒互相结合。此外，水合作用和荷电性形成了稳定的分散状态，是一种及其稳定的悬浮乳状液胶体[1]。

2 含油污泥危害

含油污泥内含有烷烃、环烷烃、芳香烃、胶质、沥青质及石蜡等物质，其物质组成与原油基本相同，若未经处理的油泥直接堆置于自然环境中，会对存放区域和周边环境造成较大影响：含油污泥中的油气挥发，使周边空气质量总烃浓度严重超标；含油污泥含有大量原油，造成土壤中石油类超标，土壤板结，使区域内植被遭到破坏，草原退化，生态环境受到影响[2]。1998年，原国家环境保护总局将含油污泥列入《国家危险废物名录》。

3 含油污泥处理技术

含油污泥种类繁多、性质负责，相应的处理技术和设备也呈现多元化趋势，目前，国内外学者广泛关注的含油污泥处理技术主要有调质―机械脱水工艺、调剖技术、生物处理法、溶剂萃取技术及热处理工艺等。

3.1 调质-机械脱水

调质-机械脱水是通过化学或物理手段来调整粒子群的物理性状及排列状态，使之适合不同的脱水操作处理，再进行机械脱水，以提高机械脱水的性能[3]。该技术关键因素是选定合适调节剂、用量和选择脱水机械的类型及运行参数。研究证明，有机高分子絮凝剂能够破坏胶体的稳定性，从而增强含油污泥的脱水性能，使得含油污泥的含水率下降，最多可下降至 90%以下[3]。该工艺比较成熟，在国内外油田和炼化企业广泛采用，处理后污泥大部分可直接填埋。该技术通常作为含油污泥预处理，调质脱水后直接进行固化或者填埋处理。但由于该技术只作为污泥预处理，须辅以深度处理来实现污泥有效治理，污泥无害化、减量化处理不彻底，后续处理工作量仍较大。而且填埋会占用大量土地，存在污染地下水及周边环境等安全隐患。

3.2 生物降解

含油污泥生物处理技术是利用微生物对油泥中的有机物进行消耗降解，在微生物的生长繁殖的过程中，会将石油类物质消耗降解，最终转化为 CO2和 H2O 等无机物。具有装置运行安全、能耗低，投资和运行成本均较低等优点[4]。但石油降解用到的微生物的筛选、培养以及工艺设计不够成熟；不能用于处理含油率较高的污泥，处理周期长。而且生物降解石油类物质，未能实现资源化利用。

3.3 萃取法

萃取法是利用石油类物质在互不混溶的溶剂中溶解度不同的性质，采用特殊有机溶剂，使石油类物质从水相转移到有机相中，再利用石油烃与有机溶剂沸点的不同，通过蒸馏的方法，使石油类物质与溶剂分开，而溶剂又重新回用于处理系统中，提取出的石油烃得以回收再利用[5]。该工艺具有处理快速、选择性高、利于连续化生产、在消除油泥污染和能源回收方面具有广阔的发展前景。但是，萃取剂在回收循环的过程中会出现部分遗失，使得处理成本偏高。因此开发出性价比高的萃取剂就成了此项技术发展的关键。并且萃取后泥渣需进行进一步处置，萃取工艺就必须与其他处理处理方法结合使用。

3.4调剖技术

调剖技术处理含油污泥是利用含油污泥与地层的良好的伍性，利用化学方法，加入乳化剂及悬浮剂等，将含油污泥的泥组分、油组分和添加剂等制成含油污泥调剖剂回注地底，能有效封堵高渗透层注水孔道[6]。从而达到调整注水剖面和提高采收率的目的。该技术在我国多个油田都广泛试验和采用，技术优点是制备简单，容易实施；缺点是无法回收含油污泥中的含油组分，污泥中油含量较高时资源浪费现象明显。

3.5污泥干化技术

污泥干化是通过对污泥加热，降低含水率，减小污泥体积的过程[7]。污泥干化可去除结合水以外的全部水分，减量化程度高，便于后续处理。通常与焚烧技术联合组成协同焚烧工艺：污泥先进行干化，含水率降至40%以下，再进入焚烧炉焚烧处理，污泥焚烧产生的热能回收对污泥进行干化。多用于处理市政污泥，成功的油泥干化工程案例较少。

3.6污泥焚烧技术

污泥焚烧是指利用焚烧炉使污泥完全矿化为少量灰烬的处置方式。污泥焚烧对污泥的减量率可达到95%以上，污泥中有机物被完全氧化，重金属（除汞外）几乎全被截留在灰渣中，无害化效率高。

3.7污泥热解炭化技术

污泥热解炭化技术是在无氧或欠氧和500-600 ℃的温度条件下，对污泥进行加热，使污泥中的有机物分解，将污泥转变成三种相态物质的过程。其中，气相为氢气、甲烷、二氧化碳等；液相主要为燃油、水；固相为无机矿物质与残碳[8]。

4 结束语

含油污泥处理技术较多，各有自身特点以及适用条件。与其他工艺相比，含油污泥热处理需消耗辅助燃料，要配套尾气处理设施，运行费用和工程投资较高，但热处理技术对污泥减量化程度高、无害化彻底，同时可以回收热解气、热解油、炭渣及热量等能源，在国内外具有多个成功工程案例，是目前最可行的油泥无害化处理技术。

参考文献：

[1]李琛，李皓飞. 含油污泥资源化利用研究现状[J]. 炼油与化工，2011，22（2）：4-6.

[2]喜，魏利.油田含油污泥处理技术及工艺应用研究[M].科学出版社，2012，11-34.

[3] Zhiqi Wang ， Qingjie Guo. Low Temperature Pyrolysis Characteristics of Oil Sludge under Various Heating Conditions [J]. Energy& Fuels 2007， 21， 957 - 962.

[4]宋绍富，杜雯，屈撑囤.含油污泥微生物堆制处理研究[J]. 西安石油大学学报，2011，26（3）：86-88.

[5]陈凤峨，王雪米. 溶剂抽提法处理炼厂污泥实验[J]. 化学工程，2005，33（1）：52-55.

[6]鲁红光，边芳霞等. 含油污泥调剖剂封堵能力研究[J] .特种油气藏，2003，10（ 4）：73-76.

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最新问题

经常有人给我打电话咨询秸秆煤以及倍化煤技术是真的吗？今天我把这个问题大概说一下，秸秆煤项目不错，但秸秆必须经炭化处理后才能制煤，必须经过活化处理，与化工原料及助剂复合才能达到成本低，效果佳，不会出现起火快，燃烧时间短，及夹不出煤等现象。

倍化煤也可以的，但首先处理的不是煤而是土，经过活化处理后，再用本技术处理煤，然后再与煤复合而成，切记决不可用锯末做彭松剂，那种技术是假的。助燃剂，品种很多，但要针对煤质合理使用，光是助燃剂配煤多加土这样的技术都是骗人的，有的朋友去过北京考察也学了技术，当时用助燃剂配煤多加土一倍左右，试燃效果非常满意，可他们没想到那种炉子是特制的不管什么煤冒的都是兰火苗！

煤的质量问题

民用煤的质量效果很明显，用普通炉燃烧即可看出效果。再比较一下时间，及燃烧后能夹出来，这足以说明效果不错，可以在市场大量销售。只要质量好，又便宜，市场就大了，一般情况下煤厂的利润每吨只赚五六十元，而采用科学性复合生物质煤技术，每吨利润可达到100-200元，利润是非常可观的。

如何防骗

经常发现有些朋友上当受骗了，这原因是因为你根本不懂煤，而你找的技术部门技术根本不过关，他们常用一种特制的炉具，用助燃剂调煤，再多加一倍左右的土让你看效果，使你产生错觉。交了费，回家按配方配制，怎么也达不到效果，这很明显就是炉具的猫腻。如果你懂煤，懂怎么去试煤，谁也蒙蔽不了你，那些骗子再能忽悠你也不会上当了。总之，希望大家在这个煤品的行业里不要走弯路或是少走弯路，在做煤项目之前要先了解煤。

目前，有很多卖技术的，在大家购买技术前一定要多考察，多想想，避免上当受骗，被骗点钱也许没什么，但会浪费时间跟精力，本人在多家煤厂做技术指导，负责生产调配，同时兼职着数家煤的生产。有什么煤上的问题欢迎大家与我联系共同探讨交流。也欢迎大家来我部参观交流！

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关键词：活性炭；微波再生；城市污水；深度处理

中图分类号： U664.9+2 文献标识码： A

前言：当污水厂进行尾水深度处理时，当活性炭的吸附作用达到饱和后需要实施再生操作处理，微波辐照再生法是一种既高效节能又省时的活性炭再生技术，会有很大的发展前景。

1 活性炭的基本性质

活性炭是由木炭、煤、稻壳等含碳化合物经过一种特殊处理制得的。此过程一般包括:将原料加热，在一定温度下使原有有机物80%炭化，然后利用活化剂使炭化物活化。因此活性炭具有巨大的比表面积和发达的微孔结构。所以活性炭具有较强的吸附能力，能够有效、快速的吸附大气及水体中的有机污染物。

2 活性炭的吸附作用

活性炭对物质的吸附主要通过活性炭表面分子与吸附质分子之间的范德华力、化学键力和静电吸引力等实现。根据它们不同的吸附机理，可以分为物理吸附、化学吸附和交换吸附。

在物理吸附中，活性炭等吸附剂表面分子与吸附质分子之间的作用力为范德华力，也就是分子间作用力，它是由分子间的瞬间偶极产生的。物理吸附的吸附量主要决定于吸附剂的比表面积，一般来说，比表面积越大，物理吸附量也越大。而且物质的吸脱附次数对吸附剂的活性影响也相对较小。

在化学吸附中，吸附剂表面分子可以与吸附质分子之间发生电子转移、原子重排、化学键的破坏和形成等化学作用。由于是化学相互作用，在经过多次吸脱附后，会对吸附剂的活性产生重大的影响。

交换吸附是基于吸附质离子通过静电作用吸附到吸附剂的带电点上。在吸附过程中，由于静电平衡，在吸附质离子吸附于吸附剂上时，吸附剂也会释放等量的电荷。

在现实的吸附过程中，一般这三种吸附都会同时存在，在我们利用活性炭处理污水时，就是利用了这三种吸附去除污染物。

3 活性炭在处理城市污水中的应用

随着城市人口的增长及经济的发展，城市居民生活污水的排放量日益增加，增加了河流的负担。城市污水以有机污染物为主，一级处理通常采用沉淀法去除有机物及无机悬浮物；二级处理釆用活性污泥法，利用微生物的代谢作用去除有机物；当对出水要求更高时，还要进行三级处理。活性炭处理是城市污水处理中不可或缺的，在污水处理中，活性炭的应用有两种方式:一是用于污水的三级处理中，二是用于污水的物理化学处理中，一般污水在经过化学混凝沉淀处理后，直接向污水中投放活性炭，或者在这两步操作之间经过过滤，消毒处理。

4 活性炭的再生方法

活性炭是广泛地应用于环境保护中的一种黑色多孔性固体吸附材料，可用于处理各种工业废水、治理大气污染中的脱硫脱氮等。近年来，随着活性炭制造业和应用领域不断扩大，不管从环保方面还是从经济方面考虑，都很必要进行活性炭的再生。活性炭的再生，就是指在不破坏原本结构的条件下，采用各种方法（如物理、化学、生物等方法）去除饱和吸附的活性炭中的杂质，使其恢复吸附性能并可以重复使用。目前，对于活性炭的再生方法，主要可以分为两类：传统再生方法和新兴的再生方法。传统再生方法包括溶剂再生法、热再生法和生物再生法；新兴的活性炭再生方法包括微波福照再生法、电化学再生法、超声波再生法和催化湿式氧化再生法等。这些方法有些已经在过内外成熟采用，有些方法还正在研究中，相信未来还会出现更多的科学方法。

4.1热再生法

热再生法是活性炭再生方法中发展历史最长、应用广泛、技术上最成熟旳方法。热再生法的原理是使被吸附在活性炭上的有机物在高温下以解析、氧化、炭化的形式从活性炭基质上消除。热再生法的优点是再生的时间短，再生率高；其缺点是再生损失大、运转条件严格，投资费用高等，而且再生过程中还容易发生炭粒之间相互粘结和烧结成块，从而有可能造成局部起火或堵塞通道。

4.2溶剂再生法

高浓度、低沸点的有机物吸附，宜采用化学药剂再生。根据所用溶剂的不同主要分有机溶剂再生和无机溶剂再生。无机溶剂再生一般釆用无机酸或碱等作为再生溶剂使吸附质脱除。叶李艺等研究了吸附苯酷后的活性炭碱再生工艺过程，以及多次再生对活性炭再生效率的影响，探讨了碱性溶剂再生活性炭的初步规律。常用的有机溶剂溶有剂有苯、丙酮和甲醇等。有机溶剂再生法适用于可逆吸附，如吸附高浓度酹的活性炭和处理焦化厂煤气废水的活性炭的再生。

溶剂再生法设备简单，经济成本低；可从再生液中回收有用物质；整个再生过程在吸附塔内进行，活性炭损失较小。但是一般只能针对单一物质再生，应用范围较窄；再生率低，微孔容易堵塞，多次使用后再生率明显降低；并且存在再生液二次污染的问题。

4.3生物再生法

生物再生法是利用微生物的代谢作用将活性炭表面吸附的有机物降解，使活性炭再生。但对于不能被微生物降解的有机物，生物再生法的使用会受到限制。

生物再生法的优点是再生的工艺和设备简单，投资和运行费用都很低，且方法本身对活性炭无危害作用。缺点是再生时间长，吸附率恢复缓慢，对于难生物降解的有机物不适用。

4.4超声波再生法

利用超声波的脉动对活性炭进行搅拌，对其吸附表面施加能量，通过“空化泡”爆裂的冲击，使被吸附物质得到足够的能量以脱离吸附表面重新回到溶液中去，从而达到活性炭再生的目的，这种方法就是超声波再生法。

超声波再生具有能耗小、工艺设备简单、活性炭损耗小以及有用物质的有利回收等优点。缺点是该方法只对物理吸附有效，且活性炭孔径大小对再生效率有很大的影响。

4.5催化湿式氧化再生法

在高温高压下，以空气或氧气作为氧化剂，把处于液态下的活性炭吸附质氧化分解从而达到活性炭再生的目的，这种方法叫做催化湿式氧化再生法。

催化湿式氧化再生法的优点有：反应时间短，处理对象广泛，再生效率稳定，活性炭损失小，再生开始后无需另外加热。缺点是再生效率低，对再生设备的要求较高，需耐腐烛、耐高压，再生过程中产生废气会造成污染，还需进一步处理。

5 微波辐照再生法

之所以可以用微波福照的方法来再生，是因为活性炭吸附的吸附质中大部分是强极性物质，比活性炭本身具有更强的吸收微波能力。被吸附在活性炭中的极性物质的分子会在微波场的作用下产生偶极转向极化现象，使电磁场能转化成热能，温度上升达到1000℃以上，吸附质在该温度下发生挥发或分解脱离，此时通入二氧化碳、水蒸气等高位活化气体在活性炭表面重新造孔。与此同时活性炭本身也会吸收微波温度升高，使一部分炭燃烧二损失，而孔径扩大，使活性炭的吸附活性恢复。

微波由于特殊的波长对物体具有非常强的穿透作用，因此能对物体进行深层的加热。现在微波技术对吸收剂进行再生，与传统的热再生技术相比，微波再生具有显著优点:效率高、速度快、物体受热均匀、能耗低，再生时具有非常快的解吸速度，并能够实现对吸附质的选择性加热。

微波福照再生适用于吸附了各种吸附质的活性炭。活性炭微波福照再生所需时间与传统热再生相比大大减少。再生后活性炭吸附能力比传统加热再生法小，但电耗是热再生法的1.94%。微波再生活性炭再生损失也远低于传统热再生。影响再生活性炭吸附能力的关键因素是微波功率，其次是微波福照时间和活性炭吸附量；随再生次数增加，再生时活性炭局部表面形成“电弧”，使活性炭再生损失增加，但远低于传统热再生；微波加热使活性炭孔隙结构发生改变，比表面积、微孔容积和平均孔径增大，提高了再生炭吸附和传质能力。

结语：

在城市污水厂尾水深度处理方面，活性炭吸附的方法有着其重要的现实意义。我国以后在加强污水处理技术的基础上，应该尽量减少成本的投入，还应该加强人们的节水意识，有效减小污水处理的压力。

参考文献：