本发明公开了一种利用餐厨垃圾制备生物炭的方法，将餐厨垃圾晾晒至含水率降到10%以下后粉碎的颗粒投入碳化炉内，通入氮气加热，以2-10℃/min升温至200～300℃恒温30～60min；以5～20℃/min升温至350～500℃恒温1～4h；然后在缺氧条件下降温至80℃出料；粉碎后过100目筛获得生物炭。本发明操作简单，制备出的生物炭比表面积大，应用于农田可改良土壤的性质，提高土壤肥力，节约农业生产成本，修复受污染土壤；减少了餐厨垃圾对环境的污染，为餐厨垃圾处置提供一条新的途径，引领餐厨垃圾产业向低碳、可持续健康发展，具有广阔的推广应用前景。

兰炭也称半焦碳，是由低变质煤在隔绝空气的情况下加热获得的固体产品。在兰炭生产过程中，小于3 mm的兰炭粉末约占总质量的10%，这部分兰炭粉(半焦)是用廉价的末煤干馏而成，成本较块煤降低近20%。因其粒度小，不符合生产工艺要求，只能被当作低级燃料廉价处理或被弃置于河道或地头。这不仅造成大量能源浪费，限制兰炭的经济效益，而且对环境造成严重污染。 利用兰炭末制备新材料是有意义的事情，将其改性制备成高性能的锂电池，不仅可以大幅提升兰炭的经济效益，减少废料堆环境的污染，也将降低锂离子电池的成本。目前研究表明：对兰炭末进行高温石墨化处理，性能可以达到锂离子电池负极的性能指标。放电容量达到了300mAh/g以上。循环寿命，循环300次后，容量没有衰减。该项目对环境保护和资源利用有较大的益处，与现有锂电池负极材料相比，有一定的成本优势。

项目简介 双甘膦是农药草甘膦的中间体，草甘膦是一种高效、低毒、光谱、安全的除草剂， 具有良好的内吸、传导性能，是目前除草剂产量最大的品种。双甘膦产生的废水不仅量 大且污染负荷高，很难处理。根据本项目利用铁炭微电解方法处理双甘膦生产产生废水， 不仅成本低、以废治废，已开发成套处理装备，处理效果显著，相类似的化工废水处理 可采取类似工艺和装备。 产品性能、指标 采用铁炭微电解为主要工艺处理双甘膦

传统的无卤膨胀型阻燃剂 (IFR) 是由酸源聚磷酸铵 (APP) 、炭源季戊四醇 (PER) 和气源三聚氰胺 (MA) 所组成，季戊四醇虽然具有较好的成炭性，但由于其分子量低，与材料相容性差、热稳定性和耐水性差，在与树脂的高温复合加工过程以及所制备的阻燃材料在潮湿环境中使用受到很大的限制。 该成炭剂TT4与聚磷酸铵APP按TT4 : APP=1 : 2的配比，在聚合物中IFR重量配比30%时，阻燃氧指数达到35以上，同时达到UL-94 V0级别，无溶滴现象，比传统的三嗪类成炭剂的综合成炭效率高，可广泛应用于聚烯烃、聚苯乙烯类树脂 (ABS和HIPS等) 、PBT、PET、尼龙、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、弹性体等多种场合。该成炭剂具有THEIC的超支化结构，具有优异的成炭能力，可以形成致密的炭层厚度和坚韧的炭层强度，与聚磷酸铵等P-N系无卤阻燃剂配合，具有十分理想的协同效应，赋予材料卓越的阻燃性能，是十分理想的。 目前市场上三嗪类成炭剂均采用三聚氯氰为起始反应物，涉及溶剂后处理和氯化氢尾气处理问题，对环境有一定的污染且生产成本高。本项目以THEIC为主要原料，通过固相熔融反应，反应过程中无溶剂，产品质量稳定。

本项目主要针对我国分散式农村生活污水及污泥处理的现状，结合蚯蚓的生物生态学特点，基于蚯蚓与微生物相互作用的生态学原理，采用“蚯蚓生物滤池+蚯蚓堆肥”联合对分散式污水污泥进行资源化处理与处置研究。在蚯蚓生物滤池处理生活污水过程中进一步优化填料的级配，提高其污染物降解及原位减量污泥的工艺性能，使其净化后出水满足《国家农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）中的水作作物和加工、烹调及去皮蔬菜类别的灌溉标准；对蚯蚓生物滤池污水净化过程中产生的少量蚓粪污泥进一步发挥蚯蚓对污染物稳定及无害化的特性，采用蚯蚓堆肥技术稳定化与无害化处理蚓粪污泥，堆肥后泥质满足《污泥农用规范《CJ/T 309-2009 城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》的标准，为解决我国分散式农村生活污水污泥资源化处置的难题提供有效的途径。 项目负责人所在研究团队在中小城镇污水处理、剩余污泥减量化与资源化等生物处理技术方向上开展了 10 余年的研究工作，自 2010 年以来，相继获得“2010 年国家星火计划”、“ 2011 年国家青年自然基金”、“教育部博士点基金”等的资助。申请人自 2004 年在同济大学环境科学与工程学院攻读博士学位以来，一直致力蚯蚓生物滤池技术的工艺优化与机理研究。工艺方面主要集中于农村生活污水-污泥的同步处理，在研究过程中发现，蚯蚓生物滤池对污水的处理相比于其他工艺具有经济节约、管理方便的突出特点，尤其是污泥的产量少对于分散式剩余污泥的处置问题，更是提供了有利的解决途径。经过十多年的积累，申请人熟悉该工艺的运行控制参数与实验方法，具有一定的知识储备。建设的上海嘉定和四川青川县马鹿乡“蚯蚓生物滤池处理农村生活污水工程示范”运行良好。申请专利 1 项，授权专利1项。 本项目基于蚯蚓的生物生态学特点进行污水与污泥的生态型转化，工艺技术中无需传统生物处理中的曝气设备，也不会产生常规生物滤池堵塞的问题，因此，具有经济节约，技术高效，管理方便，基建及运行费用低等主要特点，在我国分散式农村生活污水污泥的资源化处理与处置方面，具有广阔的应用前景。 与本项目合作的上海泓济环保工程有限公司是一家废水、固体废弃物处理项目设计、施工、运营及设备销售于一体的高科技环保公司，上海市高新技术企业，拥有多项废水预处理、生化处理、含盐废水浓缩及零排放技术和固体废弃物处理技术，以及建设部颁发的环境工程专项工程承包资质、设计资质和环保部颁发的环境污染治理设施运营资质，综合实力位于行业领先水平。该公司长期以市场为导向，贯彻以技术服务为核心，工程和设备产品为两翼的发展战略，能够根据客户特定需求，结合专业水准开展针对性的研发工作，提出先进而创新的系统解决方案、解决问题。可以为本项目的工程化应用提供有力的技术与设备支持。

本技术成果针对传统污泥堆肥需要添加大量辅料的难题，筛选、培养和生产了专门用于污泥发酵与除 臭兼备的复合菌种，用复合菌种代替辅料，无需添加辅料，节省了辅料成本和辅料占地，缩短了发酵周期（15-20天）30%以上，提高堆肥效率约50%，抑制了恶臭的产生，实现了堆肥过程自动监测和控制。在污泥堆肥领域中，本研究开发的无辅料、高效发酵、无恶臭和自动测控的污泥堆肥技术，取得了重大突破。 本技术成果建立了处理量为30 吨/日的生活污泥堆肥示范工程，整个堆肥生产过程运行成熟稳定，已经稳 定运行一年多时间。

根据有关内部统计数据，中国目前有近17％的城镇污水处理厂产生的污泥去向不明，同时大约67％的污泥以简单填埋为最终出路。针对目前城市污泥难处理及市场巨大的特点，采用超临界水氧化技术处理城市污泥，实现城市污泥的无害化处理。超临界水氧化技术（Supercritical Water Oxidation，简称SCWO）是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使氧化剂和有机物完全溶解在超临界水中并发生均相氧化反应，迅速、彻底地将有机物转化成无害化的CO2、N2、H2O和无机盐等小分子化合物。相比传统的城市污泥处理方案，SCWO具有突出的优势，能取得巨大的经济、环境和社会效益。 该系统集有机物去除、脱盐除渣、余热利用/制取富氢气体、防堵塞、防腐蚀多项功能于一体，能够同时实现城市污泥等有机废物/废水的无害化处理与资源化利用过程。城市污泥经过示范装置处理后出水的COD为25mg/L，氨氮为2mg/L及色度可以与洁净水媲美，完全能实现达标排放。该装置实现了城市污泥化学需氧量(COD)减排和脱盐处理的一体化过程；最大程度地利用反应后液体的热量，降低了装置运行成本；在装置中实现脱盐处理和泥渣分离；反应后的清洁液体作为装置的蒸发壁水进行循环利用；采用撬装式结构形式，方便安装和运输；可实现城市污泥超临界水部分氧化/气化的产氢过程。

本系统通过建立近红外光谱和污泥含水率的关 系模型，可以快速分析污泥的含水率，实现污泥处 置方案的快速评价，分析污泥有机物的近红外吸收 光谱特征，同时采用传统方法分析污泥有机质含量， 建立污泥有机质的快速分析。

成果与项目的背景及主要用途 污泥或家禽粪便大量堆积影响环境，造成污染，利用快速好氧堆肥方式使污泥或家禽粪便达到除臭、稳定的作用。通过向堆垛中加入N、P元素的适合配比，合成具有较高肥效的土壤改良剂和有机肥料。产品能用于农业、林业和园林花圃等。 技术原理与工艺流程简介 通过向污泥或家禽粪便加入适当的调理剂和N、P、K元素，再经过静态反应仓强制通风的好氧堆肥工艺，然后经过二次发酵稳定和粉碎装袋等

针对秸秆直接还田难、综合利用率低、焚烧污染严重，土壤碳库匮缺、耕地质量提升乏力等“老、大、难”问题，沈阳农业大学率先提出了“秸秆炭化还田”新理论，确立了“以生物炭为核心，以炭化技术为基础，以生物炭基肥料和生物炭基土壤改良剂为主要发展方向，兼顾能源化利用”的技术路线。2005年以来，围绕“生物炭暨秸秆炭化综合利用技术研究与应用”，项目组先后突破了生物炭规模化制备与农业应用关键技术，构建了全产业链技术体系，推动了成果高效转化，为秸秆间接还田开辟了一条新途径。    1. 研发出“半封闭式亚高温缺氧干馏炭化工艺”和“组合式多联产生物质快速炭化设备”，突破了秸秆“低成本、大批量制炭”的产业技术瓶颈。该工艺设备对原料适应能力强、生物炭生产效率高、能耗低，有效解决了农作物秸秆密度低、含水量高、预处理能耗大、炭化效率低等问题。所制备的生物炭含碳量高、孔隙丰富，可广泛用于土壤碳封存、农田温室气体减排、化肥减量增效、耕地质量提升等领域。    2. 开发出生物炭基肥料等系列生物炭基农业投入品，集化肥减量、土壤改良、节本增效等功能于一身，寓土壤改良与土壤利用之中，突破了生物炭规模化田间应用技术瓶颈。综合运用作物学、土壤学、植物营养学、微生物学、生物信息学等方法，系统揭示了生物炭固碳、改土、保肥、持效、促生作用规律与机制。在此基础上，遵循养分归还学说和农田生态系统物质循环规律，发明了以生物炭为载体生产专用肥料、土壤改良剂、水稻育苗基质的技术与方法，开发出以生物炭基肥料为代表的系列生物炭基农业投入品，能够在不增加农民生产成本的情况下实现秸秆间接还田，解决了生物炭直接还田成本高、推广难、市场化程度低等问题，打通了生物炭规模化田间应用“最后一公里”，改变了化学类缓控释肥料只减肥、改土作用不明显、只在当季起作用的局面。    3. 开展了大规模试验示范，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，实现了成果转化。针对集中处置利用与秸秆等农林废弃物分布广、收储运困难之间的矛盾，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，将产业链中的运输成本降低约 70%；制定了《生物炭基肥料》农业行业标准并首次发布，突破了制约生物炭技术产业化和行业健康发展的“瓶颈”问题。    截至 2016 年底，项目技术累计推广 1090.2 万余亩，辐射全国 20 余个省（市、自治区）。其中，2014-2016 年，项目技术推广应用 575 万亩，新增销售额 19665.6万元，新增利润 2359.9 万元，节支增收 42890.9 万元。合计新增经济效益 45250.8万元。