1. 课题来源与背景 课题类型：地方计划；课题来源单位：广东省科学技术厅；课题名称：印染污泥制备生物炭高值气耦合联产关键技术与示范；课题编号：2012B091100271。 印染污泥是一类典型的工业固体废弃物，它产生集中、成分相对稳定、资源化能源化价值大，印染污泥因含有较高有机组分和纤维物质，而具有较高的热值，这比其它污泥作为资源被利用具有更明显的优势，适合作为制备生物炭及高值气的原料。目前适合于印染污泥处理处置的技术有：土地利用、卫生填埋、干化焚烧。这些技术在一定程度上实现了污泥的资源化利用，但均属于碳中和技术，并不能减少碳排量。如卫生填埋技术存在占地面积大，产生大量的CH4气体( 其温室效应是CO2的21倍) 以及污染地下水和土壤等安全隐患。焚烧尽管可以回收能源，但存在二次污染问题, 且最终仍释放CO2、NOx等温室气体，将焚烧残渣进行封存，只能减少3%的碳排量。好氧堆肥化将大部分有机物转化为CO2和H2O，部分碳贮存于堆肥中，经生物作用又返回大气，并不能减少碳排量。因此，有效利用印染污泥中蕴藏的巨大能量，实现印染污泥的无害化、减量化、资源化处理，具有减少污染、减少碳排放、增强土壤肥效、提高能源利用率等多重功效，研发适合我国国情的印染污泥处理技术和设备，为实现污泥处理以废治废和废物循环利用的目标，具有重要的实践意义和经济价值。

    2. 技术原理及性能指标 技术原理： 针对印染污泥有机组分复杂、含水率高的特点，研发具有自主知识产权的污泥生物干化、炭转化与高质气生产与污染物控制耦合技术，降低污泥干化过程中的外部能量输入、提高生物炭转化效率、高质气制备效率，控制污染物排放，同时利用生物炭进行土地利用研究。 技术指标： 1） 锅炉烟气余热进行印染污泥干化的关键技术与成套设备规模达到日处理印染污泥50吨，生产污泥生物炭5吨/日。 2） 印染污泥生物炭重金属含量符合《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJ/T309-2009)，印染污泥制备的生物炭比表面积在14.28-26.87m2/g之间，营养元素N 富集系数在0.25-0.93之间，P的富集系数在1.07-1.3之间，K的富集系数在1.05-1.12之间。 3） 高值气热值在960-2889kcal/Nm3，氢碳摩尔比在0.2-2.3之间。 4） 对于大豆，当生物炭施用量为500 kg /hm2，产量提高50%；对于水稻、高粱，当生物炭施用量11t/hm2的标准添加生物炭，产量累积提高75 % 。 5） 形成了适合国情的印染污泥生物炭水热制备及其土地利用技术，与传统焚烧技术相比，温室气体排放降低48%、能耗降低27%。 6） 建立了污泥生物炭土地利用的固碳效应全生命周期模型，为印染污泥低碳资源化处置提供技术支撑。

     3. 技术的创造性与先进性 以印染污泥无害化、资源化、能源化为目标，将污泥干化技术、热解技术与土地利用技术相结合，研制污泥干化-生物炭转化-高质气制备专用设备，优化污泥生物干化、炭转化与高质气生产耦合工艺，基于印染污泥的生物炭水热转化工艺与优化；生物炭土地利用技术与固碳效应研究，形成适合我国国情的印染污泥生物炭转化-高质气生产-土地利用关键技术，将印染行业头痛的印染污泥转化为无污染的、高附加值的生物炭产品，最大程度上降低污泥处置过程的碳排放及二次污染，建立印染污泥干化-生物炭转化-高质气生产-土地利用的全周期固碳模型，克服了项目实施前现有污泥处理方式的不足，可为印染污泥无害化、资源化、能源化提供技术支撑。

     4. 技术的成熟程度，适用范围和安全性 本项目研发成果生物炭及高值气制备关键技术、脱水-干化-制备全过程污染物控制技术，不仅可有效地解决印染污泥处理处置难题，而且为印染污泥处理处置的低碳减排和资源化利用提供新的思路。所制备的生物炭具有很高的附加值，化学性能稳定，用途广泛，并能够长期保存，满足农业生产、花卉养植、温室种植、沙化土壤改良、退化草原改良等行业对生物炭的需求。其潜在的用户包括：为污水处理厂污泥处理提供技术支持；为园林、花卉、高尔夫球场草坪、农业、土壤修复等领域用户提供生物炭土壤改良剂。如1）大型花卉和园林公司，将生物炭用于花卉栽培、城市绿化、园艺苗圃、草坪建植、大树移栽、屋顶花园、庭院盆栽；2）当地温室蔬菜农户使用生物炭，可改善温室土壤种植环境，解决温室种植面临的复茬问题；3）土壤改良领域，采用生物炭改良沙漠化土壤，解决沙漠化土壤植被存活率低的难题，在退化草原中施用生物炭，改良草原土壤结构，促进饲草繁殖和生长。

     5. 应用情况及存在的问题 在鹤山市共和镇建立了面积50亩的生物炭桉树应用示范基地，近一年示范研究结果表明，示范区内土壤有机碳增长为0.39%。