水熱碳化技術處理畜禽糞便的研究進展

李子富，于 露，鄭 蕾，郭佳俐

（1. 北京科技大學能源與環境工程學院，北京 100083；2. 工業典型污染物資源化處理北京市重點實驗室，北京 100083）

0 引 言

由于人們對于畜禽養殖的需求，由此造成畜禽糞便大量產生。中國2010－2020年畜禽糞便總量基本穩定在37億t，其中豬糞、牛糞占比較大，分別為43.2%和32.8%左右，禽類糞便和羊糞次之。若處理不合理不僅會引發嚴重的環境污染問題，還會造成資源的浪費。傳統堆肥方法存在堆肥周期長、占用土地面積大、易受季節影響等缺點。且由于畜禽糞便含水率較高（通常含水率≥80%），采用焚燒、熱解、氣化等傳統的熱處理工藝，不可避免地需要進行預干燥處理，能耗高而且效率低。

水熱碳化技術最早在1913年，Bergius為了研究自然煤化的機理，在250～310 ℃的水熱條件下，將纖維素轉化為類煤材料。隨后，水熱碳化技術引起了人們的廣泛關注，其原料也從纖維素擴展到了其他生物質原料。將水熱碳化技術用于有機廢棄物處理是近10余年的事情，由于其具有的明顯優點，受到越來越多的關注。Berge等以廢紙、餐廚垃圾和厭氧消化污泥為原料進行水熱碳化研究，發現固體產物中碳含量明顯提高。水熱碳化可將生物質轉化為生物燃料和穩定固體碳材料，實現低價值廢棄生物質的高附加值再利用，解決廢棄生物質處理的碳排放問題，為中國實現碳中和的目標提供一條有效途徑。

水熱碳化技術可以實現畜禽糞便的安全處置和資源化利用，是發展綠色養殖業的重要方式。……