随着公用事业公司寻求更多从污水污泥中获得再生产品的方法，生物炭的生产成为最受关注的途径之一。这些产品是在某些先进的污泥热转化方法中产生的一种稳定的固态碳，主要是通过热解产生的。

丰厚的福利

采用这些先进的热转换技术不仅是因为它们能够从污泥中回收有用的产品，还因为人们对污泥中的微污染物的关注。这种情况以及不断增加的污泥产生量，意味着污泥的处置途径不断受到限制的压力，而将处理厂的废物转化为有用的产品，正在成为未来对公用事业公司具有吸引力的选择。 

为什么要利用污水污泥生产生物炭？

污水污泥生物炭（SSBC）生产是大幅减少污水处理厂需要处理的污泥量的一种方法，这种固体产品的特性适合许多承购市场。虽然许多生物炭的碳含量很高，适合作为燃料燃烧，但生产商可以通过改变原料和生产条件来调整其物理/化学特性，这意味着生物炭可以以多种不同的方式提供价值。其中包括用作土壤改良剂或吸附剂。例如，德国公司Pyreg将其SSBC包装成“磷肥”或“充磷生物炭”。但并非所有的生物炭都是一样的……用生物固体制造生物炭时，碳含量和表面积（比木质材料）都要少，而且磷含量更高。首席销售官Robert Kovach概述说：“这对农业是有利的。”

Pyreg声称：“其生产的生物炭具有与磷矿石衍生的三过磷酸钙类似的肥效，而三过磷酸钙目前被广泛用作农业肥料。”许多 SSBC 生产商还表示，“他们的产品几乎不含目前在许多地区田地里撒播的生物固体中的微污染物。”

国际生物炭倡议组织（International Biochar Initiative）的执行董事Wendy Lu Maxwell-Barton解释说：“人们更喜欢使用其他原料，但我们确实有科学依据证明热解过程对污泥的净化作用。”国际生物碳倡议是一个会员制组织，成员包括生物碳产品制造商、研究人员和政府机构。

尽管一些国家（如德国）因担心从污水污泥中提取的生物炭的成分而禁止在田地里使用，但其他国家（如丹麦、捷克共和国和瑞典）则热衷于在农业环境中使用这种升级产品。

Kovach解释说：“随着污泥中的全氟辛烷磺酸和重金属问题日益突出，以及各国不再允许在田地里使用污水污泥，人们开始关注还有哪些其他解决方案，这是一种多米诺骨牌效应。”通过将该产品用于替代燃料燃烧，还有可能固碳而不是在燃烧过程中释放碳。研究还表明，该产品能够防止其他温室气体（如一氧化二氮和甲烷）从土壤中释放出来。

定制产品

污水污泥被广泛认为是一种比使用稻草或木材生产生物炭更便宜的原料，由于污水处理厂总是会产生污泥，因此污泥可以被证明是一种可靠和持续的供应。使用混合原料来定制最终产品的特性也很常见，不过每种原料的比例通常必须保持一致，以保持生物炭的特性相同一这对某些承购行业的客户来说可能很重要。

例如，以色列公司 Earth Biochar 正在将城市污泥与木屑混合堆肥，以生产园艺生长介质。该公司选择这种混合物是为了利用木屑的结构以及污水污泥中的矿物质成分，而且堆肥过程可以在污泥转化为生物炭之前去除污泥中的水分。该工艺现已获得以色列环保局的批准，可将其最终产品用作生长介质。总部位于英国的Standard Gas公司正在提供一种热解系统，该系统与原料无关，每次改变输入原料时都无需重新校准工艺。该公司声称，与单独使用一种原料相比，多种原料是一种更经济可行的选择，因为它可以在混合过程中增加额外的能量。这有助于为系统提供动力，产生多余的能量用于干燥，以及生产高热量的生物炭。 

除了沼渣的土地利用外，公用事业公司还必须找到其他替代方法，这可能需要花钱来处理沼渣，尤其是在沼渣被取缔的情况下......而焚烧的问题在于入门费，可能高达 85 英镑/吨。标准燃气公司主管Richard Jackson评论说，“还有一个问题是含水量高。” 他还介绍说，“该公司的工艺能够产生多余的热量，为干燥工艺提供动力，这在先进的热转换技术中并不少见。”公用事业公司关注的一个关键问题是：在对污泥进行热解或类似处理之前，从污泥中去除水分所需的能量。 

消除障碍

尽管污水污泥生物炭被吹捧为公用事业公司获取碳信用额度的一种方式。随着实现净零排放的步伐加快，许多行业都在热捧这种方式，但一些研究人员警告说，“它在这一领域的前景可能存在一些隐患，与其他原料相比，SSBC的碳含量较低，这可能会对其竞争力产生负面影响。”在先进的热转化过程中，污泥中的氮含量也会损失，这可能会被一些产品购买者视为负面因素，尽管在农业应用之外，这一点并不那么重要。

一个关键的问题是，生物碳（来自任何原料）能够将碳储存多长时间，尤其是与土壤混合时，土壤是一个自然分解的环境。那些希望利用碳封存市场抵消其排放量的人已经开始倾向于使用能长时间储存碳的方法，如直接空气碳捕集与封存，这意味着生物炭可能会被淘汰。不过，国际生物炭倡议组织指出，二氧化碳清除跟踪网站cdr.fyi上的数据显示，2022 年交付的碳信用额中约有80%是通过生物炭实现的。这说明，目前市场对这种产品有需求，对于那些寻求固碳的人来说，它可能是一种更加成熟的解决方案。

该产品的某些拟议用途并不兼作最终处置途径，例如吸附，这是一种通过将污染物等成分附着在固体表面来分离废水中这些成分的工艺。这将产生大量废生物炭，而这些废生物炭最终仍有可能被填埋。不过，由于生物炭有可能用于现场处理过程，而且对低成本吸附剂的需求日益增加，因此这一承购市场对公用事业公司仍有吸引力。 

主要市场

SSBC目前在美国拥有强大的市场，其干燥技术提供商Bioforcetech公司提供的Pyreg高温分解系统已在美国取得了显著的市场份额。该公司通过向市场推出其专有的BioDryer，克服了污泥干燥的重大障碍。该技术可使污泥达到堆肥早期阶段的温度，从而去除水分，而且能耗比普通热干燥机低得多。该公司提供的热解系统已获得美国环保局的批准，从而使其在美国的连续安装变得更加容易。

在欧洲，由于空间有限，污泥被禁止用于农业撒播，因此生物炭被视为一种解决问题的办法。然而，该产品目前面临的一个主要障碍是被排除在《欧洲肥料产品条例》之外，该条例的目的是为回收肥料建立一个单一市场，并宣布其废弃状态，以便更好地进入市场。 

欧洲生物炭行业联合会是一个由生物炭生产商、批发商和精炼商组成的协会，该组织呼吁将污水污泥生物炭纳入监管范围，理由是许多先进的热转化技术能够破坏最终产品中的微污染物。目前，对这些污染物的担忧导致 SSBC 被排除在法规之外。

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