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数千年来，人们一直把木炭用做燃料，其制造过程很简单：让木材、稻草或者农作物废弃物在缺氧的环境下燃烧，得到的物质就是木炭。传统方法是将土覆盖在点燃的生物质上使之长时间无焰燃烧。
用传统方法大规模工业化生产木炭不切实际。研究人员将目光投向了“高温分解”法——在500℃到600℃的高温下，将有机物质置于缺氧状态下，对其有控制地进行高温分解。除了获得木炭，高温分解还能够生成合成气和液态焦油等副产品，这两种副产品都能用做发电或取暖的燃料。生物炭的产量取决于高温分解过程的快慢。快速高温分解能够得到20%的生物炭、20%的合成气和60%的生物油。而慢速高温分解可以产生50%的木炭和少量的油。英国管理与可持续发展研究所认为，由于现代高温分解装置能够完全使用合成气运转，产出的能量是所需能源成本的3到9倍。
很多其他材料也可以制造木炭，诸如农业产生的大量动植物废料——麦秆、种壳、粪便等；人类制造的垃圾——比如下水污泥或其他生活垃圾都能派上用场。 使用垃圾废料生产生物炭还有双重减碳的效果。如果任垃圾肥料腐烂，它们会产生甲烷。甲烷也是一种温室气体，其对温室效应的影响是二氧化碳的二十多倍。
但是，难点在于如何经济有效地收集这些废料。克里斯·古德尔在《拯救地球的十种技术》中写道：“在全球范围内，大规模组织生物炭生产和固碳等活动，让农民因将生物炭埋入土壤而得到报酬，实施起来有点难度。”
此外，也需要给农户们配备新设备来处理这些废料。对于城市废品处理来说，关键是将可以变为炭的有机废品从其他垃圾中分离出来，并且还要证明这样做比掩埋废料更经济有效。
管理与可持续发展研究所建议，炭的生产可以采用小规模和工业化相结合的方式，如果稍加改进，就能够在城市、乡村甚至贫困地区经济有效地生产生物炭。
生物炭（英语：Biochar）是一种作为土壤改良剂的木炭，能帮助植物生长，可应用于农业用途以及碳收集及储存使用，有别于一般用于燃料之传统木炭。
生物炭跟一般的木炭一样是生物质能原料经热裂解之后的产物，其主要的成分是碳分子。因为对亚马逊黑土的研究，让科学家开始对生物炭发生兴趣。在日本，在农业上使用生物炭也有长久的历史。
近年因为排放二氧化碳、一氧化二氮及甲烷等温室气体造成气候变迁影响，让科学家开始重视生物炭之运用，因为它有助于借由生物炭封存的方式，捕捉与清除大气中的温室气体，将它转化成非常稳定的形式，并储存在土壤中达数千年之久。
此外，使用生物炭，可以增加20%的农业生产力、净化水质，并有助于减少化学肥料的使用。
康奈尔大学的约翰内斯·莱曼是生物炭的坚定支持者，2009年4月份，他出版了新书《用生物炭管理环境》，他乐观地估计，生物炭每年最多可以吸收10亿吨温室气体，超过2007年排放总量85亿吨的10%。 生物炭的这种富有潜力、独一无二、甚至有些神秘的特性使其成为研究气候变化最热门的新兴领域之一。
用生物炭锁定碳的理念已经赢得像詹姆斯·拉夫洛克这样重量级科学家的支持。詹姆斯·拉夫洛克是一位特立独行的科学家。他的盖亚假说最近又重新开始风靡。”
而康奈尔大学的科学家们正在莱曼的带领下，研究如何将碳从富含生物炭的土壤中剥离出来；英国爱丁堡大学建立了生物炭研究中心；其他欧洲国家也紧随其后；加拿大、澳大利亚等国家也纷纷开展了相关的研究项目。一些公司也踏上旅途，开始寻找使生物炭的生产进入商业化的渠道。
生物炭不是一般的木炭，是一种碳含量极其丰富的木炭。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化。这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被科学家们称为“生物炭”。它的理论基础...
经充分混合后经造球机造球或压球机压制而成的一种生物炭原料来源广泛,稻壳、花生壳、棉壳、锯末、木屑等皆可用作原料生产棒炭。这些原料中含碳量均较高。
1、高压法操作压力70～100MPa，温度为550～650℃。这种方法的主要优点是氨合成效率高，混合气中的氨易被分离。故流程、设备都比较紧凑。但因为合成效率高，放出的热量多，催化剂温度高，易过热而失去...
据《每日科学》网报道，一直以来人们都在寻求固定二氧化碳从而减少其排放的办法。科学家表示，几百年前，亚马逊印第安人用来提高土壤肥力的生物炭(biochar)，在现代世界可以帮助减缓全球气候变化，大规模生产生物炭可吸收大量温室气体。相关研究报告发表在《环境科学与技术》周刊上。
进行此项研究的凯莉·罗伯茨和同事指出，生物炭不是一般的木炭，是一种碳含量极其丰富的木炭。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化。早在几百年前，亚马逊印第安人就会将生物炭和有机质掺入土中，创造出肥沃的黑土，今天这种木炭被称为生物炭（biochar），用植物废料，而非森林里的树木制成。
这项研究涉及生物炭的“生命周期分析”，它的形成过程对减缓全球变暖所起的作用，以及使用它可能产生的影响。研究结果表明，制造生物炭是一种固定二氧化碳的经济可行的方式，不仅固化了树木和作物内已吸收的二氧化碳，其产物“生物碳”保存在土壤中，几千年都不会发生变化，生产可再生能源的同时，还提高了土壤肥力，提高农作物产量。生物炭可以被埋入废弃煤矿，或耕种时埋入土壤中。生物炭填埋还有利于改善土壤排水系统，并将80%左右的诸如一氧化氮和甲烷等温室气体封存在土壤中，阻止其排放到大气中。
制作生物炭的现代方法是在低氧环境下用高温加热植物垃圾，使其分解。日前，气候专家找到了更清洁环保的方式，进行工业规模二氧化碳固定，利用巨型微波熔炉将二氧化碳封存在“生物炭”中，然后进行掩埋。这种特制“微波炉”将成为战胜全球变暖的最新利器。因此，该技术每年可以减少向空气中排放几十亿吨二氧化碳。日前不少人将生物炭技术视为目前为止解决气候变暖问题的“尚方宝剑”，一种“气候变化减缓”战略和恢复退化土地的方式。有些专家甚至声称，生物炭可吸收如此多的二氧化碳，以至地球能恢复到工业化之前的二氧化碳水平。
可将碳元素锁在土壤内达数百年
植物的腐烂自然而然会令土壤中含有大量的碳元素。但是这些碳相对而言是不稳定的，受气候影响很大。一旦遇到像农耕这样的变化，土壤就会释放出二氧化碳。这使得它们既是碳源、又是碳汇。因此，用土壤来锁定碳元素的想法对气候学家而言没有丝毫的吸引力。
生物炭与土壤锁碳的不同之处在于，生物炭可以稳定地将碳元素锁住长达数百年。其中的碳元素被矿化后很难再分解。更重要的是，除了它所具备的土壤改良功能外，其生产过程中产生的一些副产品更是具有很高的经济吸引力。
生产过程中，大约1/3转化为生物炭，1/3转化为可用于燃烧发电的合成气，还有1/3则形成原油替代品。这种替代品虽然无法用作运输燃料，但却可以用来制造塑料。因此澳大利亚著名的探险家、自然学家提姆·富兰纳瑞认为生物炭的这些特性“使我们能够同时解决三四个重大危机：气候变化危机，能源危机，以及食品和水资源危机。”使用生物炭不仅能够使土壤肥沃，还能够帮助土壤保持水分。
能有效减少空气中碳含量
据全球碳计划统计，2000到2007年，人类排放到大气中的二氧化碳中每年有54%，约48亿吨，被陆地和海洋中的碳汇（例如森林和海洋中的浮游生物等）所吸收。然而每年仍然有大约40亿吨的剩余的碳需要我们想办法去降低或者吸收。此外，由于陆地和海洋的变暖，天然碳汇的吸收量正在下降，这就意味着我们要么付出更大的努力减少空气中的碳含量，要么停止向空气中排放碳。
他们提出了三种可行的方式。
——某一地区的所有生物质废料都被送到中央处理厂进行集中处理，目前美国和加拿大的公司普遍采用这种方式；
——每个农户或小型农户联合体拥有属于自己的技术含量相对较低的高温分解炉。
一辆装有高温分解设备的合成气动力车走乡串户，将制好的生物炭给农户使用，将生物油收集起来，送到精炼厂将其变成可供车辆使用的液态生物燃料，这种方法可能更为可行。
管理与可持续发展研究所指出，在巴西，甘蔗的顶部一般在田间就地焚烧，而制糖产生的甘蔗渣可以被有效地转化为生物炭。据估计，巴西每年收获4亿6千万吨甘蔗，其中约2亿3千万吨可以用来进行高温分解制造生物炭。
美国康奈尔大学农业与生命科学学院教授约翰纳斯·雷曼（Johannes Lehmann）曾经出版了一本书，详细讲述了生物炭的优缺点。在他看来，完全不必把气候变化引入生物炭领域，仅靠其提高土壤肥力的优点，以及处理垃圾的能力，就足以让老百姓主动采用这项技术。 不过，也有人认为使用“生物炭”固碳只是某些人一厢情愿的“美好愿望”而已，根本无法实现，而且还可能对地球带来无法估量的灾难。
针对当前争议激烈的“生物炭”问题，来自英国、美国、意大利、墨西哥、德国等国家的126个社会团体3月26日联名发表宣言：《生物炭，人类、土地和生态系统的新威胁》，在宣言中，他们明确表示反对“生物炭”，认为其对土地、人类和生态系统构成新的巨大威胁。
在宣言中，他们写道：不少人将在土壤中添加木炭得到生物炭看作一种“减缓气候变化”的策略，并且将其看作一种使土地重新焕发生机的方式。还有人认为，这种方式可以吸收大量二氧化碳，让地球恢复到工业化之前的二氧化碳浓度。其实，这些说法都站不住脚，也是不可行的。 宣言指出，如果大规模地生产生物炭，可能需要亿万公顷的土地（主要是植树），同时也会大大改变全球的土地结构和生态系统，造成的后果无法估量。
《生物炭，人类、土地和生态系统的新威胁》，指出，在背后推动生物炭发展的“国际生物炭组织”是一个游说集团，主要由生物炭和农业燃料新兴公司以及学者组成，该游说组织提出的要求没有科学依据，他们在世界各地游说推广生物炭，其中涉及许多与商业利益相关的阴谋。
另外也有人担心，国际生物组织提出的经济刺激将促进生物炭工业化的发展，由此可能导致不好的后果：一些公司除了仅仅利用废物外，还会降低土壤的质量或者加速砍伐森林。
第一，没有持久而严格的证据表明，木炭能使土壤更为肥沃。据《金融时报》报道，爱丁堡大学的西蒙·沙克利说：“可能是多个因素共同作用的结果：木炭的多孔结构使它能像海绵一样保存水分和水中营养物质，这正是贫瘠的土壤所匮乏的。另外，其多孔结构使它成为许多重要菌种繁殖的‘温床’。”
土壤学讲师萨兰·索西表示，印第安黑土使巴西贫瘠的土壤变得肥沃，然而仅靠生物炭自身无法做到这一点。沙克利认为：“印第安黑土中的其他物质含有另外的营养成分。例如富含磷元素的骨骼等（磷元素是植物茁壮生长所不可缺少的）。生物炭将这些营养成分黏附在一起。确保它们能够被植物的根部吸收，但这些养分不是生物炭提供的。”
该宣言指出，工业木炭与“亚马逊黑土”差异很大，“亚马逊黑土”是土著居民在数百年甚至数千年的时间变迁中创造的。生物炭公司和研究人员还无法重造“亚马逊黑土”。沙克利补充道：“至今还没有人能够成功地复制出印第安黑土。”另外，工业木炭生产以损失有机物为代价，而这些有机物为生产腐质土壤所必需，因此，如果用来生产生物炭，可能得不偿失。
第二，现在还不清楚土壤中的木炭是否是某种“碳汇”。
在很多情况下，在土壤中添加木炭会刺激微生物分解非生物炭的有机物质，科学家已经证明，这会增加土壤中的碳损失。虽然很多木炭可以在土壤中保存很久，但并非总是如此，很多微生物也能够分解木炭。
生物炭在土壤表面可能会向大气排放出“黑色的烟雾”，这也会加剧温室效应，但是，如果将木炭埋在深层土壤里，可能会改变或者破坏土壤的结构，导致二氧化碳释放进大气中。因此，宣称土壤中的生物炭能够成为“永久的碳汇”站不住脚。
另外，旨在帮助企业遏制碳排放的节碳基金研发总监伯特·德勒左那强调说，很难证明碳可以在土壤中保存数百年。即便最新发现生物炭具有改善土壤的功效，但我们所掌握的技术证据还远远无法为生物碳的发展绘制出一份宏伟而灿烂的蓝图。
第三，要达到生物炭支持者们设定的目标至少需要使用5亿公顷土地。现在，为了纸浆、造纸工业和农业燃料的工业化而单一种植的速生林和其他原料，已经产生了严重的社会和环境问题，加剧了气候变暖，对生物炭的大量新需求将大大恶化这些问题。
同时也会带来一定的风险：未来，生物炭的大肆扩展可能促进专为生产生物炭而设计的转基因树种的发展，也可能扩展速生林的种植范围，这两种结果都将带来非常严重的生态影响。
第四，产生木炭和能源的高温分解过程可能让土壤和空气遭受危险，同时也会增加化石燃料的燃烧以及威力强大的温室气体一氧化二氮的排放。
节碳基金研发总监伯特·德勒左那担心，把生物炭看作生物质加热后的主要产物可能没有抓住问题的要害。
节碳基金正在紧锣密鼓地大力发展高温分解工厂，但其目的是用生物质生产液态运输燃料，生物炭仅仅是快速高温分解工艺过程中产生的用途尚有争议的副产品而已。
德勒左那表示：“生产液态运输燃料对减排非常重要，而生物炭是否有同样的作用，尚不得而知。”他还认为，鼓励小型农场用传统的低技术含量方法制造生物炭可能比仅仅焚烧或者扔掉这些植物产生更多温室气体。
经过计算，污物中60%的碳可以封存在木炭中，木炭埋藏在地下，预计能在1000年或更长时间里，防止碳进入大气。由于污物最初来自能从大气中去除二氧化碳的植物，所以整个过程称为“碳负性”。
像其他地区正在开发的工厂一样，宾根的高温裂解工厂可以转变任何碳基物质，其中包括塑料。这意味着高温裂解可以从农业废物、食品废物和生物质中获取能量。但问题是，它比以常规方式燃烧生物质产生的能量少。
壳牌石油公司开展显示出对生物炭作为碳储存机制的浓厚兴趣。生物炭能够捕捉生物质中一半的碳，释放1/3的潜在能量。尽管益处多多，生物炭的进展还是面临着很大的障碍，比如以低廉的价格完善和传播该技术等等。此外，目前金融系统主要资助从生物质和废物中生产能量，对碳储存技术的支持甚少；生物炭需要全球范围的鼓励政策。
正在进行的生物炭土壤益处研究是该技术中一个关键问题。多孔的生物炭能够吸引有益菌，如菌根真菌，捕捉可能从土壤中流失的养分，减少对碳排放肥料的需求。美国纽约康奈尔大学（Cornell University）研究认为，掩埋生物炭可能让土壤储存有机碳的能力增加一倍。澳大利亚的研究表明，生物炭可以减少土壤排放温室气体一氧化二氮。德国拜罗伊特大学（University of Bayreuth）的新研究显示，生物炭可以使贫瘠土壤中的植物生长加倍。拜罗伊特大学研究人员布鲁诺·格拉泽（Bruno Glaser）博士表示：“生物炭研究始于1947年。但是直到上个世纪80年代，生物炭才被人们重视起来。现在，关于生物炭的效果有很多令人兴奋的发现。”格拉泽博士正在德国北部研究生物炭作用于贫瘠土壤的效果。
英国纽卡斯尔大学（Newcastle University）大卫·曼宁（David Manning）教授同样也是生物炭的支持者。他说，通过实施正确的激励措施，生物炭封存的碳数量有可能达到航空业排放量。
生物炭高温裂解炉已经开发出来，将在发展中国家使用。今年12月，各国将在丹麦哥本哈根展开谈判，商议2012年之后的全球气候协定。洪都拉斯和几个非洲国家正努力让生物炭成为新协定中的气候变化减缓手段和适应性技术。
德国宾根的污水处理厂中，传送带将半干的污水流送入钢容器中，空气中散布着污泥成熟的气味。污水通过容器变成闪亮的黑色颗粒，接着在经过这种短暂的生态“炼金术”处理之后，污物最终变成了木炭，埋藏于地下。将碳封存，防止其进入大气。 该技术的支持者表示，该方式储存碳非常有效。未来的全球气候协定中，应该包括生物炭这种技术。
埋藏生物炭还可以提高土壤肥力，因为其蜂窝状颗粒成为水分和肥料的储存库。英国东南地区的洛桑即将开始田间试验，评估生物炭对土壤结构和水分的好处。澳大利亚、美国和德国的实验已经显现出一些成果，特别是在其他土壤贫瘠的地区。
生物炭受到了关注气候变化人士的支持。宾根生物炭工厂设计工程师海尔马特·葛波尔（Helmut Gerber）表示，他设计的高温裂解设备，原本是为了解决污物灰烬堵塞常规锅炉的问题。
通常情况下，污水处理是温室气体的重要来源，废物经焚化（可产生更多排放）产生的粉灰用于建筑行业。在宾根，10%的污水流被输入试验性的高温裂解工厂，工厂用最少的氧气加热废物，分离出一氧化碳和甲烷，之后燃烧再为高温裂解过程提供热量。2100433B
精益生产方式(JIT)与工程造价控制
精益生产方式(JIT)与工程造价控制
随着商品经济的发展,顾客不再满足于单一的商品,开始追求与众不同的多样化产品。因此,传统的生产模式越来越不能适应市场的需求,而呼唤小批量、多品种的生产方式。在世界各国大企业的不断探索和实践中,以JIT生产方式最为成功。人们对房地产产品的需求也一样变得多样化与个性化,因此,房地产产业链上的相关企业也势必需要改变经营生产方式。文章介绍JIT的一些管理理念和生产方式及其在工程项目实施阶段的运用,它对控制工程造价、降低成本、提高效率起到了很好的作用。
生物炭基肥料特性及农业应用
技术背景
世界秸秆年产量20亿吨左右，我国秸秆产量在7亿吨以上，位列世界秸秆年产量之首。近年来，随着农业生产方式的转变和农村生活条件的改善，我国秸秆资源处于高消耗、高污染、低产出状态。秸秆作为全球最大的可再生资源，它的开发与利用对于发展绿色生态农业建设、保护全球生态平衡、减少环境污染具有重要意义。
北京三聚环保新材料股份有限公司作为一家知名的以环保技术为核心的上市公司，积极响应国家号召，以技术创新为先导，开展商业模式创新、品牌创新和管理创新，践行“天蓝、水清、地沃、人善”的发展理念,与南京农业大学潘根兴教授团队强强联合，成功研发、转化、集成并升级出具有技术先进性、适应市场经济性、符合绿色生态农业发展的“秸秆炭化还田、土壤改良技术”。这一技术目前属于世界领先水平，非常适合我国当前农业发展的现状，2017年被农业部列为重点推介的秸秆农用十大模式之一。
秸秆生物质经集中收集—打包—造粒后，经低温限氧热裂解，生成生物质炭、生物质气和木醋液。生物质气作为系统燃料可供循环利用，木醋液含有大量有机养分并具有杀虫功能，与N、P、K等营养元素复配到生物质炭中，经造粒后制成生物炭基肥料和土壤改良剂。生物质炭即具有丰富的纳米孔隙结构，又保留了秸秆中丰富的氮磷钾速效养分和多种高活性有机质。采取测土配比氮、磷、钾，量体裁衣生产的生物炭基肥料，施用后既对作物生长好，可以保肥保水、杀虫灭菌，实现作物的增产提质增收，更重要的是对土地好，可以降低化肥和农药的使用量，改善土壤结构，修复土壤板结，提升土壤中有机质含量，有助于农业产业的可持续发展。
生物炭基肥料特性
针对各农作物生长特点研发的有机无机复合肥
富含大量有机质及作物所需的氮、磷、钾营养元素，并含有钙、镁、铁、硅、锌、铜等多种中微量元素，营养均衡，全方位提供作物生长所需养分。
1、纳米孔隙结构，保肥缓释、长效高效
独创性的炭化工艺生产的生物质炭具有丰富的纳米孔隙结构，吸附、保蓄养分能力强，缓慢释放养分，有效避免氮素损失，延长肥效，提高养分利用率。
2、持续改善土壤结构，养土保墒，增强作物免疫力
调整炭和化肥比例，有效改良土壤，优化土壤团聚体结构，增进保墒与抗逆，促进土壤微生物环境健康，提高作物自身免疫力。
3、因土配方施肥技术，提高产量，改善品质
因地制宜，根据土壤中营养元素的丰缺情况，定制肥料及施肥方案，提高农作物产量和品质，降低化肥用量，节约资源，改善环境。
农业应用效果
2016年，三聚环保已在内蒙古兴安盟、黑龙江兴凯湖、江苏宿迁、湖北荆门等多地开展了玉米、水稻、红小豆等三聚炭肥的种植对比试验，均取得了明显的效果。
1. 河南卫辉玉米试验:
施普通肥（NPK养分含量45%）平均亩产659.07公斤，施三聚炭肥（NPK养分含量40%）平均亩产699.57公斤，各三聚炭肥的玉米试验田增产15-72公斤/亩，平均增产40公斤/亩
2. 黑龙江兴凯湖农场水稻试验
施生物炭基肥料的水稻地上部生物量比施普通肥高50%，地下部生物量比施普通肥高26.8%。普通肥平均亩产619公斤，三聚炭肥平均亩产659公斤。与施普通肥相比，三聚炭肥平均增产40公斤/亩，粗蛋白增加14.20%。
3. 内蒙古红小豆试验
在红小豆生长期间，遭遇74天持续干旱，减产严重。施三聚炭肥的植株整体发育相对较好，地上部植株长势好，地下部根系发达，作物抗旱能力强。施普通肥平均亩产25公斤，施三聚炭肥平均亩产40公斤。与施普通肥相比，三聚炭肥增产60%。
2017年，三聚环保继续通过“秸秆炭化技术、测土配方施肥技术”，在全国范围内广泛开展三聚炭肥农业示范基地，发展品牌农业，以示范田为样板，通过测土配方施肥技术定制作物专用肥，逐步实现农业生产的标准化、规模化、产业化和市场化，大幅度提升农产品附加值，保持土壤健康发展。截止目前，三聚炭肥试验田已经覆盖了黑龙江、内蒙古、宁夏、河北、河南等13个省份，涵盖了小麦、玉米、水稻、花生、甜菜、土豆等14种作物。
合作方式
合资建厂、技术支持、技术服务
本平台旨在积极推进生物化工领域的产业链-创新链-资金链的融合发展：
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什么叫生物炭法（PACT法）？
有些难以生物降解的制药废水，其生化处理出水中的COD要达到国家一级排放标准（100mg/L）以下是比较困难的，因此生化处理出水应再采用颗粒活性炭吸附处理技术以保证出水达标是不可缺少的。但是，颗粒活性炭吸附处理法有一个致命的弱点即处理成本太高，其根本原因是颗粒活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在10%左右（重量百分比），即一吨活性炭只能吸附处理废水中的COD在100公斤左右。由于颗粒活性炭再生困难，处理成本高，因此颗粒活性炭处理技术的应用推广在国内还并不普遍。那么是不是可以开发一种新的技术，这种技术可以大幅度地提高活性炭的动态吸附容量，有效地降低废水的处理成本呢？
由杜邦公司最先开发的生物炭法工艺（PowderedActivatedCarbonTreatmentProcess）就是这种新技术的代表之一。生物炭法简称“PACT法”，或“PACSBR生化法”，被国外认为是最有发展前途的新型的废水生化处理工艺，
在生化进水中（或在曝气池内）投加粉末活性炭与回流的含炭污泥一起在曝气池内混合，从污泥浓缩池中排出的剩余污泥进污泥脱水装置。在曝气池内，活性污泥附着于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面积及其很强的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，特别在活性污泥与粉末活性炭界面之间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而也提高了COD的降解去除率。一般来说在PACT系统内，活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在100-350%（重量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0-3.5公斤COD。而且，PACT法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。
根据我们的工程调试经验，直接在SBR好氧生化池内定期（每15-30天）定量投加粉末活性炭可以获得很好的处理效果。其实粉末活性炭和颗粒活性炭的吸附处理机理是一样的，不过在在SBR生化池内投加粉末活性炭更具有以下几个优点：
节约投资成本；
操作灵活方便；
活性炭利用率高；
可避免颗粒活性炭易长生物膜导致堵塞，影响出水速率的缺点：
在粉末活性炭--活性污泥系统中，活性污泥附着于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面积及其较强的吸附能力，在活性污泥与粉末活性炭界面间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而也提高了COD的降解去除率。一般来说，COD的去除（视废水的种类）可以提高10-40%；
由于废水中的有毒有害有机物质被粉末活性炭所吸附，因此废水中有毒有害物质的浓度可以稳定在一个较低的水平，从而保证了生化处理系统的正常运行；
对于防止氨氮指标反弹，保证出水氨氮指标达标具有很好的效果。
我们曾用PAC-SBR法处理***厂生产废水，结果表明：PAC-SBR法有着比较显著的处理效果，生化处理出水达到了国家一级排放标准。
对于***公司的废水处理系统来说，如果SBR生化出水不能达到排放标准的话，我们也可以在SBR生化池内投加少量粉末活性炭以提高生化处理效率，保证生化处理出水可以达到规定的排放标准。
近期以来，碳肥概念已经火爆了整个市场，各种碳肥产品粉墨登场，特别是以前市场上常见的氨基酸、黄腐酸、腐植酸等产品现在也被被包装成各类碳肥产品进行销售，而生物炭基肥产品由于其推出市场时间不久，大家对其功能与特性尚不是很了解，常常与腐植酸类产品混淆。因此，碳宝在这里对这两种产品进行解读，详细谈谈其中的差别，利于消费者进行选择。
一
生物炭与腐植酸的联系与区别
首先，虽然两类产品都富含碳，但来源与制备方法以及产品性质均有差异。
生物炭（Biochar）是以作物秸秆等农林植物废弃生物质为原料，在无氧或低氧条件下，400-700℃裂解得到的稳定的固体富碳的产物。从概念中可以看出，生物炭产品在我们日常生活中并不少见。我们冬季取暖以及野外烧烤所用的木炭、竹炭、机制炭以及工业上常用的活性炭等产品，均属于生物炭的一种，它属于人为通过物理化学方法所制备的富碳产物。从组成成分上来说，生物炭主要由芳香烃和单质碳或具有类石墨结构的碳组成，一般含有60%以上的C元素，含有的其它元素主要有H、O、N、S以及丰富的矿质元素等。生物炭长期应用在人们的生产生活中，然而把其应用到农业生产中，则是近年来才得到大家的重视。这一应用的提出源于对亚马逊流域印第安人留下的黑土地的增产效果。目前科学界普遍认为生物炭在农业上的应用对促进土壤固碳、改善土壤健康、提高作物品质具有重要的意义。
生物炭产品的品质受生物质材料、制备技术等方面的影响。一般来说，良好的生物炭制品在制备完成后，其在土壤中的应用主要的功能成分由三部分组成：稳定的支架碳、小分子的有机碳以及吸附的丰富矿质元素。其中，支架碳是生物炭的主体，主要是由单质碳或类似石墨结构的芳香碳组成。这一部分碳的可溶性极低，溶沸点极高，具有高度羧酸酯化、芳香化结构和脂肪族链状结构，因此使生物炭具备了极强的吸附能力和抗氧化能力。这一部分碳结构保留了原生物质的细微孔隙结构（如下图所示），具有较大的比表面积，因此具有强烈的吸附性，能够吸附重金属、农残等污染物，从而减少植物对这些污染物的吸收；这些孔隙还能吸附植物一时不能利用的氮素养分，后期再缓慢地释放供给植物，从而提高氮肥的利用率；同时，这部分支架碳也可以吸收水分子进入小孔中，当干旱发生时，小孔可以保护水分子不被迅速的蒸发，从而有了保持水分的效果。另外，这部分支架碳也能为一些有益菌提供生长繁殖的空间，犹如庇护所一般让有益菌免受外在环境的胁迫，从而促进有益菌在植物根系的定植，提高微生物菌肥的效果。
图1竹制生物炭扫描电子显微镜图像。a：竹制生物炭横切面；b：竹制生物炭纵切面。
第二部分是生物炭在制备过程中的一些小分子的有机碳，这部分碳是生物炭中的活性成分。它们被吸附在支架碳上，能够被植物和微生物所利用，被植物直接吸收利用可以促进植物生长；被微生物利用可以促进微生物的繁殖。一般生物炭肥料使用后马上表现出的效果往往是由这部分小分子碳所提供的。
第三部分是生物炭中包含的矿质元素成分。由于生物炭是从植物煅烧而成的，植物中所含有的一些Ca、Mg、K、Si等大中量营养元素和Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素均保留在生物炭中，在施入土壤后可以补充土壤中的矿物质养分。另外，由于这部分营养元素一般以碱性形式存在，因此，也具有改良土壤酸性的作用。
因此，我们从以上介绍中可以看出，生物炭产品所具有的保水保肥、改良土壤和促进植物生长的效果是由于生物炭所固有的性质所决定的。特别是在目前我国土壤面临的土壤酸化、肥料利用率低、重金属污染风险问题上，生物炭肥料产品将会发挥重要的作用。
介绍完了生物质炭产品，我们再来了解下腐植酸类产品的情况。腐植酸(Humic acid)是植物遗骸经过微生物的分解和转化，以及地球物化反应等一系列过程形成和积累起来的一类有机物质。目前市场上常见的腐植酸类产品主要有两种来源，一种是从风化煤中提取的矿源腐植酸，一种是从秸秆类物质中提取的生化腐植酸，其中以矿源腐植酸为主。腐植酸总体上是一类大分子的含碳化合物的混合物，呈现弱酸性。但由于在提取时的工艺不同，呈现产品的pH也各有差异。其中，既能溶于碱、酸和水的组分，稀溶液呈黄色或棕黄色的物质被称为黄腐酸，又叫富里酸（Fulvic acid），其分子量比较小，具有一定的生物活性；而溶于碱但不溶于酸的，被称为腐植酸（Humic acid），其分子量要大于黄腐酸；而在酸碱中均不能溶解的部分，被称为胡敏素（Humin)。在不做特殊说明的情况下，我们把这三类物质均称为腐植酸类物质。黄腐酸类产品由于其中包含的小分子有机碳物质较多、易溶于水、活性较强、具有一定的生物刺激功能，因此常被作为功能成分开发特种肥料。而一般市场上常见的腐植酸肥料则包含了黄腐酸、腐植酸和胡敏素三种成分。
腐植酸类物质的组成元素成份和生物炭类似，也是C、H、O、N、S等元素组成，其中含碳率也较高，有的可达到60%以上。应该说，腐植酸产品与生物炭均为富碳产物，这两类产品在功能上存在一定的相似性。如两类物质都存在一定的小分子有机碳，具有刺激作物生长的功能；两类物质都具有吸附缓冲性能，可以吸附养分、增加养分利用率等等。然而它们虽然元素成分相似，但两者组成结构上存在较大差异，由此导致的功能差异也很多。
首先，我们看，腐植酸不含有单质碳成分，不具有生物炭的支架碳的孔隙结构，其对养分、水分等的吸附作用是由其含碳化合物所决定的，这些就导致腐植酸化合物的稳定性较生物炭差。一方面，微生物可以通过生物作用分解这些腐植酸类的化合物，造成腐植酸在土壤中的损失；另一方面，土壤耕作、水肥的施用也会导致腐植酸的氧化分解。而生物炭的碳支架稳定性程度极高，可以在土壤中存续几百甚至上千年，从而能保证其对土壤修复效果的长期稳定。因此，在土壤中使用腐植酸物质往往在刺激作物生长上作用显著，但在改良土壤、提高土壤有机质等改良土壤的长效性上要弱于生物炭。
另外，在矿质养分上两类产品也存在差异。由于腐植酸在生产过程中，一般采用碱溶酸析法进行提取，因此一些风化煤中的矿质元素并不能被碱溶出，纯品的腐植酸含有的矿质元素的含量较低；但生物炭完整的保留了所有植物中所含有的矿质元素，从而元素的丰富度上要高于腐植酸产品。因此，从产品性质上看，生物炭适于开发为基肥产品，长期稳定的大量施用，从而保证土壤的持续健康；而腐植酸类产品更适于作为肥料助剂与化肥产品共同配合使用，从而发挥其促进化肥肥效，刺激作物生长的作用。
另外，生物炭产品能长期促进土壤有机质的积累。这主要是由于生物炭支架碳的稳定性，以及其吸附其他有机物质的能力，从而能促进土壤中有机质的长期增加。而腐植酸产品稳定性较弱，虽然能短期促进土壤有机质的增加，但在中长期来说效果不显著。特别是一些小分子的黄腐酸物质，由于其分子量小，更容易被微生物分解利用。因此在促进土壤有机质上更弱于生物炭产品。
二
生物炭与腐植酸肥料商品种类与特点
在上文中介绍了生物炭与腐植酸的区别，这里再和大家介绍下目前市场上开发的肥料产品情况。
首先，我们来看生物炭肥料产品。由于国内生物炭的研究开发时间较短，市场上的产品种类并不多见，特别是由于生物炭原料的来源的限制、制备技术以及成本问题，商品化的产品价格一般为高端产品。目前市场上的主流生物炭肥料产品主要有二类。第一类是时科生物科技（上海）有限公司等企业开发的生物炭基有机肥类的产品。其主要是将生物炭以一定比例与高品质的生物有机肥产品进行配比，开发出的含有生物炭、腐殖质和有益微生物菌的生物肥料。这一类的生物炭基肥料产品主要的作用是修复改良土壤为其特色，兼顾了生物炭和腐植酸两类物质的优点，对目前中国主要的酸化土壤、盐渍化土壤等具有显著的修复作用。长期使用能显著提高土壤有机质，促进土壤养分平衡，降低重金属、有机污染物的吸收。这类产品在提高作物品质上的效果比较显著。但该类产品的矿质营养成分较低，需配合高含量矿质元素的化肥进行使用。
图片：时科碳基肥产品
第二类产品是将生物炭与传统化肥进行复合，生产的生物炭基复合肥产品。这类产品的特点是以促进肥料的利用率为主，兼顾改良土壤的效果。这类产品在我国东北三省销售较多。今年4月1日，生物炭基肥料的行业标准（NY/T3041-2016）开始实施，助推了炭基复合肥产业的发展。然而，受限于生物炭产能问题，这类产品在市场上并不多见。
图片：沈阳生物炭联盟成立照片
腐植酸类肥料产品由于其发展时间较长，产品品种较多。其中比较常见的有以腐植酸料为主的腐植酸钾、黄腐酸钠、腐植酸铵等产品。也有腐植酸铵与过磷酸钙、钾肥或微量元素混合的腐植酸复合肥料产品，或者腐植酸与尿素复配的腐植酸尿素产品等；还有一类是以黄腐酸产品与一些矿质元素复配的冲施肥和叶面肥产品等。这些产品主要是以提升肥料的功能性和养分利用率主要特点。
三
生物炭肥与有机营养
总之，无论是生物炭基肥料还是腐植酸类肥料，在产品合格的情况下，对土壤修复和作物生长均具有较好的效果。但当前部分企业为了提高产品价格，赚取超额利润，对产品进行虚假宣传、夸大功效。特别是一些黄腐酸、腐植酸肥料的厂家，常常夸大部分小分子活性碳的功能，把它们的生物刺激功能偷换概念为碳素营养，大肆炒作碳营养、有机营养等概念，引起消费者认知混乱，笔者在这里有必要进行澄清。
应该来说，无论是生物炭还是腐植酸类物质，其中均包含有大量的小分子有机碳。这类物质具有一些类激素的生物刺激功能，在提高植物根系生长、促进叶绿素合成、增加作物抗逆性上有显著功效。由于这些小分子碳的种类繁多，其对植物生长的作用功能机制在学术界尚未完全明了。但是，这类小分子有机碳其主要作用是对植物生长的调控、刺激功能，起到的是生物信号的作用，而非营养的功能。
我们知道，植物是自养生物，通过光合作用吸收空气中的CO2，合成糖类物质供给植物生长所需。因此，虽然植物组成中C确实为第一元素，但植物碳的供给主要来自于空气。而无论是黄腐酸、生物炭产品中包含的小分子碳，虽然也能被植物吸收，但作用量是极少的，并不是植物碳骨架的主要供给者，更不能称为有机碳营养。
从常识也可以看出，植物生长需要大量的碳元素，而一些黄腐酸等小分子碳类物质供给量极少，不可能提供植物整个生育期的需碳量。另外，这些小分子碳的另一个重要功能是供应土壤中微生物的生长，作为微生物的营养成分存在。而微生物生长会促进土壤理化性质的改善，进而促进了植物的生长。因此，小分子碳在土壤中的功能是多样的，其对作物直接和间接的作用都有，不能仅认为其被植物直接吸收发挥功能。
四
生物炭基肥料的市场概况
目前，由于市场上的生物炭基肥料尚处于起步阶段，市场上开发的肥料产品比较少。但随着生物炭产品市场的崛起，一些企业也开始打生物炭肥的旗号以劣充好，假冒伪劣的现象频发，这就要求我们消费者具备辨别碳肥产品的能力。笔者在这里对生物炭基肥产品的市场进行介绍，帮助消费者识别好的炭基肥产品。
生物炭基肥料的生产的第一步是生物质炭的生产。由于当前我国生物质炭收集、储运的困难，以及工业化、连续化生产生物质炭的技术尚未完全成熟，生物炭的整体产能不高，炭原料的价格也处于高位。因此，在肥料行业中使用生物炭配方的肥料产品整体上应该为高端产品。目前，一些肥料产品标“生物炭肥料”字样，但价格低端的，一般均为假冒产品。
另外，市场上也有一些企业，主要是一些生物质能源公司，把生物发电的废弃物作为生物炭肥料产品进行销售。这一类的产品主要是一些草木灰成分，含碳量较低，并不具备真正生物炭基肥料的吸附功能。因此这类产品在应用效果上并不明显，这也是值得当前市场上需要注意的。
还有，一些企业采用的炭化原料并非为生物质源，而是一些畜禽粪便，其炭化程度也不高，重金属含量常有超标风险，因此存在一些产品质量问题，这些都需要消费者进行识别。
责任编辑：天天向上
成果推广：生物炭基肥料特性及农业应用