《用于土壤修復(fù)和改良的生物質(zhì)炭類材料生產(chǎn)質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范》

T/JAASSXX—2024

用于土壤修復(fù)和改良的生物質(zhì)炭類材料生產(chǎn)質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了有機(jī)固體廢棄物制備生物質(zhì)炭的術(shù)語和定義、設(shè)備要求、技術(shù)工藝、副產(chǎn)物處置和利

用、環(huán)境要求、生物質(zhì)炭類修復(fù)/改良材料生產(chǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法等內(nèi)容。

本文件適用于以農(nóng)作物秸稈、菌渣、果枝、棉桿、花生殼、木材廢料以及畜禽糞便、河溝濾泥、污

泥等城市或農(nóng)林業(yè)有機(jī)廢棄物為主要原料，應(yīng)用在土壤肥力缺失，理化結(jié)構(gòu)失衡，受重金屬或有機(jī)物污

染等需要修復(fù)及改良土壤中的生物質(zhì)炭類材料的生產(chǎn)質(zhì)量控制。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB3095環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

GB13271鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

GB15577粉塵防爆安全規(guī)程

GB38400-2019肥料中有毒有害物質(zhì)的限量要求

GB15618-2018土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)

GB36600-2018土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)

GB/T12801生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則

GB/T30366生物質(zhì)術(shù)語

GB/T16658-2007煤中鉻、鎘、鉛的測定方法

GB/T16659-2008煤中汞的測定方法

GB/T3058-2008煤中砷的測定方法

GB/T19225-2003煤中銅、鈷、鎳、鋅的測定方法

GB/T16415-2008煤中硒的測定方法氫化物發(fā)生原子吸收法

GB/T14352.2-2010鎢礦石、鉬礦石化學(xué)分析方法第2部分:鉬量測定

DB37/T4546-2022農(nóng)業(yè)廢棄物制備生物質(zhì)炭技術(shù)規(guī)程

DB43/T2191-2021農(nóng)用地土壤重金屬污染修復(fù)治理效果評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范

DB11/T783-2011污染場地修復(fù)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范

NY/T3036-2016肥料和土壤調(diào)理劑水分含量、粒度、細(xì)度的測定

NY/T3672生物質(zhì)炭檢測方法通則

HJ77.3-2008固體廢物二惡英類的測定同位素稀釋高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜法

HJ743-2015土壤和沉積物多氯聯(lián)苯的測定氣相色譜-質(zhì)譜法

ISO/TR20736Sludgerecovery,recycling,treatmentanddisposal—Guidanceonthermal

treatmentofsludge

3術(shù)語和定義

GB/T30366界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物agriculturalorganicwastes

整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)類廢棄物質(zhì)，主要包括農(nóng)作物秸稈、玉米芯、稻殼、花生殼和畜禽

糞便等。

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3.2林業(yè)有機(jī)廢棄物forestryorganicwastes

林業(yè)生產(chǎn)、森林更新和林產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物。包括采伐剩余物、清林撫育剩余物和

木材加工剩余物。

3.3生物質(zhì)炭biochar

在無氧和缺氧條件下將廢棄農(nóng)作物秸稈、菌渣、果枝、棉桿、花生殼、畜禽糞便、木材廢料等在一

定溫度下，通過熱裂解的方式得到的一種孔隙發(fā)達(dá)、芳香化程度高、比表面積大、理化性質(zhì)穩(wěn)定、可溶

性低、熔沸點(diǎn)高、吸附和抗氧化能力強(qiáng)的固體富碳材料。

3.4熱裂解pyrolysiscarbonization

生物質(zhì)熱裂解（又稱熱解或裂解），通常是指在無氧或低氧環(huán)境下，生物質(zhì)等原料被加熱升溫引起

分子分解產(chǎn)生焦炭、可冷凝液體和氣體產(chǎn)物的過程，是生物質(zhì)能的一種重要利用形式。根據(jù)溫度、壓力、

停留時(shí)間和升溫速率的不同，一般分為快速熱解和慢速熱解兩種方式。

3.5木醋液pyrolysiswoodvinegar

木質(zhì)原料熱解炭化產(chǎn)生的一種以醋酸為主要成分的棕色或棕紅色透明液體。

3.6農(nóng)用地土壤重金屬污染heavymetalpollutionofagriculturallandsoil

因土壤重金屬含量達(dá)到農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)安全農(nóng)作物生長或?qū)r(nóng)用地環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生不利影響且超過可接受

風(fēng)險(xiǎn)的現(xiàn)象。

3.7場地土壤重金屬污染heavymetalcontaminationofsitesoils

建設(shè)用地和工業(yè)用地中因人類活動(dòng)造成土壤中的金屬元素含量達(dá)到人類承受風(fēng)險(xiǎn)的，從而造成不利

影響的現(xiàn)象。

3.8復(fù)配劑compoundingagent

在生物質(zhì)材料加工前故意混合或無意中與生物質(zhì)原料混合的無機(jī)材料。這些材料不會(huì)以與生物質(zhì)相

同的方式碳化。包括土壤和天然土壤的常見成分，如粘土，礫石，礦物，菌劑等，它們可能與生物質(zhì)一

起聚集或通過預(yù)先使用生物質(zhì)原料混合在一起。復(fù)配劑可以在各種各樣的原料中找到，例如農(nóng)業(yè)殘留物，

糞肥和城市固體廢物等。

4設(shè)備要求

根據(jù)炭化工藝的不同，可選擇固定床、移動(dòng)床、流化床等連續(xù)性半封閉式熱裂解設(shè)備。

熱裂解設(shè)備工作狀態(tài)正常，能滿足連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)需要，且設(shè)備布置應(yīng)緊湊合理，應(yīng)留有足夠場地空

間以便操作、維修和管理。

設(shè)備操作人員等應(yīng)按照設(shè)備安全操作規(guī)程進(jìn)行設(shè)備操作。

設(shè)備運(yùn)行管理應(yīng)符合GB15577要求。

5技術(shù)工藝

5.1工藝流程

農(nóng)、林業(yè)有機(jī)廢棄物制備生物質(zhì)炭技術(shù)工藝采用在一定溫度下無氧或微氧干餾條件下采用熱裂解技

術(shù)制備生物質(zhì)炭，主要技術(shù)流程如下：

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5.2原料要求

生物質(zhì)炭的原料為生物質(zhì)，主要選擇產(chǎn)出量較大、資源豐富、易于獲取的農(nóng)林有機(jī)廢棄物，包括玉

米、小麥、高粱、稻子等作物的秸稈、果樹等樹木的枝條、牛、羊、豬等畜牧糞便，以及城市污泥或河

溝濾泥等。原料中要求無碎石、土塊、塑料、鐵絲等雜質(zhì)，原料自然含水量應(yīng)小于80wt%（含水量的測

定方法以NY/T3036-2016執(zhí)行）。如原料含水量較高，應(yīng)結(jié)合工藝要求進(jìn)行自然干燥或人工干燥處理，

干燥后原料含水量應(yīng)小于30wt%。此外，用作生物質(zhì)炭生產(chǎn)的原料可以是生物質(zhì)和其他復(fù)配劑的組合，

但按干重計(jì)復(fù)配物含量不得超過10%。任何占原料干重10%或更多的復(fù)配劑都必須作為原料組分報(bào)告。復(fù)

配后原料中有毒有害物質(zhì)應(yīng)符合GB38400-2019。

5.3原料預(yù)處理

生物質(zhì)炭制備前應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行干燥、粉碎處理。原料粉碎應(yīng)在通風(fēng)良好的場地進(jìn)行，粉碎設(shè)備應(yīng)帶

有除塵裝罝。粉碎后原料的粒度應(yīng)小于50mm。當(dāng)熱裂解設(shè)備對(duì)原料尺寸有具體要求時(shí)，粉碎后的原料

顆粒尺寸應(yīng)滿足熱裂解設(shè)備的要求。粒度的測定方法以NY/T3036-2016執(zhí)行。

5.4熱裂解

對(duì)原料進(jìn)行熱裂解應(yīng)在具有防雨和通風(fēng)條件良好的場地進(jìn)行，生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生應(yīng)符合GB/T12801

要求。不同原料熱裂解的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、升溫速率等技術(shù)參數(shù)選擇參照表1。同一原料在同一批

次進(jìn)行熱裂解反應(yīng)溫度波動(dòng)應(yīng)小于等于50℃。

表1不同原料熱裂解參數(shù)選擇

主要熱裂解參數(shù)

原料反應(yīng)溫度反應(yīng)時(shí)間升溫速率

℃min℃/min

玉米秸稈400~50020~305~10

小麥秸稈300~50020~305~10

稻殼500~65020~405~10

棉桿/殼500~70060~9010~20

花生殼300~50020~405~10

果枝600~70060~9010~20

菌渣500~60030~6010~20

豬糞450~700120~1805~25

污泥400~85060~2405~10

核桃殼400~60060~2405~10

5.5生物質(zhì)炭卸出

生物質(zhì)炭制備結(jié)束后，卸出，室溫冷卻至60℃以下，自然堆放24h后，方可使用。

5.6注意事項(xiàng)

生物質(zhì)炭是裂解完成后殘留的黑色固體位置，若呈灰白色則為灰化嚴(yán)重，呈黃褐色或原料的原色則

為裂解不完全，二者均是裂解條件或裂解時(shí)間控制不當(dāng)條件下的產(chǎn)物，為不合格的產(chǎn)品。

對(duì)于使用粉碎秸稈生產(chǎn)的生物質(zhì)炭產(chǎn)品可直接使用，而對(duì)于采用原狀秸稈制得的生物質(zhì)炭宜對(duì)其進(jìn)

行適當(dāng)擠壓，以使其斷成長度小于1cm的小段或顆粒。對(duì)于較細(xì)的粉末應(yīng)噴施5%左右的水使其濕潤以避

免揚(yáng)塵。

6生物質(zhì)炭類修復(fù)/改良材料質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

農(nóng)業(yè)廢棄物制備生物質(zhì)炭的產(chǎn)炭率應(yīng)在20%-50%。檢測方法參照NY/T3672執(zhí)行。根據(jù)對(duì)生物質(zhì)炭特

性及安全性的相關(guān)參數(shù)評(píng)估，確定了生物質(zhì)炭材料的三類測試。

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測試類別A-基本實(shí)用性能：要求所有生物質(zhì)炭。A組測試評(píng)估用于土壤的生物質(zhì)炭材料所需的最基

本特性。

測試類別B-毒性評(píng)估：要求所有生物質(zhì)炭。

測試類別C-高級(jí)分析和土壤增強(qiáng)特性：選擇性測定。

所有生物質(zhì)炭必須進(jìn)行基本實(shí)用性能測試，并符合測試類別A中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。生物質(zhì)炭

的基本特征包括粒徑和水分等物理性質(zhì)，以及元素[氫（H）、碳（C）和氮（N）]比例，灰分比例，電

導(dǎo)率（EC）和pH等。有機(jī)碳（Corg）含量用于根據(jù)材料中有機(jī)碳的百分比將生物質(zhì)炭材料劃分為三類，

并代表生物質(zhì)炭材料中典型的有機(jī)碳含量范圍。碳的穩(wěn)定性由氫與有機(jī)碳的摩爾比表示，該比值越低，

碳的穩(wěn)定性越好。

表2測試類別A-參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和測試方法

參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)單位測試方法

水分聲明占干重的%NY/T3672

最低10%

第一類：≥60%

有機(jī)碳（Corg）占干重的%NY/T3672

第二類：30%≤X≤60%

第三類：10%≤X＜30%

H:Corg最大0.7摩爾比

總灰分聲明占干重的%NY/T3672

總氮聲明占干重的%NY/T3672

pH聲明pHNY/T3672

電導(dǎo)率聲明dS/mNY/T3672

聲明%CaCONY/T3672

堿度（pH＞5）3

%<0.5mm；

%0.5-1mm；

%1-2mm；

50mm，25mm，16mm，8mm，

%2-4mm；

粒度分布聲明4mm，2mm，1mm和0.5mm篩

%4-8mm；

子的漸進(jìn)過篩。

%8-16mm；

%16-25mm；

%25-50mm；

所有報(bào)告值都將保留到一個(gè)小數(shù)點(diǎn)后一位有效數(shù)字（0.1）。

除了測試A外，所有生物質(zhì)炭材料必須符合下表3所列的土壤毒性評(píng)估閾值。毒物可分為兩類：一類

可能存在于所使用的原料中（金屬和多氯聯(lián)苯），另一類可能由用于制造生物質(zhì)炭的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)

生（多環(huán)芳烴和二惡英/呋喃）。

表3測試類別B-參數(shù)、允許的最大閾值和測試方法

參數(shù)允許的最大閾值范圍測試方法

多環(huán)芳烴（PAHs），總數(shù)（美

國環(huán)保署列出的16種PAHs的6-300mg/kgNY/T3672

干重

總和）

二惡英/呋喃

17ng/kgHJ77.3

（PCDD/Fs）干重

多氯聯(lián)苯（PCBs）0.2-1mg/kgHJ743

干重

砷13-100mg/kgGB/T3058

干重

鎘1.4-39mg/kgGB/T16658

干重

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參數(shù)允許的最大閾值范圍測試方法

鉻93-1200mg/kgGB/T16658

干重

鈷34-100mg/kgGB/T19225

干重

銅143-6000mg/kgGB/T19225

干重

鉛121-300mg/kgGB/T16658

干重

汞1-17mg/kgGB/T16659

干重

鉬5-75mg/kgGB/T14352.2

干重

鎳47-420mg/kgGB/T19225

干重

硒2-200mg/kgGB/T16415

干重

鋅416-7400mg/kgGB/T19225

干重

所有報(bào)告值都將保留到一個(gè)小數(shù)點(diǎn)后一位有效數(shù)字（0.1）。

生物質(zhì)炭高級(jí)分析特性包括生物質(zhì)炭的揮發(fā)物含量和表面積（表4）。生物質(zhì)炭增強(qiáng)特性鑒定了生

物質(zhì)炭中所含的植物所需養(yǎng)分。

表4測試類別C-參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和測試方法

參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)單位測試方法

氮（銨態(tài)氮和硝態(tài)氮）聲明mg/kgNY/T3672

總磷和總鉀聲明mg/kgNY/T3672

有效磷聲明mg/kgNY/T3672

總鈣，鎂和硫聲明mg/kgNY/T3672

可利用鈣，鎂和硫酸鹽-硫聲明mg/kgNY/T3672

揮發(fā)性物質(zhì)（VOCs）聲明占干重%NY/T3672

總表面積聲明m2/gNY/T3672

外比表面積聲明m2/gGB/T19225

所有報(bào)告值都將保留到一個(gè)小數(shù)點(diǎn)后一位有效數(shù)字（0.1）。

7生物質(zhì)炭類修復(fù)/改良材料效果判定方法

應(yīng)根據(jù)修復(fù)治理目標(biāo)和修復(fù)治理類型，選取評(píng)價(jià)目標(biāo)。建議在農(nóng)業(yè)土壤中施用生物質(zhì)炭比例每噸小

于15%，在場地土壤中施用每噸小于50%。與其他修復(fù)和改良性技術(shù)聯(lián)合使用可根據(jù)實(shí)際工藝技術(shù)進(jìn)行調(diào)

整。不同廢棄物種類建議對(duì)應(yīng)使用，污泥等生物炭在農(nóng)業(yè)土壤中施用需達(dá)到生物質(zhì)炭類材料最低污染物

標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)用地土壤重金屬污染修復(fù)效果評(píng)價(jià)具體參考GB15618-2018。其他場地土壤重金屬污染修復(fù)效

果評(píng)價(jià)參考GB36600-2018和DB43/T2191-2021。

8副產(chǎn)物處置和利用

生物質(zhì)炭是慢速熱解產(chǎn)生的主要固體產(chǎn)品，熱解過程還會(huì)產(chǎn)生大量廢煙氣，一部分經(jīng)過冷凝形成粗

木醋液，另一部分為不可冷凝性氣體。生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的副產(chǎn)物中存在部分揮發(fā)性物質(zhì)。因此，在保證

產(chǎn)品得率的基礎(chǔ)上，采用有效的多聯(lián)產(chǎn)工藝對(duì)熱解過程中產(chǎn)生的揮發(fā)分進(jìn)行收集，有利于推進(jìn)可持續(xù)、

經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化。不可利用的副產(chǎn)物參考ISO/TR20736進(jìn)行收集與管理。

8.1液態(tài)副產(chǎn)物

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原料熱解過程中產(chǎn)生的煙氣冷凝物（液態(tài)副產(chǎn)物）應(yīng)收集在防滲池并妥善進(jìn)行二次深加工或集中銷

售利用。液態(tài)副產(chǎn)物可作為原料精煉加工成高附加值的農(nóng)業(yè)投入品或送往發(fā)電廠、供熱站等用于燃燒發(fā)

電或供熱，可參照DB37/T4546-2022。

8.2氣態(tài)副產(chǎn)物

原料熱裂解過程中產(chǎn)生的氣態(tài)副產(chǎn)物不應(yīng)直接排放，應(yīng)加以收集利用或直接燃燒，收集到的氣態(tài)副

產(chǎn)物優(yōu)先燃燒回用于原料的干燥和熱裂解等環(huán)節(jié)。此外，利用農(nóng)林生物質(zhì)原料（廢木屑、秸稈等）進(jìn)行

熱解汽化反應(yīng)產(chǎn)生的木煤氣，可用于供給居民生活用氣、供熱和發(fā)電。

在生物質(zhì)炭冷卻或氣態(tài)副產(chǎn)物燃燒等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的熱量可通過收集裝置進(jìn)行回收利用以提高熱裂解

過程的熱效率，可參照DB37/T4546-2022。

9環(huán)境要求

在農(nóng)林業(yè)有機(jī)廢棄物制備生物質(zhì)炭的生產(chǎn)場所、過程、副產(chǎn)物處置等環(huán)節(jié)見《中華人民共和國固體

廢物污染環(huán)境防治法》的相關(guān)規(guī)定。

熱裂解過程中應(yīng)減少粉塵產(chǎn)生并采取減少粉塵散發(fā)的除塵裝置，生產(chǎn)場所環(huán)境空氣應(yīng)符合GB3095

的規(guī)定。

熱裂解的全過程應(yīng)無污水排放。

生產(chǎn)完成后所產(chǎn)生的氣態(tài)副產(chǎn)物在燃燒后的大氣污染物排放應(yīng)符合GB13271的規(guī)定。

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ICS點(diǎn)擊此處添加ICS號(hào)

CCS點(diǎn)擊此處添加CCS號(hào)

JAASS

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

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用于土壤修復(fù)和改良的生物質(zhì)炭類材料

生產(chǎn)質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationforqualitycontrolintheproductionofbiomass

charcoal-basedrestorationandimprovementmaterials

（征求意見稿）

在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

江蘇省農(nóng)學(xué)會(huì)??發(fā)布

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用于土壤修復(fù)和改良的生物質(zhì)炭類材料生產(chǎn)質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了有機(jī)固體廢棄物制備生物質(zhì)炭的術(shù)語和定義、設(shè)備要求、技術(shù)工藝、副產(chǎn)物處置和利

用、環(huán)境要求、生物質(zhì)炭類修復(fù)/改良材料生產(chǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法等內(nèi)容。

本文件適用于以農(nóng)作物秸稈、菌渣、果枝、棉桿、花生殼、木材廢料以及畜禽糞便、河溝濾泥、污

泥等城市或農(nóng)林業(yè)有機(jī)廢棄物為主要原料，應(yīng)用在土壤肥力缺失，理化結(jié)構(gòu)失衡，受重金屬或有機(jī)物污

染等需要修復(fù)及改良土壤中的生物質(zhì)炭類材料的生產(chǎn)質(zhì)量控制。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB3095環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

GB13271鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

GB15577粉塵防爆安全規(guī)程

GB38400-2019肥料中有毒有害物質(zhì)的限量要求

GB15618-2018土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)

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