《用于土壤修復和改良的生物質炭類材料生產(chǎn)質量控制技術規(guī)范》

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JAASS

團體標準

T/JAASSXX—2024

用于土壤修復和改良的生物質炭類材料

生產(chǎn)質量控制技術規(guī)范

Technicalspecificationforqualitycontrolintheproductionofbiomass

charcoal-basedrestorationandimprovementmaterials

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

江蘇省農(nóng)學會??發(fā)布

T/JAASSXX—2024

用于土壤修復和改良的生物質炭類材料生產(chǎn)質量控制技術規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了有機固體廢棄物制備生物質炭的術語和定義、設備要求、技術工藝、副產(chǎn)物處置和利

用、環(huán)境要求、生物質炭類修復/改良材料生產(chǎn)質量評價方法等內容。

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)有機廢棄物為主要原料，應用在土壤肥力缺失，理化結構失衡，受重金屬或有機物污

染等需要修復及改良土壤中的生物質炭類材料的生產(chǎn)質量控制。

2規(guī)范性引用文件

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

僅該日期對應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)境空氣質量標準

GB13271鍋爐大氣污染物排放標準

GB15577粉塵防爆安全規(guī)程

GB38400-2019肥料中有毒有害物質的限量要求

GB15618-2018土壤環(huán)境質量農(nóng)用地土壤污染風險管控標準(試行)

GB36600-2018土壤環(huán)境質量建設用地土壤污染風險管控標準(試行)

GB/T12801生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則

GB/T30366生物質術語

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)廢棄物制備生物質炭技術規(guī)程

DB43/T2191-2021農(nóng)用地土壤重金屬污染修復治理效果評價技術規(guī)范

DB11/T783-2011污染場地修復驗收技術規(guī)范

NY/T3036-2016肥料和土壤調理劑水分含量、粒度、細度的測定

NY/T3672生物質炭檢測方法通則

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-高分辨質譜法

HJ743-2015土壤和沉積物多氯聯(lián)苯的測定氣相色譜-質譜法

ISO/TR20736Sludgerecovery,recycling,treatmentanddisposal—Guidanceonthermal

treatmentofsludge

3術語和定義

GB/T30366界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

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

整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機類廢棄物質，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、芳香化程度高、比表面積大、理化性質穩(wěn)定、可溶

性低、熔沸點高、吸附和抗氧化能力強的固體富碳材料。

3.4熱裂解pyrolysiscarbonization

生物質熱裂解（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，是生物質能的一種重要利用形式。根據(jù)溫度、壓力、

停留時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到農(nóng)產(chǎn)品質安全農(nóng)作物生長或對農(nóng)用地環(huán)境質量產(chǎn)生不利影響且超過可接受

風險的現(xiàn)象。

3.7場地土壤重金屬污染heavymetalcontaminationofsitesoils

建設用地和工業(yè)用地中因人類活動造成土壤中的金屬元素含量達到人類承受風險的，從而造成不利

影響的現(xiàn)象。

3.8復配劑compoundingagent

在生物質材料加工前故意混合或無意中與生物質原料混合的無機材料。這些材料不會以與生物質相

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，它們可能與生物質一

起聚集或通過預先使用生物質原料混合在一起。復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設備要求

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

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

間以便操作、維修和管理。

設備操作人員等應按照設備安全操作規(guī)程進行設備操作。

設備運行管理應符合GB15577要求。

5技術工藝

5.1工藝流程

農(nóng)、林業(yè)有機廢棄物制備生物質炭技術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

術制備生物質炭，主要技術流程如下：

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5.2原料要求

生物質炭的原料為生物質，主要選擇產(chǎn)出量較大、資源豐富、易于獲取的農(nóng)林有機廢棄物，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，原料自然含水量應小于80wt%（含水量的測

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

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

但按干重計復配物含量不得超過10%。任何占原料干重10%或更多的復配劑都必須作為原料組分報告。復

配后原料中有毒有害物質應符合GB38400-2019。

5.3原料預處理

生物質炭制備前應對原料進行干燥、粉碎處理。原料粉碎應在通風良好的場地進行，粉碎設備應帶

有除塵裝罝。粉碎后原料的粒度應小于50mm。當熱裂解設備對原料尺寸有具體要求時，粉碎后的原料

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

5.4熱裂解

對原料進行熱裂解應在具有防雨和通風條件良好的場地進行，生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生應符合GB/T12801

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

次進行熱裂解反應溫度波動應小于等于50℃。

表1不同原料熱裂解參數(shù)選擇

主要熱裂解參數(shù)

原料反應溫度反應時間升溫速率

℃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生物質炭卸出

生物質炭制備結束后，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

生物質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間控制不當條件下的產(chǎn)物，為不合格的產(chǎn)品。

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

行適當擠壓，以使其斷成長度小于1cm的小段或顆粒。對于較細的粉末應噴施5%左右的水使其濕潤以避

免揚塵。

6生物質炭類修復/改良材料質量評價方法

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

性及安全性的相關參數(shù)評估，確定了生物質炭材料的三類測試。

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測試類別A-基本實用性能：要求所有生物質炭。A組測試評估用于土壤的生物質炭材料所需的最基

本特性。

測試類別B-毒性評估：要求所有生物質炭。

測試類別C-高級分析和土壤增強特性：選擇性測定。

所有生物質炭必須進行基本實用性能測試，并符合測試類別A中規(guī)定的標準，如表2所示。生物質炭

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

導率（EC）和pH等。有機碳（Corg）含量用于根據(jù)材料中有機碳的百分比將生物質炭材料劃分為三類，

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

碳的穩(wěn)定性越好。

表2測試類別A-參數(shù)、標準和測試方法

參數(shù)標準單位測試方法

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；

子的漸進過篩。

%8-16mm；

%16-25mm；

%25-50mm；

所有報告值都將保留到一個小數(shù)點后一位有效數(shù)字（0.1）。

除了測試A外，所有生物質炭材料必須符合下表3所列的土壤毒性評估閾值。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炭的熱化學轉化過程產(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

所有報告值都將保留到一個小數(shù)點后一位有效數(shù)字（0.1）。

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

物質炭中所含的植物所需養(yǎng)分。

表4測試類別C-參數(shù)、標準和測試方法

參數(shù)標準單位測試方法

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（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

所有報告值都將保留到一個小數(shù)點后一位有效數(shù)字（0.1）。

7生物質炭類修復/改良材料效果判