通过低碳热解法对农业工业废弃物生物炭进行再利用，可在碳中和工业废水处理和再生水制备方面实现双重效益

《Process Safety and Environmental Protection》：Dual benefits on valorization of waste agro-industrial biochar by low-carbon thermal pyrolysis in biochar regeneration for carbon-neutral industrial wastewater treatment and reclaimed water achievement

本研究通过太阳能热解再生麦芽芽孢生物炭处理啤酒工业废水，实现碳中性排放与回用水质达标。实验表明，混合使用三种温度（350℃、450℃、550℃）再生生物炭可平均减少27.28%的CO?排放，并开发出脱碳潜力指数（DPI）和废水修复指数（WRI）。与常规活性污泥法相比，再生生物炭处理平均降低运营成本73.83%，同时节水30.4%。该技术兼具碳减排与经济性优势，为循环经济中农业废弃物资源化利用提供新方案。

　　

Pelin Soyerta? Yap?c?o?lu|Fatma Elisa

哈兰大学，工程学院，环境工程系，土耳其桑利乌尔法

摘要

本研究旨在利用再生生物炭实现工业废水的碳中和处理，并达到啤酒酿造行业的回用水标准。再生生物炭是通过利用低碳太阳能热解技术对废麦芽芽生物炭进行增值处理获得的。通过混合三种再生生物炭，平均减少了27.28%的二氧化碳（CO₂）排放量，同时获得了B级质量的回用水。本研究开发并验证了脱碳潜力指数（DPI）和废水修复指数（WRI）。此外，还基于多变量统计分析进行了用于灌溉的水资源回收风险评估。本研究通过太阳能再生技术对农业工业生物炭进行增值处理，为循环经济目标做出了具体贡献。与传统活性污泥（CAS）工艺相比，使用再生生物炭平均降低了73.83%的运营成本；同时，由于水资源的再利用，运营成本节省了近30.4%。研究表明，再生生物炭用于工业废水处理是一种低成本、碳中和且有效的处理技术。

部分内容

引言

低碳可再生能源热技术利用可再生资源或废弃物资源来获取能源，以实现可持续材料的生产（Aspiazu-Méndez等人，2024年）。根据欧盟（EU）的《可再生能源指令》，低碳可再生能源热技术受到了广泛关注，包括生物质能、生物甲烷、地热能、绿色氢能和太阳能热能工艺（Bouter等人，2025年，欧洲议会和欧盟理事会）。

实验室规模装置定义/实验设计/分析技术

本研究主要开展了两种废水回收和温室气体去除与吸附的实验方案。第一种方案使用在350°C（最低热解温度）下制备的再生生物炭进行处理（RB1）；第二种方案使用在450°C（中等热解温度）下制备的再生生物炭进行处理（RB2）；最后一种方案使用在550°C（最高热解温度）下制备的再生生物炭进行吸附。

太阳能再生过程的效率

再生过程的效率通过其生产能力来衡量。表3显示了三种温度下生物炭的再生产量以及原始废弃生物炭和再生生物炭的初始和最终重量结果。表4列出了再生生物炭产量的方差分析（ANOVA）结果。所有实验中使用的原料量相同。从表3可以看出，在550°C下制备的再生生物炭的产量最高（87.90%）。

结论

多项研究表明，膜工艺能够实现碳中和且更高效的废水处理效果。本研究展示了通过低碳热解技术对农业工业生物炭进行增值处理，在实现工业废水碳中和和回用水生产方面的双重效益。研究证实，使用再生生物炭不仅成本低廉，而且效果显著。

未引用参考文献

(Ji等人，2022年)

资助

本研究部分得到了土耳其技术研究委员会（TUBITAK）的支持，资助编号为1919B022411514，资助内容包括通讯作者的会议口头报告费用和注册费。

作者贡献声明

Fatma Elisa：数据可视化、验证、软件开发。Pelin Soyerta? Yap?c?o?lu：论文撰写与审稿、初稿撰写、指导、方法论设计、数据管理、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本研究部分得到了土耳其技术研究委员会（TUBITAK）的支持，资助编号为1919B022411514，资助内容包括通讯作者在第15届国际能量与环境研讨会（IEEES-15）上的会议口头报告费用和注册费。通讯作者的硕士生参与了方法论的完善和论文版本的修订工作，并作为共同作者被列入论文作者列表中。