一、技术名称：基于亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用技术
二、技术类别：减碳技术
三、所属领域及适用范围：农业 废弃物处理
四、该技术应用现状及产业化情况
我国生物质废弃物资源丰富，但高值化利用率相对偏低。本技术创新性的采用亚临界水热反应生物质废弃物处理技术，生产具有高附加值的肥料产品和植物型饲料添加剂，具有生物质原料选择范围广、处理过程耗能低、无污染、生物质资源回收率高、工程占地面积小、分布式利用性强等特点。目前，该技术已在中国、日本建成 2 条生产线，并在国内十余个省市推广示范，具有较大的推广潜力。
五、技术内容
1. 技术原理
在密闭压力容器内，将秸秆等生物质与水蒸气混合均匀，在一定的温度和压力下，经加水分解、加压爆破，快速切断大分子有机质之间的分子结合键，使大分子有机物分解成小分子物质，选择性提取黄腐酸等有效成分。该技术的生物质资源回收率可达到 85%以上，生产的高附加值黄腐酸有机肥产品可增加土壤稳定态有机碳的含量，减少氮肥、农药用量；生产的植物型动物饮料添加剂产品，可减少动物胃肠道发酵和粪便排放的 CH4，碳减排效果明显。
2. 关键技术
（1）亚临界低分子化技术
在亚临界状态下，通过水热反应、水蒸气爆破切断生物质有机物中不同的分子结合键，发生低分子化，产生小分子营养物质，选择性提取生化黄腐酸，解决高耗能技术瓶颈。
（2）循环多段式加压爆破技术
提取生物质中不同聚合度、不同耐热性的有机物，同时提高低分子化效率。
（3）固、液相物质一步式分离技术
分离装置根据分子量大小不同，一步式分离出不同有效成分，且在分离过程中添加惰性气体等特殊处理，防止分离物被氧化或混入杂菌。
（4）微生物发酵、生物酶分解技术
根据不同微生物以及生物酶的单一性，对经亚临界水热反应处理后的固、液相处理物经进一步低分子化处理成纳米级，提高肥效和生物活性。
3. 工艺流程
亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用技术的工艺流程见图1。
图 1 亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用工艺流程图
将生物质投入亚临界水热反应装置，经亚临界水热反应处理后，并经一步式分离装置分离，产生固、液、气三相物质；固相物质通过微生物发酵进一步低分子化生成微纳米生物肥料；气相物质通过液化回收后与液相物质混合，再经生物酶分解，进一步低分子化生成植物叶面营养液、动物肠胃调理剂、氨氮吸收液、水质调节剂等。
六、主要技术指标
1.生产技术指标（以处理 1 吨秸秆为例）
（1）产出率：85%～95%（资源回收率）；
（2）电耗：7.5kWh/t；
（3）油耗：20L/t。
2.产品应用技术指标
（1）微纳米生物肥料、植物叶面营养液：增加土壤稳定态有机碳10%以上，减少氮肥、农药亩用量 1/3 以上，作物亩产经济效益增加30%以上，氮肥、农药 CO2减排 1/3 以上；
（2）动物肠胃调理剂、氨氮吸收液：减少约 20%动物肠道、粪便排放CH4。
七、技术鉴定情况
本技术已获得 2 项国内发明专利授权，5 项国际发明专利授权，1项实用新型专利授权，1 项国际发明专利公布。
八、典型用户及投资效益
典型用户：无锡盖依亚生物资源再生科技有限公司、日本生物耕研有限会社、安徽天安动物药业有限公司、广东省江门市江海区水产协会、北京中农天陆微纳米气泡水科技有限公司等。
典型案例 1
案例名称：无锡盖依亚生物资源再生科技有限公司生物质废弃物资源化利用项目
建设规模：年处理秸秆 1.5 万吨，年产微纳米黄腐酸营养型生物系列有机肥 12750 万吨。
建设条件：秸秆等生物资源丰富地区，具备秸秆收储运条件。主要建设内容：建设亚临界水热反应生物质废弃物处理生产线，固体、液体肥料发酵系统的建设。
主要设备：1 套亚临界水热反应生物质处理装置。项目总投资 1350 万元，建设期为 1.5 年。年减排量约 5228tCO2，年经济效益 1900 万元，投资回收期约 2.6 年。碳减排成本 287 元/tCO2。
典型案例 2
案例名称：日本生物耕研有限会社生物质废弃物资源化利用项目
建设规模：年处理秸秆 1 万吨，年产有机肥 9000 吨。
建设条件：秸秆等生物资源丰富地区，具备秸秆收储运条件。主要建设内容：建设亚临界水热反应生物质废弃物处理生产线，固体肥料发酵系统的建设。
主要设备：1 套亚临界水热反应生物质处理装置。项目总投资 1000万元，建设期为 2 年。年减排量约 3735tCO2，年经济效益 720 万元，投资回收期约 3.2 年。碳减排成本 300 元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用技术为生物质废弃物进行资源化利用提供了一条新的路径，可为农业、畜牧、水产行业提供大量高附加值的优质产品，有效减少农业、畜牧行业的排碳量，具有良好的经济和社会效益。预计未来 5 年，该技术预期推广比例将达到5%，废弃秸秆通过该技术实现高值化利用量将达到 1080 万吨，可形成年碳减排能力 480 万吨 CO2。