生態型碳減排的系統化方法

2023-07-15 00:16:01

專利名稱：生態型碳減排的系統化方法
技術領域：
本發明涉及應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，特別是涉及一種由穩態功能碳 (Stabilized Functional Carbons, SFCs)的原料來源、製備過程、儲存或功能化使用組成的生態型碳減 排的系統化方法，使總碳循環量減少。通過SFCs建立的碳儲存庫實現初級碳減排和非碳元素減排，通過 SFCs建立的碳功能化使用庫控制和減少來自多種碳排放源頭的碳排放，實現高級碳減排和非碳元素減排。
背景技術：
大自然中，碳素在地球的各個圈層(大氣圈、水圈、生物圖、土壤團、巖石圈)之間，以碳循環(Carbon Cycle, CC)的方式進行循環流動和轉化，總碳循環量處於動態平衡狀態。工業革命後，從地下碳庫發掘出 大量固態、液態和氣態的碳資源，使CC系統的總碳循環量明顯上升並嚴重失衡，形成正碳效應，導致大氣 二氧化碳(C02)和甲烷(OU等溫室氣體(Greenhouse Gases, GHGs)的濃度急劇上升，使全球變暖，正 引發和將引發一系列危及人類生存的災難性後果.2007年，聯合國秘書長已就全球變暖的危害發出有力警 告全球變暖"不斷加速的步伐讓人非常震驚，，。"我認為，如果我們不採取行動，我們將大禍臨頭"。
GHGs的總量控制，可從兩方面入手， 一是減少其排放， 一是使已排放的GHGs被固定。公知的碳減排 方法，歸為三大類。第一類控制大氣C02和CFU的排放，減少GHGs排放源，使正碳轉向零碳。如在化石類 燃料燃燒時實施C02捕捉並將處理後的0)2封存在地下或深海中；如煤礦瓦斯回收利用，牛放屁控制；如使 有較強溫室效應的C仏轉化為有較弱溫室效應的C02,第二類控制能源和碳資源的消耗，雖不減少已進入 CC的碳總量，可使正碳轉向零碳。如減少使用地下碳庫來源的化石類燃料量；如發展可再生能源、生物 能源、高效發電、廢熱回收、建築物的節能保溫隔熱、資源再利用等。第三類控制非C02和非CHa的破 資源流動，可使CC系統中某種碳狀態的儲碳時間延長，也可製造出某種穩定化的碳栽體將碳儲藏起來，使
正碳轉向^Lf友甚至轉向負碳，如植樹造林，經光合作用把C02固定在植物體上，增加溫室氣體吸收"匯"，
可穩定儲碳幾十年，起零碳作用；如捕捉收集含碳有機汙染物，儲存或能源開發皆起零碳作用；如在中溫 無氧狀態下以農林廢棄物製備生物炭，可使碳儲藏在CC的旁路，減少已進入CC的碳總量，起負碳作用。
然而，公知的碳減排方法的實用性受到很大限制，既不足以有效地改善全球總碳循環量嚴重失衡的狀 態，難以減少大氣中過量的二氧化碳，又因耗資巨大和佔用資源巨大而嚴重地影響經濟的發展。突出的問 題是過高的費用，減排成本與經濟發展矛盾突出，產品的不穩定安全(如洩漏)，多數方法僅使正碳轉 向零碳，佔用大量土地資源，得不償失，環境負效應，社會經濟地域發展不平衡，實施條件限制等。而且， 公知的碳減排方法僅解決影響GHGs的某一因素，效果零散、低效、無系統性、資源利用率低。
氣候變化和挑戰是全球性的，解決方案也必須系統化和全球化。未來的全球性破減排方法需同時滿& 規模可行性、經濟可行性、資源可行性、生態可行性和技術可行性的多方面要求。碳減排的未來發展有 幾個趨勢從治理效果來看，要使總碳循環量獲得有效的減少，從正碳到零碳僅是起步，而從零碳到負碳 才是最終目的；從系統化來看，GHGs的排放來自於CC過程的各個環節，純物理或純化學的、分散的、局 部的碳減排方法已難以應對全球變暖，而生態的、循環的、多元的碳減排系統化方法才是最終方向；從可 持續發展來看，減排成本與經濟發展的突出矛盾必須協調，單純為碳減排目的而發展的方法難有生命力， 而將碳排放源頭、碳減排產物、碳功能化使用與社會經濟環境生態效益進行有效整合的方法才有發展前景，
尋求應對全球性氣候變暖的碳減排方法，使總碳循環量減少，關鍵的方向將是尋求碳的來源性、碳的 可捕獲性、碳的可儲存性、碳的長期儲存穩定安全性、碳的功能可使用性以及這些碳環節的可整合性。
在CC系統，碳存在於氣態、液態和固態三種主要狀態中，並處於動態循環變化中。由於碳的循環特徵， 使得捕獲和儲存其中任一種的碳狀態，都可為碳減排提供解決方案，且碳減排的最終環境效果等同。但比
較三種碳狀態後可知，氣態碳難被捕獲、難儲存且功能使用價值小；固態碳易被捕獲、易儲存且功能使用 價值大；液態碳則處於兩者之間。因此，全球性碳減排的系統化方法的最佳途徑是捕獲固態碳並儲存固態 碳。在各種固態富破材料中，又以CC生物團中大量的植物性有機物質和動物性有機物質為最佳原料來源，
GHGs汙染、農作物廢棄物汙染、資源能源短缺、建築節能、廢塑料和輪胎汙染、農業養殖業汙染、氮 磷汙染、持久性有機汙染物(P0Ps)、化學汙染、電磁場汙染等，看起來複雜混亂，但都直接或間接地與 碳排放相關，這些碳排放的源頭構成一個以"碳"為核心並影響GHGs的巨大體系。因此，以有效地減少 總碳循環量為目的的全球性碳減排的系統化方法，既應包括建立穩定安全的碳儲存庫，也應包括對多種碳 排放源頭的有效控制。理想的對策是，利用所建立的碳儲存庫控制和減少來自多種碳排放源頭的碳排放.
植物性有機物質改性後的生物炭和活性炭，動植物性有機物質改性後的脫水幹化木乃伊，皆已被長期 實踐證明是具有超長期穩定安全性質的碳儲存庫.如中國發掘的約2100年前的古墓(馬王堆一號漢墓)， 墓室覆蓋著大量的木炭，出土的女屍和植物種子皆無腐爛。正是木炭的固態碳結構及其特有功能所賦予的 保護條件，使與木炭共存的動物性和植物性的固態碳結構共同獲得了長達2100年穩定安全的有效保存。
對植物性有機物質的改性，通常在不同的化學處理、不同的空氣介質、不同的液體或固體介質、不同 的過程、處理溫度和時間等條件下進行，得不同的改性產物。美國專利4, 553, 978 (Yvan),在200°C至 280°C的中性氣體環境中烘烤改變植物木質成分，優選240。C- 260。C,作用30分鐘至5小時。美國專利 5， 585, 319 (Saitoh),在250°C至450°C轉爐內加熱木質纖維素5至100分鐘得吸油材料，整個系統無氣體 入口但有出口使焦化過程產出的酸和氣體排出。美國專利4, 448, 589 (Fan等)，在738°C至788°C通入N2
氣，或N2、水氣與C02的混合氣，使含碳物質發生焦化反應產生燃料氣體，以石英沙和抗結塊劑為固體介質。
梁知維和梁文熙在英國專利(GB1409130 )、法國專利(FR1409130)、德國專利(GE1409130 )、中國專利 (ZL01823477. 1)、澳大利亞專利(AU2001275621 )和俄羅斯專利(RU2277967 )中，對天然有機材料在氧 化介質中經過80°C至700°C,優選110°C至300°C， 1分鐘至24小時的熱化學處理，得疏水/親水吸附材料。

發明內容
本發明的目的在於，從CC生物圈的系統路線圖入手，為解決總碳循環量的嚴重失衡尋求建立一種碳 儲存庫型的生態型^s友減排方案。再從循環經濟入手，為GHGs排;故、資源能源短缺、農作物廢棄物、建築 節能、"白色汙染"和"黑色汙染"、農業養殖業汙染、食品安全、氮磷汙染、P0Ps、化學汙染、電磁場汙 染等多種碳排放的源頭，尋求一種清潔生產或低碳經濟型的控制方案，即利用所建立的碳儲存庫資源控制 和減少多種碳排放源頭的碳排放，進而控制和減少總碳循環量，並使該碳減排系統化方法中的碳儲存庫與 清潔生產或低碳經濟互相促進共同發展。
為了避免公知的碳減排方法受限於規模可行性、經濟可行性、資源可行性、生態可行性和技術可行 性的技術問題，本發明採用的技術方案是，自然界中固定了大量碳元素和非碳元素的植物性和動物性有機 物質通常在死亡後1星期至1年內即可自然降解成為GHGs的排;j文源，為減少所產生的GHGs,分別通過七 種熱化學過程處理植物性有機物質，以及一種脫水幹化過程處理動物性或植物性有機物質，以不低於75 %的碳轉化率製備具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳(Stabi 1 ized Functional Carbons, SFCs)。通過生態型SFCs的原料來源、製備過程、儲存或功能化使用的四個碳減排 環節，組成生態型碳減排的系統化方法，控制和減少總碳循環量，實現以碳儲存庫為特徵的初級生態型碳 減排和非碳元素減排，實現以碳功能化使用庫為特徵的高級生態型碳減排和非碳元素減排，具有在全球 減少5 - 100億噸碳排放的規模可行性、經濟可行性、資源可行性、生態可行性和技術可行性，達到 碳減排負碳化和規模化、碳資源廢物排放減量化和無害化、碳資源使用最大化和經濟化的目標。
簡述本發明碳減排的原理當植物生長的時候，會吸收大氣C02並轉化為固態有機碳結構儲存在植物 體中；當動物生長的時候，會捕獲有^U友食品並轉化為固態有^U友結構儲存在動物體中；當這些生物體死
亡的時候，其有機碳結構即處於不穩定、易被生物氧化降解並釋放GHGs的狀態中，通過本發明的方法則 可將這些有機碳結構穩定下來形成生態型碳儲存庫；當長期儲存或非破壞性地使用這些穩定的有機碳結構 的時候，沒有或很少比例的GHGs會釋放出來，使總碳循環量減少，即可實現以碳儲存庫為特徵的初級生 態型碳減排和非碳元素減排；當這些穩定的有^U友結構被儲存式功能化使用於多種碳排放的源頭的時候， 又可控制和減少不同來源的GHGs的釋放，實現以碳功能化使用庫為特徵的高級生態型碳減排和非碳元素 減排，通過清潔生產或低碳發經濟促進碳減排。全系統過程對大氣GHGs的淨貢獻量為"負"，起負碳效應。
本發明的第一種穩態功能碳SFC-I,在180 -350。C缺氧熱化學條件下生成。其製備過程包括在配備 了氣流系統的設備或生產傳動裝置中，加熱被矽沙或鐵沙所掩蓋的植物性有機物質，原料中含有0 - 95%體 積的穩定促進劑，加熱溫度180。C至350°C,優選200。C至320°C,加熱0. 5 - 24小時，優選1 - 5小時，受熱 空氣在矽沙或鐵沙的頂部流動，帶走加熱過程中產生的溼氣和揮發性物質。穩定促進劑選自植物果實、石 油副產物、蛋白質、油脂、膠、表面活性劑、無機鹽中的一種或多種，在缺氧熱化學條件下可於原料的表 面形成功能保護層，促進SFC-1的長期穩定。掩蓋原料的矽沙或鐵沙， 一方面允許自原料散發的氣體逸出 並被熱氣流帶走， 一方面可避免含氧空氣進入所掩蓋的原料，為原料造成缺氧但熱流通和生成氣體可外 排的環境。從原料到產品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大於75% 。
本發明的第二種穩態功能碳SFC-II,在利用太陽能的缺氧熱化學條件下生成.其製備過程包括在配 備了氣流系統的設備或生產傳動裝置中，以凹鏡或凹鏡組聚集的太陽能加熱被矽沙或鐵沙所掩蓋的植物 性有機物質，時間2分鐘至5小時，原料中含有0 - 95%體積的穩定促進劑，受熱空氣在矽沙或鐵沙的頂部 流動，帶走加熱過程中產生的溼氣和揮發性物質。穩定促進劑選自植物果實、石油副產物、蛋白質、油脂、 膠、表面活性劑、無機鹽中的一種或多種，在缺氧熱化學條件下可於原料的表面形成功能保護層，促進 SFC-II的長期穩定。掩蓋原料的矽沙或鐵沙， 一方面允許自原料散發的氣體逸出並被熱氣流帶走， 一方面 可避免含氧空氣進入所掩蓋的原料，為原料造成缺氧但熱流通和生成氣體可外排的環境。從原料到產 品的碳保留率為85-95 % ，非碳元素保留率大於75% 。該製備方法充分利用太陽能的熱量，清潔生產 節能，又降低了製備成本，不足之處是十分依賴於太陽光強度，受地域、時段、季節、氣候等影響大。
本發明的第三種穩態功能碳SFC-III,在缺氧微波熱化學條件下生成。其製備過程包括在配備了氣流 系統的設備或生產傳動裝置中，微波加熱被矽沙所掩蓋的植物性有機物質，原料中含有0-95％體積的穩 定促進劑及0 - 0. 5M的微波吸收介質，加熱5分鐘-5小時，優選10分鐘-2小時，受熱空氣在矽沙的頂 部流動，帶走加熱過程中產生的溼氣和揮發性物質。穩定促進劑選自植物果實、石油副產物、蛋白質、油 脂、膠、表面活性劑、螯合劑、糖、無機鹽、酸中的一種或多種，在缺氧微波熱化學條件下可於原料的表 面形成功能保護層，促進SFC-III的長期穩定。微波吸收介質選自介電常數較大的物質，如乙醇、酸、鹼、 鹽類和海水等，可把微波能轉化為熱能，幫助共存的原料加速受熱。掩蓋原料的;圭沙， 一方面允許自原料 散發的氣體逸出並被熱氣流帶走， 一方面可避免含氧空氣進入所掩蓋的原料，為原料造成缺氧但熱流通 和生成氣體可外排的環境。從原料到產品的碳保留率為85-95 ％，非碳元素保留率大於75% 。
SFC-I、 SFC-II或SFC-III在加入0-95％體積的穩定促進劑如植物果實、石油副產物、蛋白質、油脂 的製備過程中，由於缺氧熱化學或缺氧微波熱化學的處理，使生物碳源材料的結構發生部分化學鍵斷裂， 水分和大部分揮發性氣體釋放，導致材料表面和內部基團的疏水親油性增強，化學結構趨於穩定，也導致 材料對生物氧化分解的阻抗性增強，成為疏水親油型的弱極性碳減排載體。
SFC-I、 SFC-II或SFC-III在加入0. 1 - l0％體積的穩定促進劑如親水性的有機碳化合物羧甲基纖維素 鈉、表面活性劑、螯合劑、無機鹽、酸的製備過程中，由於缺氧熱化學處理或缺氧微波熱化學處理，使生 物碳源材料的結構發生部分化學鍵斷裂，水分和大部分揮發性氣體釋放，導致材料表面的親水性增強，化 學結構趨於穩定，也導致材料對生物氧化分解的阻抗性增強，成為親水型的強極性碳減排載體。
本發明的第四種穩態功能碳SFC-IV,其製備改良於本發明的發明者在中國專利(ZL01823477. 1)、英
國專利(GB1409130 )、法國專利(FR1409130 )、德國專利(GE1409130 )、澳大利亞專利(AU2001275621 ) 和俄羅斯專利(RU2277967 )中，所描述的一種改變天然材料的疏水/親水特性的氧化熱化學過程。該已知 發明，提供一種油類和碳氫化合物類吸附劑的製備及產品應用，該已知發明無碳減排的意圖，以製備和應 用 一次性使用的疏水/親水吸附劑為目標，對使用後的吸附劑採用焚燒和生物降解等方法進行破壞性降解，
經過較長期的應用實踐，本發明的發明者意外地發現原本不穩定、易被生物氧化分解的生物材料經該 氧化熱化學過程處理後，如加以保護性的儲存或保護性的功能使用，則具有難以被生物氣化分解、在自然 條件下穩定載碳的特殊性質，有預料不到的技術效果。即在保護性的儲存或功能使用條件下，該碳栽體具 有中長期"破匯"功能，可起碳減排作用。本發明以保持碳栽體的長期穩定性為目標，延長產品的使用 周期，對產品進行保護性的儲存或功能應用，避免使產品或應用後的產品受到破壞性降解。
本發明的第四種穩態功能碳SFC-IV,在110°C至350°C氧化熱化學條件下生成。其製備過程包括在 配備了氣流系統的設備中或生產傳動裝置中，對植物性有機物質在氧化介質中經過110°C至350°C，優選 "0。C至260°C, 5分鐘至24小時，優選10分鐘-2小時的氧化熱化學處理，加熱後的氧化介質氣流在原料 周圍流動，為原料形成氧化環境，並帶走加熱過程中產生的溼氣和揮發性物質。氧化介質包括空氣、氧 氣、臭氧、過氧化氫中的一種或多種。
SFC-IV在製備過程中，由於氧化熱化學處理，使生物碳源材料的結構發生部分化學氧化及部分化學鍵 斷裂，水分和部分揮發性氣體的釋放，導致材料的表面和內部含氧功能基團增加，導致材料的疏水親油性 增強，化學結構趨於穩定，也導致材料對生物氧化分解的阻抗性增強，成為疏水親油型的弱極性碳減排栽 體。SFC-IV從原料到產品的石友保留率為9 0-99 %，非碳元素保留率大於80 % 。
本發明的第五種穩態功能碳SFC-V，由植物性有機物質先經SFC-IV的氧化熱化學過程，再經SFC-I的 缺氧熱化學過程而得。從原料到產品的破保留率為75-90 % ，非多友無素保留率大於50% 。
本發明的第六種穩態功能碳SFC-VI，由植物性有機物質先經SFC-IV的氧化熱化學過程，再經SFC-II 的缺氧熱化學過程而得。從原料到產品的碳保留率為75-90 % ,非碳元素保留率大於50% 。
本發明的第七種穩態功能碳SFC-VII，由植物性有機物質先經SFC-IV的氧化熱化學過程,再經SFC-in 的缺氧微波熱化學過程而得。從原料到產品的碳保留率為7 5-9 0 % ，非碳元素保留率大於50% 。
SFC-V、 SFC-VI和SFC-VII在製備過程中，先後經歷了富氧和缺氧兩種熱化學處理和效果疊加，使生 物碳源材料的結構發生部分化學氧化及更多部分的化學鍵斷裂，及水分和揮發性氣體的充分釋放，導致材 料的表面和內部含氧功能基團增加，導致材料的微孔結構增加，更導致SFC-V、 SFC-VI和SFC-VII的化學 結構穩定性和對生物氧化分解的阻抗性，比SFC-1、 SFC-II、 SFC-III和SFC-IV有明顯的增強，成為更穩 定的碳減排栽體。產品的強極性或弱極性的性質則取決於缺氧熱化學處理中所加入的穩定促進劑的性質，
本發明的第八種穩態功能碳SFC-VIII，由動物性或植物性有機物質經兩步脫水處理後獲得並貯存於特 定條件，即動物性或植物性有機物質經預脫水，再被貯存在沙漠或金字塔倉庫中進一步脫水並保持脫水狀 態，形成具有不同脫水幹化程度的穩定碳結構。脫水千化程度越高，則其碳結構的穩定性越好.預脫水可 採用風乾、曬乾、烘乾、鹽幹、微波、烤乾和凹鏡聚熱中的一種或多種，預脫水至含水率10-20%。經預 脫水處理後的原料，放入乾燥環境的金字塔倉庫中，或成為構築金字塔倉庫的建築材料，或埋入炎熱乾燥 的沙漠.金字塔倉庫中所匯集的宇宙波、環境電磁波、地磁場及萬有引力，構成金字塔能，將有效地抑制 氧化，抑制微生物的繁殖和抑制微生物對碳材料的分解，並使碳材料進一步脫水至含水率8%以下及保持 脫水狀態，直至形成十分穩定的木乃伊式碳結構。金字塔倉庫體積越大，方位、地點.材料、外形和內部 結構設計越合理，則匯集的金字塔能越強大，脫水幹化效果越佳。從原料到產品的碳保留率為7 5-99% 。
本發明的植物源SFC-I、 SFC-II、 SFC-III、 SFC-IV、 SFC-V、 SFC-VI、 SFC-VII、 SFC-VIII和動物源 SFC-VIII，即SFCs,其製備原材料廣泛來源於陸地和海洋可再生型碳庫B的生物困(見圖1)。在碳庫B 中，農作物秸稈廢棄資源和灌木園林廢棄資源為最具經濟可行性的植物性原材料的來源。目前全球的農作
物秸稈資源，除少部分用於飼料、肥料和生物質能等開發利用外，很大一部分遺棄在農田中，經微生物分 解成為C02和CHa增加了溫室效應，另有一部分被焚燒產生煙霧、C02、 C0和N20等GHGs汙染。在中國，農 作物秸種年產量約7. 2億噸，林區廢枝年產量約10億噸，僅此區域性供應量就可滿足10億噸SFCs的原 料要求。動物性原材料，因常有較高的經濟價值，在以碳減排為主要目的時，其來源受到一定的限制，可 利用已被化學汙染而不宜再進入生物圈的原料，如含有嚴重汙染重金屬或嚴重汙染P0Ps的動物性原材料。
儲存SFCs可實現初級生態型碳減排。本發明的植物源SFCs,無需深埋，在易於實現並易於保持的儲 存或應用條件下，碳結構保持相對的穩定，起碳減排作用。動物源和植物源SFC-VIII則需儲存在沙漠中 或金字塔倉庫中起破減排作用。雖然，SFCs的穩定時間越長將越有利於長久保持碳減排的作用，但從實用 出發，SFCs的長期穩定固栽碳能力只需具有相當於活樹的能力，就可滿足-友減排的要求。以樹的平均存活 期40 - 50年作參考，本發明以SFCs的碳穩定時間在40年以上為目標'SFCs的生態穩定性和生物可氧化 降解性與SFCs儲存條件或應用條件密切相關，受到水分、溼度、溫度、含氧量、pH值和環境等因素的影 響。 一般來說，SFCs在較千燥封閉的環境中最穩定，例如處於含水率5-20%中較穩定，而長久處於潮溼、 營養充足等十分適宜微生物生長的環境，或強酸、強鹼的環境，或強氧化光照的環境，或食草類動物消化 道的環境，或Agaricus類蘑菇培養基等環境條件下，則較不穩定。公知的使用農作物秸稈與黃土混 合而製成的土坯磚房，在使用和保養得當的條件下，其使用壽命可達40 - 50年以上，就是易腐爛分解的 天然含碳植物原材料在適宜的保存和應用條件下可長期保持生態穩定性和抗生物氧化降解性的一個參考。 其它參考有，用於建築的杉木料(含水率12% )的使用壽命40年，木框料(含水率19% ) 75年，以廢舊 報紙纖維為主要成分的保溫材料超過50年，見Lippiatt, Building for Environmental and Economic Sustainability /Technical Manual and User Guide, 2007。有理由預期，當SFCs具明顯強於天然植物 原材料的抗生物氧化降解能力和疏水防潮能力時，SFCs的使用壽命超過40年。沙漠中和金字塔中古埃及 木乃伊歷經幾千年保存至今，則證明保持脫水幹化是使動物性蛋白質和脂肪長期穩定的決定性因素。
儲存SFCs也可實現初級生態型非碳元素減排。即在SFCs的碳結構上還攜帶著來自植物性或動物性有 機物質中的氮、疏、磷、砷、重金屬元素中的一種或多種，這些非碳元素在SFCs上處於結合併穩定 的狀態，故可減少生物有機物質中的非碳元素因自然生物降解而產生的GHGs汙染和其它環境汙染。
本發明的植物源SFCs,及動物源和植物源SFC - VIII,其生態穩定性和生物可氧化降解性雖尚未經長 達40年的穩定性考驗， 一些事實初步證明SFCs具有一定的物理化學穩定性和抗生物氧化降解性，包括例 2,例3,例4，例5,例8，例9,例14,例15,例16,例21,例22，例23和例42。
SFC-I、 SFC-II、 SFC-III和SFC-IV，經缺氧熱化學過程，或缺氧^f^波熱化學過程，或氧化熱化學過 程的單獨處理，預期穩定性達40年以上。而SFC-V、 SFC-VI和SFC-VII，既經過氧化熱化學過程的處理， 又經過缺氧熱化學過程或缺氧微波熱化學過程的處理，預期穩定性達100年以上，例如，SFC-IV有輕微 的木焦香味並在水中溶出有色物質，表明SFC-IV中尚含有少量不穩定的游離可溶可揮發物。對SFC-IV進 一步缺氧加溫處理後生成的SFC-V、SFC-VI和SFC-VII則無味且水溶液無色，表明SFC-V、SFC-VI和SFC-VII 中已基本除去不穩定的游離可溶可揮發物，其化學結構穩定性和對生物氧化分解的阻抗性獲明顯增強.
SFCs的長期穩定性可以通過將SFCs封存、填埋或融合在保護材料中而大幅度提高。通過封存或填埋 可在SFCs的外圍形成保護結構，通過融合可使保護材料與SFCs形成均勻緻密結構，均可提供SFCs以更 加穩定的微環境，可減少氧接觸，減少溼氣，減少光照和減少微生物分解。最普通又可大規j莫提供的保護 材料包括無機類材料和高分子有機類材料。無機類材料有親水性質的粉煤灰、煤石f石、爐渣、黃土、巖棉、 玻璃棉、石粉、沙石、水泥、石灰、石膏、硼酸等。高分子有機類材料有疏水性質的塑料、橡膠、樹脂、 丙綸、石蠟、凡士林、瀝青等，有親水性質的羧曱基纖維素鈉、殼聚糖和表面活性劑等.其中，具有不易 腐爛、不易老化、強疏水性質的高分子有機類材料對於具疏水性質的SFCs的保護優於親水性質的無機類 材料。另外，參見Lippiatt， 2007,用於建築材料的PVC使用壽命為50年以上，石膏板75年，停車場鋪
築幼青材料50年以上，纖維水泥瓦45年，PE木塑50年。可預期以廢棄塑料為保護材料而封存融合的SFCs, 長期穩定性50 - 100年；預期以瀝青為保護材料而封存融合的SFCs,長期穩定性50 - 100年。
SFCs的長期穩定性可以通過鹼性纖維素化處理，或磷酸鉤/碳酸鉤化處理，或鹼性矽化處理而提高。 即通過以上處理，在SFCs的外圍形成保護層，提供SFCs更加穩定的環境，減少氧接觸和減少微生物分解， 且阻燃性能提高，提高儲存的安全性。預期該保護後的SFCs的穩定性達100年。見例34 - 35。
SFCs的長期穩定性還可以通過高壓壓縮後包裝儲存或高壓壓縮後真空包裝儲存而大幅提高。髙壓壓縮 後包裝儲存或高壓壓縮後真空包裝儲存，不僅可使SFCs所佔空間減少，降低運輸成本和儲存成本，而且 可使SFCs中的多孔結構孔隙率大大減少，減少氧接觸和減少微生物分解，提高阻燃和防水性能，另加上 包裝保護層的保護，提高SFCs儲存穩定期限20%以上，預期該處理後的SFCs的穩定性達100年以上。
動物源和植物源SFC-vin的長期穩定性，與其脫水幹化的程度和儲存條件相關。脫水幹化程度越高， 則碳結構的長期穩定性越好。預期含水率5 %以下的動物源SFC - VIII的長期穩定性達100年以上。
本發明所採用的SFCs,其生態安全性通過下列實驗可初步證明對人、生物無害，無生態安全隱患，見 例2,例6,例7,例8,例9,例10,例11，例21,例22，例27，例28，例29,例33和例42。散裝狀 態的植物源SFCs可燃，儲存或使用時需防火。
本發明的初級碳減排方法與公知的(U捕捉封存方法相比較，二者碳減排的生態機制不同，其過程、
成本、能耗、安全性、效率、效果和商業價值也不同。C02捕捉封存方法從火電廠等C02集中排放源利用物
理化學反應捕捉氣態C02，捕捉的C02經液化或固化後輸送到地下或深海中封存。該法直接減排大氣碳庫和 GHGs庫，對溫室效應的影響直接而迅速，起零碳作用。每捕捉封存l噸COh可儲碳273kg。但(!02捕捉、
運輸和封存的花費巨大，耗費大量的化學捕捉劑和能源，且耗氧巨大可引起自然界氧的失衡，捕捉到的C02
或其無機鹽的使用價值小，封存的CO，又可能因洩漏和海洋酸化而面臨生態安全的巨大威脅，全程技術 條件要求高，不確定因素多。SFCs方法不直接處理不穩定的氣態C02,而從自然界最豐富的植物或動 物碳資源收穫固態有機碳，對不穩定的有衝/U友作穩定化處理後實現碳減排。SFCs方法間接減排GHGs庫， 對溫室效應的影響需要數月甚至一、二年才能完全體現，起負碳作用。使用SFCs方法每製備l噸植物源 SFCs,儲碳500kg,即固定了 1. 83噸COa。 SFCs的製備成本和應用成本較低，穩定的SFCs無安全之憂， 儲存十分簡單方便，耗氧少，全程技術條件要求低，無不確定因素。另外，SFCs具有很高的商業使用功能， 可以在實現SFCs使用功能的過程中大大降低碳減排的成本費用。因此，SFCs方法比C02捕捉封存方法有 生態、成本低、耗能耗氧低、效率高、方便安全、洩露少的優勢，SFCs方法更適合於全球化的碳減排。
本發明的初級碳減排方法與植樹造林相比較，二者破減排的生態機制不同，其過程、成本、能耗、安 全性、效率、效果和商業使用價值也不同。植樹造林通過一類特定的植物活體，即多年生的活樹，把大氣 C02以有機碳的形式長期固定而實現碳減排。其碳減排作用與樹木存活部分的生長速度和存活期成正相關， 一旦樹木被欲伐死亡或遭火災即發生有機碳的降解而喪失碳減排功能。植樹造林依賴於大量土地資源的支 撐，且受到全球變暖增加森林病災和火災的威脅，難以應對超大規模碳減排的需求。另外，植樹造林每年 生產了大量落葉和殘枝，目前基本無利用，自然降解後釋出GHGs，成為GHGs排放源頭。SFCs方法則廣泛 利用了各種生物體，如當年生的農作物、欲伐死亡後的樹木、植樹造林生產的落葉和殘枝、園林廢棄物、 動物屍體等，改造成為具有相當於樹木生命期儲碳能力和具有多種使用功能的穩態功能碳而實a/友減排。 因此，SFCs方法所實現的碳減排，全面利用各種生物資源及其光合碳產物，補充了植樹造林的局限性，更 具規模可行性、經濟可行性、資源可行性、生態可行性和技術可行性，同時節省大量土地，
本發明的SFCs與同是源於天然有機碳原料的生物炭和活性炭相比，在製備過程、穩定性和生態環境 效益等方面各有特點。1) SFCs的含碳率約50%,生物炭70-80%,活性炭80-90%, SFCs的富碳程度低於生 物炭和活性炭。2) SFCs在缺氧或氧化條件下低溫(110-350°C)中短時間製備，生物炭在無氧條件下中溫 (350-600°C)發生焦化反應中長時間製備，活性炭在無氧條件下中高溫(600-1 Q00。C )發生炭化反應長時
間製備。SFCs的製備能耗和製備成本遠低於生物炭和活性炭。3)可採用同一原料製備，但從原料到產品 的製備過程中，SFCs的碳保留率75-99 % ,生物炭約50y。，活性炭在25%以下。例如以1噸千重天然有機 碳材料(設含碳量500kg,含非碳量500kg)為原料，可制SFCs 750-990kg,平均含碳量約435kg,即固 定1595kgC02;可制生物炭約330kg,含碳量250kg，即固定917kgC02;可制活性炭150kg以下，含碳量 125kg,即固定458kgC02。故SFCs的碳資源使用率和非碳資源使用率遠高於生物炭和活性炭。4 ) SFCs除 具顯著的碳減排優勢外，也有顯著的非碳元素(如氮、硫、磷、重金屬)減排效應，而生物炭和活 性炭在製備中有大量的碳元素和非碳元素被氣化釋出汙染環境。5 )生物炭和活性炭在製備過程中有大量 的碳元素和非碳元素損失，卻使生物炭和活性炭中殘留的碳元素更加穩定，故SFCs中碳的長期穩定性可 能不如生物炭和活性炭。6) SFCs的疏水親油強度明顯大於生物炭和活性炭。7) SFCs的吸附容量明顯大 於生物炭和活性炭，SFCs在環保領域的應用更廣泛，因此，雖然SFCs的長期穩定性可能不如生物炭和活 性炭，但綜合優勢使SFCs比生物炭和活性炭更適合於全球化、商業化的碳減排及生態功能性使用。
功能化使用SFCs，可實現高級生態型碳減排和非碳元素減排。本發明的植物源SFCs，在保持穩定安 全的碳結構實現初級生態型碳減排和非碳元素減排的基礎上，還具有多種功能化使用功能。對植物源SFCs 加以儲存式功能化使用，可從多種碳排放源頭控制和減少碳排放，從而實現高級生態型碳減排和非碳元素 減排。在功能化使用過程中，SFCs保持其穩定安全的碳結構，同時又控制和減少其它來源的碳排放。在功 能化使用後，如將SFCs加工成為生物燃料，可起零碳作用；如儲存或埋藏SFCs，則仍起負碳作用。本發 明的動物源SFC,除了具有穩定安全的碳結構而實現初級生態型碳減排外，使用其具有的栽體功能和吸收 功能，也可參與節能減排和控制汙染物的排放而實現高級生態型碳減排和非碳元素減排。
SFCs的功能化使用之一，作為C(h、 CO、 CH,、 N力、S02、甲醛、氨水等氣體的捕捉材料及儲存載體， 或捕捉材料及生物代謝栽體，直接控制大氣GHGs的排放。見例12-13，例21，例27，例39。
SFCs栽體，可基於物理吸附和化學吸附的原理,應用在GHGs捕捉和儲存領域。使用前和使用中的SFCs, 雖可能處於鹼性或酸性及化學處理的條件下，但時間有限，對其結構的穩定性僅有一定的影響。使用後的 SFCs, pH降至中性範圍，且被所吸附的無機鹽包圍，較為穩定。可填埋，可用於建築材料和肥料、可 用於鹽鹼地改造。預計SFCs的壽命為40 - 50年。
SFCs應用在GHGs捕捉和儲存領域，固定C02的效能計算如下設每噸SFCs可飽和捕捉和儲存1噸CO:, 則每儲存並應用100噸SFCs,初級碳減排固定183噸002,另捕捉和儲存100噸CO2，共固定283噸COu
SFCs載體，也可基於物理吸附、化學吸附和生物代謝的原理，應用在GHGs捕捉和代謝領域。即通過 在SFCs中生活的好氣生物群體將SFCs所捕捉的GHGs進一步合成為有機碳或代謝為有較弱溫室效應的氣 體。如在煤礦、牛舍、垃圾填埋場等釋;J文C仏氣體的場所，利用疏水型的SFCs捕捉疏水性的CH4，並利用 SFCs中生活的可分解甲烷的微生物將其氧化代謝為C02和水。
以高密度原料如松針製備的SFCs,或經高壓壓縮的SFCs，捕捉和儲存小分子化學物的能力可進一步 增強，故在GHGs捕捉和儲存領域更有應用前途，如利用在較低壓條件下的C02、天然氣或氫氣儲存系統中。
SFCs栽體，也可基於物理吸附、化學吸附和生物酶催化的原理，應用在GHGs捕捉領域。即通過在SFCs 中保持良好催化活性的生物酶將SFCs捕捉的GHGs催化轉變為無溫室效應的物質。如碳酸酐酶，具有將氣 相的COz催化轉變為液相的碳酸氫根的催化功能。可利用植物葉中或藻類中豐富的碳酸酐酶，將植物葉或 藻類製成細胞裂解液作為可大量提供又經濟生態的碳酸酐酶供體，與SFCs栽體在一起構成生物酶法減排 (U路線。該路線在SFCs載體和碳酸酐酶中將氣相的C02轉變為液相的碳酸氫根，再將液相的碳酸氬根轉 變為固相的碳酸鈣或碳酸鎂，從而減排C02。預計SFCs壽命為5-20年。
SFCs的功能化使用之二，形成複合材料，作為生態型建築保溫隔熱吸音材料和牆體材料，及替代塑料、 木材、鋼材，水泥、瀝青、合成纖維的新材料，應用在生態建築節能領域。在生態建築建設時可節約材料 資源、節能降耗和儲》友，在生態建築使用時可進一步節能降耗。見例14-16。
該應用相當於把碳儲存庫設立在建築中並使用。SFCs與天然含破有機物在建築應用中最大的區別，是 SFCs具有疏水又防腐的特殊功能。作為保溫隔熱吸音材料和牆體材料的SFCs複合物，既利用了天然含碳 有機物原料的多孔疏鬆輕質功能及保溫隔熱吸音功能，又克服了天然含多友有;f幾物在建築應用中的易燃性和 由於高度親水性而導致的易受潮性及易腐性。SFCs的複合材料以廢物資源化和大量利用廢棄物為特徵，既 可替代不可再生的傳統材料，又有滿意的綜合性能和性價比。複合材料中可大量利用無機組分如粉煤灰作 為SFCs複合物中的有效組分和填充物，連接有機物多孔結構和無機礦物質，形成網絡組織結構，並起阻 燃作用。複合材料中可大量使用廢棄的疏水性有機材料如塑料，橡膠、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、瀝青、 焦油，利用疏水性有機材料與SFCs的高度相容性，連接SFCs、有機物和無機礦物質，形成網絡組織結構，
經常規植物纖維膨化技術的再處理後，SFCs的多孔結構中的孔隙率得到提高，其多孔疏鬆輕質功能及 保溫隔熱吸音功能進一步增強，故在生態型建築的應用更有前途。
根椐民間使用農作物秸稈與黃土混合製成的土坯磚蓋房子的經驗，有理由相信SFCs在水泥或膠水為 粘接劑的複合材料中壽命為40年以上，在塑料或橡膠等疏水性有機材料的複合材料中壽命為50 - 100年。
SFCs應用在生態建築節能領域，其固定C02和節能的效率計算如下設每IOOO平方米建築面積需要 厚度為12釐米的3000平方米的保溫隔熱吸音材料和牆體材料，每立方米材料中平均含250公斤SFCs,則 每IOOO平方米建築面積需90噸SFCs，含碳量45噸，可固定165噸CO,。以中國為例，按目前400億平方 米建築總量的能耗佔中國總能耗的27. 5%計算，假設在中國建設130億平方米的節能建築或節能改造可節 能50%,則該節能建設需11. 7億噸SFCs,含碳量5. 85億噸，可固定21. 45億噸C02,另外該節能建築可 降低中國總能耗的4. 5%。假設本SFCs技術在全球的生態建築節能領域獲得實施，預期可儲存50-100億噸 C02,另外降低全球總能耗3 - 5 % 。
SFCs的功能化使用之三，利用SFCs與常用材料的相容性和功能性，生產替代塑料、紙漿、合成纖 維的軟性材料，或替代塑料、木材、鋼材、水泥的硬性材料，應用在生態材料領域。在生態材料製備時可 節約資源、節能、儲-暖和減少汙染，在儲存式^^用時進一步節能和減少汙染。見例15-16。
纖維狀、顆粒狀、粉狀、聚合狀或膨化的SFCs,具有綠色環保安全性質及疏鬆、保溫隔熱、減震、防 霧防潮等性質，用於填充材料、包裝材料、家具材料、日用材料、尿布、 一次性餐具材料等軟性材料。
纖維狀、顆粒狀、粉狀、聚合狀、壓縮或膨化的SFCs,經添加粘合劑，製成各種複合顆粒、板材和塊 材，用於吸附材料、建築材料、包裝材料、家具材料。
纖維狀、顆粒狀、粉狀、壓縮或膨化的疏7jc性SFCs,與有枳減材料如疏水性的塑料、橡膠、樹脂、丙 綸、石蠟、凡士林、瀝青、焦油中的一種或多種加熱混合固化在一起，無需添加助劑，即可形成一大類具 有較高強度、硬度，韌度、可製成各種形狀和尺寸、加工性能好、不吸水、耐酸鹼、抗腐蝕、抗紫外線、 抗蟲蛀、抗老化、防黴變、重量輕、不變形、不腐爛、不含甲醛、易回收、成本低、疏水性的有機聚合材 料。該有機聚合材料的性能，可以通過改變SFCs與有機碳材料的比例而靈活調節。該有機聚合材料可生 產替代塑料、木材、鋼材、水泥、訝青、合成纖維的很多製品，用於園林、建築，圍欄樁柱、家裝、家具、 包裝等領域。該有機聚合材料有以下功能和資源優勢l.該有機聚合材料中的SFCs，在有機碳材料的保護 下，其儲碳的穩定性大大提高，有利於碳減排的長期性；2.該有機聚合材料中的有機碳材料，如塑料和橡 膠，可以大量利用廢棄塑料和橡膠資源，有利於解決"白色汙染"和"黑色汙染"；3.該有機聚合材料的 製備過程，由於疏水性SFCs與疏水性有機碳材料具有良好的相容性，因此無需添加助劑，即可形成均勻 分散、緊密結合的混合物，製備步驟簡化，製備成本降低，有利於其資源產業化利用。
SFCs應用在生態材料領域，在使用過程中以避免長期處於潮溼狀態為宜。有理由預計，SFCs在疏;f^ 類軟性材料中壽命為40 - 50年，SFCs在人造板材和塊材中壽命為50年以上，SFCs在含塑料或橡膠等疏 水性有機材料的複合材料中壽命為50 - 100年。
SFCs應用在生態材料領域，固定C02的效能計算如下l.作為軟性材料或複合板材而直接使用的SFCs,
每應用100噸SFCs相當於固定了 183噸C02; 2.作為與有*>友材料共聚的SFCs,設在共聚物中SFCs佔50 %重量，則每生產IOO萬噸共聚物，利用廢棄植物、鋸末、秸稈等55萬噸，即固定了91萬噸C0z，以及 回收利用了 50萬噸廢舊塑料或橡膠等有機碳材料，可節省木材170萬立方米，或節省水泥、鋼材各400 萬噸，或節省塑料、鋁材各50萬噸。
SFCs的功能化使用之四，作為土壤的儲碳栽體、改良材料、淨化材料、抗病蟲害材料、栽體緩釋材料 和生態肥料載體等，應用在生態農業和生態草業。增加土壤穩定性有積^友的含量、減少GHGs排放、應對 化學汙染、保護生物多樣性和少施化肥農藥。見例8,例17，例21,例22,例26和例27。
使用SFCs對化學汙染物如農藥、殺蟲劑、POPs、重金屬等的高效吸附能力，將SFCs均勻混入化學汙 染或亞汙染的農田中，可4吏化學汙染物被吸附固定在SFCs中，阻控化學汙染物在土i泉-農作物之間的傳遞， 達到農田中的化學汙染不被或少被農作物吸收的目的。其中，具疏水親脂性質的SFCs，對於土壤中難降解、 具很強疏水親脂性質的POPs有較強的親和力和吸附力，故SFCs在減少POPs等高親脂有機汙染物的危害 性方面可起特殊作用。用於土壤汙染的生物修復後的被汙染植物，則可生產SFCs而安全地儲存起來。
使用SFCs的疏鬆多孔和對微生物、生物的親和能力，將SFCs混入農田或草原中，可改善土壤的儲碳、 通氣、儲水和儲肥狀態，為土壤有益微生物和有益生物提供生態生長的宿主環境，促進土壤有益微生物和 有益生物的發展，保護生物多樣性，有利於土壤自然生態系統生產力的恢復和地力的恢復，可少施化 肥和少施農藥，減少一氧化二氮等GHGs的排放。使用SFCs對化肥和農藥的吸附能力和栽體能力，將SFCs 混入農田中，可使所施化肥或農藥被吸附固定在吸附材料中，起到緩釋的效果，可少施化肥和農藥.
塑料地膜搭成金字塔型溫室棚，可減少病蟲害發生，少施化肥和少施農藥。疏水性SFCs,可與農業 生產使用後的大量廢棄塑料地膜混合固化在一起，形成新型有機聚合材料，有利於克服農業地膜汙染。
SFCs應用在生態農業領域，由於長期處於潮溼狀態並埋藏在土壤中，對其長期穩定性可能有負面影響。 預計SFCs在土壤中壽命為20 - 50年。
SFCs應用在生態農業領域，固定C02的效能計算如下設每公頃(15畝)耕地施用10-20噸SFCs,貝'J 每1000平方米耕地中施用1-2噸SFCs，含碳量為0.5-1噸，固定1. 83-3. 67噸(]02。以中國為例，假設在 中國18億畝耕地中的50%施用SFCs,則共需SFCs 6-12億。屯，含石友量為3-6億。屯，固定11-22億噸C02。 假設本SFCs技術在全球的生態農業領域獲得實施，預期可儲存50-100億噸C02。
SFCs的功能化使用之五，作為飼料添加劑及動物體內汙染吸附材料，應用在生態養殖領域。通過SFCs 介導的生態排毒應對養殖汙染，保障食品安全，排出的汙染物變成CH4新能源和有機肥再用於生態農業。 見例9-11。
利用SFCs具有的物理化學吸附、微生物載體、藥物栽體緩釋、不易被非食草類動物消化等性質，將 SFCs與其它祠料一道混合銅餵非食草類的家畜家禽水產，SFCs在動物體內可吸附很多毒素以及隨祠料和 飲水呼吸而攝入的很多化學汙染物如油汙、農藥、有毒有機物、重金屬等，攜帶汙染物的SFCs因不易被 消化吸收而最後被排出動物體外。其中，具有疏水親脂性質的SFCs，對於在動物體內易積累並具有很強疏 水親脂性質的二惡英等POPs以及黃麴黴素等高毒性汙染物有著較強的親和力和吸附力，故SFCs在減少 POPs、黃麴黴素等高親脂有機汙染物的危害性方面可起特殊作用。此方法可以使隨飼料、水、呼吸進入動 物體內的化學汙染物不被或少被動物吸收，並且還能幫助動物把以前吸收積累的化學汙染物排出，從而保 障食品安全，保障健康質量，生產出較少汙染的高質高產低成本的肉、乳、蛋產品。
SFCs應用在生態養殖領域，雖處於動物消化道的酸性和酶的環境中，但作用時間短暫，對其結構的穩 定性僅有輕微的影響.使用後的SFCs,隨糞便排出體內。SFCs與糞便的混合物，可集中進行厭氧發酵生 產生態清潔能源CH"也可經蚯蚓消化成為生物有機肥用於生態農業。預計SFCs的壽命為5-20年。每應 用lOO叱SFCs可固定183-屯C02。
SFCs的功能化使用之六，使用其物理吸附、化學吸附和生物吸附的功能，作為汙染物的吸栽材料和微
生物及其它生物的吸載材料，應用在生態環保和生態清潔能源生產領域。通過SFCs捕集汙染物，淨化和 減少GHGs汙染，又通過SFCs中的微生物及其它生物將捕集的汙染物分解成新能源和有機肥用於生態循環。 見例17 — 27，例35，例38。
SFCs集物理吸附、化學吸附、多孔結構、表面積、親和效應、過濾、分子篩、膜、栽體等多種物理功 能和化學功能，可替代&知的吸附材料活性炭，作為顆粒汙染物和化學汙染物的物理栽體和化學栽體。
其中，SFCs可與硼酸、還原糖混合製備複合物。藉助於還原糖上的順式相鄰羥基與硼酸基的可逆鍵合， 硼酸與還原糖在SFCs的多孔表面上可形成分子篩層。該複合物集多種物理功能和化學功能，可用於化學 物質的儲存和去除流體中的化學汙染物及重金屬離子等.
SFCs的生態吸附有益^:生物和有益生物的功能，則十分有利於有益孩t生物和有益生物適應性和多樣性 的建立，可較好地克服公知的微生物無機載體或有機塑料栽體的缺點，提高載體對汙染物的吸附能力和滯 留能力，也提高由SFCs介導的氣液固三相界面中的氧氣濃度。SFCs生態吸附的特點是，僅需少 量能耗供氣，而無需使用大量能耗的曝氣系統，就可滿足栽體對有益微生物和有益生物的氧氣供 給能力、營養供給能力和親和宜居能力，為生物淨化法中的有益《效生物和有益生物提供生態環境的支撐。
SFCs微生物淨化器集物理法、化學法和生物學法的綜合效應，通過SFCs物理吸附和化學吸附流體中 的汙染物，或使液相汙染物被吸附並富集於SFCs中，或使氣相中的汙染物轉移至液相被吸附並富集於SFCs 中，再通過SFCs中生態吸附的微生物的吸附分解代謝作用分解所富集的汙染物，從而提高了淨化效率。
其中，SFCs微生物淨化器對具有嚴重影響氣候效應和健康環境問題的大氣懸浮顆粒型汙染，如細 顆粒物氣溶膠，有較好的捕集和淨化的功效。因此，SFCs可降低氣溶膠汙染及減少其對氣候變化的影響。
其中，釆用SFCs介導的二步淨化路線，可對汙水和廢氣同時進行淨化治理，如對餐飲業產生的餐飲 汙水和餐飲油煙廢氣進行一體化治理。第一步是使用SFCs介導的餐改汙水對高溫的餐飲油煙廢氣進行降 溫和淨化，即將餐飲油煙廢氣中的氣相汙染物轉變為餐飲汙水中的液相汙染物，得到二次汙染的餐飲汙水， 淨化後的空氣排出。第二步是使用SFCs介導的油汙過濾吸附和微生物分解，對所得二次汙染的賓」改汙水 淨化，淨化後的水排出或循環使用。油汙過濾吸附過程中得到的SFCs油汙複合物可用於製備生物柴油等。
在工業汙染、農業汙染和生活汙染的治理應用後，SFCs中吸附並儲存了大量汙染物，使用厭氧微生物 對其進行後處理和使用，可生產以CH,為主要成分的沼氣。在垃圾填埋場中，因垃圾厭氧降解也產生以CH4 為主要成分的垃圾填埋氣。沼氣和垃圾填埋氣發電作為燃料應用的潛力巨大，但常含有較高濃度的氨氣和 硫化氫等有害氣體，限制了應用。使用SFCs化學吸附淨化器可對收集的沼氣和垃圾填埋氣進行淨化，除 去氨氣和硫化氫等有害氣體。因此，SFCs可在受控生產清潔能源C出的過程中發揮積極作用。
SFCs應用在生態環保和生態清潔能源生產領域，由於長期處於化學處理、」微生物分解、蚯蚓分解、生 物酶分解、潮溼、富氧或缺氧環境中，對其結構的穩定性有一定的影響。預計SFCs的壽命為5-20年。
SFCs應用在生態環保和生態清潔能源生產領域，固定減排0)2的效能計算如下設SFCs可循環使用， 每噸SFCs共可循環吸附100噸含碳汙染物並由微生物分解為CH4,每噸含碳汙染物生產0. 3噸CH"則每 應用100噸SFCs,可固定183。屯C02，另淨化治理10000 -屯含,友汙染物，共可生產3000 -屯CH4的清潔能源。
SFCs的功能化使用之七，使用其物理吸附過濾和生物吸附的功能，參與淨化富營養化水體、固定大氣 C02和減少GHGs排放，及製備生態新能源新資源，見例21。
生活汙水和工農業汙水進入自然，造成了富營養化水體。可使用局部循環開放水域或生物反應器中的 富營養化水體高密度地培養生長迅速的光合自養生物，如藻類，如水葫蘆，如光合細菌，由SFCs氣體-液體交換系統輸入空氣或含有C(h的工業廢氣，為水體和光合自養生物高效提供溶解氧和提供溶 解C(k光合自養生物將大量地吸取富營養化水體中的碳、磷、氮等元素，減少富營養化水體因自然分解 所釋放的GHGs,還大量地吸取大氣CO!或工業排放C02。在此過程中，既使富營養化水體得到淨化，又降 低了大氣C02濃度，減少GHGs排放，所收穫的產物即光合自養生物也是SFCs、生物燃料、銅料和有機肥的
原材料。所收穫的光合自養生物也可作為碳酸酐酶的供體，用於SFCs生物酶法降低大氣CO，濃度。經光合 自養生物初步淨化後的水源，可通過SFCs微生物法再獲得深度淨化。
淨化水體的光合自養生物，如藻類，其培養要素有光照、溫度、營養、pH、氣體交換等。 其中，淨化水體的公知技術難題是為光合自養生物和微生物提供充足的溶解氧和溶解C02,並且及 時將發育成熟的光合自養生物體和種子與已淨化的水體高效分離，這樣既可提高光照效率，又避免新生 生物體或死亡生物體腐爛及釋出毒素再次汙染水體。SFCs在該碳減排系統中，可通過1) SFCs氣體-液體 交換系統(見圖4的水淨化部)，為水體和光合自養生物高效提供溶解氧和提供溶解CO!; 2 )上行式 SFCs過濾系統(見圖9)，迅速分離光合自養生物體和初步淨化後的水體；3)SFCs微生物系統，深 度淨化經光合自養生物初步淨化後的水體。
SFCs的功能化使用之八，作為解毒藥品、藥物緩釋劑、保健食品、室內外空氣淨化、電磁場防護等， 應用在醫學保健公共安全領域。見例27 - 30,例32 - 33。
利用SFCs具有的安全惰性、物理化學吸附、藥物載體緩釋、不易被人體消化吸收等性質，服用SFCs 可在人體內吸附很多毒素以及隨食品、水和呼吸而攝入的很多化學汙染物如油汙、農藥、有毒有機物、重 金屬等，攜帶汙染物的SFCs最後因不易被消化吸收而被排出體外。可在人體內吸附並排出脂肪，幫助減 肥。其中，具有疏水親脂性質的SFCs,對於在人體內易積累並具有很強疏水親脂性質的高毒性汙染物有著 較強的親和力和吸附力，解毒效果好。而在醉酒後服用SFCs,可有效減少血液循環所吸收的酒精量。
使用SFCs具有的物理化學吸附和適於植物、微生物、真菌、原生動物、微型後生動物、蚯蚓生 長的疏鬆生物栽體等性質，設計SFCs生態型淨化器(圖6 ),構成立體生態系統，用於空氣淨化和 汙水淨化。即將汙染的水或空氣引入由SFCs複合基質、植物根系、微生物、組刺l、真菌、原生動 物、微型後生動物、植物地上部等組成的立體生態淨化系統，通過SFCs的物理吸附和化學吸附，吸附 並富集汙染物、水分和養分於SFCs中，在光照透氣好氧的條件下，進一步通過SFCs複合基質中生長的植 物根系、微生物、板到、真菌、原生動物、微型後生動物、植物地上部的聯合吸收分解代謝作用分 解所富集的汙染物，實現物理、化學和生物修復，產生淨化空氣和淨化水。本發明創造了十分透氣好氧溼 潤的生態環境，利於植物、微生物、真菌、原生動物、微型後生動物和蚯蚓的生長，利於植物根系 的發育，並大大提高了使氣態汙染物轉變為液態汙染物的效率，利於植物根系對氣態汙染物的吸收利用， 更充分利用了SFCs、植物根系、根系活性分泌物、根系微生物、SFCs微生物、真菌、原生動物、微型 後生動物和蟲丘刺l等生物活性物質對氣、液、固態各種汙染物的立體淨化功能，以及植物上部如葉子對氣 態汙染物的淨化功能。其淨化能力與SFCs、植物種類、根系、根系密度、光照、時間、pH及汙染物種類 濃度等有關。其中，以具有耐受汙染和分解汙染物特點，且根系發達的直根系和鬚根系植物混合種養為較 好的選擇。眾多綠色植物如蘆薈、常青藤、龍舌蘭、吊蘭、菊花、仙人掌、文竹等蔓類、蕨類、仙人球科 類觀賞植物皆可利用。SFCs複合基質中，可包括起主要吸附功能的疏水親油型SFCs、起調節pH和儲水功 能的鹼性親水型SFCs、沙、其它疏鬆介質和少量營養土，按需要以一定比例配製。該SFCs生態型淨化器 用於室內空氣淨化，可同時具有除VOCs、除C02、除CO、除香菸油煙味、除異味、除臭氧、除塵蟎、除 花粉、除氣溶膠、除重金屬、除微生物、制氧、制負離子、節能降溫、保溼、綠化觀賞等多種健康節能 功效，減少病態建築物綜合症，減少空調耗能。特別地，由於大大降低了室內C0:的濃度，可有效地抑制 常在高濃度COz繁殖的軍團菌，有利於控制高威脅性軍團菌的汙染。該SFCs生態型淨化器用於城市大氣 淨化，則可同時具有除汽車尾氣、除V0Cs、除0)2、除C0、除塵、除霧霾，除氣溶膠、除重金屬、制氧、 制負離子、節能降溫、保溼、綠化觀賞等多種公共衛生環境功效。在淨化器的進風處加設紫外燈等殺 菌設備可殺滅進風源的致病性微生物。該生態型淨化器還可同時用於空氣淨化和水淨化(圖7)， 即利用淨化器下端的SFCs、植物根系和微生物於厭氧或好氧條件下淨化汙水，利用淨化器的中上 端的SFCs、植物根系、微生物、真菌、原生動物、微型後生動物和虹到於好氧條件下淨化空氣。
在該SFCs生態型淨化器的頂部招全字塔型溫室，則可顯著提高生物的活性和分解汙染物的能力。
以SFCs為中介的厭氧/氧化水處理系統可高效地殺滅水源中的致病微生物，如細菌繁殖體、芽 孢、病毒、真菌等。該系統包括SFCs厭氧和SFCs氧化的前後兩個步驟。SFCs厭氧步驟可在缺氧環 境中吸附、過濾、抑制和殺滅水源中的好氧性致病微生物，如軍團菌。SFCs氧化步驟則可在含有臭氧 的強氧化環境中吸附、過濾、殺滅水源中的好氧性和厭氧性致病微生物，如沙門氏菌。
SFCs可與零價鐵粉混合製備複合物。該複合物具有靜電防護能力、電磁場屏蔽能力、放射性防護能力、 化學吸附能力和催化分解能力，室內使用可防護電磁場危害、放射性危害和淨化氣態化學汙染等，
SFCs可與殼聚糖混合製備複合物。殼聚糖是節肢動物和昆蟲等來源的曱殼素脫除乙醯基後的產物，由 於其分子結構鏈上具有游離的氨基，成為帶正電荷的陽離子動物纖維素。來源於植物纖維素的SFCs與來 源於動物纖維素的殼聚糖，具有較好的物理相容性，且功能互補。初步實驗表明，SFCs與殼聚糖混合製備 的複合物，可有效去除流體中汙染的微生物、膠體微粒、有機物及重金屬離子等；可能用於人體和動物體 的脂肪、脂溶性毒素和重金屬的排出；可能用於放射性防護。
其中，以SFC-V， VI和VII為栽體的醫用和健康功能最佳。SFC-V， VI和VII分別經兩種熱化學過 程的先後處理，其長效疏水親油性、化學穩定性、對生物氣化分解的阻抗性、安全性、異味除去率、口感 和吸附功能，皆比僅經一種熱化學過程處理的SFC-I、 II、 III和IV有明顯增強。
SFCs的功能化使用之九，使用其物理吸附過濾和生物吸附栽體的功能，參與淨化固體垃圾，減少自然 厭氧發酵而產生的C仏汙染和臭氣汙染，生產生態有機肥和提供生物蛋白質。見例37 - 38。
使用1:在工業汙染、農業汙染和生活汙染的治理應用後，SFCs中吸附並儲存了大量汙染物。可引入 蚯衫l和真菌、原生動物、微型後生動物，對SFCs堆積物進行後處理和利用。SFCs既為生物體提供 了疏鬆透氣的生態環境，又為生物體提供了作為食源的大量汙染物，是幫助蚯賴和真菌、原生動物、 微型後生動物將汙染物轉化為生態有機肥的有力介質。
使用2:將發酵後的生活垃圾或糞便或汙水處理廠汙泥或可生物降解型工業固體垃圾廢物，與SFCs混 合形成疏鬆體，放入SFCs生態型淨化器(圖6),引入ii封l、好氧微生物和植物。真菌、原生動物和 微型後生動物則可在此環境中自然生長。通過SFCs介導的疏鬆透氣富氧溼潤的條件，既為蚯衫l和 好氧微生物提供了適宜的生態環境，又提供了作為食源的大量汙染物，從而使生活垃圾在組封l消化道內各 種微生物和各種酶的協同作用下迅速降解轉化為生態有機肥，並生產蚯封l體作為醫藥原料或精詞料蛋白 質。該SFCs介導過程為生活垃圾的生物降解提供了充足的氧氣和通透條件，可極大地減少垃圾因自然厭 氧發酵而產生的CtU虧染和臭氣汙染，還可及時排出有機質在降解過程中產生的C02、 CHo氨、硫化氫等 對蚯封l生存不利的少量有害氣體。
使用3:將發酵後的^^水化合物類廢棄物或生活垃圾，與SFCs和少量腐植土混合形成疏槓、體，放入 SFCs生態型淨化器(圖6)，引入酵母。其它好氧微生物、真菌、原生動物和微型後生動物則 在此環境中自然生長。通過SFCs介導的疏鬆透氣富氧溼潤的條件，既為酵母和其它生物提供了適宜 的好氧生態環境又提供了作為食源的大量汙染物，從而使廢棄物在酵母和其它生物的協同作用下迅速降解 轉化為生態有機肥，並生產酵母蛋白質。該SFCs介導過程為廢棄物的生物降解提供了充足的氧氣和通透 條件，可極大地減少廢棄物因自然厭氧發酵而產生的CH"虧染和臭氣汙染，還可及時排出有機質在降解過 程中產生的C02、 OU氨、硫化氫等對酵母生存不利的少量有害氣體。
使用4:將粉碎後的生活垃圾，與SFCs和少量腐植土混合形成疏鬆體，放入SFCs生態型淨化器，引 入好氧微生物、酵母、水解酶、蚯封l、真菌、原生動物和微型後生動物，以該垃圾液的循環為 淨化器提供長期溼潤的條件。可迅速分解城市生活垃圾和垃圾液，並減少CH"虧染和臭氣汙染。
SFCs的功能化使用之十，在使用SFCs的物理吸附過濾和生物吸附載體的功能清除汙染物的同時，使 用自然氣流動能替代電能驅動汙染氣體通過SFCs，在減排的同時又實現節能，見例40。
即根據SFCs疏鬆透氣，氣體在SFCs中的通過無需強大動力驅動的特點，可利用有一定高度的煙自所 形成的溫差壓差的空氣對流來驅動汙染的氣體通過由SFCs構成的空氣或水淨化介質，無需耗費電能，就 可使汙染的氣體獲得淨化。在近地層，每上升l米，大氣壓便降低約10帕(Pa)。 50-500帕的動力已可滿 足一般SFCs淨化設施的通風要求。有一定高度的煙自可依勢建設在建築物上或山體上，在煙自的底部引 入經太陽能加熱後的汙染氣體或引入與室外溫度有溫差的工業廢氣，煙自的底部和頂部形成了壓差和溫 差，共同驅動汙染氣體在煙自中自下向上運動，最後通過安裝在煙囪頂部的SFCs淨化介質的淨化後排出。
SFCs的功能化使用之十一，在實現對碳汙染流體的碳減排的同時，實現高級生態型非碳元素威排，如 對氮汙染流體的氮減排，並可同時治理汙染空氣和汙染水體，如清除富營養化生活汙水中的氮，如清除垃 圾汙水處理產生的氨氮氣體，如清除汽車尾氣中的氮氧化物，見例41。
SFCs介導的氮減排可採取生物脫氮的流程，包括兩步。第一步是生物硝化，即在鹼性環境中及有氧 SFCs介導和硝化菌參與下，將汙染空氣中和汙染7)c體中的氨氮和氮氧化物，氧化為水溶性的亞硝酸鹽和硝 酸鹽，同時還發生有機碳源的有氧分解。第二步是生物反賄化，即在厭氧條件下利用SFCs上所附著的反 硝化菌將硝酸鹽還原為分子氮而逸出。生物反竭化時需要碳源的支持，可充分利用硝化後汙水中的有扭》灰 提供碳源，如硝化後汙水中碳源不足，則要外加碳源，或補充未經生物硝化的汙水。後置的反硝化出水可 回流到硝化池，當汙水中碳源充足時，也可將反硝化前置，硝化後置，後置的硝化出水回流到反賄化池。
SFCs介導的氮減排還可採取生物脫氮配合化學脫氮流程，包括三步。第一步是生物灘化，即在鹼性環 境中及有氧SFCs介導和硝化菌參與下，將汙染空氣中和汙染水體中的氨氮和氮氧化物，氧化為7jc溶性的 亞硝酸鹽和硝酸鹽，同時還發生有機碳源的有氧分解。第二步是生物反硝化，即在厭氧條件下利用SFCs 上所附著的反灘化菌將硝酸鹽還原為分子氮而逸出。生物反硝化時需要碳源的支持，應充分利用硝化後汙 水中的有才X^友提供碳源，如硝化後汙水中碳源嚴重不足，則要外加少量碳源，或補充少量未經硝化的汙水。 後置的生物反賄化出水可回流到前置的生物硝化池。第三步是化學催化反灘化，即在缺氧、缺多友源和酸性 條件下，利用SFCs和氧化還原催化劑零價鐵粉的混合物，將生物反硝化後出水中殘餘的硝酸鹽還原為分 子氮和氨氮而逸出，逸出的氣體可回流到前置的生物硝化池再循環淨化。此途經所增加的化學催化反竭化 步驟，提高了氮減排總效率，且無需破源支持，避免二次汙染和降低處理費用，出7jc質量好。
SFCs介導的氮減排還可採取另一種生物脫氮配合化學脫氮流程，包括三步。第一步是生物反賄化，即 在厭氧條件下利用SFCs上所附著的反硝化菌將引入的汙水中的硝酸鹽還原為分子氮而逸出，同時使汙水 中有機碳源淨化。第二步是化學催化反硝化，即在缺氧、缺碳源和酸性條件下，利用SFCs和零價鐵粉的 混合物，將生物反硝化後出水中殘餘的硝酸鹽還原為分子氮和氨氮而逸出。第三步是化學催化硝化，即在 有氧和中性條件下，利用SFCs和氧化還原催化劑二氧化錳的混合物，將引入的汙染空氣中的氨氮和氮氧 化物以及化學催化反硝化中逸出的氨氮，氧化為水溶性的亞賄酸鹽和賄酸鹽，出水回流到前置的生物反竭 化池。該催化過程中，不溶於水的二氧化錳還原為二價錳，二價錳再被氧氣氧化為二氧化錳。第三步也可 是生物硝化，即在鹼性環境中及有氧SFCs介導和硝化菌參與下，將引入的汙染空氣中的氨氮和氮氧化物 以及化學催化反灘化中逸出的氨氮，氧化為水溶性的亞硝酸鹽和硝酸鹽，出水回流到前置的生物反賄化池。
SFCs的功能化使用之十二，使用SFC-VIII的載體功能，在常溫和易實現的條件下用金字塔倉儲食品、 種子和受到汙染的動物性原料，節能鹹排，減少汙染物的排放，減少電磁波汙染，見例42。
動物或植物蛋白質經SFC-VIII的脫水幹化過程，在常溫、低能耗的金字塔倉庫中可長期儲備。可作 為食品和種子的戰略儲備庫和供給源，以應對食品短缺及災難性氣候變化事件。如用於大豆和花生的儲備。
受到汙染並攜帶汙染物的動植物原料，如被動汙染、中毒死亡和用於環境汙染治理後的動植物，含有 難以生物降解的有毒有機碳汙染物如POPs、農藥，或含有有毒無機汙染物如重金屬，不能利用為食品飼 料，也不宜任其自然降解而釋放出汙染物，則可製備成SFC - VIII長期儲存起來，從而減少汙染物的排放。
儲備SFCs的金字塔，或植物源SFCs構築的金字塔，皆可吸收和淨化環境中的電磁波汙染。


圖1.碳減排系統化方法原理圖。說明可引發溫室效應5的GHGs庫D主要來自於大氣碳庫A.碳庫A 經過光合作用、溶解作用等固碳過程1生成陸地和海洋可再生型碳庫B，破庫B中的生物圖含大量碳資源。 碳庫B經呼吸作用、燃燒作用及微生物分解等過程2復生成碳庫A，形成碳循環，發生零碳效應。碳庫B 經十分緩慢的地質過程10生成不可再生型地下碳庫C。碳庫C ;jA^類開採使用，可經分解過程3而增添碳 庫A，以及經分解過程4而增添碳庫B繼而增添碳庫A,導致增添GHGs庫D並增添溫室效應5,發生正碳 效應。碳庫B中部分不穩定、易生物氧化分解的植物碳資源經缺氧熱化學或缺氧微波熱化學或氧化熱化 學人造旁路6，以及部分不穩定、易生物氧化分解的植物或動物碳資源經脫水千化人造旁路6，生成相對 穩定、不易被生物氧化分解的碳儲存庫E，以SFCs為代表，可減少碳循環中的總碳循環量及總碳循環速 度，導致減少GHGs庫D並減少溫室效應5，發生負碳效應，實現初級減減排和初級非碳元素減排。碳儲存 庫E經功能化使用過程7成為碳功能化使用庫F。碳功能化使用庫F經多途徑11作用於碳庫A和碳庫B， 可減少碳循環中的總碳循環量及總碳循環速度，導致減少GHGs庫D並減少溫室效應5,發生負碳效應，實 現高級碳減排或高級非碳元素減排。碳儲存庫E和使用後的碳功能化使用庫F可經儲存過程9形成碳載體 儲存庫G，可長時期保持負碳效應，實現初級碳減排和初級非碳元素減排。相對穩定的碳儲存庫E、碳功 能化使用庫F和碳栽體儲存庫G可經緩慢分解過程8生成少量碳庫A和少量碳庫B。
圖2. SFC-1或SFC-III的製備設備簡圖。對流加熱設備2的加熱元件6(或微波發生元件6 )和風扇4。 加熱設備中配備敞開式樣品反應器14支承樣品8，樣品8的上方被矽沙或鐵沙12掩蓋。加熱設備有進氣 口 IO使空氣進入，排出氣體經冷凝器18和空氣淨化器20從出氣口 22排出。
圖3.SFC-IV的製備設備簡圖。對流加熱滾筒2在中軸4支撐下轉動。滾筒的外下面和外側面配備加 熱元件6,對滾筒中放置的樣品8加熱。熱氧化介質經管道10輸入並散布在滾筒中與樣品8反應，加熱和 氧化樣品8產生的粉塵、溼氣和可揮發性物經滾筒開口 12進入集風罩14,再經除塵器16,冷凝器18和 空氣淨化器20從出氣口 22排出。
圖4. SFCs在好氧性水氣聯合淨化設備中的使用。水氣聯合淨化設備2由水淨化部1、空氣淨化部3及 風機8組成。水淨化部1的側隔板10、側隔板12和下隔板14,以及空氣淨化部3的側隔板16、側隔板 18和下隔板20，為帶孔隔板。下隔板14和下隔板20上分別裝填SFCs22，在SFCs22中培養好氧微生物 24，真菌、原生動物和微型後生動物則自然生長。汙水32自水淨化部1的上部加入，流經SFCs22 和好氧微生物24,淨化後的水經下隔板14排出.風機8使外部新鮮空氣經側隔板10進入水淨化部1的 SFCs22並為好氧微生物24提供氧氣，新鮮空氣和汙水淨化發生的臭氣經側隔板12,風機8和側隔板16 進入空氣淨化部3的SFCs22和好氧^t生物24,淨化後的空氣經側隔板18排出J呆持空氣淨化部3中SFCs22 及好氧微生物24溼潤和營養的淋洗液33自空氣淨化部3上部加入，於下隔板20排出。
圖5. SFCs在厭氧性汙水淨化設備中的使用。汙水淨化設備2由數目不等，呈梯形下降的連續隔艙1、 3、 5、 7等組成。每一隔艙中設帶孔隔板14,支承SFCs22和厭氧微生物25。汙水經進水口 32加入，下行 至帶孔隔板14後上行進入隔艙1中的SFCs22和厭氧微生物25,被吸附和分解，然後水流依靠梯形壓差相 繼進入隔艙3、 5、 7，被繼續吸附和分解，最後自出水口 34排出。每一隔艙的儲氣空間40封閉，形成缺 氧環境，管道38將分解產物甲烷收集利用。
圖6. SFCs在生態型空氣或固體垃圾淨化設備中的使用。空氣或固體垃圾淨化設備2的帶孔隔板14上 裝填SFCs22 (或SFCs與固體垃圾的混合物22)。引入植物26、好氧微生物或酵母24、組蟲5| 28在SFCs22 中生長生活，真菌、原生動物和微型後生動物則自然生長，給予植物以光照42。汙染空氣和氧氣 經電驅動的風機8或風壓驅動的煙自8,及化學吸附粗濾網46從淨化設備下端3經紫外燈44殺菌後，進 入由SFCs22、植物根系和根系活性分泌物27、好氧微生物或酵母24、蚯i引28、植物地上部26構成的立 體空間，淨化後自淨化設備上端1向上排出。保持SFCs22溼潤和營養的淋洗液自淨化設備上部1向下洗
灌並於出水口 34排出。SFCs與固體垃圾的混合物22,則經好氧微生物或酵母24、蚯衫| 28等生物的代謝 分解，生成生態有+幾肥，可定期更換，
圖7. SFCs在生態式空氣及水淨化設備中的使用。空氣及水淨化設備2中裝填SFCs22，進出氣口36 及38和進出水口 32及34分別有帶孔隔板10。引入植物26、好氧微生物24、厭氧微生物25、組 | 28在 SFCs22中生長生活，真菌、原生動物和微型後生動物則自然生長，給予植物以光照42,淨化設備 上部以透明材料封閉48。汙氣和氧氣經風機8從淨化設備一側上端36進入由SFCs22、植物根系和根系活 性分泌物27、好氧微生物24、蚯衫l 28構成的立體空間，淨化後自淨化設備另 一側上端38排出，汙水從 淨化設備一側下端32進入由SFCs22、植物根系和根系活性分泌物27、厭氧微生物25構成的立體淨化空 間，淨化後自淨化設備另一側下端34排出 保持上端SFCs22溼潤和營養的淋洗液自淨化設備上部向下澆 灌並收集於側下端34。
圖8. SFCs在懸浮顆粒型汙染空氣淨化設備中的使用。空氣淨化設備2的帶孔隔板14上裝填SFCs22。 引入好氧微生物24在SFCs22中生長生活，真菌、原生動物和微型後生動物則自然生長。含懸浮 顆粒汙染空氣從進風口 36被吸入淨化設備下端，經下層SFCs22粗過濾，再進入由SFCs22和好氧微生物 24構成的立體淨化空間，淨化後自淨化設備上端的風機8排出。粗過濾吸附的固體汙染物被活動清汙刮 50定時清理。淋洗液33自淨化設備上端向下施放，提供SFCs22的溼潤降溫、好氧微生物24的營養並帶 走汙染物，於出水口34收集和排出。
圖9. SFCs在上行式懸浮顆粒型汙水過濾設備中的使用。汙水過濾設備由呈梯形下降的連續隔搶1、 3組成 每一隔艙中設帶孔隔板14，支承SFCs22。汙水經進水口 32加入，下行至帶孔隔板14後上行，懸 浮顆粒被SFCs22阻擋過濾並積累在帶孔隔板14的下端，汙水繼續上行進入隔艙l中的SFCs22，汙水中的 土著微生物24被SFCs22留存並繁殖，真茵、原生動物和微型後生動物則自然生長，汙水中的懸 浮顆粒和化學物質被SFCs22、微生物24及水生植物26所吸附和分解，然後水流依靠梯形壓差進入隔艙3, 被繼續阻擋過濾、吸附和分解，最後自出水口 34排出。帶孔隔板14的下端設有活動清汙刮50,可定期清 理積累在帶孔隔板14下端的懸浮顆粒，收集的懸浮顆粒經活動閘門35定期取出。
圖10. SFCs在含油類碳氫化合物汙水過濾淨化設備中的使用。含油類碳氬化合物汙水過濾淨化設備 由過濾吸附部分1和吸附分解部分3組成。汙水自進水口 32流入呈之字形下行的過濾吸附部分l，其斜槽 54中裝填SFCs22,防止SFCs22漂浮的壓板52,汙水中的疏水性油汙被疏水性SFCs22過濾並吸附。飽和 吸附後更換SFCs22。經過濾吸附部分1處理後的汙水自出水口 33流入吸附分解部分3。吸附分解部分3 的帶孔隔板IO、帶孔隔板12和帶孔隔板14內裝填SFCs22,並培養好氧微生物24,真菌、原生動物和 微型後生動物則自然生長。汙水流經SFCs22和好氧微生物24，殘餘汙染物被吸附分解，淨化後的水 經帶孔隔板14自出水口 34排出。外部新鮮空氣經帶孔隔板10進入吸附分解部分3的SFCs22並為好氧微 生物24提供氧氣，經帶孔隔板12和風機8排出。
圖11. SFCs在生物酶法減排二氧化碳設備中的使用。空氣淨化設備2的帶孔隔板14上裝填與含碳酸 5f酶的生物液30混合的SFCs22。含二氧化碳的空氣從進風口 36吸入，進入由SFCs22和含碳酸肝酶的生 物液30構成的立體淨化空間，氣相的二氧化碳在碳酸肝酶的催化作用下轉變為液相的碳酸氬根，除去氣 相二氧化碳後的空氣經淨化設備上端的風機8自出風口 38排出。含有碳酸酐酶的生物液30的淋洗液33, pH6-9，自淨化設備上端向下施放，補充SFCs22中的新鮮碳酸酐酶活性，並移去液相中的碳酸氫根產物。 液相中的碳酸氬根經集水口 31流入液相產物收集池56，再經管道33轉移到沉澱池58。沉澱池58中，碳 酸氫根與加入的Ca"或Mg"或Fe"或Mn"生成固體碳酸鹽沉澱，固體破酸鹽沉澱經活動閘門35定期取出， 上清液於出水口 34排出或再利用為淋洗液。
具體實施例方式
例l. 熱化學條件下製備植物源SFCs和脫水幹化條件下製備SFC-VIII,及植物源SFCs的高壓壓縮處理
製備的植物性有枳j物質選自植物葉、杆、莖、殼、皮、才艮、花、種子、豆類、草、髄、木材、樹皮、 灌木、竹、甘蔗、甜高粱、甜菜、米、麵粉、小麥、玉米、棵麥、大麥、燕麥、粟、麻、亞麻、薴麻、花 生、油棕櫚、菸葉、茶葉、棉花、布、紙、紙箱、紙漿、城市有機廢物、庭園廢棄物、蘑菇培養基、海草 類、海綿、藻類、真菌類、泥炭、被化學汙染的以上物質、發酵後的以上物質中的一種或多種。
製備的動物性有^L物質選自原生動物、腔腸動物、環節動物、軟體動物、節肢動物、魚類、兩棲類、 爬行類、鳥類、哺乳類中的一種或多種，選自所述動物的完整個體、器官、組織、細胞中的一種或多種。
(1) SFC-1的製備a:取植物性有機物質，如木屑、草、樹葉、布、紙、紙箱、發酵有機廢物、或切 碎秸稈等，與0-95%體積的穩定促進劑混合，含水分40 - 60%,平鋪在烤盤中，覆以2 - 3cm厚的矽沙或 鐵沙，放入溫度180。C鼓風烤箱，沙溫到達180。C後繼續加熱24小時。停止加熱，降溫，分離矽沙或鐵沙， 得SFC-1。處理過程有少量碳元素氣化放出，經水管冷凝收集後成為液體新能源新資源，其餘氣體經鹼處 理SFCs的空氣淨化器淨化後排出。從原料到產品的碳保留率為8 5-9 5 % ,非碳元素保留率大於75% 。
(2) SFC-1的製備b:取植物性有機物質，如麻，亞麻、薴麻、竹屑，切碎庭園廢棄物、蘑菇培養基、 泥炭、藻類等，與0-95%體積的穩定促進劑混合，含水分5-10%,平鋪在烤盤中，覆以2-4cm厚的矽 沙或鐵沙，放入鼓風烤箱，逐漸升溫至350。C,繼續加熱30分鐘。停止加熱，降溫，分離矽沙或鐵沙，得 SFC-1。處理過程有少量碳元素氣化放出，經水管冷凝收集後成為液體新能源新資源，其餘氣體經鹼處理 SFCs的空氣淨化器淨化後排出。從原料到產品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大於75% 。
(3) SFC-II的製備取植物性有機物質，如菸葉、茶葉、棉花、布、紙、紙箱、紙漿、城市有機廢物、 庭園廢棄物、蘑菇培養基、海草類、海綿、藻類、真菌類、泥炭、木屑、竹屑、草、樹葉、竹葉、發酵有 機廢物、或切碎秸稈等，與0-95 /。體積的穩定促進劑混合，含水分10-60%,平鋪在有碎網隔層的烤盤 上，覆以2-3cm厚的矽沙或鐵沙。烤盤上方接集氣罩，烤盤底部是凹鏡或凹鏡組的聚焦點.以直徑1.4米 的凹鏡或凹鏡組聚集太陽能對烤盤加熱，時間2分鐘至5小時。凹鏡或凹鏡組的的角度可隨時調整，使高 效接收太陽能。烤盤可水平往復移動,使烤盤底部受熱均勻。停止加熱，降溫，分離矽沙或鐵沙，得SFC-II。 處理過程有少量碳元素氣化放出，經集氣罩接出的水管冷凝收集後成為液體新能源新資源，其餘氣體經鹼 處理SFCs的空氣淨化器淨化後排出。從原到產品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大於75% 。
(4) SFC-III的製備a:取植物性有機物質，如新鮮的松枝、松針、草、樹葉、樹皮、植物鬚根、海 草、海藻、藍綠藻、海帶、香蕉皮、桃皮、蘋果核、南瓜切片、南瓜子殼、玉米葉、玉米芯切片、發酵面 團、酒釀、泡菜、發酵有機廢物等，含水分30- 60%,與0 - 95%體積的穩定促進劑及Q - 0. 5M的微波吸收 介質如海水混合，平鋪在微波烤盤中，覆以1 - 2cm厚的固體粒狀熱傳導介質如矽沙，置於家用微波爐(2450 MHz,輸出功率650 W)中，微波斷續加熱，時間5min-5h。至無煙產生後停止加熱，降溫，分離矽沙，得 SFC-III。處理過程有少量碳元素氣化放出，經水管冷凝收集後成為液體新能源新資源，其餘氣體經鹼處 理SFCs的空氣淨化器淨化後排出。從原料到產品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大於75% 。
(5) SFC-III的製備b:取植物性有機物質，如豆粉、麵粉、米粉、玉米粉、葵瓜子殼、甘蔗渣、豆 渣、廢報紙、真菌、泥炭、重金屬汙染的植物等，含水分10 - 40%,與0 - 95%體積的穩定促進劑及0 - 0. 5M 的微波吸收介質如海水混合，平鋪在微波烤盤中，覆以l-2cra厚的固體粒狀熱傳導介質如矽沙，置於家 用微波爐(2450細z，輸出功率650 W)中，微波加熱5tnin - lh。至無煙產生後停止加熱，降溫，分離矽沙， 得SFC-III。處理過程有少量碳元素氣化放出，經水管冷凝成為液體新能源新資源，其餘氣體經鹼處理SFCs 的空氣淨化器淨化後排出。從原料到產品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大於75% 。
其中，(1) - (5)的矽沙或鐵沙，其粒度、掩蓋厚度和密實度三個因素可靈活選擇，以其配合能形 成合適的阻力為原則。該合適的阻力，既可有效地避免含氧空氣進入所掩蓋的原料，又可允許原料所散發
的氣體迅速逸出矽沙或鐵沙並被熱氣流帶走，從而為原料造成缺氧但熱流通和氣體可外排的內環境。 其中，(1) - (5)的穩定促進劑，選自植物果實、石油副產物、蛋白質、油脂、膠、表面活性劑、 螯合劑、糖、無機鹽、酸中的一種或多種，如玉米粉、糯米粉、黃豆粉、魔芋粉、石蠟、凡士林、瀝青、 塑料粉、雞蛋、牛奶、脂肪、菜油、明膠、羧曱基纖維素鈉、洗衣粉、葡萄糖、蔗糖、EDTA二鈉、硫酸銅、 三氯化鐵、硫酸亞鐵、碳酸鈣、硫酸鉤、磷酸鈣、磷酸等，在缺氧熱化學或缺氧微波熱化學條件下於原料 的表面形成功能保護層，促進SFC-1、 II和III的長期穩定。加入穩定促進劑的不同，可產生不同的弱極 性或強極性製備物。其中，以pH中性的植物果實、石油副產物，蛋白質、油脂類為含碳穩定促進劑，其 產物為疏水親油型的弱極性碳減排栽體；以pH鹼性的羧曱基纖維素鈉、洗衣粉、碳酸鈣等為穩定促進劑， 其產物為鹼性親水型的強極性碳減排栽體；以pH酸性的EDTA二鈉、硫酸銅、硫酸亞鐵等為穩定促進劑， 其產物為酸性親水型的強極性破減排栽體；以三氯化鐵為穩定促進劑，其產物為帶正電荷的碳減排載體，
其中，(4) - (5)的微波吸收介質是可以把微波轉化為熱能的物質，其電導率和介電常數較大，如 乙醇、酸、鹼、鹽類和海水等，吸收微波後，自身溫度升高，並使共存的其他物質一起加速受熱。
(6) SFC-IV的製備取植物性有機物質，如木屑、草、樹葉、甘蔗渣、高粱杆、花生殼、菸葉、茶葉、 棉花、切碎秸稈、發酵有機廢物或被化學汙染的植物體等，加入l-20g/L檸檬酸液浸潤20分鐘，擠出溶 液，置於110。C- 350°C滾筒式熱處理爐中，優選150。C- 260°C,通入含400 - 500mg/hr臭氧的空氣，加 熱至乾燥並冒微煙，噴入1-20g/L檸檬酸液少許復至乾燥冒4效煙，噴入少量水後再至乾燥並呈微褐色後， 倒出熱處理爐，冷卻得SFC-IV。全熱處理過程約30-90分鐘。處理過程有少量粉塵和少量碳元素氣化放出， 粉塵收集後復為原料，氣化碳元素經水管冷凝收集後成為液體新能源新資源，其餘氣體經鹼處理SFCs的 空氣淨化器淨化後排出。從原料到產品的碳保留率為9 0-99 %,非碳元素保留率大於80 % 。
(7) SFC-V的製備取植物性有機物質，如木屑、草、樹葉、花生殼或切碎秸稈等，首先按(6)所述 的氧化熱化學過程處理得到SFC-IV，然後將SFC-IV按(1 ) - ( 2 )所述的缺氧熱化學過程繼續處理，得到 SFC-V。處理過程有少量碳元素氣化放出，經水管冷凝收集後成為液體新能源新資源，其餘氣體經鹼處理 SFCs的空氣淨化器淨化後排出。從原料到產品的碳保留率為75-90 % ,非碳元素保留率大於50 % 。
(8) SFC-VI的製備取植物性有機物質，如木屑、灌木渣、草、樹葉、或切碎秸稈等，首先按(6) 所述的氧化熱化學過程處理得到SFC-IV，然後將SFC-IV按(3)所述的太陽能缺氧熱化學過程繼續處理， 得到SFC-VI。處理過程有少量碳元素氣化放出，經水管冷凝收集後成為液體新能源新資源，其餘氣體經鹼 處理SFCs的空氣淨化器淨化後排出。從原料到產品的碳保留率為75-90 % ,非碳元素保留率大於50% 。
(9 ) SFC-VII的製備取植物性有機物質，如木屑、草、樹葉、或切碎秸稈等，首先按(6)所述的氧 化熱化學過程處理得到SFC-IV,然後將SFC-IV按(4) - (5)所迷的缺氧微波熱化學過程繼續處理，得 到SFC-VII。處理過程有少量碳元素氣化放出，經水管冷凝收集後成為液體新能源新資源，其餘氣體經鹼 處理SFCs的空氣淨化器淨化後排出。從原料到產品的碳保留率為75-90 % ,非碳元素保留率大於50% 。
(10)疏水親油型植物源SFCs的基本特性比較
SFC-I，II和IIISFC-IVSFC-V，VI和VII
外觀顏色氣味黑炭，幾乎無味棕色,微焦香黑炭，無味
p且嚼口感無味，韌微香,軟韌無味，棉軟
水中可溶出物少，無色較多，帶色很少，無色
PH6. 5 - 7.26, 0-7. 06. 5 - 7
疏水親油性中強很強很強
化學結構穩定性強強很強
生物氧化阻抗性中強強很強
物理吸附能力強強很強
(11) 植物源SFCs的高壓壓縮取SFC-1, II， III, IV, V, VI或VII，以液壓打包機打包封存，液 壓壓強100-1500叱/m2，減少SFCs所佔空間30-70%。可降低運輸成本和儲存成本，提高SFCs的儲存穩定 期限20。/。以上，提高阻燃和防水性能.液壓後，也可真空包裝封存，提高SFCs的儲存穩定期限20%以上。
(12) SFC-VIII的製備a:取動物性有機物質，如螞蟻、昆蟲、蚯 |、蛋、鳥、鼠、魚蝦、蛙、蝸牛 等，採用風乾、曬乾、烘乾、微波、烤乾或凹鏡聚熱預脫水，至含水率10-20%，放入乾燥環境下的金字 塔倉庫中繼續脫水儲存，至含水率8V。以下。金字塔倉庫為正四角錐體，竹釘連接，無金屬構件，底邊長 80cm,塔高54cm,每側傾斜51度。其上半部建材為木板或SFCs複合板，外表面漆成深色，下半部建材為 透明塑料膜，有溫室效應。置於樓頂，面向正南北東西方向。塔底與地面有1-2cm空隙，地面無水蓄積， 空隙有篩網遮，防昆蟲進入。塔頂有氣孔，氣孔上部有防雨遮，利於空氣交換流動。從原料到產品的碳保 留率因預脫水方式的不同而不同，風乾、曬乾和烘乾為95-99 % ,凹鏡聚熱、微波和烤乾為75%以上。
(13) SFC-VIII的製備b:取植物性有機物質，如大豆、花生，在夏季採用風乾、曬乾、烘乾、微波、 烤乾和凹鏡聚熱的一種或多種進行預脫水，使含水率降至20%或以下，放入乾燥環境下的金字塔倉庫中脫 水儲存。金字塔倉庫設計如(12 )。從原料到產品的碳保留率為7 5-9 9 % ，非碳元素保留率大於75% 。
(14) SFC-VIII的製備c :取動物性有機物質，如魚肉、豬肉，切成條狀或片狀，在夏季採用風乾、 曬乾、烘乾、微波、烤乾和凹鏡聚熱的一種或多種進行預脫水，使含水率至20%以下，埋入碳酸鈉粉或石 灰粉中(鹽千)2-15天繼續脫水幹化，最後放入乾燥環境下的金字塔倉庫中繼續脫水並儲存，含水率8 %以下。金字塔倉庫設計如(12)。從原料到產品的碳保留率為7 5-99 % ，非碳元素保留率大於"％ 。 例2. 植物源SFCs在室內自然條件下存放
50噸木源SFCs、草源SFCs、樹葉源SFCs和秸稈源SFCs,在室內無通風自然條件下裝袋堆放保存， 現已6年。無碎解或其它降解的跡象，無黴變、無生蟲跡象，無發酵發熱跡象，無有毒氣體或異味釋放， 部分近窗堆放、陽光可曬到的SFCs無異樣。在其環境長期工作的人員身體無任何不適。
植物源SFCs經液壓塑膜打包封存，體積減少約50%，室內避光保存l年，無任何異樣。
植物源SFCs經液壓後，真空打包封存，體積減少約40%,室內避光保存l年，無任何異樣。 例3.植物源SFCs在露天網袋無遮條件下存放
木源SFCs,放入網袋在無遮條件下露天存放，日曬雨淋，現已4年。網袋全部碎解，SFCs堆放體積 無收縮，保持原形，潮溼發黴有微臭味。對照組中未經處理的天然木屑的堆放體積約有50 - 60%的收縮， 明顯腐爛變臭。
例4.植物源SFCs在露天汙水池中存放
木源SFCs,在露天無流動的汙水池中浸7j4存放，已2年。7jc體發黑髮臭，SFCs保持原形，變黑變臭 但無明顯腐爛。同 一汙水池中對照組未經處理的天然木屑則明顯腐爛成為碎渣。 例5.植物源SFCs在陰暗潮溼土地下及在密封桶中存放
(1) 木源SFCs和秸稈源SFCs,在陰暗潮溼土地下15cm處埋藏，覆土15cm厚，18個月後挖出保持 原形。對照組未經處理的秸稈明顯腐爛成為碎渣。
(2) 秸稈源SFCs 20L,拌入500ml酸牛奶及2L水，混合均勻，裝入密封桶，桶埋入稻草堆保溫。 二年後取出，SFCs仍保持潮溼，保持原形，無腐爛變質發黴，無臭味。
例6. 植物源SFCs浸泡水養魚
取木源SFCs和秸稈源SFCs各500克，浸泡在20升水中，5天後取出SFCs。在所得的浸泡水中通入 空氣補氧，養魚一個月，魚的生長狀態良好，健康活潑。 例7.植物源SFCs 土上種植草、花、樹
在園林地上挖坑，填埋2Ocm厚SFCs,覆土 1 Ocm厚，種植草、花、樹等，各植物生長良好，似對照。 例8. 植物源SFC s應用在菜地
(1 )在普通土質的菜地種綠葉蔬菜，在發芽、出苗、成長到收穫的全過程中，僅以秸種源SFCs浸泡 水澆灌。蔬菜生長全過程狀態良好，無病蟲害發生，鳥喜食，蔬菜口感好，
(2) 在普通土質的菜地種綠葉蔬菜。以秸稈源SFCs浸泡水澆灌，以SFCs厭IU效生物處理汙水所獲 有機肥上肥。蔬菜在發芽、出苗、成長到收荻的全過程中狀態良好，無病蟲害發生，鳥喜食，蔬菜口感好。
(3) 在以秸稈源SFCs為土壤添加劑的菜地種綠葉蔬菜。將一菜地分為6組，分別覆蓋20cm厚的按0, 2, 4, 8， 12， 50%體積比混合的SFCs及表層土，播種。4-8%組蔬菜的出芽率、生長狀態優於其它組， 無病蟲害發生，鳥喜食，蔬菜口感好。2年後在土中仍見秸稈殘渣。
(4 )在以秸稈源SFCs為土壤添加劑的菜地種綠葉蔬菜，覆蓋金字塔型溫室。以秸稈源SFCs浸泡水澆 灌，以SFCs厭氧微生物處理汙水所獲有機肥上肥。蔬菜生長狀態十分好，無病蟲害發生，蔬菜口感好。 例9. 植物源SFCs作為伺料添加劑餵雞
兩組一個月大的雞，每組三隻，隔離飼養，飲用同一水源，對照組餵普通伺料，實驗組餵按1: 3體 積比混合的秸稈源SFCs和普通飼料。實驗組的存活率、食慾、生長速度、毛色亮度、健康活潑程度皆明 顯高於對照組。實驗組雞糞的顏色明顯深於對照組，實驗組雞糞散發的臭氣明顯弱於對照組，實驗組雞糞 中含明顯可見的SFCs殘渣。實驗組飲水量明顯低於對照組，節約用水。實驗組雞冠的紅潤度和長度明顯高 於對照組，三個月後，解剖雞，實驗組增重量明顯高於對照組，兩組雞的內臟器官皆健康正常。實驗組雞 肉的口感和瘦肉率略優於對照組。實驗組的雞糞經厭氧微生物處理，變成CH,新能源和有機肥，有機月C^ 於菜地，生產有機菜。實驗組的雞糞也經蚯叫消化處理，變成有機肥，有機肥施於菜地，生產有機菜。 例IO. 植物源SFCs作為飼料添加劑餵魚
兩組鯽魚，在受到輕微柴油汙染的水池中隔離祠養，通入空氣補氧，對照組餵普通詞料，實驗組艱按 1: 3體積比混合的秸稈源SFCs和普通飼料。 一個月後，實驗組的存活率、生長速度、健康活潑度皆明顯 高於對照組。實驗組魚糞的顏色明顯深於對照組，實驗組魚糞中含明顯可見的SFCs殘渣。實驗組魚肉的 柴油味明顯低於對照組。實驗組的魚糞經厭氧微生物處理，變成CH4新能源和有機肥。 例11. 植物源SFCs作為飼料添加劑餵豬
按l: 3體積比混合的秸稈源SFCs和普通伺料餵一個月大的豬，豬喜食，生長狀態良好. 例12. 植物源SFCs作為C02、 CO、 N!O、 S02、 H2S、 CH4、甲醛、氨水和二甲苯等的捕捉材料和抑殺菌材料 (1) 5L木源SFCs,與50g羧甲基纖維素鈉(CMC)液,5 %笨扎溴胺200ml, 100 - 200g矽酸鈉(Na2Si03) 或氬氧化鈉或氧化釣或氫氧化鉤或碳酸鈣或碳酸鈉或碳酸氫鈉液，混合均勻，裝入吸附式空氣淨化器。保 持吸附劑潮溼，對通入的C02、 C0> N20、 H2S和S02等酸性汙染氣體淨化，氣體淨化能力可保持到pH下降 到中性為止。化學反應後生成的碳酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、石危酸鹽或亞石克酸鹽等，儲存在SFCs的多孔 結構中。使用後的SFCs, pH降至中酸性，可填埋，也可被用做本發明所述的建築材料和肥料、土 壤改良劑等，或用於鹽鹼地改造。
(2 ) 5L木源SFCs,與50g羧曱基纖維素鈉(CMC), 5 %笨扎淡胺200ml， 100-200g氨或有機胺類，混 合均勻，裝入吸附式空氣淨化器。保持吸附劑潮溼，可對通入的甲醛、氨水、二甲苯、C02、 C0、 N20、 H2S
和S02等汙染氣體進行高效的淨化。
(3)5L木源SFCs,與250g EDTA-Na2, pH9-11溶液混合均勻，裝入吸附式空氣淨化器。保持吸附劑 潮溼，可對通入的甲醛、氨水、二曱苯、CO,、 C0、 N,O、 H,S和S02等汙染氣體進行高效的淨化。
(4 ) 5L木源SFC - IV,裝入吸附式空氣淨化器，不斷以0. 1M氬氧化鈉淋洗。可對通入的CO!、 C0、 N20、 H2S和S02等酸性汙染氣體淨化，淨化能力可保持到氫氧化鈉淋洗液的pH下降到中性為止。
(5 ) 5L木源鹼化纖維素化SFC - IV,裝入吸附式空氣淨化器。可對通入的曱醛、氨水、二甲苯、C02、 CO、 N20、 H2S和S02等汙染氣體進行高效的淨化。
(6 ) 5L微孔緻密型木源SFCs粉，與25Og EDTA-Na2， pH5及500g氧化鋅的溶液混合均勻，裝入吸附 式空氣淨化器，可淨化低濃度C出氣體。
(7)乾燥或溼潤的植物源SFCs,在液壓壓強500 - 3000化/1112的作用下，產生40 - 80%的體積壓縮， 其多孔結構中的微孔比例可得到很大的提高，獲得微孔緻密型植物源SFCs。處理時的壓強越大，得到的微 孔比例越高。處理溼潤的SFCs所得到的微孔比例高於處理乾燥的SFCs。以高密度原料如松針、表面有釉 質保護層的植物葉等製備SFCs，也可獲得微孔緻密型植物源SFCs。應用該微孔緻密型植物源SFCs,可使 捕捉和儲存小分子化學物的能力進一步增強。具多孔輕質、物理化學情性的^t孔緻密型植物源SFCs,輔以 SFCs上特定的化學基團 文性或金屬吸栽改性，適宜作為小分子氣體如C02、天然氣或氬氣在較低壓力條件 下的捕捉劑和儲存栽體，儲存的C&氣體或氬氣較穩定，需要時可釋放。經(1)、 (3)、 (5)或(6)的化 學處理後，微孔緻密型植物源SFCs,對汙染氣體的淨化能力比未經壓縮的植物源SFCs又有顯著的提高。
(8 ) 60L木源SFC - IV與0. 01 - 0. 2%高錳酸鉀，1 - 10g/L碳酸氫鈉溶液混合，裝入吸附式空氣淨化 器(圖8),用以上溶液階段淋洗，避光。可殺菌和淨化曱醛、乙烯、V0Cs、 N20、 H2S和S02等汙染氣體。
(9 ) 30L木源SFC - IV和30L秸稈源SFC - IV,加入自垃圾填埋場沼氣密集排放處採取的土著微生物 樣品(含甲烷分解菌)，混合裝入生態式空氣淨化設備器(圖6),並密集混合栽種根系發達的直根系和須 根系植物，長期在引入沼氣的條件下馴化。淨化曱烷的效率達20 - 40%。如果能引入高效曱烷分解菌菌種， 預期淨化甲烷的效率可大大提高。
(10) 60L木源SFC-IV與0.2-0.8mg/LCuCl2, 0.02 - 0.08mg/L AgCl2溶液混合均勻，裝入吸附式空 氣淨化器(圖8),用以上溶液循環淋洗，通入中央空調空氣。可高效殺滅其中的軍團菌和一些致病^t生物。 例13. 植物源SFCs介導的生物酶法減排二氧化碳
利用在被子植物葉綠體和蕨類藻類中含有豐富的可溶性蛋白質-碳酸酐酶同功酶(EC 4. 2. 1. 1)的特 點，特別是在菠菜葉、豌豆葉和藻類中含有高催化活性的碳酸酐酶同功酶，將植物葉或藻類製成細胞裂解 液，無需分離提純，即作為可大量提供又經濟生態的破酸肝酶供體，與SFCs栽體混合。經SFCs和碳酸酐 酶的物理吸附、化學吸附和生物酶催化，可將通入的氣相的C02催化轉變為液相的碳酸氛根，再轉變為固 相的碳酸鹽沉澱，完成對C02的捕捉和儲存利用。
方法收穫在陽光充足和鋅元素充足的菜地上種植的菠菜，去根和莖，留葉。新鮮蔆菜葉經凍融2-4 個循環破壞細胞壁，使碳酸酐酶釋放。破壁過程中加入碳酸酐酶的還原保護劑10 mM cysteine及10 mM磷 酸緩衝液(pH7. 5)。 60)tini尼龍篩網過濾，得到含穩定碳酸酐酶活性的菠菜葉細胞裂解液。SFCs與菠菜葉 細胞裂解液混合後裝填入圖ll所示設備，使C0z氣體通過，用菠菜葉細胞裂解液與稀釋石灰水配成pH7-9
的淋洗液淋洗，用生石灰水或海水與淋洗下來的碳酸氫根離子生成固體碳酸鹽沉澱，清除C02的效果顯著。
在2. 25 m3的試驗艙中，充滿因生物燃料燃燒而釋放的高濃度C02,點燃的蠟燭也因無氧而熄滅，該設備在 10分鐘內可使C02的濃度下降60%以上，在20分鐘內可使CO!的濃度下降8 0%以上。
碳酸酐酶供體也可來自於藍綠藻、蕨類、豌豆葉、歐芽葉、四季豆葉、向日葵葉、萵苣葉、大麥葉等。
細胞裂解過程可選用超聲波振蕩法或加沙碾磨法。植物碳酸酐酶同功酶在氧化環境和某些陰離子如wor、
C廠、SO廣的環境下易失活，可在細胞裂解液中加入含SH基的還原保護劑如10 mM cysteine或100mM 2-mercaptoethanol或1 mM DTT,以及對0)2汙染氣體進行鹼性SFCs吸附的預處理除去氣體中的幹擾陰 離子，以保持植物碳酸酐酶的活性。通過調節淋洗液中細胞裂解液的濃度也可隨時補充碳酸Sf酶活性。力口 入Ca"或Mg"或Fe"或Mn、皆可與碳酸氬根離子生成固體碳酸鹽沉澱。 例14. 水泥粘合的植物源SFCs複合物
纖維狀、顆粒狀、粉狀的SFCs可作為主要有機成分，與無機類填充物如粉煤灰、煤幵石、爐渣、石 粉、礦砂、巖棉、礦棉、玻璃棉、矽酸鹽等混合，經粘接劑如矽酸鹽水泥或石膏複合擠壓固化成輕質建材，
木源SFCs和秸稈源SFCs,混*煤灰，經普通水泥、膨潤土或石膏粘合，機械攪拌、擠壓成型，固 化乾燥，形成SFCs複合物。複合物的配方靈活，例如SFCs、水泥或石膏、粉煤灰的混合體積比為3: 3: 10。
向SFCs複合物的表面滴水，可見水滴聚成團，緩慢被吸收，而普通建材在同樣情況下被迅速浸潤。 將SFCs複合物置於水中浸泡數周，無散架現象，除尺寸有約iy。增大外，機械強度幾乎不變。SFCs複合物 中含有大量的多孔結構並充滿空氣，這種緊密而錯綜複雜的疏水多孔結構能有效地阻止空氣熱對流和控制 潮氣隨空氣流動進出建築物，成為"會呼吸"的生態型空氣隔絕層。SFCs複合物具有良好的阻燃性能，在 高溫火焰下一小時不燃僅少量成灰，無有毒氣體產生，此安全特性優於常規的有機合成類保溫隔熱吸音材 料。SFCs複合物具有良好的機械性能，可釘、可鋸、耐壓、耐拉、不易翹曲變形，不易裂紋裂縫。SFCs 複合物在使用和拆除過程中少產生粉塵和纖維，此安全特性優於常規的無機類保溫隔熱吸音材料。SFCs復 合物輕，重量約是實心粘土磚的1/2_1/5。 SFCs複合物在長期潮溼狀態下易長黴，除儘量保持乾燥狀態 外，可用硼砂、硼酸等防黴劑處理，可有效地防止黴菌在SFCs纖維中的生長。依據複合材料的配方及SFCs 所佔比例的不同，SFCs複合物的R值範圍約為R-l. 5至R-2. 5每英寸。SFCs複合物含有大量多孔結構， 而且開放和互相聯通的氣孔的比例比較大，故具有良好的吸聲功效，尤其表現在中高頻的吸聲功效。吸聲 功效比壓實棉花略差，比純有機保溫材料強。2年後擊碎該SFCs複合物可見SFCs保持原形和一定的強度。 例15. 膠水粘合的植物源SFCs複合物
SFCs中加入適量膠水，可壓製成各種複合板材和塊材。配方中可加入一定比例的有機碳材料如塑料、 橡膠、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、瀝青、焦油中的一種或多種，或加入一定比例的無機類填充物如粉煤 灰、煤矸石、爐渣、巖棉、玻璃棉、石粉、礦砂中的一種或多種。R值範圍約為R-l. 8至R-3. 0每英寸。 吸聲功效比壓實棉花略差，比純有機保溫材料強。2年後擊碎複合板材可見SFCs保持原形和一定的強度。 例16. 有機疏水性碳材料粘合的植物源SFCs複合物
SFCs可作為主要成分，與疏水性質的高分子有機類材料如塑料、橡膠、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、 瀝青、焦油及無機類填充物如粉煤灰、煤研石、爐渣、石粉、礦砂等工業固體廢棄物混合，製備輕質建材。
(1) 熱融化後的熱塑性塑料如聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)與木源SFCs或秸稈源 SFCs按10: l至l: 5的體積比混合均勻，擠壓成型，冷卻後得到有機聚合材料。其中，可以橡膠粉或熱 固性塑料粉代替1-99%SFCs,或以無機類填充物如粉煤灰、煤幵石、爐渣、巖棉、玻璃棉、石粉、礦砂 中的一種或多種代替l - 50%SFCs。具較高強度、硬度和韌度。R值範圍約為R-2. 0至R-3. O每英寸。吸 聲功效比壓實棉花略差，比有機保溫材料強。將SFCs複合物置於水中浸泡數周，無散架，機械強度不變。
(2) 熱融化後的熱塑性疏水塑料、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、瀝青、焦油中的一種或多種與木源 SFCs或秸稈源SFCs按10: 1至1: 5的體積比混合均勻，擠壓成型，冷卻後得到有機聚合材料。其中，可 以橡膠粉或熱固性塑料粉代替l - 99%SFCs,或以無機類填充物如粉煤灰、煤拜石、爐渣、巖棉、玻璃棉、 石粉、礦砂中的一種或多種代替1-50%SFCs。具較高強度、硬度和韌度。R值範圍約為R-2. 0至R-3. 6 每英寸。吸聲功效似壓實棉花，比有機保溫材料強。SFCs複合物水中浸泡數周，無散架，機械強度不變。 例17. 植物源SFCs應用在農業汙染治理
(1) 取5Kg乾燥菜園土，加入500ml 20Pg Pb27ml乙酸鉛溶液，混勻，均分為兩組。實驗組中混入 500g秸稈源SFCs,混勻。在兩組汙染菜園土上種綠葉蔬菜'實驗_組出芽率、生長狀態優於對照組。二個 月後，檢測土中可溶性鉛離子濃度，實驗組濃度為對照組的30%。
(2) 取5Kg乾燥菜園土，加入500ml 20Hg Hg2+/ml硝酸汞溶液，混勻，均分為兩組。實驗組中混入 500g秸稈源SFCs,混勻'在兩組汙染菜園土上種綠葉蔬菜。實驗組出芽率、生長狀態優於對照組。二個 月後，檢測土中可溶性汞離子濃度，實驗組濃度為對照組的30%。
(3) 取5Kg乾燥菜園土，加入500ml 0. 002%有機磷農藥三唑褲(Triazophos ),混勻，均分為兩組。 實驗組中混入500g秸稈源SFCs,混勻。在兩組汙染菜園土上種綠葉蔬菜。兩組蔬菜長勢相同。二個月後， 檢測土中可溶性Triazophos濃度，實驗組濃度為對照組的30 - 40%。
(4 )分別製取Triazophos 0. 002—0. 04%溶液,和有機磷農藥乙醯甲胺磷(Acephate ) 0. 002-0. 04%
溶液，以疏水親油型木源SFCs進行1小時和20小時吸附淨化測試。結果是20小時吸附淨化效果高於1 小時，對Triazophos的吸附淨化效果明顯高於Ac印hate。 20°C水中，文獻Triazophos的溶解量為39mg/L， Acephate為790mg/L,即Triazophos的疏7Jc親油性高於Acephate。因此，疏水親油型SFCs對疏水親油程 度高的農藥的吸附能力大於對疏水親油程度低的農藥。
例18. 植物源SFCs在油水分離、水上溢油清除、實驗室汙水清除中的吸附效應
(1) ^t含油汙水處理當五十升高濃度^lt含油汙水經過含油汙水過濾淨化設備(見圖10的過濾 吸附部分l)後，出水已見不到油花。
(2) 實驗室有機汙水處理高濃度汙水(含笨、二甲笨、硝基苯、乙酸乙酯、氯仿、乙醚、石油醚、 苯酚、苯胺、丙酮、松香水、油漆、汽油、煤油、廢機油的混和物，有強烈氣味)劇烈搖動成乳濁狀，經 過含油汙水過濾淨化設備(見圖10的過濾吸附部分l)後，出水僅聞到微味，出水清澈，見不到水不溶相。
(3) 經常規的植物纖維膨化技術處理，可使SFCs的孔隙率大幅提高，吸附大分子有機物的能力進 一步增強。以膨化SFCs為吸附材料，重複(2)的實驗室有機汙水處理，出水淨化率提高。
(4) 池塘水面溢油處理水面上傾倒2升廢機油，用SFCs裝填的圍油欄包圍，加入數個網裝SFCs 吸附袋鋪蓋，數分鐘後撈出吸附袋，水面上幾乎不見油跡。
(5) 油炸食品和油炒食品處理在盤底放SFCs裝填的吸油墊，倒入油炸食品或油炒食品，油炸食品 或油炒食品中的液態油於數分鐘後全部轉移至吸油墊。
(6 )在油汙-SFCs複合物中加入微生物菌種，放入SFCs好氧微生物汙水淨化器，維持水分和部 分養分補充， 一段時間後油汙即得到消化分解。
(7 )收集的油汙-SFCs複合物，可用於製備生物柴油。 例19. 植物源SFCs對餐飲油煙的物理吸附和化學吸附
在油煙淨化器的前端部分;j丈置溼潤的疏水親油型SFCs，在後端部分放置經^^酸鈣和表面活性劑處理的 溼潤的親水親油型SFCs，構成吸附式油煙淨化器。淨化器進風處放置高溫油鍋並加入辣椒和花椒等，產生 大量油煙和辛辣異。木。開啟淨化器，淨化器進口油煙濃度為42. 8mg/m'，出口油煙濃度為5. 3mg/m3,油煙 去除率87. 5 / ,並且對揮發性有機物V0Cs和異味有顯著去除。 例20. 植物源SFCs對數種汙染氣體的物理吸附和化學吸附
在防毒面具中裝填鹼化纖維素化木源SFC-V,保持吸附劑溼潤。可有效過濾燃煤產生的二氧化疏汙染。在淨化器中放置20L木源SFC-IV和稻草源SFC-IV的1: 1體積混合物，保持吸附劑溼潤，構成SFC 物理吸附淨化器.對lmg/r^濃度的曱醛氣體單循環淨化率為60%,對10mg/m'濃度的氨水氣體單循環淨化 率為80%,對腐臭氣體單循環淨化率為70%。但隨使用時間的延長，該淨化器的淨化能力很快下降，
在淨化器的前端部分放置IOL木源SFCs屑與20g羧曱基纖維素鈉(CMC)液，250g EDTA-Na2， pH10混 合的吸附劑，在後端部分放置10L木源SFCs屑與20gCMC液，250g EDTA, pH3混合的吸附劑，保持吸附劑 潮溼，構成SFCs化學吸附淨化器。淨化能力保持久，
(1) 對典型單一成分汙染氣體的淨化'實驗1: SFCs化學吸附淨化器對0. 8mg/m'濃度的甲眵氣體單 循環淨化(汙染氣體進出淨化器的一次性淨化過程)後為0. 08mg/m3,對8. 7mg/^濃度的氨水氣體單循環 淨化後為0. lmg/m3。實驗2:在2. 25 r^的試驗艙中，SFCs化學吸附淨化器在5分鐘內可使0. 98mg/m'濃度 的甲醛氣體下降至0. 26mg/m',使1. lmg/m3濃度的氨水氣體下降至0. 3mg/m'。
(2) 對典型複雜成分汙染氣體的淨化。實驗l:在2.25i^的試驗艙中，同時放入曱醛、氨水、曱苯、 氯仿、苯甲酸、汽油、油漆、臭雞蛋、臭豆腐等數種異味源，使搶內充滿由這些化學汙染物組成的強烈異 味臭氣。開啟SFCs化學吸附淨化器，10分鐘後搶內僅殘留十分輕微的異味。實驗2:在2. 25n^的試驗搶 中，同時燃燒二十支劣質香菸，使艙內充滿濃厚煙霧和喻人的煙味。開啟SFCs化學吸附淨化器，15分鐘 後煙霧完全消失，20分鐘後艙內僅殘留輕微的煙味。實驗3:對汽車尾氣的淨化效果明顯。
在淨化器中放置20L鹼化纖維素化木源SFC-IV，保持吸附劑溼潤，置於汽車尾氣濃度很高的隧 道口附近，淨化效果明顯，出氣中無嗆人氣味。 例21. 植物源SFCs淨化含可生物降解汙染物的混合汙水
針對含可生物降解汙染物的各類工業汙水、農業汙水和生活汙水，可用SFCs好氧微生物淨化法治理。 在SFCs好氧微生物汙水淨化器中(見圖4的水淨化部)，通過一種高效的富氧方式，大大提高 了由SFCs介導的氣液固三相界面中的氧氣濃度，其氧氣濃度可數十倍於標準狀態(0. IMpa, 2 0°C)下清水中飽和溶解氧濃度，從而給予土著好氧微生物群落以充分的氧氣供應和很適宜的生 態生存環境，可提高好氣微生物對流經SFCs而富集的汙染物的高效分解。少量真菌、原生動物和微型 後生動物在該環境中自然生長，參與對汙染物的分解。該汙水淨化器附帶的臭氣淨化器.(見圖4 的空氣淨化部)，則可使汙水引起的臭氣又得到淨化。少量昆蟲在該環境中自然生長，參與對汙染 物的分解。SFCs作為汙染物栽體和微生物栽體，在汙染物淨化分解過程中幾乎無降解，保持負碳。
(1)汙水中常混有大量固體顆粒型汙染物，如藍綠藻，需前處理去除。上行式懸浮顆粒型汙水過濾 設備(見圖9)，可迅速高效地實現對固體顆粒型汙染物的去除。
(2 )利用富營養化的水體在光照和25 - 35°C溫度條件下大量培養藍綠藻或微藻，由SFCs氣體-液 體交換系統(見困4的水淨化部)為水體和藍綠藻或微藻高效提供溶解C02,富營養化的7jc體為藍綠 藻提供營養，然後使用上行式SFCs過濾設備，迅速分離成熟的藻體和水體。結果是，？K體得到淨化，除 去氮磷，大氣C(M尋到固定，而所收集的生物有機材料藍綠藻，又可為SFCs原料，或為碳酸酐酶供體，或 製備生物燃料，或產沼氣和有機肥。
(3)由化工汙水、油漆汙水、洗衣汙水、爛菜汙水和糞尿汙水混合成為混濁惡臭汙水，該汙水通入 SFCs好氧微生物汙水淨化器，流出水透明、無味。該SFCs好氧微生物汙水淨化器在冬季1 - 2°C的 溫度下仍保持高效淨化。
(4 )在流出水中通入空氣補氧，養魚一個月，魚狀態良好，健康活潑。
(5)在普通土質的菜地種綠葉蔬菜，僅以流出水澆灌。在發芽、出苗、成長到收穫的全過程中，蔬 菜生長全過程狀態良好，無病蟲害發生，鳥喜食。
(6 )在使用達1年的好氧微生物汙水淨化器中，木源SFCs作為吸載體並長期處於潮溼狀態，SFCs 無明顯降解現象，無需補充新料。
例22. 植物源SFCs淨化含難生物降解汙染物、毒素、顆粒物、富氮確營養的混合汙水
針對含難生物降解、致病菌、毒素、顆粒物、氮磷富營養化等汙染物的各類工業汙水、農業汙水和生 活汙水，如化工有機廢水、含油廢水、垃圾滲透液、藍綠藻汙水、生活汙水等，可用SFCs厭氧微生物淨 化法治理。在SFCs無動力厭氧微生物汙水淨化器中(圖5)，通過一種高效的液體流動方式，提供 給在SFCs環境中懸浮生長與附著生長相結合的土著厭氧微生物群落以充分的缺氧條件和很適宜的生態生 存環境，可提高厭氧微生物對流經SFCs而富集的汙染物的高效分解。少量真菌、原生動物和微型後 生動物在該環境表層自然生長，參與對汙染物的分解。通過控制淨化器的流速和溫度，可有 效地控制對汙染物的發酵時間和厭氧處理時間，完成對致病菌、毒素等汙染物的充分降解。SFCs還具除 去顆粒物的較強功能。該淨化器具有高生物相濃度、高傳質速度、以及高負荷條件下運轉的特徵。SFCs作 為汙染物栽體和微生物載體，在汙染物淨化分解過程中有緩慢的降解，仍保持負碳的作用。而汙染物在厭 氧微生物淨化分解過程中分解產生CH4和氮氣等。如將CH,收集起來作為清潔能源，有利於GHGs減排。
(1)由化工汙水、油漆汙水、垃圾滲透液、餐飲油汙、洗潔精、藍綠藻、顆粒物和糞尿汙水混合成 為混濁惡臭汙水。該汙水用石灰水調節pH至7.3 - 8.0後，長期通入SFCs厭氧微生物汙水淨化器，流出 水呈半透明、微味、無腥狀態。汙水淨化器的厭氧微生物菌種來自於該汙水的土著群落和健康蚯蚓體 勻漿後獲得的土著群落。汙染物在淨化中產生CH4,可收集並利用。該SFCs厭氧微生物汙水淨化器在
冬季1 - 2°C的溫度仍保持高效淨化。
(2) 當以上混合汙水中舍有較高濃度的蛋白質或糞尿成分時，在SFCs厭氧微生物汙水淨化器中將 產生較高濃度的氨氣和硫化氫氣體，而較高濃度的氨氣和硫化氫氣體將抑制厭氧微生物的活力。為克服氨 氣和疏化氫氣體的抑制作用，在SFCs無動力厭氧微生物汙水淨化器的儲氣空間安裝如例2 0中的SFCs 化學吸附淨化器，利用淨化器中的酸性吸附材料淨化氨氣，利用淨化器中的鹼性吸附材料淨化硫化氫氣體， 通過將儲氣空間蓄積氣體的內循環淨化及時除去氨氣和硫化氫氣體，保證了厭氧過程的順利進行.
(3) 在流出水中通入空氣補氧，養魚一個月，魚狀態良好，健康活潑。在菜地種綠葉蔬菜，僅以流 出水澆灌，在發芽、出苗、成長到收穫的全過程中，蔬菜生長全過程狀態良好，無病蟲害發生，鳥喜食。
(5 )在使用達1年的厭氧微生物汙水淨化器中，木源SFCs作為微生物栽體並長期處於泡水狀態，SFCs 無明顯降解現象，僅需少量補充新料，
(6)對汙水經淨化器後所收集的SFCs及固體顆粒物和汙泥，利用蚯到l處理生產生物有機 肥。有機肥施於菜地，生產有機菜。 例23. 植物源SFCs淨化含可生物降解汙染物的混合臭氣
針對含可生物降解汙染物的各類工業廢氣、農業廢氣、生活廢氣和汙水垃圾治理中產生的臭氣，可用 SFCs好氧微生物淨化法治理。在SFCs好氧微生物廢氣淨化器中(見圖4之空氣淨化部3 ),直接通入 廢氣和補充的氧氣供應，保證水分供應，通過一種高效的富氧方式，大大提高了由SFCs 介導的氣液固三相界面中的氧氣濃度，其氧氣濃度可數十倍於標準狀態(0. IMpa, 20°C) 下清水中飽和溶解氧濃度，從而提供給在SFCs環境中附著生長的土著好氧微生物群落以充分的氧 氣供應和很適宜的生態生存環境，可提高好氧微生物對流經SFCs而富集的汙染物的高效分解。少量真菌、 原生動物和微型後生動物在該環境中自然生長，參與對汙染物的分解。該淨化器具有高生物相 濃度、高傳質速度、以及高負荷條件下運轉的特徵。SFCs作為汙染物和微生物的載體，在汙染物淨化分解 過程中幾乎無降解，保持負碳。
(1)由化工汙水、油漆汙水、洗衣汙水、爛菜汙水、宰殺魚水和糞尿汙水混合後生成高濃度混合惡 臭氣體。該臭氣通入SFCs好氧微生物廢氣淨化器，出氣幾乎無味。
(2 )由甲醛和臭魚生成高濃度混合惡臭氣體。該臭氣通入SFCs好氧^t生物廢氣淨化器，出氣無味。
(3 )將SFCs好氧微生物廢氣淨化器置於汽車尾氣濃度很高的隧道口附近，淨化效果明顯。 其土著微生物菌種取自於隧道口的汙泥中。
(4 )在使用達18個月的好氧微生物廢氣淨化器中，木源SFCs作為微生物栽體並長期處於潮溼狀態， SFCs無明顯降解現象，無需補充新料。
例24. 植物源SFCs淨化含難生物降解、致病菌、毒素，氮磷富營養化等汙染物的廢氣
由化工汙水、油漆汙水、垃圾滲透液、餐飲油煙和糞尿汙水混合後生成高濃度混合惡臭氣體，含菌量 高。該廢氣首先通入SFCs氣-液交換器(圖4或圖8),使氣相汙染物轉化為液相汙染物，然後使液相 汙染物流經SFCs厭氧微生物廢水淨化器。控制淨化器的流速和溫度，可控制對汙染物的發酵時間 和厭氧處理時間。流出水呈半透明、無味狀態。汙染物在淨化過程中產生C岀氣體，可收集並利用。
針對垃圾焚燒等過程所排放的二惡英氣體，可用SFCs親脂吸附淨化法治理。具有疏水親脂性質的SFCs, 對於焚燒尾氣中難降解、具有很強疏水親脂性質的二惡英有著高度的親和力和吸附力，故SFCs在減少二 惡英排放方面可起特殊作用。吸附了二惡英的SFCs，可埋藏於地下，既儲存了碳又埋藏了二惡英；也可利 用對二惡英有分解能力的微生物，如門多薩假單胞菌將二惡英降解。 例25. 植物源SFCs淨化懸浮顆粒型汙染空氣
建立懸浮顆粒型空氣淨化設備如圖8,並引入複合型土著好氧微生物群落。真菌、原生動物和微型 後生動物在該環境中自然生長。分別對廚房油煙類汙染、香菸煙霧類汙染、生物燃料燃燒煙霧類汙
染、機動車尾氣類汙染、光化學類煙霧、灰霾類汙染、飛灰類汙染、煤塵類汙染、沙塵類汙染、粉塵類汙 染進行淨化，除去懸浮顆粒的效果皆十分明顯，淨化率80 - 99%。淨化率與懸浮顆粒粒徑、風速、SFCs 填充厚度、SFCs粒徑、SFCs溼潤度、好氧微生物群落、噴淋水成分及用量等因素有關。對於含較多重金 屬、酸性汙染物等的汙染氣體，可在淨化設備的下層添加鹼化纖維素化SFC-V，提高化學前處理率。噴淋 水可選用富營養化的生活汙水'對於細顆粒物氣溶膠型的汙染，如光化學類煙霧和機動車尾氣類汙染，可 通過減少SFCs粒徑，提高噴淋水的流速，增強噴淋水的化學洗脫成分等，獲到更好的捕集和淨化效果。 例26. 植物源SFCs在生產生態清潔能源和生物有機肥的應用
(l)將吸附了化工汙水、油漆汙水、垃圾滲透液、餐飲油汙水和糞尿汙水的SFCs放入沼氣池中。10 天后大量產生沼氣，收集並淨化得清潔能源。沼渣可繼續與吸附了餐坎油汙水和糞尿汙水的SFCs混合， 為蚯到提供食物，經板衫l消化，產生生物有機肥。
(2 )發酵後的攪碎生活固體垃圾或糞便或沼渣或汙水處理廠汙泥或可生物降解工業固體垃圾，與SFCs 按3: 1至1: 3的體積比混合形成疏鬆體，放入沼氣池中。IO天后大量產生沼氣，收集並淨化得清潔能源。
(3) 以上過程產生的沼氣，主要成分是CH"同時也含有較高濃度的氨氣和硫化氫等有害氣體，在沼 氣直接作為能源使用的過程中形成二次汙染。沼氣需在淨化除去氨氣和石危化氫等氣體後，才是生態清潔能 源。可利用如例2 0中的SFCs化學吸附淨化器對收集的沼氣進行淨化，即以淨化器中的酸性吸附材料淨 化氨氣，以淨化器中的鹼性吸附材料淨化硫化氫等酸性氣體，產生生態清潔能源。
(4) 使用SFCs化學吸附淨化器也可對收集的垃圾填埋氣進行淨化，除去氨氣和硫化氫等有害氣體。 例27. 植物源SFCs在生態式空氣及水淨化中的應用
建立生態空氣淨化設備如圖6,設備可大型化。其中，風機40w,裝填SFCs體積60cmx60cmx20cm,混 合移栽蘆薈、常青藤、吊蘭、菊花、仙人掌、文竹、青菜等，並引入土著好氧微生物群落及100條蟲iiC 化學粗濾網為木源鹼化纖維素化SFC-IV。淨化設備上端明顯出風，其溫度低於周圍環境1-3。C，相對溼 度高於周圍環境10-20%。各移栽植物復壯迅速，生長茂盛，蟲丘封l活躍。少量真菌、原生動物和微型 後生動物在該環境中自然生長，參與對汙染物的分解。出風空氣清新，消除VOCs、甲醛、C02、 CO、 S02、香菸煙霧、廚房油煙味、汽車尾氣、臭氧、塵蟎、花粉的功效顯著。每天以生物燃料煙燻進氣l-2 小時，連續3周，保持淨化效果，各植物無顯著的不良反應。播種青菜籽，在2-9。C的冬季室溫條件下， 一周後出芽，生長茂盛，證明該人造生態環境適於植物的發育和生長，在低溫季節，淨化設備上加罩金 字塔型溫室，有保溫和聚集金字塔能的效應，各植物生長茂盛，蟲丘封l活躍，保持分解汙染物的能力。
該生態空氣淨化設備，可有效地固定大氣中的C02,即通過SFCs介導的溼潤環境將氣相中的C02轉移 至液相被吸附並富集於SFCs中，再經SFCs中的植物根系吸收固定。
該生態空氣淨化設備置於因氣候變暖和人為汙染而頻發的霧霾籠罩災害天氣下，可淨化由於汙染造 成的氣溶膠複合粒子，具有消除霧霾的明顯功效。
該生態空氣淨化設備置於交通繁忙公路口附近，具有消除灰塵，消除汽車尾氣，消除霧霾的明顯功效。
建立生態空氣及水淨化設備如圖7,設備可大型化。風機40w，裝填SFCs體積40cmx40cmx40cm，其中， 汙水處理層高約15cm,汙氣處理層高約25cm。在汙水處理SFCs層引入厭氧微生物。在汙氣處理層混合移 栽蘆薈、常青藤、吊蘭、文竹等，引入好氧微生物及100條組封l。向汙水處理層注入由爛菜汙水和糞尿汙 水混合的汙水，流出水淨化效果顯著。淨化設備側上端明顯出風，其溫度低於周圍環境1 - 3°C，相對 溼度高於周圍環境10-15%。各移栽植物生長茂盛，蚯賴活躍。少量真菌、原生動物和微型後生動 物在該環境中自然生長，參與對汙染物的分解。消除VOCs、 C02、 CO、油煙、臭氧、塵蟎、花粉顯著。 例28. 植物源SFC - V的醫學健康應用
(1) 本發明者以混合木源和秸稈源SFC-V為口服劑，每次lg,每天三次，連續一個月，有減肥效果。
(2) 本發明者醉酒後服用5g混合木源和秸稈源SFC-V,很快醉意大減，醉酒不適度明顯降低。
例29. SFC - I的醫學健康應用
(1) 澱粉500g，糯米粉500g,米粉500g,玉米粉500g,麵粉500g,各平鋪於烤盤中，上覆以2-5cm厚 的細沙，置於溫度180°C至300°C的鼓風烤箱中，沙溫到達指定溫度後繼續加熱1 - 5小時。停止加熱，自 然降溫到100。C後取出得澱粉源、糯米粉源、米粉源、玉米粉源和麵粉源SFC-I,皆為黑色炭塊狀。處理 過程有一些碳元素氣化放出，SFC - I從原料到產品的碳保留率為8 5-9 5 % 。
(2) 澱粉源、糯米粉源、米粉源、玉米粉源和麵粉源SFC-I，放在水中，皆表現良好的疏水能力， 不吸水且漂浮在水上達一周以上。放入酒精中，則迅速吸附酒精。
(3) 本發明者以混合澱粉源、糯米粉源、米粉源、玉米粉源和麵粉源SFC-I為口服劑，每次lg,每 天三次，連續一個月，無任何不適，有減肥效果，精力旺盛。本發明者醉酒後服用5g混合澱粉源、糯米 粉源、米粉源、玉米粉源和麵粉源SFC-I，很快醉意大減，醉酒不適度明顯降低。
例30.以植物源SFC為中介殺滅水源中的致病微生物
建立以SFCs為中介的厭lL/氧化水處理系統。該系統包括SFCs厭氧和SFCs氧化的兩個步驟。SFCs 厭氧步驟以圖5方式進行。其中，在隔艙l引入好氧微生物，使水源中的氧氣被大量消耗，在隔艙2和後 續的隔艙所造成的缺氧環境中抑制和殺滅水源中的好氧性致病微生物，如軍團菌。SFCs厭氧步驟的出 水再進入SFCs氧化步驟。SFCs氧化步驟以圖4的水淨化部1的方式進行'其中，風機所引入的空氣含高 級氧化介質，如臭fiyuv,可在該強氧化環境中殺滅水源中的好氧性和厭氧性致病微生物，如沙門氏菌。 例31.以植物源SFC為中介現場治理實驗室有機汙水
建立以SFCs為中介的吸附/氧化處理實驗室有機汙水系統。該系統包括SFCs吸附和SFCs高級氧化 的兩個步驟。SFCs吸附以圖10的過濾吸附部分l的方式進行。此步驟可半封閉運行，避免可揮發性有機 汙染物氣體的外洩，在進水口和出水口設有開關控制。倒入有機汙水，關閉進水口，有機汙染物被SFCs 吸附。當SFCs吸附有機汙染物飽和後，連容器整體取出並更換新SFCs,取出物密封另行資源化處理。粗 處理出水經出水口開關進入SFCs高級氧化階段。SFCs高級氧化以圖10的吸附分解部分3的方式進行，對 粗處理出水中的殘餘有機汙染物進行吸附和氧化分解。特殊的是，此步驟不以微生物進行氧化分解，而由 風機引入高級氧化介質進行氧化分解，如臭氧/UV,臭氧濃度20 - 1000mg/m3。出水可達標排放。
例如，在該系統中處理苯酚汙水。粗處理出水進入SFCs高級氧化階段前，調節pH至ll。利用臭氧 產生的.OH自由基，可氧化被SFCs富集濃縮的苯酚為醌類，再氧化為脂肪酸，最後成為CO,和水。鹼性條 件下，臭氧產生.OH自由基的速度加快，利於該氧化分解反應的進行。出水經中和後排放。 例32. 植物源SFC - V的零價鐵複合物
將1L的lmra顆粒狀木源SFC-V,與l-5L的100目零價鐵粉，及pH4-5的膠水混合，壓製成型，陰乾。 該複合物具有顯著的靜電防護能力、電^ 茲場屏蔽能力、放射性防護能力、化學吸附能力和催化分解能力， 如具有吸收並減少電視和計算機電磁波的作用。如具有一定的消除曱醛、氨水、香菸味的作用。 例33.植物源SFCs的殼聚糖複合物
製備殼聚糖以質量百分比濃度4 0 - 5 0%氫氧化鈉溶液浸泡攪拌甲殼素粉2h,將該混合物置於家 用微波爐(2450 MHz,輸出功率650 W)中，加熱15min。傾去溶液，水洗至中性。加入4 0 - 5 0%氫氧化 鈉溶液，微波加熱15min。水洗至中性，微波烘乾，得殼聚糖粉。混合殼聚糖粉與SFCs粉，物理相容性好。
(1) 本發明者口服米粉源SFC - I與殼聚糖5: 1體積比混合物，每次lg,日三次，連續一月，可減肥，
(2) 粉狀秸稈源SFC-IV與殼聚糖粉按5:1體積比混合，艱雞，雞喜食，健康活潑，無異常。 (3 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，對油汙有很強的吸附能力'
(4 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，對含鉛離子和汞離子的汙水有較強的淨化力。 (5 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，接種SFCs好氧微生物汙水淨化器中的成熟 菌種，施加廢氣和汙水。微生物迅速成長，淨化廢氣和汙水效果明顯。
(6 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，置SFCs空氣淨化器中(圖8 ),以2 - 5g/L 檸檬酸溶液循環噴淋。對空氣中的軍團菌和其它致病^t生物有明顯的抑制和淨化效果。
(7 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，以羧甲基纖維素鈉粘合成型。抗輻射。 (8 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按3: 1體積比混合，對含負電荷的膠體微粒汙染的流體有較強的 淨化力，絮凝過濾的效果明顯。
例34. 植物源SFCs的鹼性纖維素化處理和磷酸鉤/碳酸鉤化處理
U)2L SFC-IV與羧曱基纖維素鈉漿糊混合成型後放入烤盤中，厚2cm,上覆lcm矽沙，置烤箱中， 300。C鼓風熱處理2小時。得好J^黑色SFC-V。產物非常親水，吸溼能力強，呈鹼性，其阻燃性能比SFCs 有明顯提高。溼潤的產品裝填在化學吸附式空氣淨化器中，去除CO,、 S02和垃圾惡臭的效率達9(T/。以上。 (2) SFC-IV與羧曱基纖維素鈉稀漿糊少許混合，使SFC-IV表面上漿，加入石灰水，在攪動下緩慢滴 入lM磷酸至pH8.5，繼續攪動l小時。除液後，置烤箱中，100。C鼓風烘乾，得磷酸輛/破酸輛化SFC-V。 例35. 植物源SFCs的珪化處理
100g SiOa與100g Na,SiO,混合，加zlc使半溶解，溶液pfel2。以該液浸漬SFCs過夜.將擠幹溶液的 SFCs烘乾，繼而沙埋放入烤箱中，300。C鼓風熱處理4小時。矽化處理後的SFCs，無硬化現象，阻燃。 例36. 植物源SFCs對務改汙水和餐炊油煙廢氣的一體化治理
建立餐坎汙水和餐汰油煙廢氣複合治理步驟如下，
餐沃汙7jc預處理含殘渣、油汙和洗滌劑的餐飲汙水經圖9所示方式除去殘渣和部分油汙，再經圖10 中的過濾吸附部分1所示方式進一步除去油汙。收集的殘渣和油汙用於製備生物銅料和生物柴油。
餐沃油煙廢氣淨化餐坎油煙廢氣經圖8所示方式降溫，除去油煙粒子、氣溶膠和化學氣味後排放。 利用預處理後的餐改汙水作為淋洗液，使餐飲油煙廢氣中的油煙粒子、氣溶膠和化學汙染物溶入淋洗液。
餐飲汙水淨化含有溶於液相的油煙粒子、氣溶膠和化學汙染物的淋洗收集液經圖10所示過濾吸附 方式除去油汙，及好氧微生物方式除去可生物降解型汙染物，再經圖5所示厭氧微生物方式進一步除去可 生物降解型汙染物。淨化水排出或在餐飲油煙廢氣淨化過程中循環使用。 例37. 植物源SFCs參與蚯賴淨化固體垃圾
將發酵後的攪碎生活固體垃圾或人畜糞便或沼渣或汙水處理廠汙泥或可生物降解型工業固體垃圾廢 物，與SFCs按3: 1至1: 3的體積比混合形成疏鬆體，放入SFCs生態型淨化器(圖6 ),裝料厚30cm, 出風面60cmx60cm,風機48w,進風溫度25 - 3 0°C。引入好氧微生物和蚯封l,但不引入植物，不 施以光照，不加紫外燈。真菌、原生動物和微型後生動物在該環境中自然生長.同時，部分 遮蔽淨化器頂部，定時噴淋，製造i丘圳喜歡的陰暗、潮溼、溫暖的環境；使用低噪聲風機，製造蚯 蟲;l喜歡的安靜、透氣、異味少的環境；SFCs與固體垃圾的混合物可用上下多層疊放盤的方式放置，疊放盤 的底部有帶孔隔板，蚯蚓可在各層之間自由活動，製造蚯蚓喜歡的同代同居的環境。提供新鮮空氣，斷面 風速以微風為宜，風速可低於3m/min。含有高鹽或高農藥殘留的固體垃圾，因毒害蟲丘封l,不可使用。
SFCs與發酵後的攪碎生活固體垃圾的混合物，經蚯^|,微生物、真菌、原生動物和微型後生動 物的協同分解，生成生態有機肥，其C/N比降低50。/。以上。可定期從淨化器頂部投加固體垃圾，也可定 期更換全料。處理含有較高濃度重金屬固體垃圾所生產的蚯賴體，因富集重金屬，其資源再利用時慎用。 例38. 植物源SFCs參與酵母發酵淨化碳7jc化合物類廢棄物
將發酵後的攪碎碳7jC化合物類廢棄物或生活垃圾，與SFCs和少量腐植土，按3: 3: 1的體積比混合形 成疏鬆體，放入SFCs生態型淨化器(圖6)。裝料厚40cm,出風面6 0cmx6 Ocm,風機48w,進風 溫度20 - 30°C，斷面風速以微風為宜，風速可低於3m/min。。引入酵母，但不引入植物，不施以光照， 不加紫外燈。其它好氧微生物、蚯封i、真菌、原生動物和微型後生動物在該環境中自然生長。 同時，遮蔽淨化器頂部，定時噴淋溼潤水。在有氧條件下，酵母菌利用碳水化合物廢棄物中的澱粉、
糖類、有機酸作為碳源進行有氧代謝。二十天後，碳水化合物廢棄物與SFCs呈鬆軟腐熟態，無味，其體 積縮小40 %以上，收集的溼潤水也無味。腐熟混合物可為生態有才;u肥。 例39. 植物源SFCs與硼酸和還原糖形成的分子篩介質
硼酸和還原糖中的順式二羥基進行可逆鍵合，可形成結構緊密的高分子凝膠。使該高分子凝膠在SFCs 的多孔表面上聚合，則形成一種分子歸過濾層包覆的SFCs多孔物質，可用於化學物質的儲存或去除流體 中汙染的化學汙染物及重金屬離子等.通過改變硼酸和還原糖的反應濃度等方式，還可以調節分子篩的孔 徑大小和相對比例，分別儲存或去除不同分子大小的汙染物。在凝膠包覆前，對SFCs多孔物質進行化學 預處理，可提高SFCs多孔物質對化學物質的儲存能力或栽體能力。
例，在500g粉狀木源SFC-V中加入200mM硼酸鈉1000ml, pH10,混合均勻後，再加入100raM果糖 1000ml，或lOOraM甘露糖或葡萄糖1000ml，混合均勻，靜置2小時，得邱皮分子篩過濾層包覆的SFCs多孔 物質.在防毒面具中裝填該複合物，可有效消除VOCs、甲醛、CO,、 C0、 S02、香菸煙霧、廚房油煙味等. 例40. 可以不使用電能驅動空氣流通的SFCs淨化介質，節能降耗
在11米高的建築物靠外牆搭建煙囪，煙囪內徑30cm,高10. 5米。煙囪的底部連接一個2mx3m的透明 塑料棚，棚底與地面有lcm的空隙。煙囪的頂部連接SFCs生態型淨化器(圖6),無風機，淨化器內 置物如例37。因塑料棚的溫室作用，煙囟底部進入的汙染空氣經太陽照射升溫，或經凹鏡加熱，利用空 氣熱升冷降的特點，加上煙自的壓差作用，共同驅動空氣在煙自中自下向上運動，經過頂部SFCs生態型 淨化器淨化後排出。煙囪底部連接的透明塑料棚，如採用金字塔型的設計，得到的動能量還可進一步提高。 例41. 植物源SFCs淨化介質對碳汙染和氮汙染的7JC體和氣體的一體化治理
對富營養化生活汙水，垃圾汙水處理產生的氨氮氣體和汽車尾氣汙染進行綜合治理，採取生物脫氮配 合化學脫氮的流程，串聯生物反硝化池(如困5設備)，化學催化反硝化池(如圖5設備)，化學催化 硝化池(如困4的水淨化部)或生物硝化池(如圖4的水淨化部)。向生物反硝化池通入生活汙水，池 中填充SFCs及附著的反硝化菌。出水用酸調pH至2-3後，進入化學催化反賄化池，池中填充SFCs及附 著的零價鐵粉。出水用鹼調pH至中性或偏鹼性後，與垃圾汙水處理產生的氨氮氣體和汽車尾氣汙染一起， 進入化學催化硝化池，池中填充SFCs及附著的二氧化錳；或進入生物硝化池，池中填充SFCs及附著的硝 化菌。出水回流到前置的生物反灘化池。最後出水氨氮小於2毫克/升，硝酸鹽氮小於10毫克/升，以及 COD小於50毫克/升，出氣氮淨化率75 - 90 %.實現高級生態型碳減排和高級生態型氮減排。 例42. SFC-VIII在金字塔倉庫中的儲存，植物在金字塔型溫室中的生長，金字塔按南北方向放置
(1) 春夏季，在金字塔倉庫中用敞口玻璃皿分別放置新鮮的尿、牛奶、酸奶、鮮花、菜葉、死蟲、 魚內臟、豬肉等樣品，在距離5米遠處的木箱中放置同樣的樣品為對照。 一個月後，金字塔倉庫中的尿微 臭尚清，牛奶成為奶酪，酸奶保持原味，鮮花和菜葉嚴重失水，死蟲、魚內臟和豬肉微臭較幹；而對照中 的尿惡臭，牛奶惡臭腐敗，酸奶上一層厚厚的綠毛，鮮花和菜葉腐爛，死蟲、魚內臟和豬肉惡臭腐敗生蟲。
(2) 大豆和花生曬乾，含水率約20%，放入金字塔倉庫中儲存一年，取出，金字塔大豆的發芽率和 長勢皆優於對照，金字塔花生的色、香、味皆優於對照，金字塔花生對黃麴黴的感染率顯著低於對照。
(3) 金字塔倉庫放在室內，內存大豆和花生，可防黴變，且有顯著的吸收室內電磁波汙染的效果。
(4) 各種動物源和植物源SFC-VIII，製備如例1的(12) - (14),放入乾燥環境下的金字塔倉庫 中，歷經春夏秋三季共八個月，所有SFC-VIII樣品皆更加脫水幹化硬化，無臭味，無滋生蟲蠅。
(5) 重金屬和農藥中毒死亡的小鳥各一隻，去內臟，烘乾，埋入-灰酸鈉或石灰粉中IO天繼續脫水幹 化，最後放入乾燥環境下的金字塔倉庫中。半年後觀察，小鳥體更加脫水幹化硬化，無臭味，無滋生蟲蠅。
(6) 招金字塔型溫室，支架為木竹，正四角錐體，底邊長100cm，側稜長95cm,包塑料地膜，頂部 有氣孔，底部距地2cm。內種蔬菜。蔬菜長勢明顯比對照好，無病蟲害發生，不施農藥，蔬菜口感好。
(7) 金字塔倉庫放在室內，內藏酒2瓶。半年後品味，味道比對照更加醇厚，爽口。
權利要求
1.一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於以不低於75％的碳轉化率，將 通常在死亡後1星期至1年內即可自然降解並產生溫室氣體的植物性有機物質，轉化為具有40年以 上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳，通過生態型穩態功能碳的原料來源、 製備過程、儲存或通過生態型穩態功能碳的原料來源、製備過程、功能化使用，組成可規模化實現 的生態型碳減排的系統化方法，使總碳循環量減少，包括以下步驟 (1)提供所述的植物性有機物質； (2)所述的有機物質與0-95％體積的穩定促進劑混合； (3)使步驟(2)的混合物被掩蓋在矽沙或鐵沙中，加熱溫度180℃至350℃，時間30分鐘至24小時，同時，使熱空氣流經矽沙或鐵沙的頂部，所產生的溼氣和可揮發性物質透出矽沙或鐵沙被流動的熱空氣帶走，被帶走的可揮發性物質經冷凝器收集成為新能源新資源，其餘氣體經空氣淨化器淨化後排出；(4)冷卻，分離出所述的矽沙或鐵沙，得到具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳(I)；(5)儲存所述的生態型穩態功能碳(I)，實現初級生態型碳減排和初級生態型非碳元素減排，或功能化使用所述的生態型穩態功能碳(I)，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素減排。
2. —種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於以不低於75 %的碳轉化率，將 通常在死亡後1星期至1年內即可自然降解並產生溫室氣體的植物性有機物質，轉化為具有40年以 上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳，通過生態型穩態功能碳的原料來源、 製備過程、儲存或通過生態型穩態功能碳的原料來源、製備過程、功能化使用，組成可規模化實現 的生態型碳減排的系統化方法,使總碳循環量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質；(2) 所述的有機物質與0-95%體積的穩定促進劑混合；(3) 使步驟(2)的混合物被掩蓋在矽沙或鐵沙中，以凹鏡或凹鏡組聚集太陽能加熱，時間2分鐘至5 小時，同時，使熱空氣流經矽沙或鐵沙的頂部，所產生的溼氣和可揮發性物質透出矽沙或鐵沙被 流動的熱空氣帶走，被帶走的可揮發性物質經冷凝器收集成為新能源新資源，其餘氣體經空氣淨 化器淨化後排出；(4) 冷卻，分離出所述的矽沙或鐵沙，得到具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的 生態型穩態功能碳(II);(5) 儲存所述的生態型穩態功能碳(II )，實現初級生態型碳減排和初級生態型非碳元素減排，或功能 化使用所述的生態型穩態功能碳(II )，實現高級生態型碳減排或高級生態型非破元素減排。
3. —種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於以不低於75°/。的碳轉化率，將 通常在死亡後1星期至1年內即可自然降解並產生溫室氣體的植物性有機物質，轉化為具有40年以 上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳，通過生態型穩態功能碳的原料來源、 製備過程、儲存或通過生態型穩態功能碳的原料來源、製備過程、功能化使用，組成可規模化實現 的生態型碳減排的系統化方法,J吏總碳循環量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質；(2) 所述的有4fU物質與0 - 95%體積的穩定促進劑和0-0. 5M^f教波吸收介質混合；(3) 使步驟(2)的混合物被掩蓋在矽沙中，微波加熱，時間5分鐘至5小時，同時，使熱空氣流經矽 沙的頂部，所產生的溼氣和可揮發性物質透出矽沙被流動的熱空氣帶走，被帶走的可揮發性物質 經冷凝器收集成為新能源新資源，其餘氣體經空氣淨化器淨化後排出；(4) 冷卻，分離出所述的矽沙，得到具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型 穩態功能碳(III );(5) 儲存所述的生態型穩態功能碳(III ),實現初級生態型碳減排和初級生態型非碳元素減排,或功 能化使用所述的生態型穩態功能碳(III ),實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素減排。
4. 一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於以不低於75%的碳轉化率，將 通常在死亡後1星期至1年內即可自然降解並產生溫室氣體的植物性有機物質，轉化為具有40年以 上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳，通過生態型穩態功能碳的原料來源、 製備過程、儲存或通過生態型穩態功能碳的原料來源、製備過程、功能化使用，組成可規模化實現 的生態型碳減排的系統化方法，使總碳循環量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質；(2) 對所述的有機物質在溫度110°C至350°C的氧化介質中加熱，時間5分鐘至24小時，同時，使熱 氧化介質流經有機物質，所產生的粉塵、溼氣和可揮發性物質被流動的熱氧化介質帶走，被帶走 的粉塵經除塵器收集成為原料，可揮發性物質經冷凝器收集成為新能源新資源，其餘氣體經空氣 淨化器淨化後排出；(3) 冷卻，得到具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳(IV);(4) 儲存所述的生態型穩態功能碳(IV ),實現初級生態型碳減排和初級生態型非碳元素減排，或功能 化使用所述的生態型穩態功能碳(IV )，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素減排。
5. —種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於以不低於75%的碳轉化率，將 通常在死亡後1星期至1年內即可自然降解並產生溫室氣體的植物性有機物質，轉化為具有40年以 上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳，通過生態型穩態功能碳的原料來源、 製備過程、儲存或通過生態型穩態功能碳的原料來源、製備過程、功能化使用，組成可規模化實現 的生態型碳減排的系統化方法,使總碳循環量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質；(2) 對所述的有機物質在溫度110°C至350°C的氧化介質中加熱，時間5分鐘至24小時，同時，使熱 氧化介質流經有機物質，所產生的粉塵、溼氣和可揮發性物質被流動的熱氧化介質帶走，故帶走 的粉塵經除塵器收集成為原料，可揮發性物質經冷凝器收集成為新能源新資源，其餘氣體經空氣 淨化器淨化後排出；(3) 冷卻，得到具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳(IV);(4) 所述的生態型穩態功能碳(IV)與0-95%體積的穩定促進劑和0-0.5M微波吸收介質混合；(5) 對步驟(4)的混合物，按權利要求1所述的步驟(3)處理，冷卻，分離出所述的矽沙或鐵沙， 得到具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳(V);或按權利 要求2所述的步驟(3)處理，冷卻，分離出所述的矽沙或鐵沙，得到具有40年以上穩定安全期 碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳(VI );或按權利要求3所述的步驟(3)處理， 冷卻，分離出所述的矽沙，得到具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型 穩態功能碳(VII);(6) 儲存所述的生態型穩態功能碳(V )、 ( VI)或(VII),實現初級生態型碳減排和初級生態型非碳 元素減排,或功能化使用所述的生態型穩態功能碳(V )、 ( VI)或(VII),實現高級生態型碳減排 或高級生態型非碳元素減排，
6. —種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於以不低於75%的碳轉化率，將 通常在死亡後1星期至1年內即可自然降解並產生溫室氣體的植物性有機物質或動物性有機物質，轉 化為具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能碳，通過生態型穩態功 能碳的原料來源、製備過程、儲存或通過生態型穩態功能碳的原料來源、製備過程、功能化使用， 組成可規模化實現的生態型碳減排的系統化方法,使總破循環量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質或動物性有機物質；(2) 對所述的有機物質進行脫水幹化，^f吏含水率降至10 - 20%;(3) 將步驟(2)的脫水幹化後的有機物質放入千燥的金字塔倉庫中或埋入沙漠中，進一步脫水幹化， 使含水率至8 %以下，並保持脫水幹化狀態；(4) 得到具有40年以上穩定安全期碳結構和具有多種使用功能的生態型穩態功能破(VIII);(5) 在金字塔倉庫或沙漠中儲存所述的生態型穩態功能碳(VIII),實現初級生態型碳減排和初級生 態型非碳元素減排，或在金字塔倉庫或沙漠中功能化使用所述的生態型穩態功能碳(VIII),實現 高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素減排。
7. 如權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特 徵在於所述的植物性有機物質選自木材、樹皮、葉、杆、莖、殼、皮、根、花、種子、草、髄、海草 類、海綿、甘蔗、甜高粱、甜菜、豆類、米、小麥、麵粉、玉米、棵麥、大麥、燕麥、粟、麻、亞麻、 薴麻、花生、油棕櫚、菸葉、茶葉、棉花、布、紙、紙箱、紙漿、城市有機廢物、庭園廢棄物、蘑菇 培養基、藻類、真菌類、泥炭、或被化學汙染的以上植物性有機物質、或發酵後的以上植物性有機物 質中的一種或多種；所述的動物性有機物質選自原生動物、腔腸動物、環節動物、軟體動物、節肢動 物、魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類、或被化學汙染的以上動物性有;f幾物質中的一種或多種； 所述的動物性有機物質選自所述動物的完整個體、器官、組織、細胞中的一種或多種。
8. 如權利要求1、 2、 3或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於 所述的穩定促進劑選自植物果實、石油副產物、蛋白質、油脂、膠、表面活性劑、糖、無機鹽、酸中 的一種或多種。
9. 如權利要求2或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於所述 的微波吸收介質選自乙醇、酸、鹼、鹽類或海水中的一種或多種。
10. 如權利要求4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於所述 的氧化介質選自空氣、氧氣、臭氧、過氧化氫中的一種或多種。
11. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變哮的生態型碳減排的系統化方法，其特徵 在於所述的"儲存所述的生態型穩態功能碳，實現初級生態型碳減排和初級生態型非碳元素減排"， 是通過高壓壓縮後包裝儲存或高壓壓縮後真空包裝儲存生態型穩態功能碳，減少體積30-70%,提高儲 存穩定期限20%以上。
12. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵 在於所述的"功能化使用所述的生態型穩態功能碳，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素 減排"，是將生態型穩態功能-灰與疏水親油性有機材料、親水性有機材料或無機材料中的一種或多種混 合製備複合材料，在複合材料的原料來源、製備、儲存、經濟使用或使用後的過程中，通過提高碳栽 體穩定性、建築節能、節約資源能源和減少汙染的一種或多種，實現高級生態型碳減排或高級生態型 非碳元素減排。
13. 如權利要求12所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於所述的 疏水親油性有機材料選自塑料、橡膠、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、瀝青、焦油的一種或多種；所述 的親水性有機材料選自羧曱基纖維素鈉、殼聚糖、表面活性劑、螯合劑的一種或多種；所述的無機材 料選自零價鐵粉、二氧化錳、粉煤灰、煤幵石、爐渣、黃土、巖棉、玻璃棉、石粉、沙石、水泥、石 灰、石膏、確酸鈣、硼酸的一種或多種。
14. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵 在於所述的"功能化使用所述的生態型穩態功能碳，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素 減排"，是將生態型穩態功能碳埋入土壤，通過促進土壤儲碳、治理土壤汙染、少施化肥農藥、減少 一氧化二氮和曱烷排放、保障食品安全、保護生物多樣性及恢復土壤自然生態系統的一種或多種， 實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素減排。
15. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵 在於所述的"功能化使用所述的生態型穩態功能碳，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素 減排"，是使動物體或人體攝入生態型穩態功能碳，通過吸附並排出動物體或人體中的有毒有害物質、 減肥、保障食品安全、保障健康質量、減輕醫療負擔的一種或多種，實現高級生態型碳減排或高級生 態型非碳元素減排。
16. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵 在於所述的"功能化使用所述的生態型穩態功能碳，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素 減排"，是使汙染水體或汙染氣體流經生態型穩態功能碳，汙染水體或汙染氣體中的顆粒汙染物、致 病孩t生物或化學汙染物的一種或多種得到過濾吸附富集儲存或分解，通過減少汙染、節約資源能源和 發展資源能源的一種或多種，實現高級生態型碳減排或高級生態型非破元素減排。
17. 如權利要求l、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵 在於所述的"功能化使用所述的生態型穩態功能碳，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素 減排"，是將生態型穩態功能碳與氣化還原催化劑混合製備複合材料，使汙染7jc體或汙染氣體流經複合 材料，汙染水體或汙染氣體中的顆粒汙染物、致病^t生物或化學汙染物的一種或多種得到過濾吸附富 集並發生氧化還原催化反應，通過減少汙染、減少溫室氣體釋放和發展資源能源的一種或多種，實現 高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素減排。
18. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型^s岌減排的系統化方法，其特徵 在於所述的"功能化使用所述的生態型穩態功能碳，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素 減排"，是將生態型穩態功能^f友與生物活性物質構成立體生態系統，^使汙染水體或汙染氣體流經立體生 態系統，提供有氧通風環境或厭氧環境，生態型穩態功能破對汙染水體或汙染氣體中的顆粒汙染物、 致病微生物或化學汙染物的一種或多種進行過濾吸附富集或分解，在生態型穩態功能碳中的生物活性 物質對過濾吸附富集的汙染物再進行吸收降解淨化，通過減少汙染、節約資源能源和發展資源能源的 一種或多種，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素減排。
19. 如權利要求18所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型^ 友減排的系統化方法，其特徵在於所述的"在生態型穩態功能碳中的生物活性物質"，是含有碳酸酐酶的生物細胞裂解液，以二氧化碳為底物， 使二氧化碳流經生態型穩態功能碳和碳酸酐酶，氣相的二氧化碳被生態型穩態功能碳吸附富集，被 碳酸酐酶催化轉變為液相的碳酸氬根，再轉變為固相的碳酸鹽沉澱，通過固定空氣二氧化碳，實現高 級生態型碳減排。
20. 如權利要求18所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於所述的"在生態型穩態功能碳中的生物活性物質"，是植物根系、植物根系活性分泌物、植物莖葉、藻類、 微生物、酵母菌、真菌、酶、蚯i引、原生動物和微型後生動物的一種或多種，以汙染水體或 汙染氣體中的汙染物的一種或多種為營養物質或底物，以二氧化碳為光合作用原料，使汙染7jC體或汙 染氣體流經生態型穩態功能碳和生物活性物質，提供有氧通風環境，汙染7jc體或汙染氣體中的顆粒汙 染物、致病微生物和化學汙染物的一種或多種得到富集利用和降解淨化，通過固定二氧化碳、硝化氨 氮和氮氧化物、減少汙染和生產生態物質資源的一種或多種，實現高級生態型^f友減排或高級生態型非 碳元素減排。
21. 如權利要求18所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型碳減排的系統化方法，其特徵在於所述的"在生態型穩態功能碳中的生物活性物質"，是植物根系、植物根系活性分泌物、植物莖葉、條類、 微生物、酵母菌、真菌、酶、蚯到|、原生動物和微型後生動物的一種或多種，以固體有機廢棄 物為營養物質或底物，以二氧化碳為光合作用原料，將生態型穩態功能碳、生物活性物質和固體有機 廢棄物混合，提供有氧通風環境，通過固定二氧化碳、降解淨化固體有機廢棄物、減少固體有機廢棄 物因自然分解所釋放的溫室氣體、生產生態物質資源的一種或多種，實現高級生態型碳減排或高級生 態型非碳元素減排。
22. 如權利要求6所述的一種應對全球性氣候變暖的生態型破減排的系統化方法，其特徵在於所述的"功能化使用所述的生態型穩態功能碳，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元素減排"，是將 所述的植物性有機物質或動物性有機物質中的植物食品、植物種子或動物食品的一種或多種脫水幹化 後儲存於金字塔倉庫或沙漠中，或構成金字塔倉庫的建築材料，通過貯備食品種子、節約能源、降低 消耗、減少汙染物的排放、減少電磁汙染的一種或多種，實現高級生態型碳減排或高級生態型非碳元 素減排。
全文摘要
為應對全球性氣候變暖，本發明提供一種生態型碳減排的系統化方法，特別是提供一種由生態型穩態功能碳(Stabilized Functional Carbons，SFCs)的原料來源、製備過程、儲存或功能化使用所組成的碳減排的系統化方法，使總碳循環量減少，具有在全球減少5-100億噸碳排放的規模可行性、經濟可行性、資源可行性、生態可行性和技術可行性。SFCs由植物性或動物性有機物質分別經七種熱化學過程和一種脫水幹化過程，以不低於75％的碳轉化率製備而得。本發明將易被生物氧化分解的生物有機物質轉化為具有40年以上穩定安全期碳結構的SFCs，通過SFCs穩定的碳儲存庫實現初級生態型碳減排和非碳元素減排，通過SFCs的碳功能化使用庫在多種碳排放源頭控制和減少碳排放，實現高級生態型碳減排和非碳元素減排。
文檔編號C01B31/08GK101362596SQ20081011094
公開日2009年2月11日 申請日期2008年6月18日 優先權日2008年6月18日
發明者梁知維 申請人:梁知維