生物質(zhì)廢棄物水熱制肥技術(shù)研究進(jìn)展

許鳳智，許傳陽(yáng)，楊英，張志

(河南理工大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，河南 焦作 454003)

生物質(zhì)廢棄物主要包括餐廚垃圾、城市糞便、城鎮(zhèn)污泥、農(nóng)作物秸稈以及畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便等，年產(chǎn)量巨大[1-2]。不同生物質(zhì)廢棄物組成成分、含量具有較大差異，如餐廚垃圾具有高含水率、高含鹽量以及高有機(jī)質(zhì)含量，同時(shí)也富含有氮、磷、鉀、鈣以及各種微量元素[3]；城鎮(zhèn)污泥除具有高含水率外，還含有重金屬、有機(jī)質(zhì)、氮和磷等營(yíng)養(yǎng)元素以及病原菌等有害物質(zhì)[4]。其中肥料化是生物質(zhì)廢棄物資源化方式之一[5]，但傳統(tǒng)的堆肥方式具有無(wú)害化不徹底、處理周期長(zhǎng)、有機(jī)質(zhì)損失大、易造成二次污染等缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法很好的彌補(bǔ)解決[6]。

水熱技術(shù)是以水作為反應(yīng)溶劑，在一定溫度(>100 ℃)和壓力條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的一種技術(shù)方法[7]。水在高溫高壓條件下密度小、粘度低，分子運(yùn)動(dòng)速度快，若將反應(yīng)物置于水熱條件下會(huì)具有更高的反應(yīng)活性[8]。水在水熱反應(yīng)中既作為反應(yīng)介質(zhì)又作為反應(yīng)物，甚至作為催化劑參與水熱反應(yīng)可以顯著提高反應(yīng)速率[9]。由此，水熱技術(shù)在固體廢物處理中引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。然而基于目前研究利用生物質(zhì)廢棄物水熱碳化(180～260 ℃)制取生物炭材料、水熱液化(280～340 ℃)制備生物柴油、以及水熱氣化(>400 ℃)生產(chǎn)含氫氣體等[10-14]報(bào)道較多，而對(duì)于反應(yīng)條件較低、較溫和的生物質(zhì)廢棄物水熱制肥(150～220 ℃)卻較少報(bào)道，因此文章主要探討生物質(zhì)廢棄物水熱制肥的相關(guān)研究情況，以此為生物質(zhì)廢棄物水熱制肥相關(guān)研究提供一定參考。

1 生物質(zhì)廢棄物水熱制肥反應(yīng)機(jī)理

1.1 水熱制肥技術(shù)

水熱制肥技術(shù)是指利用生物質(zhì)廢棄物在高溫密閉水介質(zhì)條件下經(jīng)過(guò)分解和聚合的復(fù)雜反應(yīng)過(guò)程，使生物有機(jī)質(zhì)強(qiáng)制、快速腐殖化，轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿犹己痛蠓肿犹冀Y(jié)合，速效和長(zhǎng)效搭配合理的一種新型制肥技術(shù)[15]。此技術(shù)是利用純化學(xué)反應(yīng)使生物質(zhì)內(nèi)豐富的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為類土壤腐殖質(zhì)物質(zhì)。由于此技術(shù)在密閉高溫高壓的水熱條件下加速了生物質(zhì)廢棄物的水解和氧化速率[13,16]，因此利用水熱法處理生物質(zhì)廢棄物制取水熱肥料(為方便描述，以下簡(jiǎn)稱為水熱肥)所需時(shí)間相對(duì)堆肥處理方式要明顯縮短，同時(shí)能避免運(yùn)行過(guò)程中污染物的排放，最終使生物質(zhì)廢棄物達(dá)到腐熟穩(wěn)定的目的。目前在實(shí)驗(yàn)室階段此制肥技術(shù)已基本成熟[17-18]。

1.2 生物質(zhì)廢棄物的水解與聚合

生物質(zhì)廢棄物水熱反應(yīng)制取水熱肥最重要的是使有機(jī)質(zhì)腐熟穩(wěn)定，形成類似土壤腐殖質(zhì)物質(zhì)。腐殖質(zhì)可分為胡敏素、胡敏酸和富里酸，其形成過(guò)程主要化學(xué)反應(yīng)分為兩大類：水解和縮合[19]。生物質(zhì)有機(jī)大分子通過(guò)水中氫離子的催化作用逐漸水解，再經(jīng)過(guò)一系列的脫水和脫甲醛作用轉(zhuǎn)化為芳香族化合物，然后與含氮化合物、水解糖和有機(jī)酸等縮合成腐殖質(zhì)[20-21]。由于生物質(zhì)廢棄物富含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、脂肪、蛋白質(zhì)和淀粉等有機(jī)物以及無(wú)機(jī)鹽和各種微量元素，所以生物質(zhì)廢棄物在實(shí)際水熱反應(yīng)過(guò)程中非常復(fù)雜，會(huì)伴隨一系列副反應(yīng)的發(fā)生，最終生成類土壤腐殖質(zhì)。生物質(zhì)廢棄物中的主要有機(jī)成分在水熱分解情況如下表1。其中在水熱反應(yīng)過(guò)程中各個(gè)物質(zhì)并不是按照順序分步反應(yīng)，而是分解和聚合同時(shí)進(jìn)行的復(fù)雜反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中有各種無(wú)機(jī)鹽和重金屬的參與，各個(gè)分子、基團(tuán)、物質(zhì)經(jīng)過(guò)一系列分解與聚合，最終形成類腐殖質(zhì)。

表1 生物質(zhì)廢棄物的水熱水解

1.3 腐殖質(zhì)的形成途徑

針對(duì)水熱反應(yīng)中腐殖質(zhì)的形成途徑，根據(jù)學(xué)者的一些研究和推測(cè)，在水熱反應(yīng)中腐殖質(zhì)的形成可能存在三種途徑，與堆肥腐殖質(zhì)的形成途徑對(duì)照見表2，且在水熱反應(yīng)中這三種途徑都有可能存在[19,22]。水熱反應(yīng)腐殖質(zhì)的形成相較于傳統(tǒng)堆肥腐殖質(zhì)的形成最本質(zhì)的區(qū)別在于水熱反應(yīng)中完全沒有微生物的參與。

表2 腐殖質(zhì)的形成途徑

YANG等[18,23]通過(guò)水熱反應(yīng)來(lái)模擬地球化學(xué)過(guò)程，合成了多種土壤營(yíng)養(yǎng)成分，提出了“水熱腐殖化”的合成策略，利用水熱反應(yīng)將生物質(zhì)廢棄物中的有機(jī)成分進(jìn)行分解、聚合，合成類腐殖質(zhì)，并驗(yàn)證腐殖質(zhì)中的富里酸與胡敏酸主要形成途徑見圖1和圖2。再利用熱解-氣相色譜/質(zhì)譜(Py-GC/MS)等設(shè)備分析所得到的腐殖質(zhì)和天然腐殖質(zhì)的組成成分和單元結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)合成的腐殖質(zhì)與天然腐殖質(zhì)在結(jié)構(gòu)和形態(tài)上具有高度相似性。同時(shí)利用水熱技術(shù)處理廢水污泥等物質(zhì)，研究分析得知，水熱條件下的污泥、生物質(zhì)分解和腐殖質(zhì)形成的主要原因是脫水和脫羧反應(yīng)。這些理論研究為利用水熱技術(shù)處理生物質(zhì)廢棄物制取水熱肥提供了有力支撐。

圖1 水熱反應(yīng)富里酸主要合成途徑Fig.1 Main synthesis methods of hydrothermal fulrich rich acid

圖2 水熱反應(yīng)胡敏酸主要合成途徑Fig.2 Main synthesis methods of humminic acid by hydrothermal reaction

2 物質(zhì)在水熱反應(yīng)中遷移轉(zhuǎn)化

2.1 營(yíng)養(yǎng)元素的遷移轉(zhuǎn)化

水熱肥中主要營(yíng)養(yǎng)元素為氮、磷、鉀等，它們的含量是評(píng)價(jià)水熱肥肥效的重要技術(shù)指標(biāo)，目前對(duì)于水熱法中氮與磷的遷移轉(zhuǎn)化研究較多、較為詳細(xì)。在水熱反應(yīng)中氮的形態(tài)和轉(zhuǎn)化機(jī)制受溫度影響較大，隨著溫度的升高，有機(jī)質(zhì)大量碳化，氮元素主要被分解為氨氮以及硝酸鹽氮遷移到液相中，在液相中主要以有機(jī)氮和氨氮的形式存在[26-28]，而殘留在固體產(chǎn)物中的氮元素主要以吡啶和吡咯氮形態(tài)存在[29]。

隨著水熱反應(yīng)的進(jìn)行，有機(jī)磷逐漸轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性較高的無(wú)機(jī)磷[30]。在改變反應(yīng)體系pH和添加催化劑條件下，會(huì)提高整個(gè)反應(yīng)體系磷的溶解度，促使磷元素大量溶解。YANG等[31-33]利用此技術(shù)處理生物質(zhì)廢棄物等固廢資源，將高度不溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化為植物可利用的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)磷元素的循環(huán)，為生物質(zhì)廢棄物的資源化利用和土壤營(yíng)養(yǎng)元素的可持續(xù)循環(huán)提供了有效途徑。這為解決土地退化，實(shí)現(xiàn)土壤養(yǎng)分的可持續(xù)循環(huán)發(fā)展和潛在資源的合理化利用奠定了重要理論基礎(chǔ)。

鉀元素的形態(tài)根據(jù)溶解難易程度可分為速效性鉀、緩效性鉀和難溶性鉀，王興棟等[34]的研究表明，在水熱處理過(guò)程中，速效性鉀幾乎完全溶入液相中，且隨著時(shí)間的增加，緩效性鉀也緩慢轉(zhuǎn)變?yōu)樗傩遭涍M(jìn)入液相，但仍有一半以上鉀元素殘留在固相中。

生物質(zhì)中的氮元素遷移轉(zhuǎn)化能力較強(qiáng)，而磷、鉀元素遷移能力相對(duì)較弱，大部分仍會(huì)停留在固相中，但磷元素會(huì)通過(guò)添加催化劑而易轉(zhuǎn)移到液相中，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)元素的損失，所以在水熱反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)充分考慮實(shí)際情況，選擇適當(dāng)催化劑和反應(yīng)條件。

2.2 無(wú)機(jī)鹽的遷移轉(zhuǎn)化

生物質(zhì)廢棄物如餐廚垃圾和城市污泥中含有大量無(wú)機(jī)鹽分和陰陽(yáng)離子，若不經(jīng)過(guò)有效處理，作為肥料和土壤改良劑施用土地后會(huì)導(dǎo)致土壤中離子濃度過(guò)高，造成土地的鹽堿化，同時(shí)也因植物體內(nèi)滲透壓低而大量失水，影響植物的生長(zhǎng)繁殖[35]。水熱處理可以顯著去除固相中的鹽分，熊晨[17]通過(guò)添加不同濃度的NaC1來(lái)模擬研究經(jīng)水熱處理后鹽分的遷移轉(zhuǎn)化情況，發(fā)現(xiàn)液相中鹽分占比在85%以上。

利用水熱法這種純化學(xué)高溫反應(yīng)技術(shù)，極大的提高了鹽分的溶解度，使固相中的無(wú)機(jī)鹽分轉(zhuǎn)化到液相中，固相中鹽分含量大大降低，此相對(duì)于傳統(tǒng)堆肥而言，極大地避免了肥料施用土地后造成土地離子濃度過(guò)高和土地鹽堿化等問(wèn)題。

2.3 重金屬的遷移轉(zhuǎn)化

在城鎮(zhèn)污泥中含有大量重金屬，經(jīng)水熱處理可以有效穩(wěn)定重金屬。水熱反應(yīng)后大部分重金屬穩(wěn)定在固相中，且主要存在形式為殘?jiān)鼞B(tài)，遷移轉(zhuǎn)化能力較水熱反應(yīng)前明顯降低[36-37]。重金屬在水熱反應(yīng)過(guò)程中會(huì)與腐殖質(zhì)產(chǎn)生吸附。主要是重金屬離子與腐殖質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成配位鍵，吸附選擇性和穩(wěn)定性較強(qiáng)[38]。

根據(jù)SHI等[39-40]研究，隨著溫度的升高各種重金屬的有效組分比例均降低，產(chǎn)物固相中重金屬的總含量隨著反應(yīng)溫度的升高而增加，這也間接證明重金屬在水熱反應(yīng)中會(huì)被穩(wěn)定在固相產(chǎn)物中。因此，在水熱處理過(guò)程中大量的重金屬會(huì)被腐殖質(zhì)所吸附絡(luò)合穩(wěn)定在固相中，促進(jìn)重金屬向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化，從而降低了重金屬的遷移性和生物可利用性，利于生物質(zhì)廢棄物的資源化利用。但是針對(duì)水熱反應(yīng)重金屬的遷移變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)探究的溫度主要集中在200～250 ℃，高于水熱制肥所需溫度(150～220 ℃)。所以，在稍低溫條件下重金屬的穩(wěn)定絡(luò)合情況仍需進(jìn)一步探究。

3 水熱制肥應(yīng)用性研究

3.1 水熱產(chǎn)物制備水溶肥

生物質(zhì)廢棄物水熱反應(yīng)后固相可以制成水熱肥料，其液相也可以制成水溶肥。并且液體的腐殖酸含量也能夠達(dá)到水溶肥的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。王雋哲等[41]研究利用白菜葉水熱處理后的液體產(chǎn)物含有大量的羥基、羧基、醛基以及芳香族等結(jié)構(gòu)，和市售含腐殖酸水溶肥料具有相似的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)，表明該液體具有開發(fā)成含腐殖酸水溶肥的潛在可能性。DU等[37]將餐廚垃圾動(dòng)物骨骼轉(zhuǎn)變成豐富有效的液體水溶肥料。HWANG等[42]研究水熱處理從扇貝內(nèi)臟中回收液態(tài)水溶肥。因利用水熱法制取水熱肥時(shí)，由于大量可溶性有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)元素轉(zhuǎn)移到液相中，這為水熱反應(yīng)的液相成分開發(fā)成水溶肥成為可能，但是通過(guò)水熱法處理也會(huì)導(dǎo)致大量的鹽分轉(zhuǎn)移到液相中，因此，對(duì)于水溶肥的應(yīng)用安全性需慎重考慮。

3.2 水熱產(chǎn)物再堆肥

也有很多的學(xué)者對(duì)生物質(zhì)廢棄物進(jìn)行水熱處理后再作為添加劑或者堆肥原料進(jìn)行堆肥研究，如AKHSHINIEV等[43]在堆肥混合物中添加經(jīng)水熱預(yù)處理(180 ℃，0.5 h)的木質(zhì)纖維素，以防止氮元素在堆肥中通過(guò)NH3等的形式揮發(fā)到大氣中，導(dǎo)致氮元素的損失，結(jié)果表明非常有效。該效果主要?dú)w因于水熱處理過(guò)的木質(zhì)纖維素中大量單糖的存在，提高了微生物的活性以固定更多的無(wú)機(jī)氮。結(jié)果NH3揮發(fā)顯著降低，從而大大減少氮元素的損失。NAKASAKI等[44]利用餐廚垃圾與鋸末混合，在180 ℃進(jìn)行水熱預(yù)處理0.5 h，制備堆肥原料，并分離出具有降解呋喃化合物能力的微生物，接種到堆肥原料中，結(jié)果增強(qiáng)了堆肥作用的細(xì)菌活性，加快了呋喃化合物的降解，顯著促進(jìn)了生物質(zhì)廢棄物降解的開始時(shí)間。

由此可以看出，生物質(zhì)廢棄物經(jīng)過(guò)水熱處理后作為添加劑或者堆肥原料也具有很大的效果，尤其是對(duì)堆肥中的微生物降解具有一定的促進(jìn)作用，同時(shí)相對(duì)于傳統(tǒng)堆肥能防止?fàn)I養(yǎng)元素的大量流失，縮短反應(yīng)周期。

3.3 水熱肥在土壤中的穩(wěn)定性及肥效

為驗(yàn)證所制取的水熱肥在土壤中是否能夠快速穩(wěn)定，學(xué)者將水熱肥與土壤混合，研究水熱肥與土壤混合物的物質(zhì)變化以及穩(wěn)定性。結(jié)果表明，在添加少量的情況下各項(xiàng)參數(shù)在土壤中變化不大，水熱肥與土壤混合后會(huì)很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)由于在水熱肥中含有更易被植物和微生物吸收的營(yíng)養(yǎng)元素，可以顯著促進(jìn)微生物的活性和植物的生長(zhǎng)[23,31,45]。但是也有些研究表明，若是添加過(guò)多會(huì)對(duì)植物的生根發(fā)芽具有抑制作用，且添加比例越高，抑制作用越明顯，這主要與生物質(zhì)廢棄物原料中有害物質(zhì)的含量有關(guān)，也有可能與有機(jī)質(zhì)不腐熟穩(wěn)定等情況有關(guān)[45]。

綜上所述，利用生物質(zhì)廢棄物制取水熱肥作土壤改良劑在實(shí)驗(yàn)室條件下是成功的，其整體流程分析見圖3。其中難溶性有機(jī)物和重金屬大部分留在固相中，可溶性有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽大部分會(huì)轉(zhuǎn)移到液相中,而營(yíng)養(yǎng)元素根據(jù)反應(yīng)條件的不同也具有一定的遷移轉(zhuǎn)化能力，在固相和液相中都有分布。

圖3 生物質(zhì)廢棄物水熱處理制土壤改良劑Fig.3 Soil hodifier for water and heat treatment of biomass waste

4 水熱制肥產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵性問(wèn)題

通過(guò)以上總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，通過(guò)水熱法利用生物質(zhì)廢棄物來(lái)制取水熱肥在理論上和實(shí)驗(yàn)室條件下是可行的，但對(duì)于目前生物質(zhì)廢棄物相對(duì)成熟的產(chǎn)氣、產(chǎn)燃料、發(fā)電等產(chǎn)業(yè)化模式[46]，水熱制肥技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有一些欠缺與不足，但水熱制肥技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室條件下的成功為水熱制肥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了可能。對(duì)比其他成熟的產(chǎn)業(yè)化模式，如若實(shí)現(xiàn)水熱制肥大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還需解決如下問(wèn)題：

4.1 理論研究性問(wèn)題

(1)水熱肥腐熟度的評(píng)價(jià)。目前對(duì)于利用水熱法這種純化學(xué)方法所制取的水熱肥腐熟度評(píng)價(jià)方法主要參考生物處理堆肥法的腐熟度評(píng)價(jià)方法來(lái)評(píng)價(jià)，這種腐熟度評(píng)價(jià)方式是否合理仍需進(jìn)一步研究商討。

(2)反應(yīng)條件的確定。由于生物質(zhì)廢棄物物質(zhì)組成復(fù)雜，各個(gè)組分性質(zhì)不一，若溫度過(guò)高時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能會(huì)導(dǎo)致大量有機(jī)物質(zhì)碳化，溫度過(guò)低時(shí)間較短也可能導(dǎo)致物質(zhì)無(wú)法大量分解腐熟，所以應(yīng)從單組分到多組分研究其反應(yīng)機(jī)理，探索反應(yīng)規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型。同時(shí)也要充分考慮和探究催化劑對(duì)整個(gè)體系的影響。

(3)腐殖質(zhì)占有機(jī)質(zhì)含量低。研究表明利用生物質(zhì)廢棄物制取的水熱肥中腐殖質(zhì)占有機(jī)質(zhì)含量較低，約為35%～55%[22]，遠(yuǎn)少于土壤中腐殖質(zhì)占比含量[47]。所制取的水熱肥腐殖質(zhì)含量偏低，水熱肥是否腐熟穩(wěn)定，需要重點(diǎn)考慮怎樣促進(jìn)有機(jī)質(zhì)向腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化。

4.2 應(yīng)用性問(wèn)題

(1)肥料的安全性。對(duì)于所制取的水熱肥施用到土壤中，是否會(huì)造成土地鹽堿化、重金屬積累污染等問(wèn)題需對(duì)生物質(zhì)原材料進(jìn)一步的分析評(píng)價(jià)是否適用于制肥。同時(shí)利用水熱法制取的水熱肥pH普遍較低、含水量較高，營(yíng)養(yǎng)元素不均衡，需要調(diào)節(jié)pH、降低含水率，調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)元素含量。

(2)設(shè)備與能耗。由于實(shí)驗(yàn)是在高溫高壓條件下進(jìn)行的，所以實(shí)驗(yàn)主體設(shè)備要具有耐高溫、抗壓、抗腐蝕的安全性條件。對(duì)于水熱法處理生物質(zhì)廢棄物，若要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，能耗是限制其產(chǎn)業(yè)化的重大因素之一。能耗主要與含水率和熱利用率等有關(guān)，水分的添加對(duì)能耗也有重要影響，同時(shí)也要考慮后續(xù)的干燥成本，所以需要尋找一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。同時(shí)若要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，必需做好保溫和提高能量利用率的措施，做到能量最大限度地再利用。

(3)開展中試實(shí)驗(yàn)。目前基本上都是在實(shí)驗(yàn)室理論研究階段，在產(chǎn)業(yè)化之前有必要開展中試實(shí)驗(yàn)、開展大規(guī)模實(shí)驗(yàn)田研究，探討實(shí)際應(yīng)用可行性，并且持續(xù)檢測(cè)，觀察水熱肥對(duì)土壤、周圍環(huán)境的影響，進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。

4.3 技術(shù)指標(biāo)等相關(guān)問(wèn)題

目前對(duì)于水熱肥并所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)并沒有專門制定，通常利用水熱法所制取的水熱肥各項(xiàng)指標(biāo)主要參考農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(有機(jī)肥料NY 525—2012)。對(duì)于水熱法所制取的水溶肥來(lái)說(shuō)，各項(xiàng)指標(biāo)主要參考化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(水溶性肥料HG/T 4365—2012)。而對(duì)于肥料中的腐殖質(zhì)和腐殖酸的測(cè)定分別采用焦磷酸鈉-氫氧化鈉提取重鉻酸鉀氧化容量法和酸沉淀后氧化還原滴定法測(cè)定。同時(shí)相關(guān)部門應(yīng)該制定完善的標(biāo)準(zhǔn)以及法律法規(guī)體系，為水熱制肥產(chǎn)業(yè)化保駕護(hù)航。

5 結(jié)論與展望

我國(guó)生物質(zhì)廢棄物年產(chǎn)生量巨大，如若這些生物質(zhì)廢棄物不經(jīng)過(guò)有效的處理和資源化利用，將會(huì)帶來(lái)極大的環(huán)境污染和嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。若是對(duì)其進(jìn)行有效的處理和回收利用，將會(huì)產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，而利用水熱法處理生物質(zhì)的廢棄物制取水熱肥相對(duì)于傳統(tǒng)堆肥方式具有顯著效益。

(1)生物質(zhì)廢棄物可以快速減量，相對(duì)于傳統(tǒng)堆肥極大縮短反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)水熱技術(shù)適用性強(qiáng)，可以利用生物質(zhì)廢棄物產(chǎn)肥、產(chǎn)炭、產(chǎn)油、產(chǎn)氣等；

(2)可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)廢棄物處理無(wú)害化要求，能有效殺死病原菌及寄生蟲卵，二次污染低，無(wú)有毒有害物質(zhì)排放，是生物質(zhì)廢棄物資源化有效途徑；

(3)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)好，處理后參數(shù)指標(biāo)基本能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，且該方法可最大限度鈍化重金屬，提高無(wú)機(jī)鹽的溶解度，促進(jìn)重金屬的穩(wěn)定以及降低水熱肥中無(wú)機(jī)鹽分含量。

雖然生物質(zhì)廢棄物水熱制肥具有顯著的效益，但仍面臨腐熟度評(píng)價(jià)、反應(yīng)條件及催化劑使用、腐殖質(zhì)占比以及生產(chǎn)應(yīng)用等關(guān)鍵性問(wèn)題。若是能夠?qū)⑦@些問(wèn)題較好的解決，生物質(zhì)廢棄物水熱制肥實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化將優(yōu)勢(shì)明顯。