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有機工業廢水產氫烷氣能源化之探討

為了解決suzuki外廠保養的問題，作者徐胤桓 這樣論述：

厭氧消化可以將高濃度的有機物轉化為生質能，而有效解決廢棄物及生產生質燃料的問題。本研究以不同實場規模的廢水處理系統，驗證有機工廠廢水同時降低有機濃度及產氫/甲烷氣的可行性與經濟效益，並且測試微氣泡法純化生質氣體的效果。驗證工廠與廢水料源為台中酒廠的酒糟廢水、奈菲兒生醫科技的生物面膜廢水、南亞食品廠的飲料廢水以及維他露食品廠的飲料廢水。驗證台中酒廠的廢水處理系統，主要反應器是0.2m3的產氫槽 (槽體設計為UASB)與1m3的甲烷槽(UASB)。此二階段厭氧反應槽的控制條件為，氫槽 HRT 6 h、pH 5.5和35℃；甲烷槽 HRT 30 h、pH 7.2和35℃。結果顯示厭氧系統的 COD

去除率為77.3%，最大產氫速率為1.55 m3/m3/d，產甲烷氣速率為0.68 m3/m3/d。驗證奈菲兒生醫科技廠廢水的處理系統，主要反應器是1 m3的產氫槽 (槽體設計為 UASB)、30 m3的甲烷槽(UASB)及24 m3的曝氣池。此二階段厭氧反應槽的控制條件為，氫槽 HRT 4 h、pH 5.5和 35℃；甲烷槽 HRT 120 h、 pH 7.5，不控溫。結果顯示厭氧系統的 COD 去除率為75.8%，總 COD 去除率為98.6%，最大產氫速率為1.08 m3/m3/d，產甲烷氣速率為0.39 m3/m3/d。驗證南亞食品廠廢水的處理系統主要反應器是2 m3的產氫槽 (槽體

設計為 UASB)與50 m3的甲烷槽(UASB)。此二階段厭氧反應槽的控制條件為，氫槽 HRT 6 h、pH 5.5和35℃；甲烷槽 HRT 60 h、pH 7.2和35℃。結果顯示厭氧系統的 COD去除率為85.7%，最大產氫速率為2.62 m3/m3/d，產甲烷氣速率為1.12 m3/m3/d。驗證維他露食品廠廢水的處理系統主要反應器是0.2 m3的產氫槽 (槽體設計為 UASB)、1 m3的甲烷槽(UASB)。此二階段厭氧反應槽的控制條件為，氫槽 HRT 8 h、pH 5.5和 35℃；甲烷槽 HRT 60 h、pH 7.2和35℃。結果顯示厭氧系統的 COD 去除率為82.5 %，最

大產氫速率為2.46 m3/m3/d，產甲烷氣速率為0.71 m3/m3/d。為了因應工廠作息時間以利處理設施的有效運作，故設計一套改良過的產氫/甲烷操作程序，其實驗則在桃園南亞食品廠完成，可獲得最高產氫速率為4.24 m3/m3/d，產甲烷氣速率為1.2 m3/m3/d，產生質能效果優於傳統串聯的操作模式。以微氣泡法純化生質氣體時，於不同的水溫、水力停留時間與液鹼濃度發現，氫氣濃度能純化至56.4%，甲烷可達88.2%。連續純化生質氣體時，將氫氣與甲烷氣純化至99%，分別需花費150與120分鐘。依據本研究之處理廢水能源化設備，南亞食品廠回收年限最短為0.3年；維他露公司為0.5年；台中酒廠

0.9年以及奈菲兒公司為1.6年。廢水能源化設備的大小會影響其回收之效益；設備越大，整體回收效益越高；反之，小型的處理系統僅能用於廢水處理，而能源化所帶來的經濟效益相當有限。為了達到愛護地球之綠能產業發展，建議政府在推行台灣氫經濟發展時採取某些措施，如氫能源產業的免稅優惠、增加能源補助方案等，讓企業願意投資生質能源產業，才能協助達到環境永續發展的目標。本研究創新之處在於，藉著模廠驗證實廠廢水能源化之經驗，獲得(1)利用簡單方法即可有效提升廢水產製生質能的效率以及(2)其商業化之模式: (i)依照實廠廢水產生狀況提出串、並聯式的改良處理程序，有效穩定生物產氫效率；(ii)突破性的應用微氣泡技術純

化生質氣體氫氣與甲烷；(iii)以九宮格法論述且獲致氫烷氣能源產業之商業模式。