以古老厭氧微生物淨水發電,打造低成本占地小污水處理廠

發佈日期: 2018 年 05 月 14 日 17:00 | 作者: | 分類: 產業資訊

數十億年前地球上尚處於無氧狀態,厭氧微生物充斥整個世界,隨著地球逐漸形成氮氧環境,這些厭氧微生物逐漸沉到海底等離氧環境中,而美國史丹佛大學讓該古老微生物重返地表,打造具成本效益污水處理廠,排放出的甲烷也可以當燃料。

目前該污水廠正於韓國與史丹佛大學進行測試,研究同時獲得加州能源委員會(CEC)200 萬美元資助,與矽谷清潔能源(SVCE)合作的世界最大加州紅杉城污水示範處理廠也預計在 2018 年秋季上線。該廠每天將可處理 20,000 加侖廢水,史丹佛大學土木與環境工程教授 Craig Criddle 表示,厭氧處理可以同時減少能源消耗與成本,讓廢水處理更具永續性。

以往廢水處理大多依靠好氧生物處理,但是該技術需要龐大與昂貴的電動鼓風機(blower)來產生氧氣,史丹佛大學土木工程師 Sebastien Tilmans 指出,低成本是厭氧菌污水處理優勢之一,而厭氧菌處理廢水的同時還會排放出甲烷,即是天然氣主要成分之一,可做為燃料或是當成化學原料來降解塑膠。

廢水一進入工廠,便會流過厭氧菌槽,緩慢消化其中廢棄物,最後將水淨化到足以進行灌溉和工業用水,未來研究也會進一步測試能否到達飲用水標準。研究員估計,隨著能源和固體處理成本上升,厭氧處理將會越來越有吸引力。

除了成本與能源效率優勢,厭氧處理系統也比傳統廢水處理廠需要更少的空間,以往都需要大型儲槽和更複雜的過濾系統,而工業規模厭氧污水處理工廠占地比傳統少 40%,生產的固體廢物也減少 30% 以上。唯一例外即是副產品甲烷得另外處理和運輸,會產生額外成本和溫室氣體。

研究員估計一座日處理 1,500 萬加侖的完整尺寸厭氧工廠,能源需求約可日節省 3,000 美元,亦即每年節省 100 萬美元,節省費用比好氧工廠還要多。研究員更指出,效率越高就可以節省更多費用,甚至可每年節省超過 200 萬美元。

研究採用厭氧菌原因除了能節省工廠空間和成本之外,該厭氧菌還可以消化藥物和家用與工業用除草劑,而這些是好氧菌難以消化的。研究初始者 Perry McCarty 表示,這些菌已經適應地球上最惡劣環境,可以吞噬許多東西。

紅杉城示範專案預計將運行至 2021 年 3 月,研究能否擴大規模將部分取決於該專案。(文/DaisyChuang)

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