學研新創 - 環境科技與能源應用
創新畜牧與工業廢水高效綠能轉化之循環經濟產業
2019-12-18
陳俊延研究員團隊/國立成功大學生物科技中心

陳俊延、張嘉修、張毓涵、黃良銘

本團隊以創新複合式微藻處理技術突破以往廢水處理中生物處理階段常遇到效果不彰之瓶頸,不僅可大幅改善動物飼養環境,且可有效降低廢水處理成本,友善鄰里,更可從中衍生出額外經濟效益,帶領一向被視為高污染之養豬產業升級。另外在工業廢水方面,則大幅節省用水量及降低污泥產生量,一樣能有效減少廢水處理費用,讓更多廠商願意確實投入廠內減廢,達到環境與利益兼具之雙贏局面。經過實證,利用本團隊開發之創新微藻廢水處理技術可有效將畜牧廢水中的COD、BOD、總氮及總磷在短期時間內降至放流水標準,可直接澆灌農田,或者經過簡單處理後用以清洗豬舍,而所生成之微藻藻體後續則可往飼料添加劑與有機肥料進行開發。在工業廢水方面,結果證實,本技術可有效處理異辛醇等石化廢水,兩天內便將1900 mg/L之COD值降至97 mg/L,達到放流水標準,且可有效處理高濃度異辛醇原廢水,COD去除效率有七成之高,顯現卓越處理效能,而生成之藻體將作為輔助性燃料增加燃燒熱值,也可往生質燃料進行開發,打造低排放甚至於零排放之永續環境,並貫徹我國「循環經濟」政策,提高經濟價值並達到永續經營之概念。

本團隊的創新微生物廢水處理技術,可有效淨化廢水,不但減少了廢水處理程序,需投入資金少、處理穩定性高、操作簡易,如此永續循環且親民的系統實為業界首創,與市場有高度區隔,因而具有獨佔性。全球養豬產業年產量達10億頭,估計市場達到5000億以上,而工業廢水處理市場更是龐大,預估已有2兆新台幣以上之規模。相信本團隊能以此創新廢水處理系統快速增加市場佔有率,初期目標以台灣為主,市場佔有率可達1-5%,而中長期目標期望能拓展至世界,預估總佔有率將提升至15%以上。而利用本處理技術淨化廢水的同時,轉化生成的藻體也可往具有高經濟價值微藻進行開發,包括了肥料、水產營養補充劑、生質燃料等,因此可大幅增加獲利空間,更有利於後續市場佔有率拓展。

評審推薦
1.本案為開發新型態微藻廢水處理技術,經過前處理的廢水加入微藻後,可快速移除水中有機碳、氮、磷、氨氮與硝酸鹽氮及金屬離子等,降低環境汙染,收集的高經濟價值藻體,未來亦可進行生質燃料、飼料添加劑與液態肥料之開發,達到循環經濟的目標。
2.技術團隊已建立東南亞最大的微藻培育場所,加上又與多家公司進行合作及技轉,未來若處理過的廢水達到環保要求,且微藻的應用性成本控制得宜,市場機會將大而廣。
2023年度精進成果
1. 以藻菌進行畜牧廢水處理之成效及加值化產品之開發 過去已協助逾50場私人畜牧場進行排放水水質改善,成效卓著。如今更與政府合作,著手改善東港溪及萬年溪部分區域於枯水期之水質,其污染源幾乎皆為畜牧廢水,經由本團隊努力後,已開始出現成效。而由廢水轉化所成的微藻及菌種,本團隊已將其開發成生物性肥料、生物炭及金屬離子吸附劑的料源,目前為止,已和400場以上的農戶合作進行蔬果栽種,也實際應用於重金屬廢水的處理。 2. 以藻菌微生物技術進行工業廢水處理之成效 在過去研發成果已成功處理南部工業區之電鍍、氨氮及廢觸媒廢水,有效降解廠內高達 15000 ppm 以上之 COD 及氨氮濃度至 100 ppm 以下,另外也可移除多數重金屬 (鉬、釩、鉻、鎳、鋅、銅),並有實際商業行為。在近兩年期間,工業廢水更開始往石化業、清潔用品業及食品加工業進行研發,和多家知名石化、中部食品及民生用品集團業者分別進行產學及商業合作並成功開發出特定處理技術,COD皆可有效達到排放水標準。其中在與台塑集團合作的 PVC 廢水處理部分,不僅可利用化學結合生物技術有效降解 COD,也能移除水 中PVA,達到廠內水回收標準,大幅減少用水量,提高節能效益。今年更進一步與嘉義 SAP 及麥寮 HDPE 生產廠進行廢水處理之產學合作案,目前也已協助篩選出適合菌種及操作條件,達成廠內排放水質需求,並即將朝現場大型試驗進行。此外,在針對含界面活性劑的廢水處理上,經由本團隊調製的特殊配方,也可有效改善 COD 處理成效,並且減少加藥量及污泥生成量。最後是在食品類廢水處理的部分,本團隊利用吸附及氧化法,可大幅降低原廢水中懸浮固體,並且不會有任何污泥產生,同時也能有效降解 COD,更能減輕後續生物處理之負擔,對廠商而言實為一大福音。 3. 成立澄灝科技及綠澯科技股份有限公司 以本團隊之研發技術為基礎,於2022年成立澄灝科技及綠澯科技股份有限公司,分別負責廢水處理、二氧化碳減量及微生物加值化產品之項目,並成功得到國內石化大廠近九千萬新台幣之投資,並在台南進行工廠建置,全面擴大產能。公司近期已獲得國外數百萬新台幣之訂單。
團隊簡介
陳俊延  
學歷 國立成功大學化學工程學系博士
現職 國立成功大學 生物科技中心 副研究員
經歷 國立成功大學生物科技中心 助理研究員
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