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。
2024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 過去在中央畜牧場已成功建立 2000 噸藻菌廢水處理示範模場,目前也和多家私人畜牧場進行廢水處理測試,皆有良好成效,達到排放水標準。而由廢水轉化所成的微藻,本團隊將其開發成液態肥料、植物生長促進劑及微生物製劑,除了與台朔環保科技的合作之外,目前已和400場以上的農戶合作進行蔬果栽種。 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高雄工業區之電鍍、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,並有實際商業行為。在近兩年期間,工業廢水持續往石化業、食品加工業、民生用品業、生技業及電鍍業進行研發,和多家業者 (台塑集團相關企業) 進行產學合作並成功開發出特定處理技術,COD、氨氮及重金屬離子皆可有效達到排放水標準,其中在與台塑集團合作的PVC、SAP、HDPE廢水處理部分,不僅可利用化學結合生物技術有效降解COD及SS,達到廠內水回收標準,大幅減少用水量,提高節能效益,目前皆進入現場大型pilot試驗及商業化處理評估階段。 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年成立澄灝科技股份有限公司,分別負責廢水處理及微生物加值化產品之項目,並於2023年成功得到國內石化大廠之投資,同年成立綠澯科技股份有限公司,負責農業相關業務,並在台南七股區和安平區分別進行觀光休閒園區及總部工廠之建置。 4. 廢氣處理之新業務項目 以二氧化碳減量為主軸,利用高效固碳之微藻搭配各式光反應器及智慧培養裝置去淨化煙道氣及其他廢氣,搭配廢水導入,目前已和半導體業、光電業、石化業、生技業及建築業進行產學合作測試,預計後續將進入商業化討論。 5. 廢棄微藻循環再利用 除了農業的肥料開發之外,本團隊目前也往生質燃油、環保建材及生物炭等方面進行多角性發展,尤其是在生質燃油部分,已和國內知名航空業者將聯手合作,致力發展永續航空燃油生產技術,從原料到燃油一手包辦,期許能成為業界領航者。
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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