日本高科技污水處理公司 研發微生物發電有成 APRIL 11, 2023 能源萬象 關鍵字 : 碳、工業、環境、日本、半導體、高科技、零碳 日本高科技污水處理公司 研發微生物發電有成 文/宋瑞文(媽盟特約撰述) 工業廢水一直都是環境問題與環保新聞的大宗,在日本,早期更造成水俣病、痛痛病等著名公害。而隨著污水處理方法的廣泛應用,大大降低了污染的程度。 *栗田(kurita)工業的研發中心。(來源:官網) 然而,污水處理耗電,增加碳排。日本最大民營污水處理廠商「栗田工業」有鑑於此,持續研究以微生物淨水並同時發電的技術。 *栗田工業是高科技的污水處理公司,其超純水產品為半導體製程所需要, 超純水的雜質比例極低,就像東京巨蛋那麼多的水裡溶化的一匙砂糖。(出處:官網) 2023年2月,朝日新聞報導了研究微生物發電的學者,東京藥科大學渡邊一哉教授的實驗室。他從全國各地的污泥裡,採集不同的、可發電的細菌,希望從中找出發電效率高的菌種,往微生物發電實用化更進一步。 此前日本微生物發電的好消息,由日本最大污水處理廠商「栗田工業」在2022年1月時發表,該公司成功提升了「微生物燃料電池」的規格,向廢水處理實質零碳排邁進,吸引若干媒體報導。 栗田工業宣稱:「將微生物發電電池尺寸,擴大規格至,CODCr去除速度為20kg/m3/d(CODCr為衡量水中有機物質含量多少的指標之一,數值越大污染越嚴重),發電量200W/m3,性能達到前所未有的世界最高等級,希望藉此在幾年內實現二氧化碳排放量實質為零的廢水處理。」 關於微生物發電的原理,要從所謂的「好氧生物」說起。幾乎所有的動物與大多數的真菌,都屬於好氧生物,利用氧的化學反應來分解有機物,以獲得能量,分解時會從有機物裡取出電子,電子再和體內的氧結合。 現在廣泛用於污水處理的活性污泥法,就是利用含有好氧性微生物的活性污泥,在有氧氣的條件下,分解有機污濁物。 過程中,因為要用機器送進氧氣,加上剩餘污泥的處理,很耗費電力,衍生大量碳排,因此業界希望有更好的方法,其中之一便是使用厭氧細菌的「微生物燃料電池」。 和好氧生物不同,(設置在微生物燃料電池裡的)厭氧細菌可以在沒有氧氣的情況下分解有機物,獲得能量並產生電力,因此被日本媒體稱為「發電菌」。 在「微生物燃料電池」裡的電極佈滿發電菌,在25度的室溫下,這些細菌便能活潑運作。由栗田工業提升規格的「微生物燃料電池」,高一公尺,寬45公分(上圖、來源:官方新聞稿),發電能力約為2-3W,「用來給手機充飽電大概要5小時」。 據朝日新聞報導,栗田工業希望在2025年左右,能夠從剩餘飲料裡,得到數十瓦特的發電能力。2030年時,進一步擴大微生物燃料電池的規格,從工廠廢水等,得到數千瓦特的發電能力。 目前,栗田工業關於「微生物燃料電池」的裝置構造、運轉方法等,已經提出10多項專利申請,並開始評估運用在工廠廢水的狀況,希望進一步提高污水處理的性能。 在栗田工業發表現階段的研究成果之後,吸引食品公司、工廠等單位前往洽詢。目前官網也設置了報名參觀的線上表格,有興趣的廠商似乎不在少數。 包括政府自己,現在日本舉國上下都往2050實質零碳排的目標邁進,栗田工業也不例外,該公司以2019年為基準,設定了2030年減碳27.5%,2050年實質零碳排的目標,前述能夠減碳的微生物發電,便是往實質零碳的工具之一。 在台灣,不少媒體都報導過永豐餘的沼氣發電,同樣利用厭氧菌,從造紙製程的排放水裡發電,年發電量可供1.2萬家戶所需。其處理廢水的種類,和栗田工業不盡相同。