超音波污泥水解設備暨污泥減量

超音波污泥水解設備暨污泥減量 Ultrasonic Sludge Hydrolysis Technology (US Hydrolysis Technology)

技術規模實廠測試/運轉

適用對象有機廢棄污泥、食品、醱酵、石化、光電、染整、屠宰、製粉、製糖、生活廢水、肉品、魚市場、水肥處理等。

技術成熟度TRL 9商業化運行或量產

技術分類

污染物

4L+C

廢棄污泥有機比> 0.8

由電能轉化為動能(頻率為20 kHz)，作用在液體中產生空化效應(cavitation effect)破壞細胞壁，細胞破損進而細胞質流出，即為污泥水解效應。再經由好(厭)微生物降解，進而污泥減量程序。

超音波設備將能量傳輸至廢棄污泥中，使細胞壁受損，細胞質流出，即為水解效應，再由微生物進行分解，即為污泥減量程序。操作上簡易此方式不需加任何藥品或增溫、增壓，亦不會產生對身體有害性，此為最佳操作方式；目前操作上產生廢熱，需適時有效維持低於35℃ 操作環境，此為此設備之限制及需克服問題。

超音波污泥水解設備之操作參數最主要控制在穩定流體，並且需要讓超音波設備在有效範圍內。

超聲波振盪器規格範例

數量1組；頻率20kHz；電壓200V；功率500W；喇叭材質鈦合金；喇叭直徑5cm。

超聲波反應器規格範例

數量3套；材料SUS304；圓柱形反應器；體積7L。

超音波污泥水解設備不適用於無機廢棄污泥，若為有機污泥時有機比< 0.45以下不建議使用。

低成本、循環經濟、低碳排放/低耗能、低使用空間、低污染

傳統污泥鹼水解需添加化學藥劑(20~100 kg/噸TS)，常溫操作需要6~12小時，90–120°C 操作時間約0.5小時; 超音波污泥水解不需要添加化學藥劑，操作時間僅需3分鐘，減少100%化學藥劑用量。

超音波水解設備功率500 W，日處理每噸廢棄污泥之耗電量為 (0.5kw×24h) ÷ 7 CMD=1.7 kWh/m³∙day。

前處理廢棄水解污泥碳排量：1.7 kWh/m³∙day×0.474 kgCO₂e/kWh=0.81 kgCO₂e/m³∙day

傳統處理污泥厭氧消化，槽體停留時間>30天；超音波處理設備操作時間僅需3分鐘，可提升污泥水解效率，縮短厭氧消化槽體停留時間< 20天，減少30%槽體建置成本。

傳統處理污泥厭氧消化槽體停留時間>30天，超音波進行污泥前處理後，減少30%污泥厭氧消化槽體空間需求。

超音波污泥水解配合廢水好氧生物處理程序，污泥減量可達50％；超音波污泥水解配合廢水厭氧生物處理程序，生物性沼氣氣體增加近20%。

資料來源

參考文獻

黃政中等人(2018)。超音波污泥水解技術。工業材料，第384期，頁47-51。

游博丞等人(2023)。促進生物脫硝階段性超音波污泥水解之特性研究。Bioresource Technology，128566，p370。

實廠案例