有机污泥减量与再利用
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重金屬等雜質含量低 熱 值 約 為 柴 油 的 80%~90% 缺點為黏稠而難以泵送且 須再除臭 可直接適用於一般工業與 船隻燃爐
二氧化碳 (去除污染後再排放) 污泥儲槽 污 泥 輸 入 反應物 添加碳酸鈉 作為催化劑
冷凝器
反應器 廢水 處理
儲槽
瀝青與碳焦 焚化爐 燃料使用
產 油
產生焦炭
可轉作現場焚化加熱發電 ，熱值約10~20 MJ/kg
Thermal Technologies(美國)
國內桃園某污泥熱裂解爐
3
燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
STORS (Sludge-to-oil Reactor System) 原料：污泥泥餅 (含水率20%) + 5%碳酸鈉 反應槽溫度：275 ~ 300oC 壓力：約110 ~ 150大氣壓 停留時間：60~260分 減積：500噸污泥 30噸灰 處理成本：平均每噸乾污泥餅 1,000元台幣 產油品質
15
簡報結束 敬請指教
4
燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
優點 產品易於儲存運輸且系統容量 不大 低溫操作，耗能較焚化低 產品具一定經濟性 缺點 硬體投資較焚化多（冷凝器、 油水分離設備） 進料若有機碳濃度不夠高或含 過多雜質 (重金屬、硫、氯 )， 將造成產品性質不穩定 熱裂解油中含氮量則亦較高， 若用作燃料時，將有可能產生 NOx
14
結語 (續)
擴大污泥去化需多管齊下
• 污泥源頭減量
• 減量試驗計畫
• 混燒試驗計畫 • 再利用示範計畫
• 審查許可再利用
• 優化污泥性質，提高 處理機構接受意願
• 污泥再利用規範
• 再利用辦法
• 持續累積案例
• 提高市場對污泥 再利用產品接受 度
• 逐年檢視處理機 構與市場接受度 • 系統化檢視污水 廠操作合理性
可提高污泥之附加價值，不再只是透過燃燒或掩埋方式處理， 降低污泥之二次污染
可降低NOx的排放，相較於傳統之燃燒方式，可降低至3%， 大幅降低環境之衝擊
6
燃料化再利用 – 氣化 (續)
7
燃料化再利用 – 氣化 (續)
氣泡式流化床 下吸式固定床 上吸式固定床
挾帶床
循環式流化床
電漿氣化
8
燃料化再利用 – 氣化 (續)
5
面臨問題 污泥性質不穩定，熱值亦非定 值，可能影響設備負載穩定度 結渣堵塞噴嘴或爐管腐蝕等 需再提煉方能作為一般引擎之 用，然而缺乏配合產業鏈 初設成本偏高，需要處理大量 污泥較符效益 衍生廢水問題仍需再處理
燃料化再利用 – 氣化
RDF-7：加工成氣體燃料之可燃物
污泥在 800oC 以上且低源自文库濃度下因受熱分解，轉換為燃氣（ CO與H2） ，可再透過發電設備產電
Gü ssing (Austria) • 規模為8 MWth • 進料以木材為主 • 具有燃燒段與氣化段兩座反 應器 • 以當地產出之生質柴油作為 洗滌焦油之用 • 直接發電售予當地電力公司 (2 MWe)，發熱暖氣則直接供 應當地
9
燃料化再利用 – 氣化 (續)
燃燒 低 市 場 潛 力 高 混燒 甲醇及化學品 燃料電池 引擎發電 Fischer -Tropsch 程序 高 整體技術可靠度 低
10
燃料化再利用 – 電漿氣化
典型操作參數
火焰溫度：5,500~10,000℃
爐內溫度：1,700~3,000℃ 無需氧氣供應 電漿火炬技術一般多用於有害廢棄物 之處理
國家 美國 美國 日本
廠商 Retech Startech Hitachi Metal
進料 廢棄物 廢棄物
備註 電 漿 火 炬 離 心 處 理 系 統 （ Plasma Arc Centrifugal Treatment System） 產生氫氣，為期共6個月
0
燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
催化劑：碳酸鈉、矽鋁系、鐵 系、鎳系…
1
燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
渦流燒蝕反應器（NREL）
旋轉錐反應器（University of Twente & BTG）
真空多爐床反應器（Université Laval）
循環流化床反應器（ Ensyn ）
2
燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
燃料化再利用 – 熱裂解
RDF-6：加工成液態 (油狀或泥狀) 燃料之可燃物
將污泥在缺氧環境下予以加熱，使有機物之化學鍵結斷裂重組 快速裂解 快速升溫至450 ∼ 600oC之間，升溫速率約1,000 K/s 停滯時間小於一分鐘，以維持液態油品的產率 氣體產品經由快速冷凝可避免二次裂解，而能使液體產量約 達70~80％，產氣量為15％，其餘10％為焦炭 氣相之碳氫化合物經適當冷凝程序會以液態之油與水的形態出 現，係接近重柴油等級之暗棕色油品 產生含焦炭與灰分之固體殘留物，洗滌塔亦產生含油廢水
7-8
都市垃圾、污泥 利用美國西屋公司的電漿火炬設置了 4 個先導 等廢棄物 型及商業型電漿氣化發電廠
11
結論
結語
進階脫水乾燥減積 污水處理段污泥減量操作 污泥消化段污泥減量操作 提高固液分離效率 污泥資源化
13
結語 (續)
循事業廢棄物處理管道 污泥減量為優先措施 污水處理廠操作強化，優化污泥性質（如有效消化以減少臭味、乾 燥降低水分），提高公民營處理設施收受意願 配合試燒計畫，累計人員處置經驗，將垃圾焚化爐作為備載方案 處理機構處理情形等管道資訊應有平台分享動態資訊，以利透明 廢棄物清除處理預算應合理化以貼近市場行情 循事業廢棄物再利用管道 需建立標準與規範，累計案例，從許可再利用走向公告再利用 優化污泥性質，依附於其他事業廢棄物之再利用
二氧化碳 (去除污染後再排放) 污泥儲槽 污 泥 輸 入 反應物 添加碳酸鈉 作為催化劑
冷凝器
反應器 廢水 處理
儲槽
瀝青與碳焦 焚化爐 燃料使用
產 油
產生焦炭
可轉作現場焚化加熱發電 ，熱值約10~20 MJ/kg
Thermal Technologies(美國)
國內桃園某污泥熱裂解爐
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燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
STORS (Sludge-to-oil Reactor System) 原料：污泥泥餅 (含水率20%) + 5%碳酸鈉 反應槽溫度：275 ~ 300oC 壓力：約110 ~ 150大氣壓 停留時間：60~260分 減積：500噸污泥 30噸灰 處理成本：平均每噸乾污泥餅 1,000元台幣 產油品質
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簡報結束 敬請指教
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燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
優點 產品易於儲存運輸且系統容量 不大 低溫操作，耗能較焚化低 產品具一定經濟性 缺點 硬體投資較焚化多（冷凝器、 油水分離設備） 進料若有機碳濃度不夠高或含 過多雜質 (重金屬、硫、氯 )， 將造成產品性質不穩定 熱裂解油中含氮量則亦較高， 若用作燃料時，將有可能產生 NOx
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結語 (續)
擴大污泥去化需多管齊下
• 污泥源頭減量
• 減量試驗計畫
• 混燒試驗計畫 • 再利用示範計畫
• 審查許可再利用
• 優化污泥性質，提高 處理機構接受意願
• 污泥再利用規範
• 再利用辦法
• 持續累積案例
• 提高市場對污泥 再利用產品接受 度
• 逐年檢視處理機 構與市場接受度 • 系統化檢視污水 廠操作合理性
可提高污泥之附加價值，不再只是透過燃燒或掩埋方式處理， 降低污泥之二次污染
可降低NOx的排放，相較於傳統之燃燒方式，可降低至3%， 大幅降低環境之衝擊
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燃料化再利用 – 氣化 (續)
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燃料化再利用 – 氣化 (續)
氣泡式流化床 下吸式固定床 上吸式固定床
挾帶床
循環式流化床
電漿氣化
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燃料化再利用 – 氣化 (續)
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面臨問題 污泥性質不穩定，熱值亦非定 值，可能影響設備負載穩定度 結渣堵塞噴嘴或爐管腐蝕等 需再提煉方能作為一般引擎之 用，然而缺乏配合產業鏈 初設成本偏高，需要處理大量 污泥較符效益 衍生廢水問題仍需再處理
燃料化再利用 – 氣化
RDF-7：加工成氣體燃料之可燃物
污泥在 800oC 以上且低源自文库濃度下因受熱分解，轉換為燃氣（ CO與H2） ，可再透過發電設備產電
Gü ssing (Austria) • 規模為8 MWth • 進料以木材為主 • 具有燃燒段與氣化段兩座反 應器 • 以當地產出之生質柴油作為 洗滌焦油之用 • 直接發電售予當地電力公司 (2 MWe)，發熱暖氣則直接供 應當地
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燃料化再利用 – 氣化 (續)
燃燒 低 市 場 潛 力 高 混燒 甲醇及化學品 燃料電池 引擎發電 Fischer -Tropsch 程序 高 整體技術可靠度 低
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燃料化再利用 – 電漿氣化
典型操作參數
火焰溫度：5,500~10,000℃
爐內溫度：1,700~3,000℃ 無需氧氣供應 電漿火炬技術一般多用於有害廢棄物 之處理
國家 美國 美國 日本
廠商 Retech Startech Hitachi Metal
進料 廢棄物 廢棄物
備註 電 漿 火 炬 離 心 處 理 系 統 （ Plasma Arc Centrifugal Treatment System） 產生氫氣，為期共6個月
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燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
催化劑：碳酸鈉、矽鋁系、鐵 系、鎳系…
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燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
渦流燒蝕反應器（NREL）
旋轉錐反應器（University of Twente & BTG）
真空多爐床反應器（Université Laval）
循環流化床反應器（ Ensyn ）
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燃料化再利用 – 熱裂解 (續)
燃料化再利用 – 熱裂解
RDF-6：加工成液態 (油狀或泥狀) 燃料之可燃物
將污泥在缺氧環境下予以加熱，使有機物之化學鍵結斷裂重組 快速裂解 快速升溫至450 ∼ 600oC之間，升溫速率約1,000 K/s 停滯時間小於一分鐘，以維持液態油品的產率 氣體產品經由快速冷凝可避免二次裂解，而能使液體產量約 達70~80％，產氣量為15％，其餘10％為焦炭 氣相之碳氫化合物經適當冷凝程序會以液態之油與水的形態出 現，係接近重柴油等級之暗棕色油品 產生含焦炭與灰分之固體殘留物，洗滌塔亦產生含油廢水
7-8
都市垃圾、污泥 利用美國西屋公司的電漿火炬設置了 4 個先導 等廢棄物 型及商業型電漿氣化發電廠
11
結論
結語
進階脫水乾燥減積 污水處理段污泥減量操作 污泥消化段污泥減量操作 提高固液分離效率 污泥資源化
13
結語 (續)
循事業廢棄物處理管道 污泥減量為優先措施 污水處理廠操作強化，優化污泥性質（如有效消化以減少臭味、乾 燥降低水分），提高公民營處理設施收受意願 配合試燒計畫，累計人員處置經驗，將垃圾焚化爐作為備載方案 處理機構處理情形等管道資訊應有平台分享動態資訊，以利透明 廢棄物清除處理預算應合理化以貼近市場行情 循事業廢棄物再利用管道 需建立標準與規範，累計案例，從許可再利用走向公告再利用 優化污泥性質，依附於其他事業廢棄物之再利用