台灣過濾與分離學會電子報2022年第18期

產業趨勢

◎汙水變能源 淨水、發電一機搞定

        清潔的飲用水與再生電力，是21世紀人類面臨的兩大問題。以往先進國家為了回收水而使用高科技的過濾方式，成本昂貴且需耗用大量能源，並不能適用於發展中的亞非國家。Sedron Technologies公司的「全能處理機」（Omni Processor）正在運用過濾技術一次解決這些問題，而且只須一種原料：汙水，足以對世界產生重大影響。

        Peter Janicki帶領團隊於2013年開始接受比爾暨梅琳達蓋茲基金會的贊助，發展全能處理機。一開始主要是為了處理汙水並產生電力，其後發現更大的經濟價值在於產生清潔的飲用水，於是添加相關的水處理系統。為實現這一願景，2014年成立Janicki Bioenergy公司，以垃圾處理和垃圾發電為核心，其後於2018年更名為Sedron Technologies公司。

        第一台Janicki Omni處理器試驗設備S100於2013年製造，自2015年5月起在塞內加爾的達喀爾運行。S200的容量是S100的兩倍，未來的商用S250型號將在S200上增加第二台烘乾機以增加容量。2021年第二台Janicki Omni處理器運往塞內加爾的達喀爾。

        Janicki Omni處理器是一種分散式廢物處理系統，可殺死病原體，同時從糞便污泥、生物固體和其他廢物流中回收寶貴的資源。據研究，汙水中含有約80％的水和20％的生物質（Biomass），汙水汙泥導入全能處理機，將先被加熱至攝氏100度以便分離水汽與固體廢棄物。固體廢棄物經高溫燃燒，就能驅動蒸氣引擎產生電力。一旦開始運作，全能處理機只需要持續供應汙水汙泥便能夠自我維持。蒸氣引擎產生電力的電力足以整套設備到下次投入原料，多餘電力則可出售電力公司、供應鄰近地區。

        Janicki Omni處理器主要包含三個處理單元：

• 固體燃料燃燒：糞便汙泥、生物固體或其他濕廢物流進入乾燥器，其水分被蒸發。乾燥的固體廢物成為燃燒室中燃燒的燃料，將固體減量成為乾燥的飛灰。燃燒產生的廢氣在排放到環境中之前經過調節和過濾，以滿足當地排放的法規。
• 蒸汽發電：燃燒室產生的熱量用於鍋爐中產生高壓高溫蒸汽，接著被送到蒸汽膨脹機（例如蒸汽機或蒸汽輪機），蒸汽膨脹機轉動發電機發電。這些電力用於為整個設備供電，產生的剩餘電力可以賣回公用電網或用於當地的其他設施。膨脹機排出的蒸汽返回乾燥機的熱交換器表面，提供乾燥進入的濕廢物所需的能量。在將熱量傳回的過程中，廢蒸汽冷凝為水並注入鍋爐，完成朗肯循環（Rankine cycle）。達喀爾的第一個商業機組可以連續生產200-300千瓦的總電力。
• 水處理：從濕廢物中蒸發的水被冷凝收集，經過過濾處理可以達到清潔飲用水標準，或用於其他回收或再利用水應用。也可以從冷凝器中收集熱量轉用於其他應用。水處理系統使用蒸餾過程、氣相中的多級過濾、冷凝、然後是額外的多級過濾過程和液相中的曝氣來運作。隨著水淨化裝置的增加，臭氧注入、微濾和超濾、活性炭和pH值校正等程序，使水達到WHO和EPA飲用水標準。達喀爾的第一個商業裝置每天在處理30公噸50%固體的糞便污泥時，可生產約7,000升清潔水。

        儘管Omni處理器的功能顯示出讓開發中國家也能有乾淨飲用水的希望，不過目前它的價格高達150萬美元，儘管有些人認為該機器很快就能收回成本，不過，Sedron Technologies公司正在努力提高Omni處理器的可購性並減小其尺寸，希望不久的將來能開發出以廢物為燃料的自給式家用廁所。

資料來源：

1.https://www.sedron.com/
2.https://blogs.cornell.edu/healthreview/2020/03/08/the-janicki-omni-processor-a-revolutionary-waste-management-innovation/
3.https://e-info.org.tw/node/104629

台灣過濾與分離學會 Taiwan Filtration and Separations Society