申请日2016.10.21
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号C02F11/00; C02F11/04; C02F11/10; C02F11/12; C08F8/22; C08F110/06
摘要
本发明系揭露一种污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，其包含：理泥、污泥细化、污泥噬化、熟化、回收甲烷、磁波分解、回收甲醇、浆胶脱水、红外线热干燥、及生成氯化聚丙烯等步骤;藉由上述步骤对污泥进行转化，生成甲烷、甲醇、及丙烯等资源，俾以达成转废为宝的效益，并对污泥处理提供一种无排放、无污染且可回收资源的处理方案。
摘要附图
权利要求书
1.一种污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，其包含以下步骤;
(a)理泥;藉由过筛法将污泥中可能干涉硅藻反应之异物分离出来;
(b)污泥细化;通过高密度剪分法，破坏硅藻之硅质细胞壁(外壳);
(c)污泥噬化;投入菌体，对硅藻之果胶进行噬化分解;
(d)果胶熟化;经菌体对果胶进行噬化后，熟化转换成液与胶质分离状态;
(e)回收甲烷;菌体噬化果胶过程中会产生甲烷气体与碳氢化合物，透过回收甲烷气体，可提供作为能源;
(f)电磁波分解;利用电磁波分馏分解液体与胶质，以馏分碳氢化合物与胶质;
(g)回收甲醇;透过电磁波加热液体与胶质至预设温后，气化之气体导入分馏塔，馏分出水与碳氢化合物;
(h)浆胶脱水;胶质经分馏后，进一步透过机械设备进行脱水干燥;
(i)红外线热干燥;胶质经脱水后呈半土状，进一步的配合红外线干燥塔热风干燥;
(j)氯化聚丙烯;胶质脱水后形成为聚合胶粉(果胶与二氧化硅结合物)，经氯气化合后可制备为氯化聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，其特征在于，其中该筛网网目大于140目。
3.根据权利要求2所述的污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，其特征在于，其中该高密度剪分法系利用5微米之螺纹剪或差速磨盘。
4.根据权利要求3所述的污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，其特征在于，其中该菌体为植物菌体，包括选自汉逊酵母、假丝酵母属、子囊孢子繁殖酵母属、丝孢酵母属、或根霉菌。
5.根据权利要求4所述的污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，其特征在于，其中该(f)电磁波分解步骤后，胶质(污泥)之含水率低于80%。
6.根据权利要求5所述的污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，其特征在于，其中该(h)浆胶脱水步骤后，胶质(污泥)含水率低于40%。
7.根据权利要求6所述的污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，其特征在于，其中该(i)红外线热干燥步骤，胶质(污泥)含水率低于10%。
说明书
一种污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法
技术领域
本发明系有关于污泥处理之技术领域，特别是一种污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法。
背景技术
习知污泥(如第8图所示)系指污水处理后的产物，系由有机残片，细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成，其中，又以藻(如第9图所示)或硅藻(Bacillariophyceae)占百分之90以上，使其具有极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高(可高达99﹪以上)、有机物含量高、容易发臭并且颗粒较细、比重较小，它是介于液体和固体之间的浓稠物。虽然可以用泵运输，但它很难透过沉降技术进行固、液分离。
另外，家庭、工业都需要优质的空气与水源，更依赖淡水的充分供给，缺水将使生命无以为续，水的储备依赖环境有效调节，在生活用水、工业用水、农业用水外，更不能忽视环境用水，环境不但可以创造水、供水、养水、储水、再生水，但水质却很容易因环境而伤害，水在热力、加殖或污染环境中，会高速生长藻类，使得水中优养、缺氧，目前水质处理只摆在生活用水回收，工业用水回收两种，显然将水资源最大耗损忽略。
水资源最大储存库为湖、潭、川、河、沟、塘、圳、池等，而环境影响水质，水质又影响环境，如能在储水点先清除污染源(污泥、藻)再整回净水，水资源将可倍数成长。此为长久以来，业界所极力寻求的方向之一。
再者，今日地球的温室效应最大的根源，来自于人类热力学应用，所产生的超量排放，热力学与地球上的生物是相互依存的。基本上提供生物生存的养分，在未工业化以前的大气圈，所供给的热力能经几亿年形成一个平衡值。大气与地球温度全依氢键与碳在调节，工业大量排放碳值经陆通量系与海通量系调节。约伐木时代的最高峰值或现排放的三分之一，约大气碳含值120ppm，今日大气碳含值为400ppm可见280ppm是逆差，或许通量系统超额调节，但一定会造成另类顺差，依热力学演化应产生大量藻类(热力沿革)。
有关藻、硅藻(Bacillariophyceae)，属真核藻类的一个主要类群，同时也是最常见的一种浮游植物。多数为单细胞生物，尽管有些种类可以丝状或带状群体、扇状群体、锯齿状群体以及星形群体形式存在。
硅藻在食物链中属于生产者。硅藻的主要特点是硅藻细胞外覆硅质(主要为二氧化硅)的细胞壁。硅质细胞壁纹理和形态各异，但多呈对称排列。但是这种对称并不是完全的对称，因为硅藻细胞壁的一侧比另一侧略大一点，这样才能嵌合在一起。
硅藻的硅质细胞壁由两个独立的半片(壳面)组成。细胞壁生物硅是在胞内由硅酸单体聚合而成，然后再挤压到细胞外添加到细胞壁上。硅藻细胞壁的两个壳面通常像培养皿的底和盖一样套合在一起。在多数种中，当一个硅藻分裂产生两个子细胞，每个子细胞将保留其中的一个壳面，再长出一个套在里面的较小的另一个壳面。因此每个分裂周期后，硅藻种群的平均尺寸将变小。这样细胞尺寸一旦达到了最小，就不再简单地分裂，而是以产生孢子的方式恢复其大小。
化石遗迹显示，硅藻最迟起源于早侏罗纪时期。 仅中心硅藻类的雄配子具鞭毛，可以游动。硅藻一直以来是一种重要的环境监测指示物种，常被用于水质研究。分类上归为一纲，辖下有中心硅藻目及羽纹硅藻目。此外也是近海的优势类群。
硅藻纲有超过200个现存的属 ，估计有接近十万个现存物种。硅藻的分布广泛，不管是海洋、淡水、汽水、泥土及潮湿的表面上均可发现。大部分生活在开阔的远洋水域，当然也有的像膜一样生活在海底砂砾上，更有能在仅仅是潮湿的大气中存活的种类。硅藻在海洋中尤为重要，海洋中总初级生产力的45%由硅藻提供。
硅藻死去后，残留的外壳会残留在河、湖与海洋的底部，堆积成为硅藻土，半导体工业所使用的晶圆正是由硅藻土所制成的，我们呼吸的氧气是经由绿色植物行光合作用而产生，可是鲜少有人知道地球上超过50﹪的氧气都是藻类所提供，植物只占了十分之一，所以曾有人称呼藻类为地球之肺。
见证藻为果胶和二氧化硅、碳水、碳气所组成，依此我们可以推知，碳的最大储存场是藻类群，温室气体目前还在控制点内应归功于藻类群，可惜今日我们在处理水质污泥(藻)所采用的手段为掩埋或焚烧，可预见的结果当然直接消减碳值储量并将原储量加倍排放(解构或焚烧)。如此一来原本在可控点内的量值将失控加速温室气体恶化。
由此可知，习知污泥处理不但要面对水质，更应优先规划气体排放是否得当，掌控为零排放勿顾此失彼、为德不卒，不但水质没改善，反而造成大气更恶化，此为处理污泥所应有之认知，或许目前也有用菌体投拌分解法。请注意藻体解构第一时间碳气已产排，是人们因眼视不了而忽略，并非没排放。唯一方法是排放第一时间全部回收至零排，此为污泥处理重中之重。
工业化后百年，随着工业1.0至今日将走入工业4.0;能源决定一切，也造成人类今日是否将被大自然淘汰的窘境。人类为了工业大量使用能源(含水源)，将整个地球(含大气)污化，从不思考工业化重要还是生存重要?石化工业造成今日世界各地烽火，政局动荡。人类穷尽科学力量往地球掏、挖、采的行为，总是为了石化能源，那天地球将被掏空。大气、大地全面污化，恶性循环将导致生物全灭绝。
转个念头是否改方向寻思新生能源，可采之不尽用之不竭，生生不息的能源，是的;「污泥」如果污泥可取代石化能源，不但翻转整个能源产业也改变能源生态，更可终止石化污染，解救温室效应。
发明内容
有鉴于上述习知技艺之问题与缺失，本发明之一目的，就是在于提供污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，依硅藻特性不但可大规模、快速、低成本的产出低碳燃料(碳氢化合物)，更是低排碳、高热值的清洁能源，嗣满足材料需求(丙烯)，在不久将来为能源材料提供一新的教案。
根据本发明上述目的，提供污泥无排(污)回收之生物、物理降解再生方法，其包含以下步骤：理泥、污泥细化、污泥噬化、熟化、回收甲烷、磁波分解、回收甲醇、浆胶脱水、红外线热干燥、及生成氯化聚丙烯等步骤;藉由上述步骤对污泥进行转化，生成甲烷、甲醇、及丙烯等，俾以达成转废为宝的效益，并对污泥处理提供一种无排放、无污染且可回收资源的处理方案。
