Med-zeroSolvent 試驗計畫

可擴展處理模組專家:DAS EE 在「Med-zeroSolvent」專案中的試驗裝置可處理含溶劑的製程廢水

內部機械房的設施圖像,顯示了多根管線和閥門精密排列,並且在防護外殼中可見大型容器和電子控制面板。
Med-ZeroSolvent

用於無廢水生產的多階段系統

該研究計畫將經過實證的 工業廢水處理 技術與接近自然的處理方法相結合。DAS Environmental Expert GmbH 的環境技術專家們運用其豐富的製程與技術專業知識,致力於開發可實現低廢水甚至零廢水生產的永續解決方案。

三年的創新:DAS EE 與合作夥伴推動溶劑廢水處理技術

經過三年的深入研究,DAS Environmental Experts 攜手德勒斯登工業大學(TU Dresden)及其他專案合作夥伴,於 2024 年 10 月成功完成「Med-zeroSolvent」專案。 該專案的目標是開發一套多階段處理流程,用於處理透析膜生產過程中含溶劑的製程廢水,並使處理後的廢水得以重複利用。

所有相關研究成果均於2024年10月24日在德勒斯登工業大學舉行的全天期最終研討會上發表。從 DAS EE 的角度來看,該專案最重要的成果包括:

  • 移動床生物膜反應器(MBBR)製程在高負荷條件下,能夠處理含溶劑的廢水,處理效率可達 99%。

  • MBBR 製程亦可作為唯一處理流程,將處理後的水直接排入廢水管網。

  • 透過在實際條件下運作試驗工廠,對製程技術進行測試,可帶來極具價值的優化效果。

  • 應全面考量製程用水處理,這方面蘊藏著巨大的節省與資源節約機會(包括水資源再利用、二氧化碳、能源及成本)。

圖片展示了德國聯邦教育與研究部的標誌,標誌由一隻程式化的聯邦鷹和一條垂直排列的黑、紅、金三色條紋組成。

含溶劑製程廢水的可靠處理

用於腎臟替代療法的透析儀器內含中空纖維膜,其主要成分為合成聚合物。在生產過程中,會使用二甲基乙醯胺(DMAc)等含氮溶劑。 此過程會產生含有溶劑的廢水,其中部分必須透過熱處理方式進行處置,不僅消耗大量能源,更會產生二氧化碳排放。「Med-zeroSolvent」研究計畫的夥伴們正致力解決此一挑戰,該計畫由德國聯邦教育與研究部資助。 他們正共同致力於開發一套能源優化的多階段處理流程,用於處理透析膜生產過程中產生的含溶劑廢水,使經處理後的廢水能夠回流至生產流程中。

試驗性設施已成功投入運作

在為期六個月的規劃階段中,DAS EE 團隊設計並建置了這座試驗廠。 該試運轉將於 2023 年春季與合作夥伴共同進行。在此里程碑之前,經歷了一段密集的準備階段:DAS EE 自 2021 年 7 月起便成為這項於 2021 年 4 月啟動的研究計畫的合作夥伴,並與 B. Braun Avitum Saxonia GmbH、來自 Me-Sep 及 wasserWerkstatt 生態水資源管理工程事務所的廠區規劃師、來自 CUP Laboratorien Dr. Freitag GmbH 的分析專家, 以及 Institut für Luft- und Kältetechnik GmbH 和德勒斯登工業大學(水生生物學研究所與城鎮及工業水資源管理研究所)的分析專家共同合作。 城市與工業水資源管理研究所的Peter Krebs教授博士擔任科學主任。德勒斯登工業大學的合作夥伴還利用移動床生物膜反應器(MBBR),在實驗室測試設施中針對 DMAc 的降解進行了初步研究。

根據這些結果,德勒斯登的環境專家們開發並實施了該處理廠設計方案。這座試驗廠能夠在實際條件下驗證設計概念,並確定關鍵的處理參數。在該處理廠中,廢水首先流經一個 MBBR 反應器,其中進行缺氧脫氮反應。 在接下來的處理步驟中,溶劑會在高負載、以好氧方式運行的 MBBR 中被降解。硝化作用則發生在下游的垂直過濾系統中。 「透過將兩階段 MBBR 與近自然處理過程——垂直過濾系統——相結合,便能測試不同的處理組合以及溶劑降解所需的濃度,」DAS Environmental Expert GmbH 專案經理 Nadine Siebdrath 解釋道。 「專案結束時,我們將知道哪種製程最適合實現零液體排放,也就是無廢水生產。」

陽光下從苔蘚中萌芽的幼苗

資源高效且永續

「Med-zeroSolvent計畫與DAS EE 15年來一直倡導的理念不謀而合:在源頭對廢水進行持續處理,並進行高效加工以供生產後續利用,」創新項目經理Nadine Siebdrath補充道。 「得益於智慧型製程,製程用水得以繼續用於生產,市政污水處理廠不會受到環境有害物質的污染,部分廢水的焚燒處理和以往必要的卡車運輸也不再必要。這既節約了資源,又實現了永續發展。”

“這種新型技術形式獨特,而且由於採用了模組化設計,可為高效節能地處理有機污染廢水提供廣泛的應用。”

Dr-Ing Thomas Schalk | Med-zeroSolvent Project Coordinator
Technical University of Dresden