2024 05/10 陳宗賢博士_厭氧生物酸酵技術用於生質料源的應用案例

讲者陈忠贤从台湾成功大学化工系毕业后，在电子业和学术机构历练多年，建立了从概念设计到国际现地落地的厌氧发酵技术团队。他的核心驱动力是循环经济理念：将农业与食品工业产生的有机废弃物（厨余、屠宰废水、农业废料等）透过生物转化，既产生能源价值（甲烷沼气），又产生农业价值（液肥），转废为资的同时实现资源最大化利用。

为优化技术性能，讲者推进了从传统一段式向两段式厌氧发酵的转变。传统做法将各类微生物混在一槽反应，但问题在于不同菌群的最适生长条件差异大——水解菌、酸化菌、乙酸菌、甲烷菌分别需要不同的pH、温度和还原条件。讲者团队的改进是将工艺分段：前段专注水解和酸化，后段专注甲烷化，使各菌群都能在接近最适条件下工作。学术文献已验证这一做法可提升产气量13%，并改善沼气燃烧效率。这反映出一个产业发展的现实——台湾生物沼气的上网费率从初期的2元/度涨至现在的7.02元/度，成为再生能源中最高，正是政府对这一技术价值的逐步认可。讲者认为，政策支持是产业能否扎根发展的关键，但遗憾的是初期因对传统堆肥成本的低估而定价过低，留下了产业起步的遗憾。

讲者团队完成了多个代表性项目，每一个都体现了从实验室到现场的完整转移。南投新桥心牧场的2000头猪场改造中，他利用流体动力学模拟软件设计反应槽的内部流场，通过数值预测验证设计方案可行性后再施工。结果显示进出流COD从约10mg/L大幅降至符合排放标准，甲烷产量稳定维持在250mL/gCOD。在印尼牛肉屠宰场项目（日处理2吨）中，除了处理屠宰废水，团队还创新地融合当地丰富的农业废弃物如香蕉皮进行协同消化。产生的沼气经分离后驱动发电机，剩余消化液进入肥水池供村民免费灌溉。这个项目的落地过程最能体现讲者的方法论：从台湾的流程图、建模、组装，到分阶段分批运送、现地二次组装和运维培训，全程与学生协同参与。大学部学生先负责踩点选址，硕士生进行初期实验，最后集中进行组装与启动。结果不仅是技术的实际应用，更重要是两名国高中毕业的当地操作员因此获得了工作机会，其中一人后来甚至继续升学完成大学教育。

泰国孔敬大学（KKU）的项目是在既有经验基础上的更精细化设计。装置日处理量0.55立方米，不仅包含厌氧消化，还整合了沉淀、脱流等完整废水处理单元，目标是最小化外排污水。讲者团队甚至在细节上下功夫——加高地板以隐藏所有管线，确保外观整洁。台湾的逢甲大学停车场成了组装地，讲者和学生有时工作到深夜。当设备运到泰国时，讲者本人和一名学生因疫情规定隔离了整整一个月——曼谷隔离两周加孔敬隔离两周。启动期间，讲者记录了详细的工作日志：组装步骤、线路与管路配置、采菌过程（从牛粪采集Archaea菌群）、单元测试、发电机启用等。他甚至将产生的沼气用于给高尔夫球车和手机充电，形象地展示了这套系统的可用性。长期运行数据的记录也为后续的系统改进提供了基础。

回到台湾，讲者在南投农场建设了第四个项目，定位为实验基地兼研发平台。该装置试用了多种料源：云平大饭店的热处理厨余、豆皮生产后的豆渣残渣、亚麻界水解后的液体等。一年多的连续运行表明，即便进料来源和运行条件变化，产气性能保持良好，最优条件下产气潜力可达0.76，COD移除率稳定在80-90%。讲者还对消化液进行了成分检测，确认其符合放流水标准，甚至可直接用作液态有机肥。项目旁边原本光秃秃的荒地，因长期施用消化液而逐渐被绿草覆盖，这个小细节直观证明了循环利用的价值。不幸的是，2024年8月的强烈颱风导致南投地区土石流灾害，讲者的实验基地同样被水淹没。但他没有气馁，正积极计划重建这座设施，以继续为未来的学术研究和产业合作提供测试平台。