第六章 堆肥處理 生物可分解之一般廢棄物或一般事業廢棄物,可藉堆肥處理程序於控制條件下,將廢棄物轉換為肥料、土壤改良劑而應用於綠、農地,減少廢棄物最終處置量及延長衛生掩埋場之使用年限。 本章介紹堆肥之定義、原理、控制條件及堆肥品質檢測指標等。
6-1 緒 言 台灣地區長期使用化學肥料致土壤中之有機質含量低於2%。以土壤有機質含量至少4% 為標準,推估每公頃農地約需添加二○○公噸堆肥物以補充其有機質; 以作物耕種時有機肥施用量計算,短期作物每公頃約需四公噸,長期作物每公頃八公噸,總計全國一百萬公頃農地,其需要總量約為五二○萬公噸 廚餘約佔一般家庭垃圾的二至三成,若進行堆肥化處理,不但可減輕垃圾處理壓力,且堆肥化產物可應用於亟需有機肥之綠、農地,改善其肥力不足與土壤酸化現況。
除廚於外,由家戶及非事業產生一般廢棄物中之木竹稻草落葉類等及經農委會、經濟部等中央目的事業主管機關公告由事業機構產生之廢酒糟、酒粕、酒精謬、蔗渣、煙砂 ( 骨、屑 )、製糖濾泥、紙漿污泥、紡織污泥、廢矽藻土、廚餘、查渣、咖啡渣、水產下腳料、禽畜產肉品加工下腳料、禽畜糞、農業污泥菇類培植廢棄包、羽毛、禽畜屠宰下腳料、斃死畜禽等有機事業廢棄物,得作為肥料之原料,經堆肥程序而還原於綠農地進行再利用。
6-1-1 堆肥之定義 依據過去環保署公告之「一般廢棄物貯存清除處理方法及設施標準」第二條之規定,堆肥處理法係指藉微生物之生化作用,在控制條件下,將一般廢棄物中之有機質分解腐熟,轉換成安定之腐植質或土壤改良劑之方法。
6-1-2 堆肥法之基本原理
6-1-3 堆肥化之目標 1. 分解易腐敗性有機物成分:微生物於操作條件下穩定或分解易腐敗性有機物,使成為類似腐植質之安定化無臭味產品。 6-1-3 堆肥化之目標 1. 分解易腐敗性有機物成分:微生物於操作條件下穩定或分解易腐敗性有機物,使成為類似腐植質之安定化無臭味產品。 2. 消滅致病菌及雜草種子:維持適當溫度與持續時間以減滅致病菌及雜草種子。 3. 回收氮、磷、鉀等肥分:為回收廢棄物中之有效肥份,堆肥過程中應盡量保存氮、磷、鉀等肥分;如有必要,可將具不同化學成分之農業資材依不同目的及其配比予以混合後進行堆肥。
4. 提昇堆肥產品品質:產品需成分均勻、穩定且質輕,不含毒性物及廢棄物如玻璃、塑膠等,提高堆肥產品使用之方便性及農民使用之意願。 5. 製程管理:製作過程需保持安全衛生、沒有昆蟲、鼠類及臭味。 6. 降低成本:採用經濟且可靠之製作方法,降低生產成本以提高堆肥產品之市場競爭力。
6-1-4 堆肥化之優缺點 1. 優 點 (1) 改良綠農地土壤性質、增加土壤肥分、改善土壤之吸水性、透水性、疏鬆土壤及保持土力、增加土壤中微生物之活性,其主要成分之「腐植性」及「長效性」為化學肥料所不及。 (2) 堆肥之分類 / 分選等前處理程序可回收大量金屬、玻璃及塑膠類等有用之物料。 (3) 生物可分解無害性有機性之垃圾均可進行堆肥處理。 (4) 堆肥處理設施之污染物排放問題可藉工程技術克服,可設於垃圾集運區之中心,減低運送及清運垃圾之費用。 (5) 廢棄物堆肥化處理之操作具彈性 (100~200%)。 (6) 堆肥化係於室內進行,不受天候的影響。
2. 缺 點 (1) 受垃圾特性變動之影響,垃圾堆肥原料性質複雜,產品品質不穩定,市場接受度日漸下降,銷售困難。 (2) 垃圾中之無機性垃圾需要另外分選及處理。 (3) 堆肥化設施若規模較大時,為維持堆肥化工廠之環境衛生,需對相關軟硬體進行投資與管理。 (4) 相對於掩埋法而言,堆肥化處理設備費、操作費較高且必須有優良的操作技術與人員素質。 (5) 須有預備處理設施,以解決堆肥廠 ( 場 ) 故障或超額之垃圾。 (6) 堆肥價格受運輸費用影響甚大,需儘量將工廠設於農地附近。
6-2 堆肥之基本條件 6-2-1 堆肥化材料 1. 易腐熟材料之選定 6-2 堆肥之基本條件 6-2-1 堆肥化材料 1. 易腐熟材料之選定 含有充分有機物質之垃圾才適合進行堆肥化處理,混入之玻璃、塑膠等異物及不適堆肥之物質先予去除,以增進堆肥化速率。 台灣地區某都市92年之家戶廚餘物理組成分析結果,發現以未烘乾之廚餘為例,其中平均約佔有95.10% 之植物性殘渣,而垃圾經烘乾後,植物性殘渣含量降至89.63%,顯示植物性殘渣之含水率高於動物性殘渣。 家戶廚餘平均水分達81.22%,將會降低所清運家戶垃圾之熱值降低焚化處理效率,故廚餘堆肥化處理應為未來家戶垃圾收集處理需積極規劃之方向。
家戶廚餘三成分中水分、灰分、可燃分比例分別佔有81.22%、1.32%、17.46% 元素分析結果發現碳及氧元素所佔之比例較高,分別各佔了8.92% 與6.50%。 垃圾之發熱量方面,高位發熱量約為1021 kcal/kg、低位發熱量平均為346 kcal/kg,而乾基之發熱量則平均為5479 kcal/kg,其熱值低於行政區垃圾及餐廳垃圾之熱值,主要因廚餘水分含量甚高有關,將對於整體垃圾熱值有減少之效應。 廚餘中碳氮比約為23、磷及鉀含量分別達0.01% 及0.12%,應可藉堆肥處理程序加以資源化,回收再利用其肥效成分。
家戶廚餘組成分析 單位容積重 數 值 ( 溼基 ) ( 乾基 ) 可 燃 物 紙可回收 (%) 0.63 1.20 紙不可回收 (%) 數 值 ( 溼基 ) ( 乾基 ) 可 燃 物 紙可回收 (%) 0.63 1.20 紙不可回收 (%) 0.66 1.03 塑膠可回收 (%) 0.05 0.25 塑膠不可回收 (%) 1.88 3.15 動物性殘渣 (%) 1.69 4.75 植物性殘渣 (%) 95.10 89.63 其 他 (%) 0.00 合 計 (%) 100 100.00 不 金屬可回收 (%) 金屬不可回收 (%) 玻璃可回收 (%) 玻璃不可回收 (%) 陶 瓷 (%) 石頭及5mm以上砂土 (%) 合 計 (%) 家戶廚餘組成分析
家戶廚餘組成分析 項目 數 值 ( 溼基 ) 三 成 份 水分 (%) 81.22 灰分 (%) 1.32 可燃分 (%) 17.46 元 數 值 ( 溼基 ) 三 成 份 水分 (%) 81.22 灰分 (%) 1.32 可燃分 (%) 17.46 元 素 分 析 碳 (%) 8.92 氫 (%) 1.38 氧 (%) 6.50 氮 (%) 0.40 硫 (%) 0.06 磷 (%) 0.01 鉀 (%) 0.12 有機氯 (%) 0.20 碳氮比 23 發 熱 量 乾基發熱量 (kcal/kg) 1021 高位發熱量 (kcal/kg) 346 低位發熱量 (kcal/kg) 5479
2. 適合之材料顆粒尺寸 粒徑太大將使反應面積過小而降低分解速率;粒徑太小會降低孔隙率導致空氣供應不足而產生厭氧情形。一般將垃圾破碎至2.5~7.5公分,較適宜。 一般有機質粒徑適合堆肥之範圍如下說明: 有機質的粒度.一般約為10~20 mm,太粗時,由於能被微生物利用的表面積小,分解速度會較慢,太細時,由於粒徑間的空隙太小,會造成氧氣供應孔道不順暢,不利好氣性分解。因此,應視材料之粗細添加副資材並充分混合,以使合後之物料有良好之通氣性 ( 孔隙度 ),避免造成局部通氣不佳,而使溫度不均、水分無法發散、產生臭味等問題,甚至影響堆肥品質。
3. 堆肥化材料化學組成之調整 為使堆肥化反應順利進行及使堆肥化產品符合再利用用目的用途之化學組成要求,廚餘堆肥前可添加各種農業副資材,藉以調整含水率、孔隙率、通氣性、碳氮比、磷及鉀之含量。 如欲增加堆肥產品中之氮含量可添加大豆粉;如欲增加堆肥產品中之磷含量可添加豬糞;如欲增加堆肥產品中之鉀含量可添加雞糞或大豆粉。
不同有機資材的成分分析 材 料 含水率% C/N 全碳% 全氮% 磷% 鉀% 牛 糞 70~80 13~17 35 1.8 0.5 1.7 材 料 含水率% C/N 全碳% 全氮% 磷% 鉀% 牛 糞 70~80 13~17 35 1.8 0.5 1.7 豬 糞 8~15 42 3 雞 糞 6~9 18 3.3 2.4 米 糠 13~15 18~22 55 0.4 大豆粉 10~15 4~6 38 7 0.6 大豆桿 30~36 1.3 0.3 樹 皮 15~20 120~500 70 0.08 稻 桿 45~60 43 0.7 0.1 2 粗 糠 木 屑太空包 27~35 25~40 44 1.1 蔗 渣 40 100~105 41 0.39 0.09 0.25
6-2-2 堆肥發酵條件 1. 植種分解菌 將含適當微生物之腐熟堆肥產品或水肥污泥等混入生垃圾中植種 (Seeding) 以增加微生物菌源或增加微生物分解酵素。返送1~5% 堆肥添加於生垃圾,可達植種效果。 堆肥菌種來源,部分提議使用人工培養的微生物菌體,惟受限於經費與缺乏相關應用實績,目前的有機質堆肥化多利用自然界的微生物群。 廢棄物堆肥原料中所含的有機質屬多樣性,即使是廚餘成分也會隨居民飲食習慣不同而有極大之變化,且在分解過程的相關堆肥條件都會變化,適合各過程的微生物群隨著變化。務實的植種方法是迴流返送一部分腐熟堆肥做植種 ,提供微生物並加速醱酵速率及縮短堆肥時間。
2. 水分調整 水分為微生物維持生命之必需品及養分傳送之介質。為維持堆肥微生物之活性,堆肥過程應保持適當水分。一般生垃圾含水率通常在40~65% 範圍內,若作好氣性堆肥時以50~60% 含水率為最佳。 水分過高時,部分垃圾將引起厭氣發酵而延長有機物分解需要時間,但含水率過低時,有機物則不易分解。低於12~15% 含水率時微生物活動幾近停止。 水分之調整除直接添加水外,亦可與不同含水率之廢棄物混合而達到調整水分之目的。
3. 採用好氧性高溫發酵 好氧性堆肥分解有機物主要作用為好氧性微生物之生物化學代謝作用,堆肥化期間必須保持通氣良好,供給充足氧氣,增微快生物繁殖速率以縮短堆肥時間。 空氣的供應有強制通風、翻堆或兩者併用等方式,惟翻堆頻率與通氣量宜適當,以避免過高造成溫度不易蓄積,而產生反效果。 好氧性堆肥化所需時間約一個月,而厭氣性發酵法需四個月以上。
4. 生垃圾碳氮比 好氧性堆肥法,有機碳含量代表其可供微生物利用的比例,氮含量則代表可繁殖微生物的族群量。 若C/N值偏低,表示超量氮於堆肥過程將以NH3型態逸失,且微生物活性亦受妨礙 C/N比過高時,所需堆肥化時間則甚長。 一般而言,作為堆肥原料之生垃圾之碳氮比應以各種農業副資材調整,使介於20~35間。
5. 醱酵溫度 堆肥初期溫度急速升高至以上,然後維持一段時間 ( 視堆肥材而異,廚餘則可維持約一個月左右 ),然後逐漸下降至常溫完成腐熟,一般堆肥材料以纖維質居多,而纖維質有機物分解溫度以50~70 的高溫條件最容易進行,但是堆肥化過程常採強制通氣,自然會產生降溫效應,所以通氣量應以不造成降溫為宜; 依據「一般廢棄物貯存清除處理方法及設施標準」之規定,施用於農地之堆肥,除高速堆肥外,堆肥醱酵過程中,醱酵堆中心溫度應維持攝氏間及最少七天維持攝氏以上,以殺滅病菌、虫卵及雜草種子並應符合肥料管理法之規定。
通過堆肥反應系統後之排氣中至少應含50% 之原有氧濃度剩餘量。 6. 空氣需求 通過堆肥反應系統後之排氣中至少應含50% 之原有氧濃度剩餘量。 反應物 生成物 硝化反應 反應完全
防止堆肥過程發生乾燥、硬化之情況,使廢棄物含水份及溫度均勻,需定期進行攪拌翻堆。先期堆肥一天一次,後期堆肥三天一次。 7. 攪拌翻堆 防止堆肥過程發生乾燥、硬化之情況,使廢棄物含水份及溫度均勻,需定期進行攪拌翻堆。先期堆肥一天一次,後期堆肥三天一次。 8. 其他條件 (1) pH值:超過8.5易造成氮逸失。有機材料分解醱酵的pH值範圍在5.5~8之間,如呈現酸性即有可能在厭氧醱酵狀態,可增加翻堆次數或添加生石灰 ( 氧化鈣 ) 以提高酸鹼值至正常狀態。完熟之堆肥其pH值會呈中性或微鹼性,尤其富含貝類殘體之腐熟廚餘堆肥,更具有平衡酸性土壤的良好效果。 (2) 水銀電池等有毒物質不可混入。
6-2-3 堆肥處理設施標準 根「一般廢棄物回收清除處理管理辦法」之規定,各項堆肥處理設施應符合該辦法第十九條及二十六條之要求: 6-2-3 堆肥處理設施標準 根「一般廢棄物回收清除處理管理辦法」之規定,各項堆肥處理設施應符合該辦法第十九條及二十六條之要求: 1.具堅固之基礎結構。 2.設施與廢棄物接觸之表面採抗蝕材料構築。 3.周圍具防止地表水流入之設備。 4.具污染防治設備及防蝕措施。 5.具防止地表水流入醱酵及腐熟之設備或措施。 6.施用農地之堆肥,除高速堆肥外,醱酵過程中,醱酵堆中心溫度應維持在攝氏四十五度至七十度間及最少七天維持攝氏五十度以上,並符合肥料管理法之規定。 7.堆肥供作土壤改良或園藝植物栽培使用時,應防止造成土壤或地下水之污染。 8.其他經主管機關公告。
6-2-4 一般廢棄物 - 廚餘再利用管理方式 1.一般廢棄物來源:家戶及非事業所產生廚餘。 6-2-4 一般廢棄物 - 廚餘再利用管理方式 1.一般廢棄物來源:家戶及非事業所產生廚餘。 2.再利用用途:有機質肥料、培養土、土壤改良之原料及動物飼料。 3.再利用機構: (1)政府機關或合法登記有案之農工商廠 ( 場 );其取得公民營廢棄物清理、處理許可證者,執行機關得依廢棄物清理法第十四條第二項前段規定報經上級主管機關核准後據以辦理;未取得公民營廢棄物清理、處理許可證者,執行機關應依同法第二項後段規定依報經中央主管機關核准之方式據以辦理。 (2)再利用之主要產品為有機肥料、培養土、土壤改良或其他相關產品。但再利用於動物飼料者,不在此限。
4. 再利用前貯存清除應符合一般廢棄物回收清除處理辦法之規定。 5. 再利用後之剩餘廢棄物應依廢棄物清理法相關法規規定辦理。 (3)再利用作為有機質肥料原料者,再利用機構必須依據肥料管理法及相關法規取得農業主管機關核發之肥料登記證。 (4)再利用於培養土原料及土壤改良者,應依一般廢棄物回收清除處理辦法第二十六條之規定辦理。政府機關依前述用途進行再利用,以自行使用為原則。 (5)再利用於動物飼料者,再利用機構應具有高溫蒸煮設備、動物防疫措施及相關設施。高溫蒸煮時應持續攪拌,並維持中心溫度以上,蒸煮至少一小時以上。 4. 再利用前貯存清除應符合一般廢棄物回收清除處理辦法之規定。 5. 再利用後之剩餘廢棄物應依廢棄物清理法相關法規規定辦理。
6. 再利用機構應按季將再利用廚餘之來源、數量、再利用用途等紀錄及剩餘廢棄物處置證明文件,報廚餘產生及再利用所在地之地方主管機關備查,並自行妥善保存該等紀錄文件三年供查核。 7. 再利用用途之產品應符合國家標準或該產品之相關使用規定。
6-3 堆肥處理方法之分類 6-3-1 依操作程序之分類 1. 野外堆肥法 (Windrow Compostion) 6-3 堆肥處理方法之分類 6-3-1 依操作程序之分類 1. 野外堆肥法 (Windrow Compostion) 乃直接將廢棄物以長條並列狀堆置於平地上,斷面形狀為4~5公尺寬,1~2公尺高之長方形。利用表面與空氣中之氧氣接觸進行生物作用,隔一段時間須將廢棄物上下翻動,使內部之廢棄物重新曝露於空氣中。由於屬於開放式堆置,受氣候影響甚大,故一般多雨地區,都架有屋棚以免天候影響。 2. 通氣堆積法 (Aerated Pile或Static Pile) 在基本上類似野外堆肥法,但在底部設有多孔性通氣管。通氣之方式有直接從底部供應或將底部控制於負壓情形下,使空氣自廢棄物表面吸入等兩種,後者常有脫臭之功能。因強制通氣之結果,反應時間也較野外堆肥法約減短一半之時間。
3. 高速堆肥法 (High-Rate Compostion) 廢棄物在進入控制條件下之反應槽前先經選別、破碎等前處理,反應中除強制通風外,並連續或間歇進行攪拌,增加廢棄物與空氣中氧氣接觸之機會,以加速反應之進行。故一般僅須數日即可完成主發酵反應。因此法效率高、不受地形、氣候影響,且佔地小,為先進國家積極開發之堆肥處理方式。 4. 半高速堆肥法 (Semi-High-Rate Compostion) 本法係將經選別、破碎後之廢棄物置於窪地進行掩埋處分,窪地底部鋪有一層非堆肥物 ( 或熟成堆肥 ) 並鋪有送氣管強制通風以利堆肥之進行。此方法類似衛生掩埋法,但因在好氧之情形下進行反應,使穩定化之時間大幅縮短。不僅具有衛生掩埋之優點,在掩埋後廢棄物之安定性及避免二次污染方面亦具有正面效果,近年來有取代傳統性衛生掩埋之趨勢。
6-3-2 依空氣供給方式之分類 堆 肥 名 稱 供 氣 方 式 穩定時間 翻 堆 通 風 6-3-2 依空氣供給方式之分類 堆 肥 名 稱 供 氣 方 式 穩定時間 翻 堆 通 風 野外堆肥法(Windrow Composting) 人工不定期翻堆 自然 3~12個月 強制通風(Forced Composting) 無 強制 20~30天 機械攪拌(Mechanical Agitation Composting) 機械攪拌 高速堆肥 5~10天
6-4-1 堆肥流程 堆肥化處理之基本流程
典型垃圾堆肥處理流程圖
6-4-2 堆肥廠設施 1. 進料供給設備 (1) 計量器:具有適當準確度之地磅。 6-4-2 堆肥廠設施 1. 進料供給設備 (1) 計量器:具有適當準確度之地磅。 (2) 垃圾傾卸台:防止垃圾或污水飛散發臭,滲出水滲漏及洗滌水應有適當收集處理設施。 (3) 投入門:設置適當規格與數目之投入口。 (4) 貯存槽 ( 場 ) (a)設計量應能貯存計畫最大日處理量兩日份之進料廢棄物量。 (b)為避免產生二次公害,設施應考慮垃圾飛散防止、防臭、脫臭及污水收集處理之需求與必要性。 (5) 垃圾吊車:應考慮一次最大抓取量、故障及維修時之備份。 (6) 進給漏斗:進料漏斗應避免產生架橋作用之規格。 (7) 進給輸送機:輸送機應選擇無阻滯及減少廢棄物掉落發生之規格,若有臭味問題,則應採密封式輸送設備。
2. 前處理設備 (1) 破袋機:將垃圾袋順利破裂,以便將互鎖之廢棄物單離分選。 2. 前處理設備 (1) 破袋機:將垃圾袋順利破裂,以便將互鎖之廢棄物單離分選。 (2) 破碎機:須將垃圾破解至適當大小 (1~3吋 ),俾利可堆肥物之分離與加速堆肥反應速率,縮短反應時間。 (3) 分選設備:可堆肥、不可堆肥化物及有價物分類。 (4) 調整設備:供可堆肥化物暫時貯存,調整進料廢棄物之含水率、元素組成、pH等物理化學特性。 (5) 添加裝置:將一定比例之水肥、污泥或樹皮等具不同肥料成份含量之有機資材添加於可堆肥化物料中,以利醱酵進行及製作符合特定需求之堆肥產品。 (6) 堆肥返送設備:將物質或堆肥返送至前處理設備或醱酵設備進行植種,補充堆肥微生物群以促進醱酵。
3. 醱酵腐熟設備 (1) 醱酵設備:控制反應溫度外,對可堆肥化物應具備供給空氣、攪拌、調整水分、輸送及排水等功能。具耐腐蝕性及可防臭功能。 (2) 腐熟設備:防水、防臭、防晒及高效率之設備。 4. 後處理設備 (1) 粉碎機:將醱酵產物粉碎至適當粒徑,使產品均質。 (2) 分選設備:自堆肥產品中分離夾雜物。 5. 輸送設備輸送帶或機具應具避免飛散、阻塞或掉落功能。
6. 貯存壓縮成型設備 (1) 貯存設備 (a)便於貯存及搬運作業; (b) 應有遮雨及防晒設備。 (2) 壓縮成形設備:將成品壓縮成型至預定形狀。 7. 脫臭設備:可以稀釋、洗淨、吸附、氧化等方式。 8. 廢水處理設備:設施產生之廢水,應處理或利用作水分調節。 9. 集塵設備:去除粒狀污染物。
6-5 堆肥成品品質之控制 6-5-1 腐熟度 所謂有機堆肥之腐熟,係指有機物經微生物之作用將易分解之成分分解完畢,成為性質安定不再變化的情形。 當其施用於土壤中,不致於快速釋出營養成分而引起作物之障礙,可藉以提升土壤肥效,增加農作物之生產量。 所謂腐熟度,則係指有機物腐化分解達到此目標之腐熟程度
堆肥腐熟度之檢驗項目 試驗項目 未腐熟原料 腐熟堆肥 註 解 1. pH 5~6 7~8 原垃圾pH高不適用 2. COD 註 解 1. pH 5~6 7~8 原垃圾pH高不適用 2. COD 腐熟後COD降低85% 可信度良好 3. 耗氧率 腐熟後堆肥耗氧率降低25% 可信度尚好 4. 總有機物 80~90% 60~70% 需多量之樣品 5. C/N比 35~50 10~20 分析較複雜 6. 外 觀 棕色、多纖維 黑色易脆 物理性質改變 7. 臭 味 腐臭味、惡臭味 泥土味、霉臭味 容易辨別但不具體 堆肥腐熟度之檢驗項目
溫度、pH、C/N、水分與發酵時間之關係
未經充分腐熟之堆肥產品之碳氮比常偏高可達30以上,將其施用於土壤後,有機質繼續分解時,氮幾乎都被微生物所吸收,農作物就會有缺氮現象,而阻害作物生長發育。 含過量氮元素之堆肥產品中,其碳氮比偏低 (10以下 ) 時,將其施用於土壤後之短時間內,將出大量之氮,農作物可能因氮過多而受害。 堆肥成品之碳氮比應在10~20間。
根據中國國家標準 (CNS) 肥料級垃圾堆肥標準之規定,腐熟堆肥必須符合下列規定: 1. 有機物含量在40% 以上; 2. 碳氮比 (C/N) 20以下; 3. 腐植度在30% 以上 4. 水分在35% 以下; 5. pH值在6.0~7.5。
6-5-2 肥效成分 垃圾有機堆肥之氮含量2~2.5%,磷含量約2%,鉀含量1~ 2%。我國規定垃圾堆肥產品總氮量在0.8% 以上,總磷含量在0.6% 以上,總氧化鉀量在0.6% 以上,灰分在60% 以下。 6-5-3 有害物質含量 肥料物質將經由土壤吸收,並移轉累積於農作物中,又因土壤在栽植作物期間須長期的施用肥料,因此,在垃圾堆肥處理過程中,廢棄物所含的有害物質,應注意除去,尤其是重金屬。堆肥產品之毒性可藉種子發芽試驗、產氣試驗及micro toxicity測定儀等進行評估。
6-5-4 異物混雜率 因為垃圾性質複雜多樣,使堆肥製品中之異物混雜率增加。尤其塑膠及玻璃,影響堆肥成品之品質。我國對堆肥中不純淨物之含率規定:玻璃、石器、陶器片、塑膠及金屬類等難分解物,大小不得超過0.4公分,總含量不得超過3%。
6-6 廢棄物厭氧消化 6-6-1 厭氧消化基本反應
6-6-2 產氣量之推估
6-7 廚餘回收再利用 廚餘於台灣地區中佔有20~30% 比例,因其含水率高,熱值低而不適以焚化處理 6-7 廚餘回收再利用 廚餘於台灣地區中佔有20~30% 比例,因其含水率高,熱值低而不適以焚化處理 廚餘含高量N、P、K等成份而具回收再利用作為堆肥之潛力 環保署已公告一般廢棄物中廚餘之再利用管理方式。
6-7-1 廚餘的組成與性質 1. 何謂廚餘 (Gabage) 6-7-1 廚餘的組成與性質 1. 何謂廚餘 (Gabage) 廚餘來自家庭或餐廳,主要包括餿水、菜葉殘渣、果皮、茶葉、咖啡渣、蛋殼、魚蝦蟹與貝類殘體、禽畜剩骨及廢食用油等,至於「餿水」、「ㄆㄨㄣ」(Leftover) 指的是剩菜與剩飯,它只是廚餘的一部分。 2. 廚餘的性質 廚餘約佔一般垃圾量的18至26% ( 乾基 ),且因個人葷素飲食習慣之不同,成份變化極大,其富含澱粉質、油脂、蛋白質、鹽份及高含水率,均屬極易腐敗的有機物質,造成家中垃圾腐敗發臭及蚊蠅孳生,嚴重干擾生活環境品質。
6-7-2 廚餘回收再利用的好處 1. 垃圾減量資源回收再利用,未來垃圾將採隨袋徵收,可減少家庭垃圾處理費用的支出。 6-7-2 廚餘回收再利用的好處 1. 垃圾減量資源回收再利用,未來垃圾將採隨袋徵收,可減少家庭垃圾處理費用的支出。 2.廚餘分離回收,可避免家中垃圾腐敗及孳生蚊蠅,減低生活困擾。 3.減少焚化廠之負擔及延長掩埋場使用年限。 4. 廚餘堆肥處理變成有機肥,可改善土壤物理、化學、生物性質,增加農地的生產力以及綠化行道樹與公園美化市容。 5.讓國人養成永續經營,愛護資源之環保習性。
6-7-3 廚餘的處理與回收再利用 1. 廚餘的處理方法 (1)掩埋處理; (2)焚化處理; (3)家庭式廚餘磨碎機; (4)回收再利用。
2. 廚餘的回收再利用方法 (1) 養豬:高溫蒸煮後充當豬隻飼料。 (2) 自然分解法:簡易土地掩埋自然分解為腐植土。 (3) 生物法:養殖蚯蚓、蛆等為雞、鴨、鵝、魚之飼料。 (4) 堆肥桶、堆肥箱:將廚餘水分濾乾後,堆置於堆肥桶中,並撒上一層堆肥菌 ( 或木屑、米糠 ),定期將滲出水排出使用,廚餘最後轉化為堆肥。 (5) 堆肥桶與自然分解合併法:先以堆肥桶處理,再以自然分解法接續處理。 (6) 廚餘處理機:以電力為能源,利用加熱、攪拌、破碎等流程將廚餘轉化為有機資材。
(7) 再生飼料或有機資材法:經由物理或化學方法將廚餘轉變為禽畜可食用之飼料或有機資材法。 (8) 機械好氧堆肥法:利用翻堆及強制送風方式,以好氧性微生物將有機質分解為安定之完熟有機肥。 (9) 再生燃料或發電法:以厭氧醱酵產生瓦斯燃料或燃燒發電。 (10)液肥化法:將廚餘粗碎與研磨處理,經高溫裂解後加入有機資材與菌種成為肥液。 (11)生物肥料法:將含湯水廚餘加入促進作物生長之根圈微生物菌屬,含固氮菌、溶磷菌等,經一個月攪拌曝氣醱酵,成為液態生物肥料,屬半醱酵性液肥。
3. 回收再利用方法評估 (1) 養豬:以餿水及水果皮為主,高溫蒸煮後充當豬隻飼料,回收再利用方式簡單及費用低,惟仍須添加其它飼料改善肉質,以及若分類回收不當,餿水中含有牙籤及筷子等,將造成豬隻食用後傷害死亡。 (2) 自然分解法:方法簡單人人可做,惟若超過土地之有機負荷量,仍會造成土壤與地下水污染之虞。 (3) 生物法:以處理果皮與動物性殘渣為主,屬小規模性,養殖過程中易產生嚴重臭味污染問題。 (4) 堆肥桶、堆肥箱:設備簡單便宜、操作容易,惟堆肥時間達3至6個月,且需較多之貯存設備與存放空間。 (5) 堆肥桶與自然分解合併使用法:併用可縮短單獨使用堆肥桶之時間,且可以社區集中處理,解決公寓住戶無土地採自然分解法之困擾。
(6) 廚餘處理機:處理速度快約一至三日,惟廚餘仍未完全腐熟,須進一步腐熟處理,否則施用於農地傷害作物根部;設備購置費,目前處理一公斤進料約一萬元之造價,造價高且另須支付操作電費與維修費。 (7) 再生飼料與有機資材法:須有前處理分類設備,其產生之飼料養分仍須調配,產生之有機資材須再處理才能成為有機肥;處理容量1公噸 / 日以上,設備投資費600萬元 / 公噸,水電等能源費850元 / 公噸,以及尚須人員薪資及維護費。 (8) 機械好氧堆肥法:其產生之堆肥為完全腐熟之有機肥且處理彈性大,惟堆肥市場通路、設廠土地面積需求較大以及用地不易取得為推動之瓶頸。
(9) 再生燃料或發電法:厭氧醱酵操作技術性高,設備投資與維修費高,產生之瓦斯燃料須純化與脫硫。 (10)液肥化法:此為國人所研發的方法,屬後醱酵型肥液,惟其設備處理容量二公噸約七百萬元,及處理一公噸廚餘尚須加入之有機資材與菌種費用高達一萬元,以及後續肥液 ( 一公斤廚餘產生1.4公斤肥液 ) 販售與使用通路問題較大。 (11)生物肥料法:以增加土壤有益菌方式增進液肥之分解或植物的生長,屬可行之方法,惟其菌屬來源應明確,菌數量應足夠,以及施用時須視土壤環境,因地制宜才能發揮功用。