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1、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。,1,6-1 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
2、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。,2,除廚餘外，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、酒精膠、蔗渣、煙砂 ( 骨、屑 )、製糖濾泥、紙漿污泥、紡織污泥、廢矽藻土、廚餘、茶渣、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。,3,6-1-1 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
3、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。,4,6-1-2 堆肥法之基本原理,5,6-1-3 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。,6,4. 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
4、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。,7,6-1-4 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
5、，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 (100200%)。 (6) 堆肥化係於室內進行，不受天候的影響。,8,2. 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
6、輸費用影響甚大，需儘量將工廠設於農地附近。,9,6-2 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。,10,家戶廚餘組成分析(一)
7、,11,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。,12,家戶廚餘組成分析(二),13,2. 適合之材料顆粒尺寸
8、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2.57.5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1020 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。,14,3. 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目的
9、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。,15,不同有機資材的成分分析,16,6-2-2 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15% 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。
10、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。,17,2. 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4065% 範圍內，若作好氣性堆肥時以5060% 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1215% 含水率時微生物活動幾近停止。 水分之調整
11、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。,18,3. 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。,19,4. 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
12、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2035間。,20,5. 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5070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4570間及最少七天維持攝氏50以上，以殺滅病菌
13、、虫卵及雜草種子並應符合肥料管理法之規定。,21,6. 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,反應完全,硝化反應,22,7. 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5.58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
14、效果。 (2) 水銀電池等有毒物質不可混入。,23,6-2-3 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
15、。,24,6-2-4 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。,25,(3)再利用作為有機質肥料原料者
16、，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。,26,6. 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。,27,6-3 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45
