2018年12月28日

從畜牧廢水處理 找出友善環境的可能

葉琮裕/國立高雄大學土木與環境工程系教授。

「高屏人買水喝」的現象讓環境工程師及相關政府單位顏面無光,這種不應該在已開發國家發生的情境,卻在南臺灣成為常態。近來,環保署推動「畜牧業沼液、沼渣農地肥分再利用」計畫,將沼液施灌於農地為水污染防治及廢水零排放的最高境界,也與老祖宗以畜牧糞尿水肥農地澆灌方式相當。

臺灣養豬業主要集中於屏東縣、雲林縣、彰化縣、臺南市、嘉義縣和高雄市等南部地區。因養豬所產生的廢水含有大量懸浮物、有機物及氨氮(ammonia nitrogen)等物質,若未經處理直接排放至水體中,將會導致環境污染,造成優養化現象及河川缺氧,進而破壞生態平衡,對人們的生活品質與身體健康亦有諸多不良的影響。

不只把水變乾淨,還可生成沼氣能源?
為解決豬隻可能造成的污染,環保署曾推出「豬廁所及沼氣中心建維推廣行動」,而相關試驗報告也顯示,以豬廁所作為進行糞尿進入廢污水系統的前處理,可有效達到廢水減量。另外,配合一段式厭氧系統,能有效減少河川污染,其所生成的沼氣也將帶來能源效益。此外,評估河段或排水流域內區域性沼氣中心設置的可行性,可協助畜牧業者處理畜牧糞尿,降低業者畜牧廢水水污費用,也進行一段式沼氣發電,降低碳排的同時可產生綠電,這種綠色能源的運用也減少了溫室氣體的排放。

臺灣畜牧廢水主要使用「三段式厭氧處理」流程,依法令規定處理達標準後進行排放。環保署於104年5月1日起開徵水污染防制費,畜牧業被列為第三年起徵收的對象,徵收項目如表一,且畜牧業與工業徵收費率相同,是以「徵收項目費率×水質×水量」的公式計算。如此一來,廢水處理勢必成為畜牧業者的一大成本,因此如何減少廢水排放,就成了相當重要的課題。
表一:水污染防制費徵收項目。

以下,筆者就處理豬糞尿廢水的「三段式流程」,為讀者做詳細的介紹。

畜牧廢水處理三階段
第一階段為固液分離,意即將固態物從液體(廢水)中分離出來以製作堆肥,廢水進入初沉池(primary clarifier)前的有機物質含量越低越好,放流水也才能符合環保署的規定。第二階段為厭氧消化槽,動物糞便進入1個類似密閉化糞池的空間,經水解後產生的沼氣可作汽電共生(cogeneration),沼渣、沼液則可作為肥料。第三階段則是活性污泥槽,即在曝氣系統中讓廢水和活性污泥(微生物)互相接觸,將水中的有機物轉化成二氧化碳、水及更多的微生物。

Step 1:固液分離
固液分離的主要功能,是減少厭氧發酵(anaerobic digestion)產生的浮渣,這個階段所採用的「固液分離機」,可將混於尿水中的豬糞固體加以取出,減輕後續處理負擔,其生化需氧量(biochemical oxygen demand, BOD)約為15~30%,懸浮固體(suspended solids, SS)約在50%左右。

不過,目前更推行二段固液分離機方式,即第一階段用網目(mesh,一種標準篩的尺寸大小)較大者(約0.5 mm)先去除較大固體後,再以較小網目(約0.3 mm)進行第二次固液分離,對固形物之去除效果顯著,分離出來的固體含水比例約在70~80%間。也有採用固液分離式豬舍,將糞與尿水在豬舍內就加以分開,配合刮糞設備將糞尿自動分離,刮出的糞便直接製成堆肥,因不需以大量水沖洗,因此可達到減少廢水量之目的。 ......【更多內容請閱讀科學月刊第589期】

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