發行單位 : 行政院環境保護署環境保護人員訓練所   協辦單位 : 中華民國環境工程學會   出刊日期 : 民國107年12月5日

圖1  畜牧業廢棄物循環再利用整合平台之技術

       循環經濟為目前政府重要施政目標之一，為達到永續環境目的，綠色能源為我國取代核能之有效方法，以養豬業
為例，依照行政院農委會於民國106年11月調查我國養豬總場數為7,257場(不包括暫時出清150場)，總養殖頭數約為
543萬頭，小型養豬場(<1,000頭)有5,723場(79%)，中型養豬場(1,000-4,999頭)有1,411場(19%)，大型養豬場(>5,000
頭)有123場(2%)；以縣市別觀之，雲林縣飼養145.2萬頭(占26.7%)居冠，其次為屏東縣123.3萬頭(占22.7%)、彰化縣
75.5萬頭(占13.9%)及臺南市57.6萬頭(占10.6%)。上述豬場中有4,470場(占60.4%)養豬場其豬舍有架設高床，全場未架
設高床者有2,937場(占39.7%)，多屬小規模飼養。以我國畜牧產業型態分配皆以中小型養豬業者為主(79%)，以目前傳
統式三段式廢水處理技術之沼氣產量約0.1 m3 pig-1 d-1來看，2,500頭規模養殖場沼氣產量約250 m3 d-1，約可發出
375 度電d-1，相當於1,875元 d-1(56萬元 年-1)。

 

       養豬廢水雖然具有相當能源回收的潛力，然而扣除沼氣發電機、管線成本、人事成本、維護成本後，中小型養豬
戶在物料不集中情況下沼氣發電量是否符合成本將是一大考驗，此外還需克服的問題包含1.醱酵槽產沼氣的速率與回
收的效率、2.醱酵後沼液與沼渣處理的問題以及3.沼氣臭味與硫化氫等腐蝕性氣體去除的問題等。為解決上述問題，
一個由工業技術研究院水科技研究組提出整合性畜牧業廢棄物處理技術如圖一所示，其內涵主要是：

 

       沼氣產生：將豬糞尿廢水與農業廢棄物共發酵的方式增加沼氣產生的效率，此外透過超音波水解技術提升有機物
破碎分解最主要的速率限制步驟，以提升農業廢棄物與豬糞尿廢水進入醱酵槽的可被利用性。

 

       沼氣回收：利用自營性脫硫相較於傳統好氧脫硫技術具有較低的動力消耗特性，並且結合化學脫硫提升沼氣回收
效率。

 

       沼液處理：利用結晶流體化床去除磷與厭氧氨氧化技術去除氨氮，相較傳統三段式或是A2O程序，節省硝化曝氣
的動力費用及加藥費用，並且節省處設備的佔地面積，並且最後再透過薄膜技術將沼液回收做為清洗豬舍之次級用
水。

 

       沼渣處理：醱酵後沼渣透過快速堆肥的方式，並結合前述結晶流體化床產出的磷酸鹽類於農田施用。

 

       此外在整合性技術平台之架構下，推動沼氣服務公司的營運模式，藉由法人技術合作，協助業者建立畜牧業廢棄
物循環再利用之整合平台技術。沼氣服務公司的成立，可能成員包含：台糖公司、沼氣發電醱酵設備廠商、創投與工
研院..等，預期可提供畜牧業廢水/廢棄物處理與再利用、沼氣發電設備整合與維護、養豬戶完整服務(操作與維護
等)、貸融資服務(所需資金與補助申請之服務)。最終此整合技術平台，主要期望將農業廢棄物處理與能源回收取得平
衡，以達到畜牧業全循環與零廢棄的目的。

工業技術研究院材化所水科技研究組 林翰麟

參考文獻
1.周明顯等，”畜牧場及堆肥場臭味控制技術手冊”，農委會研究報告(94-農管-4.10-牧-04)，2005

2.蘇忠楨，2016，我國推動畜牧沼氣生產與利用之瓶頸與策略簡報資料。

3.陳文卿，2011，清潔養豬最適化推廣模式及豬糞再利用技術推動計畫(EPA-100-G104-02-223)，行政院環保署水保處。

4.陳文卿，2016，推動能源回收型豬糞尿處理系統提升綠能養豬簡報資料。

5.劉力仁，2013，環境與廢棄物（四）：養豬業升級為綠能產業，科技大觀園。

6.葛振、魏源送、劉健偉、趙玉柱，”沼渣特性及其資源化利用探討探究”，中國沼氣，2014 (3)74。

7.方美婷，2016，污泥好氧堆肥化過程之化學成分及微生物生態研究，嘉南藥理大學環境工程與科學系碩士論文。

8.蕭庭訓，”密閉式與開放式猪舍空氣污染防治”，農委會畜牧環保主題館(http://kmweb.coa.gov.tw/subject/public/
   Data/94110523771.pdf)，2009。

9.吳珮瑛、邱可甄，劉哲良，2016，溫室氣體減量之清潔發展機制功能與專案成本比較，台灣國際研究季刊，12(3)，
   115-149。

10.An-Chi Liu, Suming Chen and Chu-Yang Chou, 2017 Laboratory Studies of the Digestion and Co-digestion of Pig
     Manure. 2017 International Workshop on BioEnergy.

11.Abma, W.R., Driessen, W., Haarhuis, R., van Loosdrecht, M.C.M. 2010. Upgrading of sewage treatment plant by
     sustainable and cost-effective separate treatment of industrial wastewater. Water Science and Technology, 61
     (7), 1715-1722.

12.Akizuki, S., Toda, T., 2018. In press. An anaerobic-aerobic sequential batch process with simultaneous
     methanogenesis and short-cut denitrification for the treatment of marine biofoulings.Waste Management.

13.Rittmann, B.E., McCarty, P.L. 2001.Environmental Biotechnology: Principles and Application . McGraw-Hill, New
     York. Tsushima, I., Ogasawara, Y., Kindaichi, T., Satoh, H., Okabe, S. 2007. Development of high-rate anaerobic
     ammonium-oxidizing (anammox) biofilm reactors.Water Research , 41(8), 1623-1634.

14.Tsushima, I., Ogasawara, Y., Kindaichi, T., Satoh, H., Okabe, S. 2007. Development of high-rate anaerobic
     ammonium-oxidizing (anammox) biofilm reactors.Water Research , 41(8), 1623-1634.

15.Strous, M., Heijnen, J.J., Kuenen, J.G., Jetten, M.S.M. 1998. The sequencing batch reactor as a powerful tool
     for the study of slowly growing anaerobic ammonium- oxidizing microorganisms. Applied Microbiology and
     Biotechnology, 50(5), 589-596.

16.Strous, M., Kuenen, J.G., Jetten, M.S.M. 1999. Key physiology of anaerobic ammonium oxidation.Applied and
     Environmental Microbiology , 65(7), 3248-3250.

17.Sliekers, A.O., Third, K.A., Abma, W., Kuenen, J.G., Jetten, M.S. 2003. CANON and Anammox in a gas-lift
     reactor.FEMS Microbiol Lett, 218(2), 339-44.

18.US EPA. 1993.Process design manual of nitrogen control . Office of Water, Washington, DC.

19.Siegrist, H., Salzgeber, D., Eugster, J., Joss, A. 2008. Anammox brings WWTP closer to energy autarky due to
    increased biogas production and reduced aeration energy for N-removal.Water Science and Technology , 57(3),
    383-388.

20.Joss, A., Salzgeber, D., Eugster, J., Konig, R., Rottermann, K., Burger, S., Fabijan, P., Leumann, S., Mohn, J.,
     Siegrist, H. 2009. Full-scale nitrogen removal from digester liquid with partial nitritation and anammox in one
     SBR.Environ Sci Technol , 43(14), 5301-6.

21. Kuenen, J.G. 2008. Anammox bacteria: from discovery to application.Nature Reviews Microbiology , 6(4),
     320-326.

22.Okabe, S., Oshiki, M., Takahashi, Y., Satoh, F. 2011. Development of long-term stablepartial nitrification and 
     subsequent anammox process.Bioresource Technology , 102(13), 6801-6807

*表示跨月份辦理班期

*以上期程表為預訂辦理班期，實際開班日期請逕洽本所各承辦人員
*報名資格請參考: 環境保護專責及技術人員訓練管理辦法
                          http://law.moj.gov.tw/LawClass/LawAllIf.aspx?PCode=O0100006