认识环保厨余堆肥

認識環保廚餘堆肥王鳳英副教授國立新竹教育大學0928035908廚餘堆肥的好處•減輕環境的負擔。•廚餘大多為含水量高，且為不可燃物，家家戶戶做好垃圾分類，將廚餘從垃圾中分離出來，可以減輕焚化爐的負擔。•減少家庭垃圾量50％以上。•將廚餘製作成有機肥料可以用來種植花卉及有機蔬菜。•廚餘堆肥可以增加土壤的有機質，讓大地回復生機。廚餘堆肥•堆肥目的是利用微生物將廚餘中的有機成份分解後，以供土壤吸收及植物利用。•由於微生物分解有機質過程需要氧氣，故必須適當送風以供給氧氣。•含水率、基質營養份、pH值、溫度..等，也是維持微生物良好活動時的重要條件。廚餘堆肥•家庭有機廢棄物種類繁多，諸如烹調前挑撿出之菜業等、廚餘、果皮、過期食品、動物性廢棄物、庭院雜草、落葉、茶渣、蛋殼、乳品…等之碳水化合物•舉凡會腐、爛、臭之有機物皆屬之，因有機物具腐、爛、臭的特性，故引發之廢氣、廢水、惡臭，則是垃圾大戰時之主角，甚至造成二次公害。台灣早期農家都有堆肥舍•歐洲許多國家在廚餘處理及庭院雜草落葉時，常利用自家庭院行自然堆熟，也有利用機器行高速發酵者。•台灣早期農家都有堆肥舍、水肥池之設置，這些都可提供思考之空間。•基於環保意識抬頭，更加速思考垃圾解決的方法。廚餘處理之問題在其含水率高及資材之不穩定性•廚餘處理之最大困擾在其含水率高及資材之不穩定性•諸如動物性廢棄物及高蛋白，所以較易生蟲及發出惡臭，因含水率高發酵時易形成厭氣而產生臭味，尤其國人飲食習慣特殊更增加處理之困難度。(高鹽高油脂)國外進口之微生物菌種•一般處理廚餘時可使用微生物（固、液態皆可）作為加速發酵劑，但目前推廣的處理方法多使用國外進口之微生物菌種，長期使用是否造成後遺症，值得相關學者追蹤與探討。•依現有的微生物自然發酵即可。廚餘製造堆肥•利用家用廚餘桶等處理廚餘製造堆肥之流程因無法高溫發酵達到消毒的效果，僅有繁殖微生物之功能，對堆肥品質亦有影響，但以肥料的立場仍有爭議的空間。利用廢棄之塑膠桶堆肥•可利用廢棄塑膠桶，隔網距桶底約3-5公分，網洞約5mm以內，目前已有商業化產品上市。•1.將家庭有機廢棄物去湯汁並瀝乾且切細（約2～3㎝）後，倒入家用廚餘桶中並平舖之。•2.取液態微生物原液噴3～5次或固態之菌種薄施於廚餘上層，量多少依投入量而定。•3.約3日後導水管處有較大量汁液流出（發酵液），以後每隔2～3日流放該汁液乙次，發酵液之味道呈酸餿水味。家用廚餘桶滿桶後之處理：•桶內放透水編織袋時，可整袋取出，堆置供其後續發酵。•a.未置編織袋時，可封桶繼續發酵2～3個月即是良質堆肥，發酵期間亦須定期排放發酵液。•b.投放於菜園與土壤充分混合約每10天噴水並翻動乙次，約一個月後便可用。由農場取回製造堆肥•c.可集合社區鄰里共同約定，在家中設置家用廚餘桶，待桶滿後將其內物質於排水後倒入社區共用之集中桶。集中桶可採用大型桶數桶，再薄施菌種乙次，集中桶滿後之程序如同前a.b.兩項之處理。•d.取易搬運之集中桶（50～100升）供社區鄰里共用，與農場共商於滿桶後，由農場取回製造堆肥。適當菌種•適當菌種的篩檢是達到高速發酵的首要工作。•發酵菌大致可概分為好氣性菌系、厭氣性菌系以及通氣性菌系•以適宜生長的溫度條件可區分為低溫、中溫和高溫三種菌系。利用相同性質的菌類組合•當利用相同性質的菌類組合，例如，以各種領域適宜在高溫環境下活動的微生物加以適當選擇配合，即可在高溫條件中，產生特別快的增殖力與極安定的分解力。•因應不同廚餘的來源和所含有機質種類的差異，適當發酵菌活化條件的控制。確認菌種篩選的正確性•確認菌種篩選的正確性，活化條件的測試過程是絕對必要的。•以溫度、溼度、氧氣量和酸鹼值等因素的影響最為重要，以添加適當菌種於廚餘中，再配合一定量之副資材，來進行廚餘高速發酵，其中包括溫度、溼度、氧氣量和酸鹼值等因子的控制。二階段的設計•第一階段廚餘回收處理系統採高速發酵方式，主要目的是進行廚餘乾燥、脫臭與減重的處置，再搭配密閉翻堆法將廚餘完全腐熟至可直接使用的程度利用最短時間就地處理廚餘•二階段的設計考量主要為：•1.利用最短時間就地處理廚餘，減少廚餘收集、運送之成本支出，避免廚餘收集、運送中可能造成的衛生問題。高速發酵進行第二階段完全腐熟處理時，可縮短發酵時間•2.利用高速發酵後半腐熟的成品，進行第二階段完全腐熟處理時，可縮短發酵時間、降低設備投資與節約土地成本支出，進而提昇廚餘轉製有機肥的效能。高速發酵與密閉翻堆法可有效控制和減少臭氣污染•3.採行高速發酵與密閉翻堆法串連並用的方式，可有效控制和減少臭氣污染的可能性，使其更適合於都會地區的推廣。高溫(70℃)發酵控制可能殘留廚餘中之病媒菌•4.利用第一階段高溫(70℃)發酵的過程，控制可能殘留廚餘中之病媒菌傳染的機會。•5.減少廚餘處理中產生高油脂的廢水，避免造成二次污染或廢水處理上的困擾。廚餘推肥減少環境污染•鑒於水土保持和環境保護的重要性，積極主張利用廚餘回收再生有機肥的理念，希望透過提倡資源回收再利用的觀念，減少環境污染問題。有機肥的推廣改善土壤品質•有機肥的推廣使用不但能有效改善土壤品質，且能達到環境綠美化與水土保持的目標•更能藉由植物生長環境的改善，使得空氣中二氧化碳的濃度得以適當降低，進而減輕環境的污染負荷，並為下一代塑造一個優美的生活環境。有機碳被微生物呼吸代謝因而降低碳氮比•在堆肥化過程中，有機碳被微生物呼吸代謝因而降低碳氮比，所產生的熱可使堆肥溫度達到70℃以上，能殺滅病菌、蟲卵及雜草種子。•大部分有機資材若直接施入土壤中，分解時會產生有毒物質，並會消耗氧氣，造成土壤還原狀態資材經腐熟後施用減少有害因素•將碳氮比大的堆肥材料直接施用於土壤中，在分解初期會造成土壤中某些養分有效性暫時下降，尤其是氮素影響最大•這些資材經腐熟後再施用，可減少有害因素，避免抑制作物生長。•有些堆肥資材纖維強韌，經過堆積後較鬆軟而利於撒佈；有些具有強烈的臭味，製成堆肥後不但沒有臭味而且具有泥土的芳香微生物需要碳當作能源•微生物需要碳當作能源，需要氮來進行代謝，堆製起始碳氮比約在30以上，經堆積醱酵後，碳氮比逐漸減少至20以下。資材分為三類•資材分為三類：甲類包括木屑、穀殼、稻草及花生殼等，為提供碳源、構成堆肥主體及決定物理性狀的資材；乙類為雞糞、豬糞、米糠、豆粕及肉骨等，主要作用為提供氮源以利微生物作用；丙類為牛糞，不經堆肥化也可直接大量施用。•若以容積比例來估計，可約略以乙類資材佔甲類之十分之一至三分之一為適當。•若對磷肥或鉀肥需求較高，可選用氮磷比或氮鉀比較低的資材，則可製作出磷或鉀肥效較高的堆肥。十種常見堆肥資材之氮含量及重要元素比1•資材氮含量(%)碳氮比氮磷比氮鉀比•雞糞4.18.32.31.8•豬糞3.68.11.94.0•牛糞2.215.43.17.1•木屑1.435.01.11.3•穀殼0.676.710.00.8十種常見堆肥資材之氮含量及重要元素比2•資材氮含量(%)碳氮比氮磷比氮鉀比•稻草1.233.58.60.5•米糠3.214.41.72.0•豆粕11.64.515.74.8•肉骨12.43.32.520.7•花生殼1.748.218.92.8水分及空氣•水及空氣佔相同空間互為消長，水多則氣少。•水分為生物所必需，在堆肥中約低於10%時即無法反應•好氣反應較厭氣性反應快速且完全，有害物質產生較少，水分含量超過90%時不利於反應。•水分量約為60%時最有利於堆肥化反應進行。添加木屑及稻殼等適於通氣•可以手握住堆肥，水滴似要滴下的狀態即可。•空氣的供應主要有強制通氣及翻堆二種方法，若有通氣設備可有效縮短堆肥化之時間，通氣量則以每小時體積比1/50為適當；翻堆在最初時為避免水分、氮素及臭氣揮散，可隔一至二週翻堆一次，後期則可稍增加翻堆頻率。•為使堆肥保持良好通氣度，在資材中需要有樹皮、鋸木屑及稻殼等添加物，使其適於通氣。溫度•微生物新陳代謝所產生的熱不斷累積，在正常情形下皆可在數日內升高達60℃，甚至到70℃以上。•高溫可維持一段時間，不但促進微生物反應，縮短腐熟時間，可殺滅病菌、蟲卵、雜草種子等。•除非堆製失敗，否則高溫是堆肥過程中之正常現象。酸鹼度•在不同的酸鹼度範圍中有不同的微生物族群，可對不同種類的有機物進行分解•微生物對pH值適應廣，以中性為佳。•除了資材中有極酸或極鹼的物質，一般不須對酸鹼度加以控制。堆肥腐熟後常呈中性或微鹼性。菌種•自然環境中就有許多微生物族群，只需維持微生物可生長的條件，因此可不必刻意加入微生物之菌劑。•但資材中若有大量不易分解物質時，可加入專門分解此物質的菌種，以縮短腐熟時間。適當菌種的篩檢•發酵菌可概分為好氣性菌系、厭氣性菌系以及通氣性菌系•以適宜生長的溫度則可分為低溫、中溫和高溫三種菌系。•當利用相同性質的菌類組合，以各種領域適宜在高溫環境下活動的微生物加以適當選擇配合，即可在高溫條件中，產生特別快的增殖力與極安定的分解力。添加適當菌種於廚餘•因應不同廚餘的來源和所含有機質種類的差異，應控制適當發酵菌活化條件•確認菌種篩選的正確性，活化條件的測試過程，以溫度、溼度、氧氣量和酸鹼值等因素的影響最為重要•以添加適當菌種於廚餘中，再配合一定量之副資材，來進行廚餘高速發酵，其中包括溫度、溼度、氧氣量和酸鹼值等因子的控制。腐熟度•將腐熟度不足的堆肥施入土壤中，會有不利土壤。•測定堆肥腐熟度，需化學分析結果作為依據。•自行判斷是利用種子發芽法及堆肥外觀變化。•選用白菜、萵苣或蘿蔔等較敏感的蔬菜種子，以堆肥熱水抽出液使其濕潤，若發芽率達到60%以上時，則可判定此堆肥未嚴重抑制作物生長。•堆肥腐熟後結構疏鬆，呈深褐色或黑色，沒有刺鼻臭味而呈泥土香味。堆肥有助於垃圾減量及節省垃圾處理費用•堆肥有助於垃圾減量及節省垃圾處理費用。更對於資源回收工作的推動及農綠地肥力的回復有極大助益。•有機物安定化、無害化，降低對環境的污染衝擊:包括揮發性有機固體物去除、BOD分解等。•符合衛生條件:堆肥化後無臭、乾燥，較適宜再利用。•減量:重量、體積減少，水份去除。堆肥是資源再利用•資源再利用:作為土壤改良劑、提供肥料及植物所需之微量基本元素•消除有害因素：有機物若未經腐熟即施用於農地，將會危害作物。•病源菌控制:連續之高溫醱酵，可消滅病原菌、寄生蟲、蟲卵等。堆肥醱酵條件•含水率一般約60～65%為理想太高則孔隙率低空氣不足，嚴重時反成為厭氣醱酵狀況，使堆肥產生臭味。•由於廚餘的水份約80%，必須藉由加入適當之調整材或其他農林廢棄物，以調整至適當之含水率。如稻殼、木屑、枯樹枝/樹葉等，或添加醱酵後堆肥(連續堆肥化處理)。提供適當孔隙度•調整材除可以調整水份外，提供適當孔隙度，以利空氣傳輸之功能。•目前有許多的堆肥場，易發生污水溢流及臭味的問題。控制翻堆高度及翻堆頻率•堆肥的過程中，由於微生物分解有機物將會產生熱量，此放熱反應一般將使溫度上昇達60℃以上，同時水份會被帶走。•當有機物分解穩定，醱酵趨於靜止後，溫度將回復至約30℃左右，此時水份亦已下降至總含水率約低於45%以下。•為維持適當溫度，應控制翻堆高度及翻堆頻率最適當的碳氮比例是20：1•調整碳氮比例也是重要控制因素。堆肥醱酵時有機物係由微生物分解•而微生物增殖活動的能源是營養分中的碳(C)供給，而細胞的形成由氮(N)供給，而兩者最適當的碳氮比例是20：1。應適當調整材料•在禽畜糞處理時，各種糞便的碳氮比不一，如牛糞為20～23，豬糞為10～14，雞糞為9～10，而土壤的碳氮比為10～15。•堆肥處理時牛糞可不必另外調整其碳氮比，而豬、雞糞應適當調整，而調整材料以稻殼、木屑居多。廚餘堆肥應調整材•在廚餘堆肥時，若熟食類較多(或蛋白質成份高)者，碳氮比偏低，調整材應使用較多。增加木削、樹葉。•蔬果菜葉較多，則碳氮比較高，調整材可使用較少。堆肥簡易腐熟度鑑定法•1.感官鑑定法:在生產現場,依序做簡略判定腐熟狀況。•外觀、顏色:質地細緻無大團塊狀物。•手感:用手緊握,放開不會結成一團也不粘手。•嗅感:用手抓一把,略近鼻孔,嗅不到濃氨味,也嗅不到糞臭味。氣體與臭味鑑定法•測定游離氨濃度:堆肥3