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廚餘回收再利用 (1) 餘回收飼料化 -- 利用於養殖魚類 (2) 廚餘回收堆肥化 簡報. 國立臺灣海洋大學 九十八年十一月十日. 一、動機與目的 二 、 前言 三、工作內容與方法 四、初步結論 五、總結與建議. 簡報大綱. 1. 政府正積極推動有機廢棄物回收、堆肥化處 理等政策。 2. 有機廢棄物的回收再利用在政府的強制推動 下, 堆肥化、飼料化 處理預期將大幅增加。 3. 處理最佳化之目的為提昇 處理效率 與 節約成 本 。 4. 廚餘約占垃圾總量 25 %,其高含水率不適合焚化處 理,將其視為資源垃圾再以適當的方法處理,可 減
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廚餘回收再利用(1)餘回收飼料化--利用於養殖魚類(2)廚餘回收堆肥化簡報廚餘回收再利用(1)餘回收飼料化--利用於養殖魚類(2)廚餘回收堆肥化簡報 國立臺灣海洋大學 九十八年十一月十日
一、動機與目的 二、前言 三、工作內容與方法 四、初步結論 五、總結與建議 簡報大綱
1.政府正積極推動有機廢棄物回收、堆肥化處 理等政策。 2.有機廢棄物的回收再利用在政府的強制推動 下,堆肥化、飼料化處理預期將大幅增加。 3.處理最佳化之目的為提昇處理效率與節約成 本。 4.廚餘約占垃圾總量25%,其高含水率不適合焚化處 理,將其視為資源垃圾再以適當的方法處理,可減 少垃圾處理量而達到減廢及資源回收效果。 一、動機與目的
5.廚餘早就被用來作肥料,由於化學肥料的廣泛使用5.廚餘早就被用來作肥料,由於化學肥料的廣泛使用 後,才慢慢被遺忘及棄用。 6.廚餘經過適當的處理過程,使之成為可再利用的有 機物質,為一舉數得之做法。 7.設計一小型處理設施以探討其可行性,與經濟性。 一、動機與目的
二、 前言 本計劃預期之具體成效: 經由物理、化學甚至生物方法將廚餘經由 破碎、脫水(除油)、高溫乾燥與醱酵等 過程,轉變為堆肥化再利用及魚類養殖之 飼料。
二、 前言 廚餘回收再利用方法: 1.養豬:以餿水及水果皮為主,高溫蒸煮後充當豬隻 飼料。 2.自然分解法:方法簡單,易造成土壤與水污染。 3.生物法:以處理果皮與動物性殘渣為主,過程中易 產生臭味污染問題。 4.堆肥桶、堆肥箱:設備簡單便宜、操作容易,堆肥 時間長,且需較大存放空間。
二、 前言 廚餘回收再利用方法: 5.堆肥桶與自然分解合併使用法: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:依其處理功能分為破碎與去水分型、消滅型、高速醱酵型、乾燥粉狀型等,處理速度快。 7.再生飼料與有機資材法:配合前處理分類設備,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 。
二、 前言 廚餘回收再利用方法: 8.機械好氧堆肥法:處理彈性大,惟堆肥市場通路 、設廠土地需求較大為推動之瓶頸。 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。 10.液肥化法:此為國人所研發的方法,屬後醱酵型 肥液,惟其設備費用高,以及後續肥液販售與使 用通路問題較大。
三、 工作內容與方法(堆肥化) 廚餘材料: 1.經煮熟而吃剩的食物,如肉、菜等。 2.或未經煮熟而吃剩及腐敗的生菜、水果、肉類等。 3.或不被食用的枯黃菜葉、瓜皮、肉皮等。 每批次取20公斤熟食廚餘與10 公斤生食廚餘,兩者 混合脫水攪碎後 20公斤熟食混雜類廚餘及10公斤生 食混雜類 廚餘廚餘經混合脫水攪碎後為本實驗材料 。
20公斤熟食混雜類廚餘及10公斤生食混雜類廚餘 20公斤熟食混雜類廚餘及10公斤生食混雜類廚餘 廚餘經混合破碎後為本實驗材料 三、 工作內容與方法(堆肥化)
三、 工作內容與方法(堆肥化) 高溫發酵槽 破碎機 溫濕度控制器 含水率測定 廚餘 廚餘堆肥化處理流程
三、 工作內容與方法(堆肥化) 1.廚餘破碎處理機 外型尺寸:95×50×153㎝。 處理量:400公斤/小時。 特性:操作簡單不須分類及濾水,骨頭、貝類、長纖維可輕易 處理,將原有殘菜體積,減容至1/3-1/6。
三、 工作內容與方法(堆肥化) 2.高溫厭氣發酵處理機 外型尺寸:95×50×100㎝ ,發酵槽長50㎝、寬25㎝、高25㎝。 特性:內容量30公升,槽內包含一攪拌軸及四根攪拌杓,轉速為4rpm,槽體下方為加熱管(0.6kW),由測溫電阻導線連接調整開關調控溫度,另一條測溫電阻導線連接槽體中央,紀錄消化槽中央位置溫度變化情形。
三、 工作內容與方法(堆肥化) 3.溫度、濕度監視紀錄器 溫度控制顯示器具微電腦PID控制,同時與溫度控制器、濕度控制器、記錄器銜接,完整監視與紀錄每批次廚餘厭氧消化過程中溫度與濕度改變 。
三、 工作內容與方法(堆肥化) 4.紅外線水分測定儀 儀器規格:為AC、110V、200W。 試料裝法(標準重量法):取五公克砝碼置於左邊砝碼皿,試料輕置右邊試料皿,直到天平平衡,標準重量法即試料重量固定用五公克。
三、 工作內容與方法(飼料化) (一)、實驗動物: 實驗所使用的吳郭魚及石斑魚購自台灣南部地區所養殖的魚苗。先蓄養於2噸FRP桶中,蓄養期間每日投餵兩次,待魚苗成長至實驗所需體型。實驗前禁食一日,再秤重並隨機取樣,移入室內實驗系統中進行實驗。 (二)實驗系統: 實驗系統由長方形透明缸(60×30×27cm)所組成,每個缸子有獨立的打氣裝置;石斑魚及吳郭魚有三個處理組,石斑魚處理組三重覆;吳郭魚處理組六重覆;實驗皆為循環水系統,水量維持10-20L。
三、 工作內容與方法(飼料化) 吳郭魚實驗系統
三、 工作內容與方法(飼料化) 石斑魚實驗系統
三、 工作內容與方法(飼料化) 恆溫烘箱 將富含水分的廚餘,在恆定的溫度之下去除水分,使之成為乾燥的廚餘 高速粉碎均質機 將乾燥後的廚餘粉,利用高速粉碎均質機使之成為質地細緻的廚餘粉。 擠粒造粒機 將完成的廚餘粉依照飼料配方,依序的將原料放入擠粒機中,使之成為供給魚使用的飼料。 廚餘飼料化設備處理流程
三、 工作內容與方法(飼料化) 廚餘飼料 廚餘粉
三、 工作內容與方法(飼料化) (三)實驗條件 物種(一):吳郭魚Oreochromis sp. 平均初重:1.46g 缸子水體:10L 缸子數量:18缸,一組6缸,每缸5隻,共90隻 水溫:30-33℃ 實驗天數:28天 餵食時間:上午九時及下午四時,餵至飽食。
三、 工作內容與方法(飼料化) (三)實驗條件 物種(二):龍膽石斑Epinephelus lanceolatus 平均初重:3.82g 缸子水體:55L 缸子數量:9缸,一組3缸,每缸8隻,共72隻 水溫:27-29℃ 實驗天數:28天 餵食時間:上午九時及下午四時,餵至飽食。
三、 工作內容與方法(飼料化) (四)實驗飼料設計之製作: 吳郭魚實驗:配製以廚餘粉取代0%、50%及100%魚粉的廚餘飼料,探討不同取代量的廚餘粉,對石斑魚成長的影響,實驗為期六週。 石斑魚實驗:實驗方法如實驗一,配製三組廚餘飼料;實驗為期4週,觀測不同廚餘粉取代量,對石斑魚幼魚成長的影響。
三、 工作內容與方法(飼料化) (五)一般成分分析: 1.水分:依據A.O.A.C.(1984)方法測定。 2.灰份:依據A.O.A.C.(1984)方法測定。 3.粗脂質:以Micro-Kjeldahl method A.O.A.C.(1984), 利用Kjeldahl system 1002(Tecator)測定。 4.粗蛋白:依據Folch et al. (1957)的方法測定。 5.粗纖維:以Fibertec System M1020 Hot Extractor (FOSS Tecator)測定。 6.總能量:以IKA Calorimeter System Mode C2000測 定。
三、 工作內容與方法(飼料化) (六) 增重率: Weight gain (%) =100((Final Weight –Initial Weight)/ Initial Weight) 飼料轉換率: FCR (Food Conversion Ratio) =Feed Intake (g)/Wet Weight Gain (g) 活存率: Survival rate (%) =100(number of fish survival/ number of fish stocked)
三、 工作內容與方法(飼料化) (七)探討添加不同飼料含量之廚餘粉對吳郭魚魚苗 成長及存活率之影響。實驗飼料配方見表1。 以魚粉及廚餘為主要蛋白質源,油脂來源為( 魚油:玉米油 = 2:1)及配製粗蛋白30%,另以 添加魚粉的基礎飼料為對照組。
三、 工作內容與方法(飼料化) Table 1. Ingredient composition of diets for experiment Ⅰ
三、 工作內容與方法(飼料化) (八)統計分析 實驗之數據以Statistic Analysis System (SAS-Window ) 套裝軟體之變異數分析(ANOVA, Analysis of Variance)進行統計分析,若其平均值間有顯著差 異(P<0.05)再以Duncan’s New-multiple Range Test 比較各處理組差異之顯著性。
四、 初步結論 1.高溫厭氣消化有機廢棄物處理在四 ~ 七天內完成製 程,縮短停留時間及減少操作能源消耗成本,厭氣 消化為密閉式處理理,較無臭味問題發生。 2.廚餘產物減量效果大,操作製程條件下,最終產物 約原始重量30公斤之12.4% ~ 14.3%之間。 3.最終產物 pH介於4.5 ~ 5.1之間,不利直接作為堆肥 使用,混合消石灰(pH為12)約1% ~ 3%後,直接施 肥使用。 4.廚餘含水率由 87%下降至20%時,平均可得乾燥廚 餘量為158.38公斤/噸廚餘 。
四、 初步結論 • 5. 廚餘飼料化未來研發方向 • 藉由適當的前處理技術,可以縮短製程時間減少耗 • 能,利用太陽能減少處理設施耗電量,本實驗是以 • 小型單機式廚餘處理設備操作,單位處理費用必定 • 昂貴,在興建大型有機廢棄物處理廠,導入系統化 • 模式與工廠化處理規模,必能大幅降低單位處理成 • 本,並顧週邊相關環境污染防治設施完善運作。
四、 初步結論 6.廚餘回收飼料化之研發—利用於養殖漁類 一般廚餘經過快速高溫厭氣消化後之最終產物,其 pH值約在5.5以下,可經由調配後與人工魚飼料混合 使用用,對於吳郭魚為主等養殖漁類飼料化,為可 行之途,建立廚餘回收新模式,達到資源化目的。 7.飼料一般粗成分 本次實驗共配置3種利用廚餘粉取代魚粉不同含 量的飼料,飼料一般成分分析見表2。水分含量 在5.23-6.37% 之間、灰分含量在8.37-15.55%之間 、粗蛋白含量在29.43-31.78% 之間、粗脂質含量 在8.43-14.42% 之間、總能量在424-429 Kcal/100g 之間。
四、 初步結論 Table 2 . Proximate analysis and gross energy of kitchen waste diets for experiment I and experiment II.
四、 初步結論 8.吳郭魚的成長表現 吳郭魚經4週投餵後的初重、末重、增重率、FCR 與存活率見表3。平均初重為1.47。增重率隨著取 代量的增加而減少分別為344%、264%及193%;飼 料轉換率FCR控制組的為0.67,以廚餘粉取代50% 及100%魚粉的廚餘飼料其FCR較高達1.12及1.51。
四、 初步結論 Table 3 .Mean initial weight, Mean final weight, Weight gain, FCR, and Survival of Tilapia nilotica of experiment I. 2.吳郭魚的成長表現 吳郭魚經4週投餵後的初重、末重、增重率、FCR與存活率見表3。平均初重為1.47。增重率隨著取代量的增加而減少分別為344%、264%及193%;飼料轉換率FCR還是以控制組的0.67較佳,以廚餘粉取代50%及100%魚粉的廚餘飼料其FCR仍高達1.12及1.51。
四、 初步結論 9.龍膽石斑的成長表現 龍膽石斑幼魚經4週投餵後的初重 、末重、增 重率、總攝食量、FCR、PER見表4。平均初重 為 1.47。增重率隨著取代量的增加而減少分別 為300%、167%及67%;FCR還是以控制組較佳 ,分別為1.32、1.99及4.45。
四、 初步結論 Table 4 .Mean initial weight, Mean final weight, Weight gain, FCR, and Survival of Epinephelus lanceolatus of experiment II.
五、 總結與建議 廚餘再利用製作魚飼料方案評估,透過本校養殖系進行投料餵食評估後,發現幼魚成長狀況良好,已成功的建立廚餘回收再利用新模式,值得後續主管機關支持並擴大推廣。 一、建立廚餘回收再利用新模式。 二、大量、快速處理廚餘並達到資源化之目的。 三、可達到衛生、安全的境界。 四、可減少飼料進口。 五、可延長焚化爐之使用年限和減少抗爭。
五、 總結與建議 建議方案: 一、結合漁業養殖業者,將廚餘回收飼料化後直 接應用於魚塭養殖場。 方式:選擇宜蘭或西南部沿海魚塭養殖場投料餵 食成長紀錄與統計。 經費:約新台幣200萬元 期程:為期1年 二、廚餘回收飼料化擴充養殖漁種(如鱸魚、石斑魚 、蝦類等高經濟價值或大體型魚種)之可行性探 討與,以提昇再利用之經濟價值。 方式:學校養殖試驗場與實驗室進行投料餵食、 成長紀錄與統計評估。 經費:約新台幣100萬元 期程:為期1年