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2019-01-01從畜牧廢水處理 找出友善環境的可能
589 期
Author 作者
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。
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。
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圖一：豬糞可作農地肥分再利用，讓畜牧廢料也能成為一種資源。（Flickr-Great Smoky Mountains National Park, https://flic.kr/p/28ArPnb）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。......【更多內容請閱讀科學月刊第589期】