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畜牧業源頭減廢與銅鋅減量

畜牧業源頭減廢與銅鋅減量. 畜產試驗所 蘇天明 tmsu@mail.tlri.gov.tw. 大綱. 前言 豬場源頭減廢 銅鋅減量 結論. 豬糞尿污染問題在農政單位積極行政措施與業者之共同努力合作之下 ， 已得到甚多改善，例如豬糞廢水處理設備設置率已達 90% 以上，於環保政策之執行上屬設置率非常高之產業。 操作 ？. 隨環保法令之修改，環保意識提昇、周遭環境的變遷，及畜產科技之進步，畜牧污染防治不能只停留於管末處理之階段，

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畜牧業源頭減廢與銅鋅減量

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  1. 畜牧業源頭減廢與銅鋅減量 畜產試驗所 蘇天明 tmsu@mail.tlri.gov.tw

  2. 大綱 • 前言 • 豬場源頭減廢 • 銅鋅減量 • 結論

  3. 豬糞尿污染問題在農政單位積極行政措施與業者之共同努力合作之下，已得到甚多改善，例如豬糞廢水處理設備設置率已達90%以上，於環保政策之執行上屬設置率非常高之產業。豬糞尿污染問題在農政單位積極行政措施與業者之共同努力合作之下，已得到甚多改善，例如豬糞廢水處理設備設置率已達90%以上，於環保政策之執行上屬設置率非常高之產業。 • 操作？

  4. 隨環保法令之修改，環保意識提昇、周遭環境的變遷，及畜產科技之進步，畜牧污染防治不能只停留於管末處理之階段，隨環保法令之修改，環保意識提昇、周遭環境的變遷，及畜產科技之進步，畜牧污染防治不能只停留於管末處理之階段， • 例如豬糞尿廢水處理從開始就以設置廢水處理設備、以合乎環保法令要求為主，但對豬糞尿廢水之來源未加以源頭管制，造成後續廢水處理上之甚多困難外，也影響處理效率， • 未來之畜產公害污染除了水污染外，空氣污染與畜禽有機肥利用也是重要課題。

  5. 養豬業放流水標準 • 82年：COD 400 mg/L、BOD 100 mg/L、SS 200 mg/L (民國80年訂定)。 • 87年：COD 250 mg/L、BOD 80 mg/L、SS 150 mg/L 。 • 92年11月26日修正放寬養豬業放流水標準：COD 600 mg/L，維持BOD 80 mg/L、SS 150 mg/L 。

  6. 未來因應環保要求減少畜產污染之質與量 • 除了加強管末處理之技術改進外，應以策略整合方式，進行多方面之源頭減廢與資源回收再利用之研發， • 畜舍、營養之改善、生物科技之應用與資源再利用之研究相配合，以減少管末處理之負擔，使畜產污染防治工作達到實質效果。

  7. 大綱 • 前言 • 豬場源頭減廢 • 銅鋅減量 • 結論

  8. 養豬可能造成的污染 • 水污： • 廢水未處理 • 放流水未達標準 直接排放到承受水體中，而豬糞尿中含大量的養分，會造成水體的優養化，破壞生態平衡。 • 空污：糞尿臭味會影響居住環境，妨礙健康。NH3、H2S、CH4 • 重金屬：由於作物對銅、鋅之吸收有限，故在現行飼料均有額外添加銅、鋅的情況下，銅、鋅將在土壤中逐漸累積。 • 垃圾：斃死豬隨意丟棄而造成環境污染。

  9. 三段式處理之流程 糞尿廢水 固液分離 （沼氣） 厭氣處理 好氣處理 初沉槽 終沉槽 污泥 堆肥 污泥 污泥 濃縮 污泥餅 脫水

  10. 液 體 固 形 物 委託處理 處理後放流 • 符合環保法令規範 • 水資源應可善加利用 • 符合環保法令規範 • 固形物應可善加利用 沼 氣 污 泥 • 委託處理 • 利用？ • 沼氣袋維護 • 屬溫室氣體

  11. 豬舍改善 • 畜禽糞尿廢水質、量變化主要受畜舍構造之影響，傳統水洗式用水量大、廢水量多，造成處理上甚多困擾，採用 • 高床式條狀地面 • 刮糞式糞尿溝 • 自動沖水式糞尿溝 • 無排放水畜舍（廄肥式、木屑式 ）之建造

  12. 豬舍改善 • 水簾式豬舍 豬舍溫度、減少沖洗次數、延長沖洗間隔日數 • 雨、污水分流 雨水進入廢水處理設施，負擔！ • 飲水系統 (乳頭式 、杯式) 注意溢流 • 處理水再利用 條狀地面、糞尿溝，傳統水洗式？

  13. 水資源利用 • 農業事業廢棄物再利用管理辦法 (公發布日： 民國 91 年 04 月 15 日、民國 94 年 09 月 27 日修正) • 台閩地區100年11月底養豬頭數約625萬頭，以25 L/頭/日 估算 ≒ 5,700萬噸 6 座蘭潭水庫的有效容量

  14. 飼養與營養改善(精準營養供應) • 飼料多階段飼養：2 種飼料、多種比例組合 • 公母分開飼養：蛋白質需求不同 • 少量多餐： • 提高蛋白質利用率： LCP＋AA • 提高磷利用率：植酸酶 • 適量添加銅、鋅

  15. 沼氣 • 肉豬(60 kg)每頭每天約產生0.25 m3的沼氣；每g COD 可產生0.22-0.39 L的CH4。成分CH4 60-75%、CO2 25- 40%、H2S 0.2- 0.5%。 • 燃料用：瓦斯爐、瓦斯燈、熱水器、噴火器、仔豬保溫燈、仔豬保溫板等。 • 引擎用：剪草機、抽水機、發電機、機車、汽車等。

  16. 沼氣 • 沼氣之生產、收集、純化及利用技術，已具有良好基礎，在能源高漲時刻，應有充分利用空間。 • 沼氣充分利用，可降低對其他能源相對依賴程度，減少甲烷排放，紓緩地球暖化程度。

  17. 固形物(糞便)堆肥化 • 發酵前：調整水分及碳氮比 → 稻殼、木屑、蔗渣與腐熟堆肥 • 堆肥發酵槽：簡易堆積式、堆積送風式、開放攪拌式與密閉式 • 重金屬

  18. 污泥處理 收集→濃縮→穩定→脫水→污泥餅 厭氣發酵槽 污泥厭氧消化槽 污泥濃縮槽 初步沉澱池 污泥好氣消化槽 中間沉澱池 最後沉澱池 污泥脫水 污泥餅

  19. 污泥收集 • 沉澱槽 • 污泥馬達

  20. 污泥濃縮槽底部呈角錐體，上澄液回流至原水池或調整池。污泥濃縮槽底部呈角錐體，上澄液回流至原水池或調整池。

  21. 污泥消化穩定 • 目的：去除臭味，防止再發酵分解及溫度。 • 方法：利用厭氣與好氣消化分解。 • 熱處理及化學穩定。

  22. 污泥產量 • 每公斤COD產生0.623 kg的污泥 ( 厭氣：0.023 kg、好氣：0.6 kg) • 豬糞污泥產量主要由豬糞固體沉澱而來。未經固液分離 vs. 經固液分離 ≒1.383 vs. 1 • 3000頭規模的一貫場每日約產生含水率97.14%的污泥10.62 m3 (DM ≒ 300 kg/d)。 • 初沉池污泥約占每日污泥總量的78% (8.33 m3)。 • 污泥濃縮、消化

  23. 污泥脫水 • 減少體積 • 減少含水量 • 易於搬運與處置

  24. 污泥脫水－污泥曬乾床 • 變硬濾水困難時需更換 • 設計不可太長 • 人不可站在污泥床上收集污泥 • 熱季 涼季

  25. 污泥脫水－污泥脫水機 • 脫水步驟 • 化學調理：加入高分子凝集劑（polymer），添加量1%。 • 重力排水 • 壓濾 • 污泥抽取馬達 • 空轉葉片損毀 • 加藥量與混合 • 濾布清洗 • 3,000頭豬場，10-15m3/天，400-500 kg污泥餅。

  26. 污泥(DM)成分 • 有機質 60.15~65.9% • pH 6.15~6.42 • EC 2.47~2.91 ms/cm • T-N 4.19~4.95% • P2O5 9.61~10.90% • K2O 0.39~0.63% • CaO 10.28~16.50% • MgO 1.6~1.88% • Zn 0.4~0.6% (4,000-6,000 ppm) • Cu 590~760 ppm

  27. 資源化利用 污泥堆肥 • 污泥栽培土 有機質：40% pH：6〜7 氮：1. 8% 磷：6.2% 鉀：0.7% 銅：212 ppm 鋅：532 ppm 「」 污泥膠布 污泥花盆 污泥栽培土

  28. 大綱 • 前言 • 豬場源頭減廢 • 銅鋅減量 • 結論

  29. 植物性飼料原料中含有植酸成分，植酸在中性酸鹼度下可與礦物質離子結合，形成穩定且不溶性的植酸鹽，使單胃動物無法有效利用飼料中的礦物質成分，其中又以銅和鋅的結合力為最強。

  30. 銅和鋅都是動物生長所需的微量元素，通常會在飼料的礦物質預拌物（或精料）中額外添加。 • 飼料中的銅鋅可作為生長促進劑、殺菌劑或抗黴劑 等。 • 飼料中添加250 ppm硫酸銅，有類似抗生素的效果，此時豬隻對銅的利用率僅約10-30% 。

  31. 植物對銅鋅的需要量(吸收)極少，豬糞堆肥銅鋅濃度太高，會影響農作物的生產(Kornegay and Harper, 1997；Dozier et al., 2003)。 • 若堆肥中銅鋅濃度太高，將殘留於土壤，造成土壤污染(潘，2003；Muehlenbein et al., 2001) 。

  32. 豬糞堆肥化腐熟過程可以使植物性毒素物質（phtotoxic metals）的性質穩定，以避免因施用未腐熟堆肥而傷害作物。 • 「肥料管理法」規訂，從民國99年開始，畜禽糞堆肥（品目5-09，畜禽糞含量必須達50%以上）中銅及鋅含量必須在100 ppm及500 ppm以下 。

  33. 飼料原料中銅、鋅含量

  34. 國家標準-配合飼料 (節錄) 經濟部99年5月28日公告 (經授標字第09920050420號)

  35. 目標 • 在不造成肉豬和白肉雞性能負面影響的前提下，減少飼糧銅鋅含量，以期 • 降低飼養成本 • 廢棄物資源化利用

  36. 試驗一 飼糧添加不同型式銅化物 對肉豬生長與銅排泄量之影響 [中國畜牧學會會誌 37（增刊）：138，2008 ；畜產研究，43(2)：115-127，2010]

  37. 1.試驗動物：體重約40 kg 之LD 48 頭。 2. 代謝試驗 各組擇取閹公豬4頭置於代謝架，上架後先給予3天的適應期，進行4天全糞尿收集。 3. 血液採集 試驗結束時採集血液樣品10 mL/頭，分離血清進行分析。 • 4. 測定及分析項目 • 生長性能：ADG、ADFI、G/F。 • 飼糧：採集各處理組每次調製之飼糧凍存，測定總 氮、銅及鋅含量。 • 糞便：測定總氮、銅及鋅含量。 • 血液：分析銅含量。 • 屠體性狀

  38. 結果

  39. 各處理組間之屠體性狀均相近，顯示在飼糧中添加0-35 mg/kg的銅，不致影響豬隻屠體性狀。

  40. 表1-6. 肥育期飼糧添加不同型式之銅化物對血液性狀之影響 T2組血清中的銅濃度顯著地高於T3組，與Veum et al. (2004)指出，血漿中之銅濃度隨著飼糧中的銅含量（0 vs. 250 ppm）增加而提高之結果一致。

  41. 試驗二 降低豬糞中銅鋅含量之研究 [畜產研究45(1) 、 45(2) ，2012]

  42. 1.試驗動物：LYD豬隻72頭體重35-40kg 2.測定及分析項目 • 生長性能：ADG、ADFI、Gain/feed。 • 血液性狀：ALP activity、Cu、Zn。 • 飲用水 ： Cu、Zn。 • 屠宰試驗：Carcass traits 。 • 糞便收集與堆肥製作 • 飼糧： Cu、Zn、Fe、Mn、TN、TP、K。 • 糞便及堆肥： Cu、Zn、Fe、Mn、TN、TP、 K、OC。

  43. 結果

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