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廢棄物處理與 沼氣應用技術

廢棄物處理與 沼氣應用技術. 成員： 4A140052 李羽珊 4A140070 彭孟君 4A140076 劉晏婷 4A140093 周宣呈 4A140097 黃薔瑜 指導 老師 ：黃常寧. 廢棄物處理. 何謂廢棄物？.

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廢棄物處理與 沼氣應用技術

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Presentation Transcript

  1. 廢棄物處理與 沼氣應用技術 成員： 4A140052 李羽珊 4A140070 彭孟君 4A140076 劉晏婷 4A140093 周宣呈 4A140097 黃薔瑜 指導老師：黃常寧

  2. 廢棄物處理

  3. 何謂廢棄物？ 是指不需要或者無用的固體或者流體物質。在人口密集的大城市，常見的垃圾處理方法為在收集後送往堆填區，或者使用焚化爐焚化。然而，兩者均會製造環境保護的問題，而終止過度消費可以進一步減輕堆填區飽和程度。堆填區中的垃圾處理不當可能污染地下水和發出臭味，而且很多城市可供堆填的面積已經越來越少。焚化則無可避免會產生有毒氣體，危害生物體。多數的城市都在研究減少垃圾產生的方法及和鼓勵資源回收。

  4. 廢棄物可分為絕對廢棄物(absolute waste)和相對廢棄物(relative waste)兩大類。 1.絕對廢棄物：任何無法投入生產或根本無法提供本廠或他廠當作其他用途在利用之物料。 2.相對廢棄物：本廠無法投入生產，但他廠可以再利用者，或本廠暫時無法將其投入生產，但經製程修訂即可作為原料者(可稱為相對資源)。

  5. 廢棄物定義 依我國「廢棄物清理法」之定義，廢棄物可依其來源及性質分別定義如下： (一) 一般廢棄物 由家戶或其他非事業所產生之垃圾、糞尿、動物屍體等，足以污染環境衛生之固體或液體廢棄物。 (二) 事業廢棄物 依有害性與否分為下列二種： 1.有害事業廢棄物：由事業所產生具有毒性、危險性，其濃度或數量足以影響人體健康或污染環境之廢棄物。有害事業廢棄物之認定標準。 2.一般事業廢棄物：由事業所產生有害事業廢棄物以外之廢棄物。

  6. 廢棄物處理的基本原則 1.要達到維護文明的生活和品質，是很困難的，必要有極高的『智慧』與『科技』，才有可能開創健康、安全、舒適, 且能永續的文明國家。然而『智慧』與『科技』的發展與使用必要慎重，需作評估與選擇。承認『科技』的有限性〈非萬能〉，以及不能違反自然生態原則或是傷害生態環境，這是選擇適合科技的基本原則。

  7. 2.要達到永續的文明生活，必要是消耗最少的能量與物質，而獲得最大的享用。往往亦是違反「生態」原則。任何生產或是處理，都須要計算成本，以求取最大的效能產出，就是要有淨能量的觀念。2.要達到永續的文明生活，必要是消耗最少的能量與物質，而獲得最大的享用。往往亦是違反「生態」原則。任何生產或是處理，都須要計算成本，以求取最大的效能產出，就是要有淨能量的觀念。 3.自然生命世界的歷史，是朝向多元與多樣的方向演進，基本上是綠色與和平的。小型且合乎地區生態環境條件的生產與處理方式，是達到社會公平的基本條件。

  8. 4.面對社會供應不足產生的需求問題，雖然持續的開發可解決問題，但終將是會耗盡所有未開發的資源。因此，必要採用保育策略，保留現有未開發的資源，改以提升目前已開發資源的生產和耗用效率。不僅同樣可解決需求的問題，而且保有較多的發展潛力，更能永續。因此，持久耐用、減廢與資源回收再利用等，都是必要的。 4.面對社會供應不足產生的需求問題，雖然持續的開發可解決問題，但終將是會耗盡所有未開發的資源。因此，必要採用保育策略，保留現有未開發的資源，改以提升目前已開發資源的生產和耗用效率。不僅同樣可解決需求的問題，而且保有較多的發展潛力，更能永續。因此，持久耐用、減廢與資源回收再利用等，都是必要的。  5.著重於整體固本之道，放棄個体治標之法。生態環保的達成， 是需要國家政策的整合，特別是與經濟和社會政策的整合。

  9. 6.整體結構的改變，典範的變遷，是人民自主文化的變遷。6.整體結構的改變，典範的變遷，是人民自主文化的變遷。 促進社會典範變遷的途徑是： • 大學與民間學者的理想之互動和合。 • 國家官僚體系對重大問題的整理和說明。 • 藉國家媒體力量，促使人民、學者與官員間自由且充份的溝通。 • 民間自主的「社會運動」。  

  10. 廢棄物前處理方法 1. 破碎：減少廢棄物尺寸。 2. 分選、篩選：分類篩選廢棄物以利資源回收及其他處理。 3. 壓縮：減少廢棄物體積。

  11. 廢棄物前處理之功能 1.有利於廢棄物減量工作之推行。 2.帶動資源性廢棄物回收、循環及再利用工作之執行。 3.提高焚化處理設施運轉功能並長使用年限。 4.有效控制有害物質流佈並降低二次污染物之排放率。 5.延長最終處置設施使用年限。 6.降低廢棄物總處理成本，提高廢棄物處理經濟性。

  12. 廢棄物處理方式 廢棄物處理原則以進行分類回收再利用為主，其他無法回收再利用的會利用破碎等方式進行破壞處理，並進行二次回收再利用。基本上不以掩埋處理，部份無法回收再利用之最終廢棄物將以焚燒之方式處理，未來將會朝向降低焚燒比例處理方式，逐年減少污染的產生。

  13. 主要的廢棄物處理與減量方式如下： • 有害事業廢棄物堅持只與合法處理廠配合，廢棄物處理商須遵守廢棄物合法處理標準，並且不定期進行稽核，以確認相關廢棄物被合 法的妥善處理，而無二次污染的問題產生。 • 資源收回廢棄物在處理資源事業廢棄物之處理，以包材為例，將原物料包材回收提供供料商再使用，增加包材使用率，減少廢棄物之產生。其它廠區所因為生産、生活活動産生的有害事業廢棄物和一般事業廢棄物均委託外部合法廠商處理，符合法規要求，對環境影響不大。產品包裝材料大部分由廠商回收再利用。

  14. 一般事業廢棄物  此類廢棄物（無毒害、不可回收類)，多半為員工之生活垃圾，主要交由政府環保部門清運和處理。亦於員工餐廳設 立廚餘分類回收裝置，並積極教育員工將用餐所剩之廚餘確實分類為養豬廚餘與堆肥廚餘，以便清運單位回收並利用。

  15. 廢棄物清理流程 廢棄物清理內容主要包涵貯存、回收、清除、處理，其中處理部份又可分為前處理、中間處理及最終處置等方式。

  16. 沼氣應用技術

  17. 沼氣來源 沼氣是潔淨能源，為自然界中之有機物質經由厭氣醱酵過程被微生物分解所產生的氣體(Harasimowicz et al., 2007)，最普遍而且容易得到的則是來自有機物之微生物的厭氣分解，尤其是畜禽排泄物、農業殘餘物、家庭污水、垃圾掩埋場等， 來源充裕且價格便宜。主要成分是甲烷、二氧化碳，另外還有少量一氧化碳、硫化氫、氫氣和氮氣等氣體。

  18. 厭氧發酵 所謂厭氧發酵法，或稱為「厭氧消化」細微生物在缺乏氧氣的狀態下，將構造複雜之有機物分解轉變為簡單之成分，最後產生甲烷和二氧化碳等氣體。

  19. 厭棄過程分兩個階段 第一階段為酸化期： 主要由兼性細菌和酸化細菌將蛋白質、碳水化合物、脂肪等轉化成以揮發性脂肪酸為主的中間產物。揮發性脂肪酸奶一短練之有機酸，所有生成中間產物中以乙酸為主，其次為丙酸。

  20. 第二階段甲烷發酵期： 甲烷菌利用中間產物形成最終產物（甲烷及二氧化碳）。乙酸之甲烷化只需單一種類之甲烷菌，而丙酸必須有一部分先反應成乙酸及甲烷，再由乙酸反應產生甲烷。幾乎有85%的甲烷是經由乙酸和丙酸之代謝反應而生產。

  21. 沼氣的儲存 國內農民大多採用紅泥膠皮沼氣袋來收集沼氣，其方式是將紅泥膠皮峰蓋於厭氣發酵槽上方，沼氣將在適當的發酵條件下生成，並且使紅泥膠皮沼氣袋逐漸膨脹，為了維持發酵槽的沼氣壓力以保護紅泥膠皮之故，因此發酵槽之找器輸出管線必須連接恆壓裝置，在引道入沼氣儲存帶將沼氣收集利用。

  22. 沼氣利用 沼氣的用途雖然很廣，但由於在利用上僅能以管線輸送因而受到很大之限制，且市售沼氣用具不普遍。此外，沼氣中因含有微量硫化氫和水蒸氣，在使用時如有漏氣發生，會腐蝕金屬用具。

  23. 沼氣發電流程圖

  24. 台灣沼氣流行趨勢 ──畜禽排泄物 中央與地方攜手共創發電契機，彰化縣政府提出的「彰化縣漢寶畜牧場廢水處理設施暨沼氣發電系統設置推廣計畫」，係由縣政府與漢寶畜牧場業者合作設置，利用水洗脫硫塔作為沼氣純化設施，並裝置3台65kW的微型渦輪發電機，該發電機組具有連續長時間運轉的特性，預估每年可提高115萬度發電量。 屏東縣政府推動的「麟洛鄉中央畜牧場沼氣發電系統計畫」，由縣政府與麟洛鄉中央畜牧場業者合作設置，利用全自動高純化生物脫硫系統作為沼氣純化設施，並裝置3台65kW的微型渦輪發電機，未來將協助轄區內小型養豬戶處理豬糞尿，建置區域性共同處理體系。

  25. 屏東縣及彰化縣是國內養豬大縣，透過能源局補助之沼氣發電推廣計畫，將養豬廢水處理設施所產生的沼氣，有效回收作為發電的用途，不但擺脫養豬場豬糞尿液對環境污染的負面印象，更能帶動綠能經濟，促進產業發展。屏東縣及彰化縣是國內養豬大縣，透過能源局補助之沼氣發電推廣計畫，將養豬廢水處理設施所產生的沼氣，有效回收作為發電的用途，不但擺脫養豬場豬糞尿液對環境污染的負面印象，更能帶動綠能經濟，促進產業發展。

  26. 沼氣脫硫技術 目前三種主要之沼氣除硫方法包括：(1) 乾式氧化法(Physical Absorption)：(a) 固體吸收法：使用顆粒狀氧化鐵、石灰以批次方式處理去吸收H2S；(b) 使用空氣與氧氣導入沼氣系統：2H2S + O2 → 2S0 + 2H2O （氧氣濃度在 6% 至 12% ）。(2) 液體吸收法 (Liquid Absorption)：(a) 物理高壓吸收法：沼氣 + 水 → 壓縮（60 至 70 kg / cm2）→ 使 CO2與 H2S 溶於水中；

  27. (b) 物理低壓吸收法：沼氣→液態鹼性溶液 (NaOH) → 吸收CO2 + H2S；(c) 化學吸收法：沼氣 → FeCl3直接加入污泥中→吸收 H2S。(3) 生物脫硫法 (Bio-desulfurization)：(a) 生物洗滌槽 (Bioscrubber)；(b) 生物濾床(Biofilter)（本研究團隊研發成果，並已經於 2009 年技術移轉）；(c) 生物滴濾塔 (Biotrickling filter)。

  28. 其他如升高厭氣消化程序之溫度至 55℃ 配合低水力停留時間 (HRT)，雖可以獲得無硫化氫之沼氣，但是沼氣中甲烷濃度僅 29%。 目前最普遍使用的沼氣純化設備為「填充式洗滌塔」，其操作原理係藉由使用循環自來水，將沼氣中硫化氫溶於水中，並將水中之硫化氫以送風機，藉由打入大量空氣將硫化氫排到大氣中，以達到去除硫化氫之目的，此處理設備既耗水又耗電。國內及中國大陸亦有使用簡易式氧化鐵顆粒去除硫化氫，吸附效率約 16% 至 20%，吸附飽和之氧化鐵顆粒即必須要更換。

  29. 沼氣的優點 • 有利於解決農村能源問題 • 促進農業生產發展 • 促進畜牧業的發展 • 改善衛生條件 • 保護生態環境

  30. 參考文獻 • hhttp://cht.pegatroncorp.com/sustainability/wastes.php • ttp://myweb.nutn.edu.tw/~hycheng/9pub/wastpa.htm • http://tw.myblog.yahoo.com/jw!eW1KANeYBRtI3Em6L0vt_PEX/article?mid=80 • http://news.chinatimes.com/mainland/11050501/122013080700160.html • http://ntucae.blog.ntu.edu.tw/2012/12/31/n96_01/ • http://tagis.coa.gov.tw/pages/Data/Ref/13.pdf

  31. THE END 謝謝大家!!!!

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