台灣有機廢物的再利用-有機肥料之生產及應用研究發佈日期：2017/02/09
摘要
一、 有機廢棄物再生利用的必要性台灣有機廢棄物量估計每年約有2,000多萬公噸，現代有機廢棄物的來源及種類甚多及數量龐大，未能有效利用。冀望未來能達到行政院生技產業策略諮議委員會BTC2015 發展願景，即農用化學品使用量減半。農業生產長期利用土地的結果，常導致地力衰退的問題。有機廢棄物再生成為有機質肥料是保持土壤有機質含量的主要手段，是農業永續經營的要件，是現代農業經營不可或缺的課題。要有健康的作物需要有健康的土壤，要有健康的土壤更需要有充分的有機質，最終才能達成人類的健康及糧食需求。在氣候日益惡化的環境，糧食的危機及壓力愈來愈嚴重，提高糧食生產效率及因應氣候變遷之農業策略調適，以因應未來人類須面對之糧食短缺之生存問題，因此人類生活中減碳及節能是全球關注的重點。有機廢棄物的有效利用是碳足跡之重要一環，其效益將影響甚巨，有效利用即可降低二氧化碳、甲烷及氧化氮等氣體之增加，值得關切及研究。
二、 有機廢棄物再生成為有機質肥料之功效
一般有機廢棄物中，易分解型的有機質肥料是以增加供應植物的營養分為主效，而不易分解型的有機質肥料能在土壤中維持較久，以改善土壤之物理及化學性質的地力為主效。施用有機質肥料對土壤及作物的功效，以改善土壤物理、化學及微生物等性質為主；可減少化學肥料之施用及減少病蟲害發生；可增加土壤的生產力。要有健康的作物需要有健康的土壤，要有健康的土壤更需要有充分的有機質。
三、 台灣有機廢棄物之種類及數量
台灣農業廢棄物資分為植物性殘體、動物性殘體及農業事業廢棄物。台灣地區每年約有600萬噸農作物廢棄物，67萬公噸果菜廢棄物，1,632萬公噸畜產廢棄物，724萬公噸垃圾，以及數百萬公噸之林產廢棄物、漁產廢棄物。台灣農業廢棄物用量估算以民國97年農業統計年報資料為本，經估算較大宗且易收集的農業廢棄物有：稻稈約146萬公噸、稻殼28萬公噸、蔗渣23萬公噸、菇類廢包5萬公噸、茶渣1.7萬公噸、玉米稈12.6萬公噸、落花生藤約11萬公噸，以及香蕉莖葉20萬公噸等，總計約250萬公噸。每年禽畜之糞便量：豬約737萬公噸、牛約195萬公噸、羊約8.3萬公噸、鹿約0.83萬公噸、雞約486萬公噸、鴨約92萬公噸、鵝約39.8萬公噸、火雞約2.9萬公噸，共約824.6萬公噸禽畜糞量。97年環保署公告可再利用的農業事業廢棄物約79萬公噸。
四、 台灣有機廢棄物之再生資源
有機廢棄物再生資源化係以農業相關之有機廢棄物為主，種類包括畜禽廢棄物、農產廢棄物及微生物菌體等，將其回收並經適當發酵或處理後，做為家畜禽之飼料及回歸農地當有機肥料。可適當前處理後進行厭氣處理，產生沼氣能源，或利用熱化學轉化成燃料油，而在作為再生資源之應用上，由於農產廢棄物易受季節性與量多少，會影響價格與大規模應用。因廢棄物再生資源化產品之價格較高，使用範圍也有所限制，例如畜禽糞尿產製之產品。因此有機廢棄物之再生資源產品之開發與利用，需有政府單位之政策鼓勵，否則難以推行。
五、 有機質肥料現況及面臨之問題與應對
「肥料管理法」中有機質肥料類為肥料品目八大類之一，各肥料品目均具有效成分、有害成分及重金屬限量標準，為品質和安全性的重要考量。開拓調整材之來源，如鼓勵將植物殘株落葉送進堆肥場製成堆肥；取締及禁止直接燃燒。宜要求禽畜糞必需經資源化才能使用，不可曬乾即販售，故宜加強查核禽畜糞養殖場的禽畜糞是否確實送往契約堆肥場。原料及成品進行不定期抽驗，以排除不安全之原料，除應加強抽驗的數量和經費外，各縣市宜針對該縣市的產品進行查核，宜加強至工廠採樣抽驗，及散裝的成品仍宜抽驗，且加強特殊製肥原料的事先檢測機制。避免過量的施用有機質肥料，並協助教育訓練有機廢棄物的應對之策。
六、 直接利用有機質肥料的生產製造
部分有機廢棄物可直接利用生產有機質肥料，包括植物渣粕肥料、副產植物質肥料、魚廢渣肥料、動物廢渣肥料、副產動物質肥料、乾燥菌體肥料、氮質海鳥糞肥料及混合有機質肥料。
七、 堆肥製造技術
無論植物性或動物性廢棄物往往含有病原菌及臭氣來源，最簡便消除病原菌及臭氣是經由適當的碳氮比及水分調整，再經由適當的通氣及翻堆就可製成堆肥。堆肥中養分調整也可以依作物種類需要及使用堆肥目的而調整其養分濃度。適當的場地如完全開放式、完全密閉式或兩者混合式的場房，依實際需要及經費能力做選擇。場房翻堆設備可用簡單半自動化或全自動化翻堆系統。堆肥也可添加有益微生物以提高堆肥的功效及產值。
八、 除臭技術
一般堆肥場臭氣多達一百餘種，含硫、氮化合物與短鏈脂肪酸之臭味閾限值較低，在極低濃度(ppb)下就會引起臭味，容易造成週遭居民的困擾，其中尤其以硫醇類最臭。有效地解決堆肥過程所產生之臭味溢散問題，除可避免堆肥對環境之影響與衝擊，也能達到應用堆肥技術將有機廢棄物資源化與再利用的目標。目前應用乾燥、吸附或添加微生物等方法能將堆肥臭味大幅減少。再者，也可將臭味抽離，並配合物理、化學及生物法快速除臭，相信利用正確的除臭方法可有效去除堆肥之臭味，使堆肥產業更加發展。
九、 添加菌種技術
微生物在堆肥製作過程中，擔任有機物分解重要角色，可使堆肥穩定化，並可提升營養素溶解性，提供農作物生長所需。堆肥基質成分不同，其所接種微生物的時間和菌種亦異。如何選取適當的微生物種類、最佳接種時間及接種方式，將影響所生產生物肥料的品質。選取最佳接種時間，維持菌種最適當之生長條件，不但可以加速堆肥醱酵，並且可以提升有機質肥料品質。
十、 有機栽培介質的生產製造及應用
栽培介質除需提供固持植株的作用，還要能提供根系生長所需的空氣、水分與營養等功能。因此，理想的介質是以營造一個優良的根域環境，使作物根系達到最佳的生長活力為目的。使用有機廢棄物作為介質原料，首先必須對其物理、化學、經濟及生物等特性有深入的瞭解。然後再根據擬栽培植物的需求，針對介質的通氣性、保水力、穩定性、容積比重、酸鹼度與鹽類濃度等物理化學特性進行設計與調製。不論何種廢棄物，均可就其優點，彌補不同料的缺點，只要最後組合成的介質特性符合植物生長的要求，即可列為介質成份考量之列。
十一、 快速處理的生產製造堆肥
傳統堆肥法是利用空間及時間的穩定化，分解時間甚長(2-4個月)及佔用空間較大。快速處理有機廢棄物製成有機質肥料之技術的原理即結合物理、化學及生物方法，是以加速有機廢棄物鬆解作用、分解作用及聚合作用之整合技術，合乎「高效、環保及安全」理念，不必經過傳統長時間堆肥方式，亦無臭又無二次環境污染之問題，可在1-3小時內快速處理有機廢棄物穩定化生產有機質肥料。快速處理技術之應用範圍很廣，各種動物及植物的殘體均可應用，只要不含有毒物質均可處理利用。未來快速處理技術將有很大及廣泛之發展空間，對人類生活將有重大貢獻。
十二、 有機質肥料的管理標準及法規
肥料種類品目及規格以規範各類肥料的品目標準。目前有機質肥料共有14個品目。肥料品目規格標準的規範，包括：適用範圍、性狀、 主成分有害成分(重金屬及其他有害物質的含量高限)、 限制事項及應檢驗項目等。
十三、 有關有機質肥料之特有的規定
農糧署公告法規中有關有機質肥料之特有的規定包括：肥料名稱、製肥原料、肥料包裝及標示、利用或添加事業廢棄物為製肥原料，申辦肥料登記證應另檢具申請文件及注意事項、可直接利用或添加為製肥原料之事業廢棄物種類及其限制事項、國產有機質肥料品牌推薦制度、有機質肥料成分表示方式、有機質肥料檢驗值及有機質肥料查驗等項目均有明白的規定。
十四、 有機質肥料的應用
有機肥及堆肥的施用量及種類依使用目的而做選擇，以提高土壤有機質及改良土壤理化及生物性質為目的者則選擇低碳低氮之堆肥，以提供養分為目的者則選擇碳氮比較低之有機肥及堆肥。有機肥及堆肥在土壤中的礦化速率受到堆肥碳氮比、土壤水分、土壤溫度及施用時間等主要因子的影響甚大。農業廢棄物再利用可降低農作物病蟲害的主要機制，有提升土壤微生物活性、提升抗病微生物族群、釋出有毒物質、及提高植物抗病性等。近年來已經相當鼓勵在堆肥中添加有益微生物以抑制作物病蟲害，降低農藥之使用，提升農產品的安全性。綜言之，有機質不只是能協助土壤充分供應作物所需的營養分、水分及氧氣三大需求，還能確保良好的土壤物理性、化學性及生物性，減少地力劣化，又可減少化學肥料之施用及減少病蟲害發生，可以使農田容易管理，省事又少費精神，還能維持有良好的生產力，以達成人類的糧食需求。要有健康的作物需要有健康的土壤，要有健康的土壤更需要有充分的有機質，最終才能達成人類的健康及糧食需求。在氣候日益惡化的環境，以永續農業的前提下，提高糧食生產效率及因應氣候變遷之農業策略調適，以因應未來人類須面對之糧食短缺之生存問題，因此人類生活中減碳及節能是全球關注的重點。有機廢棄物的有效利用是碳足跡之重要一環，其效益將影響甚巨，有效利用即可降低二氧化碳、甲烷及氧化氮等氣體之增加，一舉數得，值得關切及研究。本專題研究有鑑於有機廢棄物的再生利用的重要性，故將以往有關台灣有機廢棄物的再生利用之研究資料加以整理，以供參考。同時也針對台灣有機廢棄物的再生利用之研究現況與相關工作之進展進行評估。最後，我們亦探討台灣有機廢棄物的再生利用資源之展望，提供各種相關資料做為政府決策、工商業、教育界之參考，以促進我國有機廢棄物的再生利用產業升級及永續發展，及協助達成政府推動BTC 2015農用化學品使用量減半方案之發展願景。
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