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系統識別號 U0002-1807201909582700
中文論文名稱 低成本無臭味在地之生廚餘堆肥
英文論文名稱 Low cost and odor free localized raw garbage composting
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生中文姓名 黃裕農
研究生英文姓名 Yu-Nung Huang
學號 607480042
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2019-06-19
論文頁數 76頁
口試委員 指導教授-高思懷
委員-林凱隆
委員-江康鈺
中文關鍵字 生廚餘  在地堆肥  無臭味堆肥  低成本堆肥  碳氮比 
英文關鍵字 Food waste  Localized recycling  Odor free  Low cost  Composting. 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 環保署自民國92年起推動廚餘回收,其中生廚餘集中進行堆肥處理,但未妥善規畫,滲出水及臭味難以控制屢遭民眾抗議,使得執行困難重重。
本研究嘗試結合自然堆肥法(windrow composting)與槽式堆肥法(in-vessel composting)自行設計、改裝廚餘桶,使用在地市場、農地廢棄物與家庭廚餘等,搭配落葉、粗糠、污泥等副資材,進行各種配比試驗,並利用裝有腐熟堆肥的沙包,覆蓋在堆肥桶上及堆肥、桶旁,以吸附臭味及保溫,以期解決堆肥處理常見問題,得到良好堆肥產品。堆肥過程量測溫度、pH值、重量,並分析碳氮比(C/N)、發芽率、重金屬含量以及微生物觀測。
經於社區堆肥製作之成果顯示,雜草:枯枝落葉:腐熟堆肥=56%:35%:9%配比最高溫達到55℃;乾重下降趨勢符合一階反應式,其中生廚餘:雜草:枯枝落葉:腐熟堆肥=39%:39%:7%:15%配比有最快速的減量速率-0.018 d-1;碳氮比下降皆呈線性趨勢,生廚餘:落葉:腐熟堆肥=52%:35%:13%,水分60%與混和生廚餘:落葉:腐熟堆肥=52%:35%:13%配比之R2達到0.98,且有最快下降率-0.36 d-1;堆肥發芽率皆在30天超過100%;微生物相於堆肥前期以較小之細菌為主,後期出現較大型原生動物;重金屬含量分析除了污水污泥樣品外,均符合堆肥品質標準。其餘如蚊蟲、臭味、低溫、滲出水等問題均得到妥善解決。
英文摘要 The Environmental Protection Agency of ROC promoted kitchen waste mandatory recycling since 2003, in which, raw food waste was designated to be treated by composting. However, most of the composting systems were not designed/operated properly, the leachate and odor were out of control, which caused the opposition by the neighborhood, leads difficulty in the implementation. In this study, the purpose was to develop a low-cost and no odor localized community composting method, to solve the difficulties we faced at present.
The research was executed at a local community, a composting barrel was designed by the combination of windrow and in-vessel conceptions, matured compost was filled in the porous bag and covered on the opened top and around the barrel, to keep aerobic condition, adsorb/decompose the odor and kept the temperature. The kitchen waste was gathered from the local market, vegetable farm and household, then mix with some auxiliary materials, to adjust the moisture and initial carbon to nitrogen ratio (C/N). During the composting process, temperature, pH, and dry weight were measured; C/N, seed germination rate and heavy metal content were analyzed; and then, the microbial observation were executed.
The results showed that, the properly mixing of raw kitchen waste, weeds, fallen leaves and matured compost, the highest temperature reached 55 °C, the best moisture content were 60%. The dry weight decreasing trend were all satisfied the first-order reaction formula, among them, the fastest reduction rate was -0.018 d-1; the C/N decreased linearly, the best test revealed R2 0.98 and the fastest declining rate was -0.36 d-1; most of the test of seeds germination rate exceeded 100% after composted 30 d. The microorganisms were dominated by bacteria in the initial stage, while the larger protozoa were appeared at matured stage. The heavy metals content all met the compost quality standards except the sewage sludge sample. All of the problems of insets breeding, odor releasing, temperature losing, leachate leaching, and expensive cost were solved in the experiments.
論文目次 目錄
目錄 I
第一章 研究緣起 1
第二章 文獻回顧 2
2.1 廚餘介紹 2
2.1.1 生廚餘介紹 3
2.1.2 熟廚餘介紹 3
2.2 生廚餘基本性質 3
2.2.1 水分含量高 3
2.2.2 高比例有機物 4
2.2.3 碳、氮、磷、鉀成分 4
2.3 副資材介紹 5
2.3.1 落葉 5
2.3.2 粗糠 5
2.3.3 污水污泥 6
2.3.4 雜草 6
2.4 堆肥化原理及影響因素 6
2.4.1 堆肥化原理 6
2.4.2 堆肥化形式 8
2.4.3 溫度 10
2.4.4 水分 12
2.4.5 酸鹼度(pH值) 13
2.4.6 氧氣 14
2.4.7 碳氮比 14
2.4.8 氣味 15
2.5 堆肥腐熟程度及品質判定 15
第三章 研究設備及方法 17
3.1 研究架構 17
3.2 堆肥材料 18
3.2.1生廚餘 18
3.2.2副資材 19
3.2.3植種 20
3.3 堆肥流程設計 21
3.3.1前置作業 21
3.3.2堆肥前處理 21
3.3.3醱酵階段 22
3.3.4堆肥檢測 22
3.3.5配比設計 22
3.4 檢測方法 30
3.4.1 水分測定 30
3.4.2 酸鹼值(pH)測定法 30
3.4.3 碳氮比(C/N)測定 30
3.4.4 種子發芽測定法 31
3.4.5 重金屬檢測 31
3.5 研究設備 32
3.5.1 pH 測定儀(pH Meter,TS-130) 32
3.5.2 電熱式乾燥烘箱(CHRENG HUEI,DO-60A) 33
3.5.3 迴旋式震盪恆溫培養箱(Orbital Shaker Incubator JS-530) 33
3.5.4 感應耦合電漿原子發射光譜分析儀(ICP-OES,Agilent Technologies 5110) 33
3.5.5 元素分析儀(德國 elementar vario EL cube (for NCSH)) 34
第四章 實驗結果與討論 35
4.1 在地生廚餘及副資材特性分析 35
4.1.1 GSC-1 35
4.1.2 GSC-2 35
4.1.3 GLC 38
4.1.4 WLC 40
4.1.5 GWLC 42
4.1.6 GRC-1 43
4.1.7 GRC-2 45
4.1.8 GLC-6 47
4.1.9 MLC-6 48
4.1.10 GLC-7 50
4.1.11 MLC-7 52
4.2 溫度及溫度差趨勢比較 53
4.1.1 生活污泥及落葉溫度比較 53
4.1.2 雜草與雜草混生廚餘溫度比較 54
4.1.3 腐熟堆肥與一周堆肥植種溫度比較 56
4.1.4 生廚餘及混和生廚餘溫度比較 57
4.1.5 提高有機物與副資材比例,生廚餘與混和生廚餘比較 58
4.3 重量 59
4.4 碳氮比 61
4.5 綜合討論 64
4.6 重金屬 65
4.7 發芽率 66
4.8 微生物觀察比較 67
4.9 腐熟堆肥成品討論 70
第五章 結論與建議 72
5.1 結論 72
5.2 建議 73


圖目錄
圖 3- 1廚餘堆肥研究流程圖 17
圖 3- 2採集農業廢棄物 18
圖 3- 3市場蔬果廢棄物收集 18
圖 3- 4店家蔬果廢棄物收集 19
圖 3- 5生廚餘破碎 19
圖 3- 6收集落葉 20
圖 3- 7利用除草機進行落葉破碎 20
圖 3- 8北投焚化廠腐熟堆肥收集 21
圖 3- 9桶上沙包擺放示意圖 21
圖 3- 10沙包保溫示意圖 22
圖 3- 11 GSC-1第二天 23
圖 3- 12生廚餘破碎植種第三天 24
圖 3- 13加入烘乾污泥調整水分第七天 24
圖 3- 14生廚餘與枯枝落葉混和堆肥 25
圖 3- 15 GLC混和後第二天 26
圖 3- 16 GWLC第三天 26
圖 3- 17 GRC-1第二天 27
圖 3- 18 GRC-2第7天 27
圖 3- 19 GLC-6第10天 28
圖 3- 20 MLC-6第10天 28
圖 3- 21 GLC-7第14天 29
圖 3- 22 MLC-7第14天 29
圖 3- 23 pH 測定儀 32
圖 3- 24電熱式乾燥烘箱 33
圖 3- 25迴旋式震盪恆溫培養箱 33
圖 3- 26感應耦合電漿原子發射光譜分析儀 34

圖 4- 1編號GSC-2溫度趨勢圖 37
圖 4- 2編號GSC-2溫度差 37
圖 4- 3編號GSC-2重量趨勢圖 37
圖 4- 4編號GLC溫度趨勢圖 39
圖 4- 5編號GLC溫度差 39
圖 4- 6編號GLC重量趨勢圖 39
圖 4- 7編號WLC溫度趨勢圖 41
圖 4- 8編號WLC溫度差 41
圖 4- 9編號WLC重量趨勢圖 41
圖 4- 10編號GWLC溫度趨勢圖 42
圖 4- 11編號GWLC溫度差 43
圖 4- 12編號GWLC重量趨勢圖 43
圖 4- 13編號GRC-1溫度趨勢圖 44
圖 4- 14編號GRC-1溫度差 44
圖 4- 15編號GRC-1重量趨勢圖 45
圖 4- 16編號GRC-2溫度趨勢圖 46
圖 4- 17編號GRC-2溫度趨勢圖 46
圖 4- 18編號GRC-2重量趨勢圖 46
圖 4- 19編號GLC-6溫度趨勢圖 47
圖 4- 20編號GLC-6溫度差 48
圖 4- 21編號GLC-6重量趨勢圖 48
圖 4- 22編號MLC-6溫度趨勢圖 49
圖 4- 23編號MLC-6溫度差 49
圖 4- 24編號MLC-6重量趨勢圖 50
圖 4- 25編號GLC-7溫度趨勢圖 51
圖 4- 26編號GLC-7溫度差 51
圖 4- 27編號GLC-7重量趨勢圖 51
圖 4- 28編號MLC-7溫度趨勢圖 52
圖 4- 29編號MLC-7溫度差 52
圖 4- 30編號MLC-7重量趨勢圖 53
圖 4- 31溫度趨勢圖比較圖左邊為編號GSC-2右邊為編號GLC 54
圖 4- 32編號GSC-2與編號GLC溫度差 54
圖 4- 33溫度趨勢圖比較圖左邊為編號WLC右邊為編號GWLC 55
圖 4- 34 WLC與GWLC堆肥溫度差 56
圖 4- 35溫度趨勢圖比較圖左邊為編號GRC -1右邊為編號GRC -2 56
圖 4- 36編號GRC -1與編號GRC -2溫度差 57
圖 4- 37溫度趨勢圖比較圖左邊為編號GLC-6右邊為編號MLC-6 58
圖 4- 38編號GLC-6與編號MLC-6溫度差 58
圖 4- 39溫度趨勢圖比較圖左邊為編號GLC-7右邊為編號MLC-7 59
圖 4- 40編號GLC-7與編號MLC-7溫度差 59
圖 4- 41堆肥降解速率K值 61
圖 4- 42為各配比碳氮比下降趨勢圖 64
圖 4- 43 GLC-6、MLC-6、GLC-7、MLC-7溫度趨勢圖 65
圖 4- 44 GWLC堆肥前期100x 68
圖 4- 45 GWLC堆肥前期 400x 68
圖 4- 46 GWLC堆肥後期100x 69
圖 4- 47 GWLC堆肥後期800X 69
圖 4- 48 GWLC堆肥後期1200X 69
圖 4- 49 GWLC堆肥後期400X 70

表目錄
表4- 1 45天堆肥與初始乾重差 60
表4- 2堆肥乾重下降趨勢 61
表4- 3堆肥碳氮比趨勢表 62
表4- 4堆肥碳氮比下降趨勢表 63
表4- 5堆肥配比45天堆肥T值 63
表4- 6堆肥乾基重金屬分析 66
表4- 7堆肥30及45天發芽率 67
表4- 8 45天堆肥pH及三成分分析 70
表4- 9水分30%時三成分分析 71

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論文使用權限
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