運用生態原理,執行廚餘堆肥處理之專題實作

撰文
淡江大學水環系教授高思懷
興仁國小學童堆肥示範與實作
興仁國小學童堆肥示範與實作

聆聽居民聲音,改善環境問題

由於國人飲食的習慣,日常生活產生的垃圾中,含有高比例的廚餘,包括:菜渣、果皮、葉菜⋯⋯等物質,占了總垃圾量約二到三成。廚餘若直接掩埋,污染難以控制;若以焚化處理,則營運成本高,且易產生危害性空氣污染物。因此政府推行垃圾強制分類,生廚餘主要利用堆肥化處理,然而臭味未能有效控制,民眾抗拒激烈,已經成為令各地清潔隊頭痛的問題。團隊探討了各種生廚餘與農業廢棄物製作成肥料的方法,亦探討適當的原料調配條件,同時針對堆肥過程翻堆供氧與保溫的操作方式進行改善。結果,即使不採用堆肥機以及不添加昂貴的酵素與菌種,仍能於短期內製作高品質的有機堆肥。

有機堆肥,不留「餘」地

選擇適合堆肥的生廚餘與農業廢棄物進行堆肥處理,破碎至 1~3 英吋,調配適當的碳氮比至 20~50 之間,調整水分至 60%,並利用腐熟堆肥當作菌種充分混和均勻。除此之外,堆肥過程亦須保持好氧條件,藉由適當的翻堆提供氧氣,利用腐熟堆肥堆置於周圍與上方,保持高溫以消滅病菌病毒與雜草種子,並吸附分解臭味。堆肥初期會產生滲出水,將其回灌入腐熟堆肥,使之自然分解。

堆肥處理之執行步驟如下:

腐熟堆肥發芽率試驗(30天與45天組) 結果良好
腐熟堆肥發芽率試驗(30天與45天組) 結果良好
  1. 設計堆肥桶:藉由自行設計的堆肥桶,利於日常翻堆,有效控制堆肥製程過程中所產生的滲出水及臭味,避免對環境造成危害。
  2. 堆肥材料收集:除了事前收集好生廚餘或農業廢棄物之外,團隊更收集了當地廢棄物,如:雜草、枯枝與落葉等材料,來調整堆肥水分及碳氮比。除此之外,也收集腐熟堆肥來作為堆肥植種,令資源能被妥善運用。
  3. 堆肥材料選擇、配比和破碎:評估不同堆肥材料是否適合作為材料,並依照事前檢測之水分及碳氮比進行摻配。摻配前先將材料破碎,藉由增加比表面積,提升分解的速度。兩年期間,嘗試多種堆肥材料之各種配比,並尋求適當堆肥原料之配比、嘗試不同的水分,以及不同比例的腐熟堆肥植種,持續改善堆肥製作的條件與效率。
  4. 堆肥保溫與除臭:利用裝有腐熟堆肥的沙包圍繞在堆肥桶四周,藉此達到臭味吸附分解與堆肥保溫的目的,以防溫度散失。執行前期採用小桶,堆肥原料重約 12 公斤;後期採用大桶,堆肥原料重約 22 公斤,希望藉由增加堆肥量避免溫度散失,提升保溫效果。
  5. 檢測堆肥腐熟程度:利用「苜蓿芽種子發芽率」的測定方法,來測定堆肥是否達到腐熟程度。空白對照組用自來水培養,經 30 天與 45 天堆肥測試,將其發芽數量與空白組進行比較。

歷經兩年的實作與測試,團隊的成果已成功地制度化、流程化,同時更減少廚餘對環境、社區居民的負擔,成功達到保護環境、利用資源的目標。首先,藉由自製的堆肥桶,已成功達到無臭味的目標,並已有效的解決滲出水污染環境的問題。再者,初始碳氮比調配在 25 至 35 之間,堆肥水分控制在 55 % 至 70 % 之間,有最好的分解效率。除此之外,選擇枯枝落葉當作堆肥材料,先用除草機破碎,更可以加速廚餘分解。經過處理,不論是使用北投焚化廠的腐熟堆肥,或是自製的腐熟堆肥,作為植種均有良好的成效。混合多種生廚餘作為原料,與單一生廚餘堆肥相比,擁有較佳的腐熟效果。

由校園走進社區,用行動維護環境

「專題實作」執行團隊,是淡江大學水資源及環境工程學系環境工程組大二上至大三上共三學期七學分之必修課,本主題共有 4 位學生選修,自 106 學年度一、二學期起至 107 學年度第一學期結束。第一學期,檢討歷屆學長執行堆肥之經驗,承襲優點、改善缺點;第二學期,則分別帶領淡水清潔隊環保志工、興仁國小師生實作堆肥;第三學期,由師長與學長姐共同帶領學弟妹,執行專業知能服務學習之堆肥製作,並將堆肥過程樣品採樣與檢測分析。期間,團隊也協助 107 年 11 月與 108 年 3 月 USR 計畫之成果展示,並參加了108 年 2 月重建街與正德里之綠美化堆肥應用活動。相關活動的積極參與,在在顯示了我們對「大學生社會責任」的展望──能以自己的生活場域為根基,將課堂所學、所研究的專業知識,與對所處環境的觀察作結合,轉化成實際改善環境、善用資源的行動。

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