依據行政院環境保護署「中華民國台灣地區環境保護年報」資料顯示，廚餘及有機垃圾約佔一般家庭垃圾量的二至三成左右，其中廚餘約佔一般家庭垃圾量的一成至一成三左右；基於資源回收、再利用，如何有效的將廚餘收集、處理，達到垃圾減量之目標，有賴於全民配合，並將廚餘收集後作堆肥、養豬或厭氧消化分解等方式予以妥善處理。
堆肥化處理可區分為厭氧與好氧兩種方式；好氧式堆肥法係利用翻堆、強制送風或抽風方式供給氧氣，以好氧性分解為主要反應，促使有機物安定化，因反應快速，可減少堆肥化之處理時間，又稱為「高速堆肥化法」，目前已有許多研究發展處理廚餘方法，可於較短時間內完成堆肥產品。
本研究結果顯示，如何進行完善之規劃、宣導，推動廚餘之收集、清運、處理、再利用等事務，可提昇民眾收集廚餘之配合度，提高回收量。再者，以控制菌類生長條件，包括含水率、溫度、PH值、揮發性固體等項目，再藉由分子生物技術鑑定菌珠分析優勢菌種，探討其對廚餘的處理效率和影響情形，研究結果可知揮發性固體部分有明顯隨時間增加而減少之趨勢，證實廚餘有被菌種分解之現象；估算每公斤菌種分解廚餘之速率介於2.08×10-4 ~ 1.00×10-2 kg廚餘/hr-kg菌種，平均分解廚餘之速率約為2.87×10-3 kg廚餘/hr-kg菌種，處理效率約為日本原廠操作結果的50％左右。

According to the statistics of “Annual Report of Environment Protection in Taiwan, the Republic of China” published by the Executive Yuan, the percentage of food waste and organic garbage amount to about 20-30% of ordinary family garbage, where the food waste is about 10-15% of ordinary family garbage.To recycle the wastes, an effective method of collecting and processing food waste in order to achieve the goal of garbage reduction depends on the cooperation of civilians. The food waste collected will be processed through composting, hog-feeding, or anaerobic decomposition.

The composting treatment can be divided into anaerobic and aerobic methods. Aerobic composting process is to make use of turning, forced blowing or suction of air in order to supply oxygen. Major process is based on aerobic decomposition to cause the stabilization of organic material. As the reaction speed is fast, the processing time can be drastically reduced and is thus called “high-speed composting process”. Presently there are already many researches in the method of processing food waste that could complete composting products within the shortest time.

The result of this study shows if the collection, transportation, treatment, and recycling processes can be properly planned and promoted, the civilians tend to cooperate and the amount of waste recycling can be significantly increased. In addition, by controlling living condition of fungi including moisture content, temperature, PH value, and volatile solid through evaluating primers of superior fungi, the investigation of the food waste processing efficiency and its influence shows there is a trend of significant reduction in the amount of volatile solid material with time.This indicates the phenomena of food waste being decomposed by fungi. The estimation of decomposing speed for food waste is in the range of 2.08×10-4 ~ 1.00×10-2 kg/hr and the average speed is 2.87×10-3 kg of food waste per hr-kg of fungi. The efficiency of treatment is about 50% of the result of original Japanese plants.

目 錄

第一章 前 言

1.1 研究緣起 ………………………………………………………………1
1.2 研究目的 ………………………………………………………………3

第二章 文獻回顧、探討

2.1 廚餘分類收集與清運 …………………………………………………5
2.1.1 廚餘之分類 ………………………………………………………5
2.1.2 廚餘之收集 ………………………………………………………8
2.1.3 廚餘回收常見之應用方式………………………………………13

2.2 廚餘堆肥化再利用……………………………………………………16
2.2.1 堆肥化原理………………………………………………………16
2.2.2 廚餘堆肥化之目的………………………………………………20
2.2.3 廚餘堆肥流程及操作控制條件…………………………………21
2.2.4 堆肥成品品質及腐熟度判定……………………………………33
2.2.5 廚餘堆肥常見之問題及因應方式………………………………40
2.2.6 廚餘堆肥化成功之關鍵…………………………………………43
2.2.7 廚餘堆肥之產品利用及相關農業法規…………………………44
2.2.8 國內廚餘堆肥化近況……………………………………………50

2.3 廚餘養豬再利用………………………………………………………60
2.3.1 廚餘養豬概述……………………………………………………60
2.3.2 廚餘養豬之作業流程……………………………………………63

第三章 研究材料與方法

3.1 研究材料………………………………………………………………68
廚餘性質………………………………………………………………68

3.2 研究方法………………………………………………………………71
3.2.1 廚餘機測試檢測項目……………………………………………71
3.2.2 檢測方法…………………………………………………………72
3.2.3 測試地點…………………………………………………………73
3.2.4 測試時間…………………………………………………………73

第四章 研究結果與討論

4.1 第一回操作測試(9/1~9/18)結果與討論……………………………74
4.1.1 廚餘、菌種及(廚餘＋菌種)之基本特性分析…………………74
4.1.2 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析…………………………75
4.1.3 廢氣檢測項目分析………………………………………………80
4.2 第二回操作測試(9/20~10/3)結果與討論 …………………………81
4.2.1 有機物廚餘之消減速率…………………………………………81
4.2.2 槽內菌種之鑑定分析……………………………………………86
4.2.3 鑑定結果…………………………………………………………87
4.3 第三回操作測試(10/4~10/30)結果與討論…………………………90
4.3.1 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析…………………………90

第五章 結論與建議

5.1 結論……………………………………………………………………95
5.2 建議……………………………………………………………………95

參考文獻

附錄一 有機廢棄物廚餘機效能測試工作日誌

附錄二 Primer968F到1401R所放大的序列

附錄三 肥料登記證申請及核發辦法

附錄四 廚餘回收再利用管理辦法

附錄五 促進民間機構參與一般廢棄物廚餘資源回收要點

附錄六 有機農產品生產規範－作物

附錄七 有機農業灌溉水質及土壤、有機質肥料之重金屬容許量標準

附錄八 肥料管理法




























表 目 錄
表1 廚餘依用途分類方 ……………………………………………………7
表2 堆肥的溫度對於雜草發芽率影響之效應……………………………28
表3 常見病原微生物及蒼蠅溫度感受性…………………………………29
表4 數種製作堆肥材料的碳與氮含量……………………………………31
表5 廚餘堆肥場主要缺失影響與因應……………………………………41
表6 廚餘基本特性分析……………………………………………………47
表7 廚餘有害特性分析……………………………………………………47
表8 雜項堆肥標準…………………………………………………………49
表9 92∼96年度之廚餘回收目標…………………………………………51
表10 90∼94年度之廚餘回收執行成果……………………………………51
表11 廚餘回收養豬之評估…………………………………………………62
表12 廚餘養豬主要缺點及因應方案………………………………………66
表13 廚餘樣品分析結果……………………………………………………70
表14 本研究使用之檢測項目、方法與儀器設備一覽表…………………73
表15 廚餘、菌種及(廚餘＋菌種)之基本特性……………………………75
表16 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析 (第一次投料) ……………76
表17 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析 (第二次投料) ……………77
表18 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析 (第三次投料) ……………79
表19 排氣隨時間之變化情形 (第一次投料) ……………………………80
表20 排氣隨時間之變化情形 (第二次投料) ……………………………81
表21 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析 (9/20) ……………………82
表22 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析 (含菌種廚餘) ……………84
表23 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析………………………………85
表24 菌株染色外觀形態的觀察……………………………………………88
表25 針對16s DNA基因以primer 968F~1401R鑑定出之菌種…………88
表26 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析………………………………91
表27 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析………………………………92
表28 槽內有機物(含菌種)之消減效率分析(秤重數據)…………………94
圖 目 錄
圖1 堆肥醱酵處理流程圖 …………………………………………………21
圖2 台中市歷年廚餘回收量比較 …………………………………………52
圖3 台中市廚餘物理組成 …………………………………………………53
圖4 廚餘養豬系統規劃流程圖 ……………………………………………64
圖5 揮發性固體隨時間變化情形（第一次投料） ………………………76
圖6 揮發性固體隨時間變化情形（第二次投料） ………………………78
圖7 揮發性固體隨時間變化情形（第三次投料） ………………………79
圖8 揮發性固體隨時間變化情形（9/20）…………………………………83
圖9 揮發性固體隨時間變化情形（加含菌種廚餘４７kg）………………84
圖10 揮發性固體隨時間變化情形（加含菌種廚餘５０kg）………………86
圖11 三種不一樣大小的陶瓷顆粒 …………………………………………87
圖12 純菌ＤＮＡ萃取電泳確認 ……………………………………………89
圖13 ＣＲ結果確認 …………………………………………………………89

1. Beffa T., M. Blanc, M. Aragno (1996) “Obligately and facultatively autotrophic, Sulfur and hydrogen oxidizing thermophilic bacteria isolated from hot composts,” Arch. Microbiol, 165, 34-40.
2. Cambardella C.A., T.L. Richard, A. Russell (2003) “Compost mineralization in soil as a function of composting process conditions,” European Journal of Soil Biology, 39, 117-127.
3. Domeizel M., A. Khalil, P. Prudent (2004) “UV spectroscopy: a tool for monitoring humification and for proposing an index of the maturity of compost,” Bioresource Technology, 94, 177-184.
4. Elwell D.L., D.C. Borger, D.V. Blaho, J.K. Fahrni, H.M. Keener, L.B. Willett (2004) “Changes in concentrations of malodorous compounds during controlled aeration composting,” Compost Science & Utilization, 12, 102-107.
5. Hansgate A.M., P.D. Schloss, A.G. Hay, P.W. Larry (2005) “Molecular characterization of fungal community dynamics in the initial stages of composting,” FEMS Microbiology Ecology, 51, 209-214.
6. Lasaridi K.E., E.I. Stentiford (1998) “A simple respiromtric technique for assessing compost stability,” Wat. Res., Vol.32, No.12, 3717-3723.
7. Namkoong W., E.Y. Hwang, J.G. Cheong, J.Y. Choi (1999) “A comparative evaluation of maturity parameters for food waste composting,” Compost Science and Utilization, 7, 55-62.
8. Rivero C., T. Chirenje, L.Q. Ma, G. Martinez (2004) “Influence of compost on soil organic matter quality under tropical conditions,” Geoderma, 123, 355-361.
9. Roig A., M.L. Cayuela, M.A. Sa'nchez-Monedero (2004) “The use of elemental sulphur as organic alternative to control pH during composting of olive mill wastes,” Chemosphere, 57, 1,099-1,105.
10. Wong J.W.C., K.K. Ma, K.M. Fang, C. Cheung (1999) “Utilization of a manure compost for organic farming in Hong Kong,” Bioresource Technology, 67, 43-46.
11. Zhu J. (2000) “A review of microbiology in swine manure odor control,” Agriculture Ecosystems and Environment, 78, 93-106.
12. 王銀波 (1999) “利用堆肥法處理農牧廢棄物之優點”，堆肥製造技術，農委會農業試驗所永續發展協會出版，39-48。
13. 邱繡河、徐慶霖、翁震炘、林子恩、何素鵬 (1998) “好氣性微生物對於禽畜糞堆肥處理之重要性”，畜牧廢棄資源再生利用推廣研究成果討論會論文集，168-170。
14. 巫慶珊、何佳鴻、陳暐楨、張一岑 (2003) “食品廢棄物好氧生物降解之化學及生物特性研究”，廢棄物處理技術研討會論文。
15. 林建榮、林建三 (2004) 固體廢棄物處理，高立圖書有限公司， 167-175。
16. 林子傑 (2001) “廚餘堆肥控制策略之探討”，國立台灣大學生物產業機電工程學研究所，碩士論文。
17. 林財旺 (1999) “禽畜糞堆肥之製造”，堆肥製造技術，農委會農業試驗所永續發展協會出版，107-142。
18. 林駿、陳立 (1994) 廢棄物處理技術（含設計），鼎茂圖書。
19. 林景和 (1993) “利用廢棄物菇類栽培介質製作堆肥之研究”，台中區農業改良場研究彙報，17-27。
20. 郁儀豪 (2003) “蔗渣堆肥中嗜高溫菌之分離與應用”，國立台灣大學環境工程學研究所，碩士論文。
21. 周明顯 (2003) “事業臭味防制技術及管制策略之探討：臭味源及污染現況調查”，國科會永續會成果發表暨研討會論文。
22. 洪嘉謨 (1999) “廚餘堆肥製作”，豐年，49卷，14期，16-20。
23. 陳榮五、陳鴻堂、賴文龍 (2000) “合理化堆肥技術”，農委會臺中區農業改良場出版，特刊第44號。
24. 陳啟祥、張裕釧、林畢修平 (1999) “微生物技術應用在禽畜廢棄物處理與環境衛生控制”，畜牧廢棄資源再生利用推廣研究成果討論會論文集，213-219。
25. 翁震炘 (1998) “禽畜糞堆肥處理技術與獸醫公共衛生之探討”，國立中興大學獸醫學研究所，碩士論文。
26. 袁紹英 (2001) “營造優質生活-堆肥DIY”，環境檢驗，三十四期，34-38。
27. 張乃斌 (1997) 固體廢棄物處理，三民書局，初版。
28. 莊作權 (1997) 土壤肥料，三民書局，初版。
29. 王仲龍、林啟燦（2005）”廚餘堆肥化處理技術之研究”，國立高雄海洋科技大學海洋環境工程研究所，碩士論文。
30. 樓基中、涂耀仁、黃士偉、楊宏文等（2005）”廚餘消滅機測試計畫”成果報告，國立中山大學環境工程研究所。
31. 行政院環境保護署（2005）“廚餘回收再利用操作管理”參考手冊。
32. 行政院環境保護署廢棄物清除處理專業技術員訓練班（2005）“一般及事業廢棄物中間處理技術”。
33. 張定生（2005）“低環境負荷堆肥醱酵槽運用於有機垃圾堆肥化處理之研究”，高雄市政府機關學校94年度自行研究發展。
34. 郭哲佑（2003）”台灣廚餘回收再利用管理機制之探討研究-以台塑麥寮回收制度為例”，南華大學環境管理研究所，碩士論文。