第四章 結果與討論
4.1 麥粕與下水污泥混合堆肥實驗
4.1.8 堆肥品質之測定
一般測定堆肥品質的方法可用溫度變化、種子發芽率實驗及堆肥的外 觀 (如顏色) 等指標來判定。以溫度變化而言，主要是讓堆肥過程中之溫度 能達到 50OC 以消滅致病菌。目前台灣對於生機肥料施用於農地上，尚未 有明確的法規規定。然而美國於 1993 年制訂了 U.S. EPA 40 CFR 503 法 案以規範使用生機肥料 (Bio-fertilizer)，法案中規定了致病菌去除的最低標 準。以堆肥法而言，若採用槽式堆肥程序 (In-vessel composting)，反應溫 度 達 55OC 且 維 持 3 天 以 上 則 為 A 級 (Class A) 之 生 機 固 體 (Biosolid)，能作為一般商業性的肥料來銷售給農民或一般民眾；而 B 級生 機固體之規範為在 5 天的堆肥時程中反應溫度至少有 4 小時以上超過 55OC，此等級之生機固體可施用於農地，作為土壤調節劑 (李伯亨，2003)。 因此本研究所得到之堆肥產品可達到 B 級生機固體之規範，可將其應用於 土壤復育之調節劑。
在種子發芽率實驗方面，本實驗採用反應最為敏感白蘿蔔種子直接播 種於添加堆肥萃取液之培養皿中，觀察其發芽情況，並進行添加去離子水 之對照組加以比較。經過 48 小時後之實驗結果如圖 4-13 所示，添加堆 肥萃取液之實驗組中，白蘿蔔種子之發芽率達 64%；對照組發芽率為 76%。一般建議發芽率指數 (Germination index, GI) 之值大於 60% 即可 (Diaz et al., 2003; Zocconi et al., 1985)。顯然經過堆肥程序後之產品並不
會對植物的成長造成抑制。
在堆肥產品外觀上，如圖 4-14 所示，其顏色呈深褐色表示含有大量 腐植質，與一般腐熟堆肥之顏色一致。綜合溫度、二氧化碳產率以及種子 發芽實驗等用以判定堆肥品質之指標可知本研究所產生之堆肥產品原則上 已達到穩定化並成為腐熟堆肥。此外，與過去文獻堆肥時程之比較如表 4-2 所示，可知經過改良後之高速堆肥反應槽，配合適當之物理、化學及生物 操作因子，則可提供較佳之堆肥環境，提昇堆肥速率，縮短堆肥時程。最 後，由於使用污泥作為堆肥原料，堆肥成品中的重金屬含量為評估的重點 之一。分析與實驗設計最佳化操作條件相近的中心組之重金屬含量結果如 表 4-3 所列，除了鎳與鉻稍微偏高超過我國法規標準之外，其餘皆在法規 管制標準之內，而且鎳與鉻的含量與美國或其他各國法規標準相較之下仍 然在規範以下，所以下水污泥與麥粕混合堆肥成品適合作為土壤調節劑使 用。
圖 4-13. 種子發芽實驗結果 實驗組
實驗組 64%
對照組 76%
圖 4-14. 堆肥成品
表 4-2. 堆肥時程之比較
Reference Composting
method Substance Temperature Composting time This study
High-rate composing
(100 L)
Barley dreg +sewage sludge
Maximum 64OC
5-7 days
Diaz et al., (2003)
In-vessel composting
(21 L)
Vinasse +cotton waste
Control at
Anaerobic digestion sludge
+red mud
Control at 55OC
50-60 days
表 4-3 . 國內外下水污泥堆肥成品重金屬含量限值表
Metal concentration limitation a Country
Hg Cd Ni As Pb Cu Cr Zn ROC 2 5 25 50 150 150 150 500 USA 17 39 420 41 300 1,500 1,200 2,800 Japan 2 5 300 50 100 - 500 - Austria 2 2 25 - 100 300 50 1,500 Canada 0.15 3 60 10 150 60 50 2 Germany 1 1 50 - 150 100 100 400
England 2 10 100 - 250 400 - 1,000
This study - ND 102 - 26 44 156 208
Data resource: U.S. EPA. (1989), Barods et al. (1992), Briton (1992), Furhacker et al.
(1995), Haug (1993)
a Unit mg/kg dry matter basis
4.2 麥粕與下水污泥混合堆肥最佳化實驗