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3-5-3 堆肥廚餘轉化生質酒精成品

照片 2-3-5-2 堆肥廚餘轉化生質酒精機具 資料來源:本研究拍攝

照片 2-3-5-3 堆肥廚餘轉化生質酒精成品 資料來源:本研究拍攝

六、厭氧消化試辦設施

新北市隨著廚餘強制分類回收以及垃圾隨袋徵收之下,廚餘回收量逐漸上 升,但廚餘處理設施並未大幅增長,反而因去化過程中產生臭味或造成環境污染 等因素影響其運行,因此為了妥善穩定的處理廚餘,2011 年起新北市環保局乃配 合環保署政策,規畫「北部地區廚餘厭氧消化試辦計畫」並陸續進行了 3 年多試 辦計畫,期能對廚餘厭氧消化處理技術做可行性及效益評估。此計畫於八里污水 處理廠蛋形消化槽進行,蛋形消化槽因大臺北地區欲處理之污泥量不足,導致污 泥消化設施處理進量不足,因此六座蛋形消化槽中已拆除 2 座(3 號、6 號)、暫 時封存 2 座、僅使用 2 座,表示仍有 2 座可加以使用,廚餘厭氧消化計畫在此運 行,除了能減少興建成本、活化現存設施還能解決原先污水中進流水揮發性固體 比例偏低問題,並且為了降低對八里污水廠之環境衝擊,共消化之前處理(漿化、

篩分、破碎)另於臺北市及新北市覓地設置進行,由第二節厭氧消化技術可知應 特別注意油脂的處理,製成之高濃度有機廢水也會藉由密閉式槽車送往八里污水 廠,不會有臭味及滲出水外漏問題,所得有機廢水也將調整總固形物(TS)為 2~5%

以符合八里污水廠既有設施,最後由此計畫所得之共消化及沼氣利用技術期能作 為未來推動民間興建投資廚餘處理與資源化設施之依據。

厭氧消化過程如圖 2-3-6-1,廚餘收集完畢後運往前處理設施進行漿化(加濕 調整)、篩分(包含除油)、破碎(打漿機研磨粉碎)以符合共消化標準及八里污 水廠原設施設計,接著裝載於密閉式槽車運送至八里污水廠,在蛋形消化槽中與 生污泥共消化,將產生沼氣、上澄液、污泥,在沼氣部分,沼氣收集完畢後經除 濕機(去水)、脫硫塔(脫硫)等純化作業形成高濃度甲烷並儲存於瓦斯儲存槽內,

以供雙燃料引擎發電機使用,如有過剩的沼氣則將送往燃燒塔燃燒,而污泥部分,

因在消化過程中已將生污泥中可利用之揮發性有機質消化完畢,剩餘之污泥漿暫 放於污泥儲存槽,待脫水後之含水量 80%污泥餅委外處理,上澄液則是跟隨著放 流水排放。

圖 2-3-6-1 厭氧消化流程圖

資料來源:改繪自中興工程顧問股份有限公司(2013)、楊萬發等人(2002)

新北市另一處具有厭氧消化設施之污水處理廠為淡水水資源回收中心,由八 里污水廠與淡水水資源回收中心厭氧消化設施比較表中(表 2-3-6-1)可得知八里 污水廠消化槽容積較大、較能彈性操作,攪拌設計部份均僅針對一般污泥,對於 近似黏性流體之高濃度有機廢棄物,雖可藉由破碎與漿化降低其攪拌動力需求,

可是仍需進一步驗證與考量是否足以提供共消化攪拌動力,在產權與管理方面,

八里污水廠為代操作營運比起民有民營的淡水水資源回收中心更能配合此計畫運 行,因此應以八里污水廠為優先考量地點。

表 2-3-6-1 八里污水廠與淡水水資源回收中心厭氧消化設施比較表

八里污水處理廠 淡水水資源回收中心

消化槽容積 9,000m3/座 2,700m3(僅一座)

厭氧消化種類 2 號槽常溫消化 5 號槽中溫消化

中溫消化

攪拌方式 機械攪拌 差壓攪拌

產權與管理 臺北市衛生下水道工程處代管 民間代操作,於 2011 年始為期 3 年

BOT 開發案 北岸環保公司特許 35 年 資料來源:彙整中興工程顧問股份有限公司(2013)

然而,就在 2014 年 9 月時環保署突然中止了八里污水廠廚餘變沼氣的計畫,

暫緩了原本準備進行的招標與環評,原因為新任署長在 2013 至 2014 年 5 月召開 5 次專家諮詢會議,雖有專家指出廚餘含有之油脂對於沼氣產氣量有一定效益,但

也有專家認為臺灣廚餘油脂含量較高,易有浮渣問題且尚有油脂包陷無機沙粒分 離不易、油脂凝結堵塞管線、高濃度油脂造成微生物產生抑制作用,且認為分類 並未落實,這將導致運行效率困難,因此先暫緩此計畫。但就在 2015 年時,臺北 市環保局宣布規畫興建首座「廚餘生質能廠」,也是採用厭氧消化技術,如果一切 作業流程順利的話,將在 2017 年興建並於 2020 年啟用(經濟部工業局能資源整 合資訊平台,2015)。

第三章 研究方法

表 3-1-2-1 臺北市、新北市養豬廚餘分類(續)

在堆肥廚餘部分(表 3-1-2-2),兩者回收項目相似,回收果皮、果核、花草落

在非廚餘(不可回收)方面(表 3-1-2-3),臺北市特別強調食用油的回收,而

圖 3-2-1 研究架構圖 二、研究方法

(一)事前準備

為了能完整建構廚餘處理演變以利後續研究發展,必須透過相關文獻蒐集與 回顧探究其整體脈絡與現況。主要回顧文獻包含:

1.政府資料:各類統計數據、環保專案成果報告、相關研究之政府出版品與計 畫書,提供了分析所需之數據資料也能了解政府對於廚餘處理的 走向。

2.專書:台灣年鑑、臺灣地誌、環境保護政策、廢棄物管理、環境工程…建構 歷年廚餘處理發展歷史以及彙整廚餘處理技術面。

3.學術期刊:有助於彙整各類處理方式相關研究。

4.碩博論文:分析相關廚餘處理論文提供本研究可發展方向並獲取各類技術實 驗成果數據,成為後續處理技術面所需數據以利評估處理方式的 可行性。

5.報章雜誌:近期廚餘相關新聞以了解目前發展現況與難處。

(二)田野調查

1.實地考察:現地訪查有助於彌補書面資料不足,且更能反映真實情況,本研 究探訪大臺北地區 9 個廚餘處理設施,除了採樣外也做訪問紀 錄,主要針對設施環境整潔、處理情形、所面臨的困難、未來發

展等面向訪談。

2.分析層級程序法:作為方案評估方法之一,將在第三項詳述。

三、評估工具-分析層級程序法

(一)分析層級程序法概述

分析層級程序法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是於 1971 年時由匹茲堡 大學教授 Thomas L. Saaty 所創,並經過不斷的驗證與修正,使得此理論在 1980 年 後趨於成熟,主要適用待處理問題處在不確定情況以及具數個評估準則,而依其 經驗表示 AHP 是可應用在規畫、產生替代方案、決定優先順序、選擇最佳方案或 政策、分配資源、決定需求、預測結果-風險評估、設計系統、評量績效、確保 系統穩定性、最適化、衝突的解決、使用成本效益去決策等問題上(鄧振源、曾 國雄,1989;鄧振源,2012;張紹勳,2012)。

但 AHP 也有其限制(假設)之處,綜合鄧振源(2012)、張紹勳(2012)、陳 令韡(2009)對於此部份說明如下:

1.待處理事件可被分解成多個種類(classes)或成份(components)並形成有 向網路(directed network)的層級結構,此時注意最高層應為整體目標進而 逐步往下細分,且同等重要的要素放置在同一層級,但各層級內的要素應小 於 7 項,避免影響層級一致性問題與人類能判別比較限制數目,然而由於各 層級名稱較為多樣,因此本研究對各層名稱用詞統一由上至下為目標、構面、

評估指標、方案。

2.每一層級各要素應具獨立性(independence)。

3.每一層級內的要素能以上一層級某些或所有要素當做基準去評估,即每一層 級只受其上一層影響(構面受到其目標影響),同時也僅影響其下一層級(構 面影響評估指標)。

4.評估時所得數值能由絕對數值尺度轉換成比例尺度(ratio scale)。

5.因素間成對比較(pairwise comparison)後,能使用正倒值矩陣(positive reciprocal matrix)處理。

6.偏好關係遞移性(transitivity)除了優劣關係滿足外(A 優於 B,B 優於 C,

則 A 必優於 C)亦包含強度關係滿足(A 優於 B 兩倍,B 優於 C 三倍,則 A 必優於 C 六倍)。

7.雖然第六點假設如此,但要完全具遞移性不易(尤其是強度關係部分),因 此是可容許不具完全遞移性,但需要檢驗其一致性(consistency)程度。

8.各要素的優劣程度是經由加權法則(weighting principle)所得,常稱之權重。

9.要素只要在此階層結構中,不論其優勢程度多小,均視為與整個評估結構有

表 3-2-3-1 臺灣廚餘處理相關博碩論文(續)

表 3-2-3-1 臺灣廚餘處理相關博碩論文(續)

表 3-2-3-1 臺灣廚餘處理相關博碩論文(續)

利用生命週期評估法(使用軟體為 SimaPro 7.1)來探討廚 餘清運方式與處理過程所造成的環境衝擊,選定臺北市

堆肥3」、「區內堆肥4」、「厭氧消化5」、「區外乾燥飼料化6」、「區內乾燥飼料化7」。

圖 3-2-2 大臺北地區堆肥廚餘回收利用方案評估架構圖

問卷發放對象則包含政府機關、第一線處理人員、學術單位、工程顧問公司,

共計 22 位,而本研究回收問卷數量為 18 份,通過一致性檢定的有效問卷為 18 份,

綜合劉仁智(1994)、王俊豪等人(2012)、鄧振源(2012)對於專家問卷取樣數 看法,樣本數應以 6~20 為佳,因此本研究問卷數符合專家問卷選取數。

3 區外堆肥:臺北市方面,廚餘回收後全數分別暫置於內湖、北投、木柵焚化廠進行初步發酵,再 將廚餘半成品委外處理。新北市方面,部分如臺北市處理方式進行,部分則在收集完畢後直接於區 清潔隊委外處理,委外處理將涉及進行初步發酵翻推所須電力消耗、委外處理費用、車輛運送所消 耗能源及排放的污染…。而近年來因委外廠商受到其附近居民抗爭下,使得委外處理越趨困難。

4 區內堆肥:臺北市方面,僅木柵焚化廠能全數處理堆肥廚餘,內湖與北投焚化廠多數仍須委外處 理。新北市方面,區清潔隊自有堆肥場在 2012 年有 11 處,但其堆肥廚餘處理數量僅佔該年 7.36%。

5 厭氧消化:日本、韓國已有實廠運作中,臺灣雖然目前尚未正式有此廚餘處理方式,但大臺北地

5 厭氧消化:日本、韓國已有實廠運作中,臺灣雖然目前尚未正式有此廚餘處理方式,但大臺北地