學者研發回收系統 利用豬隻排泄物發電

羅智華 |2012.02.10
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台灣畜牧業是農、林、漁、牧的重要一環,但對民眾來說,往往將豬、牛、羊等畜牧過程中排放的生理排泄物視為沒有用途的廢棄物,隨著科技進步,其實任何廢棄物都有可能搖身為可回收再利用的資源,像是環球科技大學環境資源管理系助理教授吳世卿就發揮巧思,設計出可以回收豬隻排泄物、從中收集沼氣進而發電的A/O減肥、氣力揚升系統!

「台灣早年的農夫都將動物排泄物當成肥料來源,但現代人卻反而視之如敝屣,」從小在農地工作直到外出就學的吳世卿有感而發表示,很多人認為豬隻排泄物不但沒有用處還會造成河川汙染,讓養豬戶背負環境破壞者的十字架,使得糧食提供者被冠上環境破壞者汙名。

為了讓大家眼中的「廢棄物」發揮出節能減碳愛地球的效用,他開始思考如何借助科技之力,研發一套可以處理廢棄物並回收能量的系統,在這樣的構思下,他想到可以針對豬隻排泄物固、液分流後回收再利用特性,設計出「A/O減肥、氣力揚升」系統,將廢物變資源。這項創新研發不但引起畜牧業者注意,還受邀至教育部舉行成果發表會。

何謂「A/O減肥、氣力揚升」系統?吳世卿解釋,就是在環境工程的厭氧、好氧處理過程上再外掛一個能量回收機制,讓豬隻排泄物碳化,成為可用來發電的推手。他表示A是指厭氧處理機制(Anoxic process);O則代表好氧處理機制(Oxic process),皆屬於傳統環境工程的一環。

吳世卿表示,由於豬隻排泄物會產生俗稱沼氣的硫化氫與甲烷,為避免甲烷等產物逸散到空中增強溫室效應,於是他利用現有的厭氧處理機制,將上下兩個儲氣袋壓在豬隻排泄物厭氧池上方,目的是「下袋排水」兼隔離空氣與「上袋集氣」併回收硫化氫與甲烷。回收來的沼氣則運用生物脫硫方式來回收硫;而純化後的甲烷則可透過燃燒方式來產生蒸氣,進而推動渦輪發電。

而好氧處理機制,則是在豬隻尿液曝氣過程中,運用河流淨化仿真與能量回收設計機制,來讓壓力空氣可妥善被運用。吳世卿解釋,這個機制的原理就是在豬隻排泄物曝氣池中放入一個氣密圓桶,圓筒內設置由同心圓硬管所形成的夾層,並在夾層中放入不同孔隙度的材料,讓空氣可以從底部灌入,藉此營造出河川淨化的效果。

除此之外,圓桶內還會另外設置一個「氣力揚升泵」,利用前一個步驟所釋放的壓力空氣,結合氣力揚升泵的運作,把空氣加壓後的液體以「水火箭形式」釋放出來,藉此驅動發電機。吳世卿表示,簡單來說,整個系統的原理就是將氣力揚升泵放入豬隻排泄物曝氣池中,將被揚升的水用來進行水力發電,讓動物排泄物也能成為製造電力的推手。

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