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微生物淨化技術應用於畜牧業搭排水質改善之研究-屏東地區為例

發布日期:2026-01-23 發布單位:農田水利署
  • 計畫編號:
    113農水發-1.2-利-19
  • 執行單位:
    國立成功大學生物科技中心
摘要說明

聯絡人:陳俊延

主辦人員:陳俊延

計畫經費:NT$3,500,000 (農業部 : NT$3,500,000)

執行期限:自民國113年1月1日至民國113年12月31日


目標計劃

年度目標:

藉由整合學研產界之技術整合與導入,建立循環經濟之運作基礎,一方面解決畜牧廢棄物所造成的環境問題,以提升農村生活環境,同時也因為廢棄物的處理成本降低,提升農村收入。

(1) 定期追蹤檢測列管搭排戶之排放水水質,了解業者廢水處理狀況。

(2) 持續對搭排戶施以水質改善方針,以不改變畜牧場原有的三段式污水處理,將廢水質量進行分析,在不同階段以微生物菌的協助方式,優化污水處理績效,降低污染排放,並觀察在枯水期時對於整治之河川區塊水質之影響。

(3) 增加搭排戶之水質改善輔導個案4家,更利於改善上游畜牧廢水污染源。

(4) 由上一年計劃可得知豐水期和枯水期對於黃金人工濕地二期之灌溉水有何影響,因此可藉由前期數據來適時強化微生物投放劑量,以達灌溉水淨化之功效。

預期效益:

1.產業經濟效益:建構小型畜牧微生物廢水處理示範模場,降低廢水處理成本,可提昇業者處理廢水之意願;並整合減碳與水循環再利用之系統,提昇中大型業者進行循環經濟計畫投資之意願。

2.社會環境效益:透過微生物菌淨化水質去除有機質及氨氮,改善萬年溪中下游受畜牧污染之水質,可以創造更多可用之原水,也能降低現有水質改善成本,並且能改善生態環境。就能讓政府單位後續全流域推動減污的行動。3.科學技術效益:本團隊具有以藻菌處理畜牧廢水之豐富經驗及循環經濟研究成果,可輔導業者進行新型態廢水處理技術。


執行成果

執行成果摘要:

1. 定期追蹤檢測列管搭排戶之排放水水質20戶列管搭排戶名單如表一所示,延續去年計畫,持續針對此20家搭排戶協助計畫執行並採水檢測,拜訪期程由1月進行至計畫結束 (12月底),目前採樣情況已進行至六月底,且全數完成分析。20戶搭排戶1~11月的採樣結果分別如表二至表十一所示。在管制項目方面,20戶的搭排戶的分析數據均低於限值符合標準;而在品質項目方面,20戶搭排戶在氨氮的分析數據每個月均有波動。在經過一年的水樣收集及給予現場人員部分建議後,各家搭排戶的排放水之COD及氨氮濃度日漸下降,顯示長時間的輔導及溝通已出現成效。不過仍有中小型畜牧場由於廢水處理設備受到空間限制,無法有足夠的水力停留時間來降解氨氮,因此無法有效改善排放水中的氨氮濃度;另外在懸浮固體方面,有部分的搭排戶高於限值,可能原因有廢水設施中的終沉池不夠大,沒有足夠的時間讓汙泥沉降而導致放流水的懸浮固體超標,或是本身廢水處理系統中的微生物處理效率差,導致檢測結果未如預期。

2. 輔導畜牧場改善其畜牧廢水中的溶氧量、懸浮固體和氨氮延續去年計畫輔導的六家畜牧場,分別是胡慶記畜牧場、周仙賜畜牧場、順興牧場和見豐畜牧場,以郭瑞豐牧場和禎祥等兩家養牛牧場。四戶養豬搭排戶於2023年9月底開始在其廢水設備中的厭氣或曝氣池投入微生物製劑,而兩戶牧牛場搭排戶則於2023年11月才開始投放針對牧牛廢水的微生物製劑。初期每週投放1次,投放量最少為曝氣池水量的0.1%,依據場家之曝氣池大小來計算投放量。而採樣分析也是每週在排放口採檢1次,並依據採樣分析後的結果來調整投放量或調整製劑內容。在畜牧廢水生物池中投菌,初期會因菌種競爭和底泥的分解,讓水質不穩定,需連續投放菌種約三個月才會開始看到成效。如表十六所示,在一整年的努力後,胡慶記畜牧場的水中COD 從六月開始,逐月下降,顯示在菌種配方調整後,對於 COD 的降解已有明顯改善,甚至降至 600 mg/L 以下。在周仙賜畜牧場的部分 (表十七),可發現相較於一月初,COD 及導電度皆有顯著下降,去除效能達五成以上。而在順興和見豐畜牧場的處理 (表十八和表十九),經過持續調整菌種配方及處理方式,已成功克服廢水設施處理量能不足的先天限制,COD、SS、氨氮、導電度在下半年的表現相較於上半年皆有顯著改善,水質趨於穩定。另外,在兩場牧牛場 (禎祥及郭瑞豐) 的部分,由於廢水中纖維素含量高,在菌種配方上則與養豬場不同,因此需要經過特殊篩選,而在經過一整年的特殊菌種投放後,在禎祥牧場的部分,其水中 COD、SS、導電度在下半年相較於上半年一樣具有顯著的下降,顯示此菌種的確可有效分解水中纖維素,進而減少懸浮固體 (表二十和表二十一)。在固定取樣的其他畜牧場中,興城富畜牧場在八月開始,場主積極向本團隊提出輔導需求,因此九月起進行投菌測試,截至目前為止,在COD、氨氮及 SS 已開始有下降趨勢(表二十八)。

3. 綜整分析本計畫水質監測成果並研議改善策略,以建構畜牧廢棄物資源化應用協力網絡推廣活動此推廣活動目的為建構畜牧與農作或水產經營的農民合作學習網絡,藉由上課和座談的方式,討論與建立彼此間的合作平台。目前已在2024年04月24日、2024年05月08日、2024年08月21日、2024年08月22日、2024年12月05日共進行了五場推廣活動,現場農友們互動相當熱絡,活動議程如附錄一到五所示,上課照片則如圖一到五所示,另外在上課講義的部分則在附件一到五。

4. 運用微生物菌規劃處理萬年溪上游黃金溼地區域本計畫主要是以改善萬年溪上游黃金溼地區域水質、降解溼地中汙泥為目的。延續去年的計畫,將芽孢及枯草等複合菌株投入濕地中,於112年6月1日將4個1噸之養菌桶槽設置於黃金溼地現地旁,每周投放兩次,每次投放四噸的菌量,直至112年12月28日為止,今年增加投放菌量,每周依然投放兩次,不過每次投放菌量提升至八噸,而後從七月開始,每次投放量更提升至12 噸,截至十一月底為止,已投放 84 次,共 832 噸菌量,每週進行固定水質採樣並分析,分析結果如表二十九所示,經過持續不斷的投放菌液及提升投菌量後,可發現 COD 及氨氮在下半年具有更顯著的改善,出流口 COD 皆可穩定在20 mg/L 以下,氨氮則可控制在 10 ppm 以內,顯示菌液的投放量增加的確對於水質的改善有正面影響。

檢討與建議:

結論

在經過一年的水樣收集及給予現場人員部分建議後,各家搭排戶的排放水之COD及氨氮濃度日漸下降,顯示長時間的輔導及溝通已出現成效。不過仍有中小型畜牧場由於廢水處理設備受到空間限制,無法有足夠的水力停留時間來降解氨氮,因此無法有效改善排放水中的氨氮濃度。另外在懸浮固體方面,有部分的搭排戶高於限值,部分原因也是因為設備限制,無足夠的時間讓汙泥沉降而導致放流水的懸浮固體超標,亦或是本身廢水處理系統中的微生物處理效率差,導致檢測結果未如預期。另外在黃金溼地的消化菌群投放改善測試中,經過一整年的菌種大量投放及菌相調整,由採樣分析結果可發現,整體水質已穩定,在 COD 及氨氮皆有顯著的降解效能,因此後續將持續輔導,協助維持黃金濕地的水質穩定度。

討論與建議

從 112 年 9 月到113 年 11 月底為止,本團隊每個月進入 20 家畜牧場進行取樣,在採樣過程中,得知許多目前畜牧廢水處理的現況及畜牧場所面臨的困境,大多數中小型畜牧場因空間、設備及經費等受限,因而無法優化廢水處理效能,因此如何以有限的空間、資源及設備,來協助改善畜牧場廢水處理的窘境,是本團隊的初衷,期望透過投入成本低廉卻有高處理效能的微生物製劑,來協助畜牧場解決眼前困境,進而將處理技術發散推廣,更有利周遭環境舒適度,以達中央、地方及居民共贏之願景。目前配合的六家搭排戶-胡慶記畜牧場、周仙賜畜牧場、順興畜牧場、見豐畜牧場、禎祥牧場及最後加入的興誠富畜牧場,整體狀況觀察下來,除了廢水設備的限制之外,管理者的操作管理也是直接影響廢水處理的結果之一,如同目前配合的這六家搭排戶,場主及本團隊皆保持著良好的溝通,在共同努力下都不小的改善成效。本團隊將持續以微生物製劑來進行廢水測試改善,來提升系統中降解有機質、COD、SS及氨氮的效率,並幫助提升懸浮固體的沉降速率。


最後更新日期:2026-01-23
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