TWM601745U - 菇類廢包能源化及資源化系統 - Google Patents

Abstract

本創作係有關一種菇類廢包能源化及資源化系統，包含乾式厭氧醱酵系統、沼氣處理系統、沼氣發電設備、沼渣堆肥系統、沼液處理系統及沼液攪拌系統，其係將菇類廢包與農業有機固態廢棄物置於乾式厭氧醱酵系統之醱酵槽內以產生沼氣、沼渣與沼液，使沼氣經沼氣處理系統處理後透過沼氣發電設備產生電能，而沼渣透過沼渣堆肥系統翻堆以形成有機肥料，沼液經沼液處理系統處置後，部分淋灑於醱酵槽，部分則進入沼液攪拌系統製成液肥，進而於提升菇類廢包處置效率之同時產生可供利用之電能、有機肥料及液肥，讓菇類廢包達成能源化與資源化之功效。

Description

菇類廢包能源化及資源化系統

本創作係有關一種能源化及資源化系統，尤指利用乾式厭氧醱酵技術處理菇類廢包及農業有機固態廢棄物並產出沼氣、沼渣與沼液，以藉由沼氣處理系統、沼氣發電設備、沼渣堆肥系統、沼液處理系統及沼液攪拌系統分別讓沼氣、沼渣及沼液轉化為可供使用之電能、有機肥料及液肥者。

按，隨著農業科技的快速發展，藉由人工培植技術所產出之作物種類愈發增加，不論是木耳、樟芝、香菇甚至冬蟲夏草皆能透過人工方式大量培植。以最為普遍常見之食用菇類而言，目前人工培植之方式多是採用菌包（即俗稱太空包）或椴木栽培，而採用椴木栽培必須砍伐完整原木木段，且需於運送搬運過程保持樹皮完整無脫落，以便於合適溫度進行菌種接種，再於出菇並採收完畢後，使菇木生息養菌，以再次培養出菇。而菌包則是將打碎之木屑加入米糠、玉米粉…等有機物混合，再填裝入袋，並經殺菌冷卻後，於袋口接種菌種，以養植出所接種之菇類。由於椴木培植需砍伐完整木段，且需經過鑽洞、接菌、封蠟…等繁複程序才能進行菇類培植，而採用菌包僅需使用合適樹種之木屑，且成本低、產量多，因此，為目前菇類培植之首選。

根據統計，國內菇類年產值超過150萬噸，且多數菇類均是採用菌包培植，然而，採收過後的菌包並無法重覆使用，故僅能將木屑取出以堆肥方式處置，但以堆肥方式處置需耗時3~6個月，以國內菇類產品培植採收速度而言，多數廢棄菌包並無法及時堆肥處理，故容易因隨意棄置而衍生環境汙染問題。

為改善上述缺失，故中國公告第CN208732942U號專利，係揭露有「一種廢菌包的資源化處置系統」，其係包含破袋機構、粉碎機構、乾燥箱以及有機肥混料罐，以利用破袋機構之雙刀盤將廢菌包破碎，並將破袋後之廢菌包藉輸送機之刺破齒將廢料與塑料分離，使分離後之廢料落入廢料收集斗中，再依序藉粉碎機構及乾燥箱將廢料粉碎、高溫滅菌，接著，利用有機肥混料罐將廢料與其它添加物混勻，以作為肥料使用。

另，中國公告第CN206744533U號專利，係揭露有「一種利用菌包廢料生產發酵飼草的裝置」，其係透過壓柱成型機構將菌包廢料加工製成柱狀發酵飼草，並透過軸向纏膜機構與周向纏膜機構於柱狀發酵飼草外表面纏繞薄膜，藉此，提高菌包廢料之加工效率。

有鑑於菇類培植採收後之菌包無法重覆使用，故僅能將菇類廢包內之木屑以堆肥方式處理，因此，容易因處置效率不佳而衍生環境汙染之問題。

是以，本創作之目的係透過將菇類廢包混合農業有機固態廢棄物並藉乾式厭氧醱酵技術將有機物分解，以產出沼氣、沼渣與沼液，並分別用於發電及堆肥有機肥與液肥，提升菇類廢包資源化再利用之效率。

為達前述目的，本創作提供一種菇類廢包能源化及資源化系統，包含︰一乾式厭氧醱酵系統，該乾式厭氧醱酵系統包含至少一醱酵槽，位於醱酵槽內容置有菇類廢包以及農業有機固態廢棄物，使菇類廢包及農業有機固態廢棄物混合並經厭氧醱酵後產生沼氣、沼渣與沼液；一沼氣處理系統，該沼氣處理系統包含沼氣脫硫設備、除水設備以及除塵設備，使沼氣處理系統接收乾式厭氧醱酵系統所產生之沼氣後，將沼氣依序經過沼氣脫硫設備、除水設備以及除塵設備，以進行脫硫、除水及除塵之處置；一沼氣發電設備，該沼氣發電設備接收乾式厭氧醱酵系統所產生之沼氣，並利用沼氣進行發電以產生電能，且將發電過程所產生之餘熱供應予醱酵槽保溫；一沼渣堆肥系統，該沼渣堆肥系統接收乾式厭氧醱酵系統所產生之沼渣，並使沼渣經翻堆後形成有機肥料，以提供有機農業耕作使用；一沼液處理系統，該沼液處理系統包含沼液儲存設備以及沼液循環淋灑設備，該沼液處理系統係接收乾式厭氧醱酵系統所產生之沼液，且儲存於沼液儲存設備，並將沼液儲存設備內之部分沼液藉沼液循環淋灑設備淋灑於醱酵槽；以及一沼液攪拌系統，該沼液攪拌系統接收沼液儲存設備內之部分沼液，並於添加調整材且經攪拌、好氧曝氣攪拌後製成液肥，以提供有機農業耕作使用。

基於上述，透過將菇類廢包與農業有機固態廢棄物混合並經厭氧醱酵技術分解有機物後，產生沼氣、沼渣與沼液，使沼氣經沼氣處理系統處理後透過沼氣發電設備產生電能，而沼渣透過沼渣堆肥系統翻堆以形成有機肥料，沼液經沼液處理系統處置後，部分淋灑於醱酵槽，部分則進入沼液攪拌系統製成液肥，進而於提升菇類廢包處置效率之同時產生可供利用之電能與有機肥料，讓菇類廢包達成能源化與資源化之功效。

為使達成本創作目的之技術內容能有更完整的揭露，茲於以下內容詳述之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號︰

首先，請參閱第1圖所示，本創作之系統包含一乾式厭氧醱酵系統(1)、一沼氣處理系統(2)、一沼氣發電設備(3)、一沼渣堆肥系統(4)、一沼液處理系統(5)以及一沼液攪拌系統(6)。其中，乾式厭氧醱酵系統(1)包含至少一醱酵槽(11)，位於醱酵槽(11)內容置有51~100重量比之菇類廢包(A)以及0~49重量比之農業有機固態廢棄物(B)，使菇類廢包(A)及農業有機固態廢棄物(B)混合並經過10~30天厭氧醱酵後產生沼氣、沼渣與沼液；於本創作之一實施例中，農業有機固態廢棄物(B)包含果菜殘渣以及植物性殘渣。

該沼氣處理系統(2)包含沼氣脫硫設備、除水設備以及除塵設備，使沼氣處理系統(2)接收乾式厭氧醱酵系統(1)所產生之沼氣後，將沼氣依序經過沼氣脫硫設備進行脫硫洗滌處理、除水設備進行除水處理以及除塵設備進行分離除塵之處置。該沼氣發電設備(3)接收經沼氣處理系統(2)處置之沼氣，並利用沼氣進行發電以產生電能(C)，且將發電過程所產生之餘熱供應予醱酵槽(11)保溫。

而沼渣堆肥系統(4)包含自動翻堆設備、曝氣設備、除臭系統、消毒系統、篩選系統以及肥料裝填縫袋系統，其中，沼渣堆肥系統(4)接收乾式厭氧醱酵系統(1)所產生之沼渣，並使沼渣經過15~60天翻堆後形成有機肥料(D)，以提供有機農業耕作使用。

另，沼液處理系統(5)包含沼液儲存設備以及沼液循環淋灑設備，其沼液處理系統(5)係接收乾式厭氧醱酵系統(1)所產生之沼液，且儲存於沼液儲存設備，並將沼液儲存設備內之部分沼液藉沼液循環淋灑設備淋灑於醱酵槽(11)，而沼液攪拌系統(6)包含液體承裝容器、調整材添加入口、自動攪拌設備、曝氣設備、除臭系統以及液肥裝填系統，其中，沼液攪拌系統(6)接收沼液儲存設備內之部分沼液，並使沼液經過5~30天攪拌曝氣後形成液肥(E)，以提供有機農業耕作使用。

其次，請仍然參閱第1圖所示，本創作之系統運作時，係先將菇類廢包(A)破袋後，取出木屑等內容物並與農業有機固態廢棄物(B)依特定比例混合，接著，置入乾式厭氧醱酵槽(11)醱酵10~30天，以利用厭氧菌作用將有機物分解，並產生沼氣、沼渣與沼液。其中，沼氣能收集並經沼氣處理系統(2)完成脫硫、除水及除塵處理後導入沼氣發電設備(3)進行發電以產生電能(C)，且於發電過程所產生之餘熱則能供應醱酵槽(11)保溫，以形成可循環使用之能源。

而沼渣已於醱酵過程去除易腐敗物質，因此，能堆置於沼渣堆肥系統(4)，並經自動翻堆設備、曝氣設備、除臭系統與消毒系統翻堆處置沼渣15~60天後，利用篩選系統及肥料裝填縫袋系統將成分穩定之有機肥料(D)填裝，而沼液則進入沼液處理系統(5)，並使部分沼液利用沼液循環淋灑設備淋灑於醱酵槽(11)進行醱酵，另一部分沼液則進入沼液攪拌系統(6)，且於液體承裝容器中經由調整材添加入口加入調整材，再利用自動攪拌設備、曝氣設備以及除臭系統使沼液經5~30天攪拌、曝氣，並藉液肥裝填系統來裝填所製成之液肥(E)，使有機肥料(D)及液肥(E)能提供農業耕作使用。

是以，使用本創作之系統顯然能達成如下功效︰ 1.       本創作透過將菇類廢包與農業有機固態廢棄物混合並經乾式厭氧醱酵系統分解有機物後，使沼渣去除易腐敗物質，而能利用沼渣堆肥系統翻堆以形成有機肥料，進而提升菇類廢包之處置效率，並達成沼渣資源化之功效。 2.       本創作透過將菇類廢包與農業有機固態廢棄物混合並經乾式厭氧醱酵系統分解有機物後所產出之沼液，能利用沼液攪拌系統製成液肥，進而提升菇類廢包之處置效率，並達成沼液資源化之功效。 3.       本創作透過將菇類廢包與農業有機固態廢棄物混合並經乾式厭氧醱酵系統分解有機物後，將所產生之沼氣透過沼氣處理系統及沼氣發電設備產生電能，並使發電過程所產生之餘熱供應予醱酵槽保溫，進而形成可循環使用之能源，使菇類廢包達成能源化之功效。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例，並非用以限定本創作之實施範圍，凡未脫離本創作技藝精神所為之變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。

綜上所述，本創作確實已突破傳統並具有改良及創新之創作內容且能具體實施，理應符合新型專利之法定要件，爰依法提出專利申請，懇請　鈞局審查委員授予合法專利權，以勵創作，至感德便。

本創作︰ 1:乾式厭氧醱酵系統 11:醱酵槽 2:沼氣處理系統 3:沼氣發電設備 4:沼渣堆肥系統 5:沼液處理系統 6:沼液攪拌系統 A:菇類廢包 B:農業有機固態廢棄物 C:電能 D:有機肥料 E:液肥

[第1圖]係本創作之系統示意圖。

1:乾式厭氧醱酵系統

11:醱酵槽

2:沼氣處理系統

3:沼氣發電設備

4:沼渣堆肥系統

5:沼液處理系統

6:沼液攪拌系統

A:菇類廢包

B:農業有機固態廢棄物

C:電能

D:有機肥料

E:液肥

Claims (8)

1. 一種菇類廢包能源化及資源化系統，包含︰ 一乾式厭氧醱酵系統，該乾式厭氧醱酵系統包含至少一醱酵槽，位於該醱酵槽內容置有菇類廢包以及農業有機固態廢棄物，使該菇類廢包及農業有機固態廢棄物混合並經厭氧醱酵後產生沼氣、沼渣與沼液； 一沼氣處理系統，該沼氣處理系統包含沼氣脫硫設備、除水設備以及除塵設備，使該沼氣處理系統接收該乾式厭氧醱酵系統所產生之沼氣後，將該沼氣依序經過該沼氣脫硫設備、除水設備以及除塵設備，以進行脫硫、除水及除塵之處置； 一沼氣發電設備，該沼氣發電設備接收經該沼氣處理系統處置之沼氣，並利用該沼氣進行發電以產生電能，且將發電過程所產生之餘熱供應予該醱酵槽保溫； 一沼渣堆肥系統，該沼渣堆肥系統接收該乾式厭氧醱酵系統所產生之沼渣，並使該沼渣經翻堆後形成有機肥料，以提供有機農業耕作使用； 一沼液處理系統，該沼液處理系統包含沼液儲存設備以及沼液循環淋灑設備，該沼液處理系統係接收該乾式厭氧醱酵系統所產生之沼液，且儲存於該沼液儲存設備，並將該沼液儲存設備內之部分沼液藉該沼液循環淋灑設備淋灑於該醱酵槽；以及 一沼液攪拌系統，該沼液攪拌系統接收該沼液儲存設備內之部分沼液，並使該沼液經攪拌後形成液肥，以提供有機農業耕作使用。
2. 如請求項1所述之菇類廢包能源化及資源化系統，其中，該沼渣堆肥系統包含自動翻堆設備、曝氣設備、除臭系統、消毒系統、篩選系統以及肥料裝填縫袋系統。
3. 如請求項1所述之菇類廢包能源化及資源化系統，其中，該沼液攪拌系統包含液體承裝容器、調整材添加入口、自動攪拌設備、曝氣設備、除臭系統以及液肥裝填系統。
4. 如請求項1所述之菇類廢包能源化及資源化系統，其中，該農業有機固態廢棄物包含果菜殘渣以及植物性殘渣。
5. 如請求項1所述之菇類廢包能源化及資源化系統，其中，該醱酵槽內之菇類廢包及農業有機固態廢棄物之重量比為菇類廢包佔51~100%重量比以及農業有機固態廢棄物佔0~49%重量比。
6. 如請求項1所述之菇類廢包能源化及資源化系統，其中，該乾式厭氧醱酵系統之厭氧醱酵天數為10~30天。
7. 如請求項1所述之菇類廢包能源化及資源化系統，其中，該沼渣堆肥系統之翻堆天數為15~60天。
8. 如請求項1所述之菇類廢包能源化及資源化系統，其中，該沼液攪拌系統之攪拌天數為5~30天。

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