廢材轉生術:漂流木、牛糞也能有大用處

颱風過後,花東海岸被漂流木覆蓋,當大型木料被撿拾後,剩下的細碎枝條何去何從呢?

2024年10月山陀兒與康芮颱風過境,花東幾十公里的海岸在一夕之間被漂流木占領。當大型有價值的木料被人們撿拾完畢後,剩下大量細碎的枝條,這些廢材連焚化爐和水泥窯都拒絕接收。

漂流木的生物炭混合水泥做成的人工魚礁,也成為復育珊瑚的工具。

東華大學、工研院和花蓮一家牧場合作,漂流木送進氣化爐可以產生熱能,也可以蛻變成生物炭。生物炭和水泥混合做成人工魚礁,成為海洋復育的幫手。找對方法,廢材也可以有大用途!

每年五到八月海浪平穩,許多潛水愛好者會來到花蓮七星潭海域,觀察珊瑚礁生態,與魚群共游。花蓮縣海洋生態保育協會由一群潛水的同好組成,在潛水的同時也清理海底的垃圾。

泡海水的海漂垃圾含有氯 去化問題如何解

寶特瓶、塑膠袋、漂流木,這些廢棄物因為泡過海水,被處理業者視為拒絕往來戶。原來泡過海水的廢棄物含有鹽分,也就是氯化鈉,進入一般的焚化爐或鍋爐燃燒,可能會形成有毒物質戴奧辛。

泡過海水的漂流木因含有鈉,而不被水泥廠接受,無法成為去化管道。

花蓮的垃圾目前交由台泥水泥窯氣化處理,雖然溫度夠高,戴奧辛的疑慮較小,但海漂垃圾因為有鈉也不受水泥廠歡迎。東華大學、工研院和業界共同合作,想找出適合漂流木和海漂垃圾的處理方式。他們在花蓮的一家畜牧場設置高溫氣化爐。

由東華大學、工研院和業界共同研發的高溫氣化爐,希望能解決漂流木去化問題。
漂流木透過高溫氣化爐拆解產生氣態燃料,所產生的剩餘生物炭也能成為再利用產品。

東華大學能源科技中心顧問林幸州表示,木材進入最上面的乾燥層,氯化鈉會分解成氯離子和鈉離子,接著進入熱解層,這階段容易形成戴奧辛,最後進入還原層,戴奧辛在高溫下被拆解後,氯會跟生物質木材裡面的其他無機元素(如鈣、矽、鎂、鈉、磷、鉀等)生成氯化鈣、氯化鎂等安定態的鹽類,這些剩餘的生物炭可以改良土壤,產生的可燃氣體可以當作燃料。

粉碎漂流木和牛糞混合發酵 成為有機肥

東華大學將廢材轉化為生物炭的計畫在2024年夏季正式展開,包括工研院、中華電信的員工、花蓮縣海洋生態保育協會的成員頂著37℃的高溫,沿著七星潭海岸撿拾漂流木。漂流木經過破碎後進入高溫氣化爐,產生的可燃氣送進鍋爐將熱水煮沸,產生的水蒸氣再送到後段的快速發酵系統,這套發酵系統主要是為了處理牧場的牛糞。

過去牧場的牛糞在處理成有機肥時都要花費較長的時間,產生的臭味和沼氣也是問題。
牛糞在經過高溫氣化爐和快速發酵系統轉換成培養土,氣味改善許多,也節省堆放空間。

牧場老闆說,過去牛糞經過乾濕分離,在場區內要堆放將近一年才能完全腐熟成為有機肥。設置高溫氣化爐再加上快速發酵系統之後,堆肥過程產生的臭味和沼氣都大幅減少。牧場老闆用牛糞快速發酵做成的培養土種植牧草等農作物,生物炭用來改善土壤,產生的蒸氣,未來也可以用來發電或是提供冬季保暖。

生物炭結合水泥再生為人工魚礁  生態復育成效待觀察

除了和牧場合作,東華大學能源科技中心也將生物炭混合水泥,以3D列印的方式做成人工魚礁。在實際使用前,東華大學委託工研院對人工魚礁的耐久性和安全性做測試,看人工魚礁是否會溶出有害物質。

東華大學能源科技中心將生物炭混合水泥,以3D列印的方式做成人工魚礁。影像提供/東華大學能源科技中心

人工魚礁經過實驗確定安全性之後,在東華環境與海洋學院在屏東恆春的實驗場復育各種珊瑚。初步觀察發現,跟一般魚礁相比,在人工魚礁上珊瑚生長速度較快速,東華大學環境暨海洋學院副院長孟培傑推測,可能跟人工魚礁中含有生物炭有關。

東華大學環境暨海洋學院副院長孟培傑發現在人工魚礁上的珊瑚生長速度較快,但後續成效仍待觀察。

室內的實驗有初步成果之後,研究團隊決定將人工魚礁投放到花蓮海域。漂流木經過粉碎、高溫氣化、碳化之後,終於在海底完成的最後的旅程,未來可以發揮多少復育的成效還需要長期的觀察。

不過終點將是另外一個起點,藉由科技創新和跨領域的合作,廢材終能物盡其用,生生不息,不斷循環。

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