CN104226671A - 生物废弃物绿色处理***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物废弃物绿色处理***。本发明的生物废弃物绿色处理***，包括：分离槽，使废弃物分离成固态废弃物与液态废弃物；发酵槽，使该固态废弃物进行厌氧发酵而获得沼气；第一气体处理装置，导入所获得的沼气以纯化所述沼气；发电***，导入所述经纯化后的沼气进行燃烧发电；以及藻类培养装置，与所述第一气体处理装置连接。同时，本发明也揭露一种利用所述生物废弃物绿色处理***的处理方法。

Description

生物废弃物绿色处理***及方法

技术领域

本发明是有关于一种生物废弃物的处理，且特别有关于一种动物废弃物处理***，以及动物废弃物的处理方法。

背景技术

由于畜牧业，如猪、牛、羊等的废弃物会影响含水层、河流、泳池、湖泊等水源，因此，畜牧业会对环境造成威胁。畜牧废弃物含有高浓度的污染物，例如，氨氮、亚硝酸盐类、硝酸盐及硫化氢等，其对水生生物(包括动物及植物)有害，且会破坏淡水河流和湖泊的生态***。液态与固态污染物也可通过触摸或空气来毒害或伤害人类与动物。因此，为了移除这些污染物，必须将畜牧业的废水与固态废弃物收集起来并处理，以符合环境安全的条件。

动物废水通常是利用开放式的水池进行处理，将废水静置直到动物废物被分解，且符合环境安全的要求。然而，在下雨时，这些开放式水池中的水会溢出，并污染附近的淡水湖泊和溪流。此外，这些废水或废弃物所产生的废气也会污染空气，并产生难闻的臭味。再者，废水与固态废弃物的处理池会占据大面积的土地。

目前，已有许多国家发现利用水池处理猪舍废水或废弃物所产生的问题，且立法严格限制废弃物处理的水池。在有限的处理池下，自然限制了可饲养的数目。

同样地，固态废弃物经常被农民当作肥料使用。虽然可作为肥料，但固态废弃物必须被分解，通常需要3至8周的时间。在被分解之前，固态废弃物的氨对植物有害。分解后，氨被分解为氮化物，可作为植物的养分。大量废弃物长时间的暴露是危险的，可通过触摸或空气传播细菌。

此外，要传送这些动物废弃物是困难的，且并且通常是在完全密封的卡车。由于废弃物病毒与细菌有散播的可能性，此方法既昂贵又危险。

富含营养成分废水的处理方法，可参照，如美国专利号4,626,644、美国专利号4,721,569、美国专利号4,183,807、美国专利号5,185,079。利用农业废物或生物质为燃料的发电方法，可参照，如美国专利号5,121,600。将甲醇、脂肪或油脂转化为甲基酯与生物柴油的方法，可参照，如美国专利号5,713,965、美国专利号6,015,440、美国专利号6,440,057。

美国专利号4,372,856揭示一种厌氧分解农业废弃物以产生甲烷与二氧化碳的方法及其设备。美国专利号5,922,092揭示一种固态废弃物的氧化***，其在热反应器中与空气接触。此方法的副产物包括柴油、沥青，液化气等。美国专利号6,410,283揭示一种以污泥厌氧分解产电的方法。美国专利号5,447,850揭示一种由有机废弃物产生沼气的方法。此方法主要先在废弃物培养厌氧微生物。接着，进行发酵。由此废弃物中产生沼气。

虽然沼气可用于发电，但沼气中的硫化氢会腐蚀发电机，因此在沼气必须先进行脱硫。若以化学脱硫，会产生大量的化学废弃物。在发电过程中会产生大量的二氧化碳，造成二次污染。此外，除了固态与液态废弃物外，畜牧业还具有臭气(气态废弃物)污染的问题，但目前仍无文献揭露如何解决。

因此，畜牧业界仍然亟需一种高效率、低耗能、无二氧化碳排放的生物废弃物绿色处理***及方法。

发明内容

有鉴于上述先前技术所存在的问题，本发明提供一种生物废弃物绿色处理***，包括：分离槽，使废弃物分离成固态废弃物与液态废弃物；发酵槽，使所述固态废弃物进行厌氧发酵而获得沼气；第一气体处理装置，导入所获得的沼气以纯化所述沼气；发电***，导入经过纯化后的沼气进行燃烧发电；以及藻类培养装置，与所述第一气体处理装置连接。较佳的，所述废弃物为农业废弃物，特别是畜牧业废弃物。

在本发明的实施例中，其中所述第一气体处理装置包括曝气塔，且所述曝气塔中具有藻液，当所述沼气导入所述曝气塔中时，沼气经由曝气盘以曝气的方式通过藻液，藻液会吸附沼气中的硫化氢，达到沼气脱硫的功效，同时藻液也会吸附二氧化碳，因此沼气在经纯化后可大大提升甲烷的浓度，甲烷浓度可由原始的60%提升到90%左右，不但可避免发电***遭硫化氢腐蚀，更可通过燃烧高浓度甲烷的沼气来提升发电的功效。

在本发明的实施例中，其中所述第一气体处理装置还包括反应塔，与所述曝气塔连接，所述反应塔接收所述曝气塔的藻液，使吸附了硫化氢及二氧化碳的藻液进行反应，以利用硫、碳分子作为养分生长。其中所述反应吸收塔可为复数个，多个反应塔可以串联和/或并联的方式与所述曝气塔连接。

在本发明的实施例中，其中所述第一气体处理装置也可为洗涤塔。

在本发明的实施例中，所述的生物废弃物绿色处理***，还包含室内空间，所述室内空间含有所述废弃物及臭气，并设有第二气体处理装置与所述藻类培养装置连接，所述第二气体处理装置中具有藻液，且臭气被导入所述第二气体处理装置中，而所述第二气体处理装置中的藻液会吸附臭气中的氨气、硫化氢及二氧化碳，作为藻类生长所需的养分，同时达到空气清净的功效。

在本发明的实施例中，其中所述曝气塔、所述反应塔及/或所述第二气体处理装置还可包括光源，加强藻类行光合作用的效率。

在本发明的实施例中，还包括曝气池，使所述液态废弃物进行曝气处理，而所述液态废弃物经曝气处理后产生碳、氢、氧、氮、磷、硫等氧化物，作为藻类生长所需的养分，其中所述曝气池与所述藻类培养装置连接，使所述液态废弃物通入所述藻类培养装置中，利用藻类自然的生长来达到污水处理的功效。

在本发明的实施例中，其中所述藻类培养装置为开放式或密闭式，各种形状的培养池、袋、管、柱、箱、桶、架等，或立体培养***。而其中所述藻液包括红藻、绿藻、硅藻、蓝藻、其它藻类中的一种或多种的藻液。

本发明另提供一种生物废弃物绿色处理方法，包括：提供废弃物及/或臭气；将所述废弃物导入分离槽中，以分离成固态废弃物与液态废弃物；将所述固态废弃物导入发酵槽中，使所述固态废弃物进行厌氧发酵而获得沼气；将所述沼气导入第一气体处理装置中，所述第一气体处理装置具有藻液，用以纯化所述沼气；将经过纯化的沼气导入发电***中，燃烧所述沼气进行发电，产生废气；以及将所述废气导入藻类培养装置。较佳的，所述废弃物为农业废弃物特别是。较佳的，所述废气为二氧化碳。

在本发明的实施例中，其中所述第一气体处理装置包括曝气塔，且所述曝气塔中具有藻液，所述沼气以曝气的方式通过所述曝气塔中的藻液，其中所述藻液吸收所述沼气中的硫化氢与二氧化碳。其中所述第一气体处理装置还包括反应塔，与所述曝气塔连接，以接收所述曝气塔中的藻液进行反应。

在本发明是实施例中，还包括：将所述臭气导入第二气体处理装置中，且所述第二气体处理装置中具有藻液，以吸收所述臭气中的臭气分子，而所述臭气分子包括含氨气及/或硫化氢等。

在本发明的实施例中，其中所述曝气塔、所述反应塔及/或所述第二气体处理装置还可包括一个或数个光源，增加藻类行光合作用的效率。

在本发明的实施例中，其中所述第一气体处理装置和/或所述第二气体处理装置与所述藻类培养装置连接，而所述藻类培养装置提供和/或接收所述第一气体处理装置和/或所述第二气体处理装置的藻液。

在本发明的实施例中，还包括将所述液态废弃物导入曝气池中，进行曝气处理以形成曝气液，其中所述曝气池与所述藻类培养装置连接，而所述曝气液被导入所述藻类培养装置中，藻类培养装置中的藻类会利用所述曝气液中的碳、氢、氧、氮、磷、硫等氧化物作为藻类的培养成分，在培养藻类的同时更可净化污水。

在本发明实施例中，其中所述藻类培养装置为藻池及/或立体培养***，而所述藻液包括红藻、绿藻、硅藻、蓝藻或其它藻类或任何其它种藻类的组合。

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下：

附图说明

图1为本发明生物废弃物绿色处理***的一实施例的示意图；

图2为本发明第一气体处理装置的一实施例的示意图；

图3a、3b为本发明第一气体处理装置的不同实施样态；

图4为本发明的生物废弃物绿色处理方法的流程图；

图5为本发明的第一气体处理装置处理含硫化氢气体的结果检测图；

图6为本发明的第一气体处理装置处理含氨气气体的结果检测图。

附图标记说明

10、生物废弃物绿色处理***；12、室内空间；14、分离槽；16、发酵槽；18，200、第一气体处理装置；182，202，302、曝气塔；184，204，304、反应塔；21、发电***；22，206、藻类培养装置；24、曝气池；26、第二气体处理装置；A、含氧气体；C、二氧化碳；O、臭气；M、沼气；W、废弃物；W1、固态废弃物；W2、液态废弃物；W3、曝气池废水；A1，A3、气体入口；A2，A4、气体出口；B1，B3、藻液入口；B2，B4、藻液出口；T、曝气盘；L、光源；P、帮浦

S401，S403，S405，S407，S409，S411，S413、废弃物处理步骤

具体实施方式

本发明提供一种生物废弃物绿色处理***，其利用一个或复数个第一气体处理装置，纯化沼气，并去除环境中的臭气(如，氨气、硫化氢或二氧化硫等)。

图1为本发明生物废弃物绿色处理***的一实施样态，应注意的是，为了清楚描述本发明的特征，图1仅为本发明实施例的简单图示，在实际应用时，本领域技术人员可依不同的需求增加或修改本发明的结构。

参照图1，本发明生物废弃物绿色处理***10包括室内空间12，其中含有废弃物W及/或臭气O。本发明的室内空间12可为任何形式的建筑结构，例如，木造、砖造、水泥造等结构。在一实施例中，此室内空间饲养有动物(如，猪、牛、羊、马、驴、鸡、鸭、鹅、鱼等)，而产生动物废弃物及/或臭气。在另一实施例中，此室内空间为动物废弃物放置地点。

本发明中所述的“废弃物”的指任何动物废弃物。本发明的废弃物可来自于各种动物，包括，但不限于，猪、牛、羊、马、驴、鸡、鸭、鹅、鱼等，较佳为猪、牛、羊、驴及/或马，更佳为猪、牛。本发明的废弃物可为固态及/或液态形式的废弃物。在一实施例中，动物废弃物为动物的粪尿及混合到动物粪尿的清洗用水。

废弃物W被导入分离槽14后，可被分成固态废弃物W1与液态废弃物W2。

本发明中所述的“分离槽14”并无特别限制，只要可将废弃物W中的固体(如，大颗粒物质、固体团块)与液体分离即可，一般固液分离可分为机械(物理分离)分离、热分离、生物分离等。本发明的分离槽可为沉淀池、分离栅、离心机、过滤装置、固液分离机等。在一实施例中，分离槽为市售的固液分离机。

固液分离之后，固态废弃物W1被导入发酵槽16中进行厌氧发酵而获得沼气M，而液态废弃物W2被导入曝气池24。

在本发明中，发酵槽16设置于分离槽14之后，且为沼气发酵槽。本发明中所述的“发酵槽或沼气发酵槽”并无特别限制，只要可产生沼气、甲烷即可。固态废弃物在发酵槽中16进行水解、酸化以及甲烷作用，产生沼气M。

发酵槽中具有酦酵菌(fermentative bacteria)、产氢乙酸生成菌(hydrogen-producing acetogens)、耗氢乙酸生成菌(hydrogen-utilizingacetogens)、甲烷杆菌(Methanobacterium spp.)、甲烷球菌(Methanococcus spp.)、甲烷四连球菌(Methanosarcina spp.)、甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter spp.)、甲烷球形菌(Methanosphaera spp.)、甲烷热杆菌(Methanothermobacter spp.)、甲烷热菌(Methanothermusspp.)、甲烷暖球菌(Methanocaldococcus spp.)、甲烷炎菌(Methanotorrisspp.)、甲烷球菌(Methanococcus spp.)、甲烷热球菌(Methanothermococcus spp.)、甲烷粒菌(Methanocorpusculum spp.)、甲烷囊菌(Methanoculleus spp.)、甲烷泡菌(Methanofollis spp.)、产甲烷菌(Methanogenium spp.)、甲烷裂叶菌(Methanolacinia spp.)、甲烷微菌(Methanomicrobium spp.)、甲烷盘菌(Methanoplanus spp.)、甲烷螺菌(Methanospirillum spp.)、甲烷砾菌(Methanocalculus spp.)、甲烷绳菌(Methanolinea spp.)、甲烷鬃菌(Methanosaeta spp.)、甲烷发菌(Methanothrix spp.)、盐甲烷球菌(Halomethanococcus spp.)、甲烷微球菌(Methanimicrococcus spp.)、甲烷类球菌(Methanococcoides spp.)、甲烷盐菌(Methanohalobium spp.)、甲烷嗜盐菌(Methanohalophilus spp.)、甲烷叶菌(Methanolobus spp.)、甲烷食甲基菌(Methanomethylovoransspp.)、甲烷咸菌(Methanosalsum spp.)、甲烷八迭球菌(Methanosarcinaspp.)、甲热球菌(Methermicoccus spp.)、甲烷火菌(Methanopyrus spp.)等，利用这些兼氧与厌氧微生物将复杂的高分子转化为甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体。

发酵槽中的温度介于30～60℃，较佳为35～55℃。发酵槽中的pH值介于5～8，较佳为6.5～7.5。固态废弃物在发酵槽中的反应(停留时间)为0.5天以上，较佳为1天以上，更佳为10天至30天。事实上，本领域技术人员自可根据发酵槽的型式、微生物的种类、及固态废弃的成分来调整发酵的条件(如，温度、pH值、时间等)，以获得最大量的沼气。

沼气M中含有甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)等气体，较佳为甲烷。

接着，将沼气M导入第一气体处理装置18。第一气体处理装置18包括曝气塔182与反应塔184，且曝气塔182与反应塔184中具有藻液。

在一实施例中，第一气体处理装置仅具有曝气塔，曝气塔中具有藻液，沼气以曝气的方式通过藻液。在另一实施例中，第一气体处理装置包括曝气塔与一各或多个反应塔，且反应塔以串联或并联的方式连接曝气塔。反应塔可接收曝气塔的藻液。在另一实施例中，第一气体处理装置为洗涤塔。第一气体处理装置可包括一个或数个光源(未图示)。此光源包括，但不限于，太阳光、白炽灯泡、荧光灯、LED灯等。

本发明中所述的“藻液”是指含有藻类的液体。本发明中所使用的藻液包括红藻(Rhodophyta)、绿藻(Chlorophyta)、硅藻(Diatom)、蓝藻(Cyanobacteria)或上述组合。藻类包括，但不限于，红藻(Rhodophyta)，如海红丝藻(Polysiphonia)；褐藻(Heteromontophyta)，如马有藻(Sargassum)等；绿藻(Chlorophyta)，如原球藻(Protococcus)、水绵(Spirogyra)、间生藻(Oedogonium)、新月藻(Closterium)、石莼(ulva)、小球藻(Chlorella)、拟球藻(Nannochloropsis)；硅藻(Diatom)；甲藻(Ceratium)；蓝藻(Cyanobacteria)，如螺旋藻(Spirulina)等。

沼气M在以曝气的方式通过曝气塔182与反应塔184中的藻液时，M中的二氧化碳、硫化氢可作为藻类的营养，而被藻液中的藻类吸收，达到纯化沼气M的目的。经纯化的沼气M中的主要气体为甲烷。

将经纯化的沼气(甲烷)导入发电***21中，燃烧沼气(甲烷)进行发电。

本发明所述的“发电***”为任何形式的沼气发电机。沼气发电机是利用燃烧沼气(甲烷)产生高温、高压空气，推动涡轮，供发电机发电。本发明的发电***，并无特别限制，可为任何一种市售沼气发电机。

在沼气发电的过程中，会产生二氧化碳C、水蒸气、热能等副产物。燃烧沼气(甲烷)所产生的二气化碳C可被导入藻类培养装置22中。由于藻类在进行光合成作用时，需要适量的二氧化碳。因此，可将沼气发电所产生的二氧化碳C导入藻类培养装置22中，作为藻类的碳源。

此外，水蒸气与热能可直接排放至大气环境中，也可回收利用。例如，热能可回收用于曝气塔、反应塔、第一气体处理装置、及/或藻类培养装置或室内空间的增温或保温。

本发明中所述的“藻类培养装置”为任何可培养藻类的装置，例如，藻池及/或立体培养***(如，可参照台湾专利号I243205，该台湾专利的名称为：转化二氧化碳为生物质量之生物反应器，申请日为2001年2月5日)。藻池及/或立体培养***中含有藻类培养基(如，f2、Walne、K、GPM培养基等)、牛/猪舍的排放水、以及各种藻类生长所需的营养成分。

藻池及/或立体培养***的温度为10～40℃，较佳为20～30℃，最佳为22～29℃。藻类的照光状态可为12小时照光，12小时不照光，也可24小时连续照光。事实上，本领域技术人员自可根据藻类培养装置的型式、及藻的种类来调整藻类的生长条件(如，二氧化碳浓度、培养基成分、温度、pH值、照光时间、照光强度等)，以获得最大量的藻类(藻液)。

藻类培养装置22与第一气体处理装置18连接。因此，藻类培养装置22所培养的藻类(藻液)可被导入第一气体处理装置18中，且藻类培养装置22可回收第一气体处理装置18中的藻液。通过不断的循环藻液，使得第一气体处理装置18中的藻液可维持在一个良好的状态下，以有效地吸收二氧化碳与硫化氢。藻类培养装置22可包括光源(未图示)。此光源包括，但不限于，太阳光、白炽灯泡、荧光灯、LED灯等。

藻类培养装置22可位于室内及/或室外。在室内，可有效地控制藻类培养装置的温度、pH值、照光时间等、照光强度，以获得最佳的藻类培养条件。在室外，藻类培养装置可为一开放式的培养池(藻池)，可大幅降低能源的使用。因此，藻类培养装置22可分别为于室内及室外，以因应季节更替所产生不利藻类生长的条件。

此外，由上述可知，液态废弃物W2被导入曝气池24中，以产生曝气池废水W3。

曝气池24中具有活性污泥，活性污泥中含有各种好氧微生物，包括无色杆菌(Achromobarter)、黄杆菌(Flavobacterium)、产碱菌(Alcaligens)、杆菌(Bacillus)、球菌(Micrococcus)及/或绿脓杆菌(Pseudomonas)等。液态废弃物W2中的有机物质在曝气池24中可被微生物分解，产生氧化碳、氮氧化物、氧化磷、硫氧化物等氧化物。液态废弃物W2在曝气池24中的停留时间为0.5小时以上，较佳为2～5小时以上，更佳为8小时以上。

接着，曝气池废水W3被导入藻类培养装置22中。由于曝气池废水W3中含有碳、氢、氧、氮、磷、硫等物质，以及其它无机盐类与微量元素，因此曝气池废水W3可作为藻类的培养液。

在本发明另一实施例中，本发明还提供第二气体处理装置26，第二气体处理装置26与室内空间12及藻类培养装置22连接，且臭气O被导入第二气体处理装置26。

第二气体处理装置26与第一气体处理装置18相同或相似。在一实施例中，第二气体处理装置26与第一气体处理装置18相同。在另一实施例中，第二气体处理装置26仅具有曝气塔，而不具有反应塔。同样地，第二气体处理装置可包括光源(未图示)。此光源包括，但不限于，太阳光、白炽灯泡、荧光灯、LED灯等。

第二气体处理装置26中具有藻液，且臭气O以曝气的方式通过藻液。臭气O含有氨气、硫化氢、二氧化碳、其它等混合气体，具有臭味。臭气O在以曝气的方式通过第二气体处理装置26中的藻液时，藻液中的藻类可吸收臭气O中的氨气、硫化氢、二氧化碳等，并光合作用产生氧气，达到除臭的效果。含氧气体A可直接排放至室外，或导入室内空间12中，以减少室内空间12的异味。

同样地，第二气体处理装置26与藻类培养装置22连接。因此，藻类培养装置22所培养的藻类(藻液)可被导入第二气体处理装置26中，且藻类培养装置22可回收第二气体处理装置26中的藻液。通过藻液不断地循环，使得第二气体处理装置22中的藻液维持在一个良好的状态下，以有效地吸收氨气、硫化氢、二氧化碳等气体。

由上述可知，本发明的生物废弃物绿色处理***具有第一气体处理装置。第一气体处理装置中的藻液可吸收沼气中的二氧化碳与硫化氢，达到脱硫的效果，避免硫化氢腐蚀发电机。经纯化的沼气(甲烷)可在沼气发电中获得较高的发电效率。沼气发电所产生的二氧化碳可回收利用，达到二氧化碳零排放。

另一方面，本发明的生物废弃物绿色处理***还包括第二气体处理装置。第二气体处理装置中的藻液可吸收臭气(畜牧或环境中的臭味)中的含氮、含硫分子，消除臭气，并产生氧气。

因此，本发明的生物废弃物绿色处理***可将动物废弃物(固、液、气态废弃物)完全回收利用，降低污染，且不需额外大量的能量。

图2为本发明第一气体处理装置的实施样态，应注意的是，为了清楚描述本发明的特征，图2仅为本发明实施例的简单图示，在实际应用时，本领域技术人员可依不同的需求增加或修改本发明的结构。

参照图2，本发明的第一气体处理装置200包括曝气塔202与反应塔204，且曝气塔202与反应塔204的数目并无特别限制。在一实施例中，第一气体处理装置包括1个曝气塔与1个反应塔。在另一实施例中，第一气体处理装置包括1个曝气塔与数个反应塔。

曝气塔202具有气体入口A1、气体出口A2、藻液入口B1与藻液出口B2。反应塔204具有气体入口A3、气体出口A4、藻液入口B3与藻液出口B4。

在处理气体时，任何气体，例如沼气、臭气等，可由气体入口A1导入曝气塔202中。曝气塔202中具有藻液(未图示)。通过曝气盘T，使气体以曝气的方式通过曝气塔202中的藻液。曝气盘T具有多个小孔，可使气体慢慢释出。

在一实施例中，气体为沼气，在曝气的过程中，藻液可吸收沼气的硫化氢、二氧化碳等。在另一实施例中，气体为臭气，在曝气的过程中，藻液可吸收臭气的氨气、硫化氢、二氧化碳等。

曝气塔202中的藻液来自于藻类培养装置206。藻类培养装置206中的藻液可由藻液入口B1被导入曝气塔202中。

接着，由曝气塔202中的气体可由气体出口A2排出，由反应塔204的气体入口A3，被导入反应塔204中。同样地，反应塔204中具有藻液(未图示)。通过曝气盘T上的小孔，使气体以曝气的方式通过反应塔204中的藻液。

气体在经过曝气塔202与反应塔204后，气体中的氨气、硫化氢、二氧化碳等大部分可被藻类吸收，以达到沼气(甲烷)纯化及除臭的效果。同时，曝气塔202与反应塔204中的藻液可进行光合作用，产生氧气。

曝气塔202中的藻液可由藻液出口B2排出，由反应塔204的藻液入口B3导入反应塔204中。反应塔204中的藻液在充分地与气体反应后，可经由藻液出口B4排至藻类培养装置206。

反应塔204具有光源L。此光源包括，但不限于，白炽灯泡、荧光灯、LED灯(如，红色LED灯、白色LED灯)或上述之组合。光源L的数量并无特别限制，较佳为1个以上，使所有藻类皆具有充分的光照。光源的照度可介于1,00～20,000Lux，较佳为5,00～15,000Lux，更佳为1,000～10,000Lux。在另一实施例中，曝气塔202也可具有光源(未图示)。光源的位置可在曝气塔或反应塔的内部或外部，并没有设限。

此外，第一气体处理装置200还包括泵P。泵P的数目并无特别限制。泵P可分别位于气体入口A1、气体出口A2、藻液入口B1、藻液出口B2、气体入口A3、气体出口A4、藻液入口B3及/或藻液出口B4的管在线，以促进气体与藻液的流动。

图3为本发明第一气体处理装置的另一实施样态，应注意的是，为了清楚描述本发明的特征，图3仅为本发明实施例的简单图示，在实际应用时，本领域技术人员可依不同的需求增加或修改本发明的结构。

应注意的是，本发明的第一气体处理装置可依照气体的种类及量(体积)进行调整。在实施例中，曝气塔302可与多个反应塔304连接。如图3a所示，曝气塔302与2个反应塔304连接。在另一实施例中，仅只有曝气塔302(图3b)。反应塔的数目可为0、1、2、3、4、5、6、7、8或9个以上。一般来说，当所需处理的气体量愈大时，所需反应塔的数目愈多。本领域技术人员自可根据气体的量、藻类的种类、及第一气体处理装置的型式来调整反应塔的数目。

本发明在此揭露第一气体处理装置18及第二气体处理装置26，脱硫及除去臭气分子的实施例。

在本发明另一实施样态中，本发明另提供一种生物废弃物绿色处理方法，如图4所示。

参照步骤S401，由室内空间获得废弃物及臭气。此室内空间饲养有动物，产生动物废弃物与臭气。

参照步骤S403，将废弃物导入分离槽中，使废弃物被分离成固态废弃物与液态废弃物。

参照步骤S405，将固态废弃物导入发酵槽中，使该固态废弃物进行厌氧发酵而获得沼气(含甲烷、硫化氢、二氧化碳)。

参照步骤S407，将沼气导入第一气体处理装置中，以纯化沼气。第一气体处理装置具有藻液，藻液可吸收沼气中的硫化氢、二氧化碳等。

参照步骤S409，将臭气导入第二气体处理装置中，以吸收臭气中的臭气分子，并产生含氧空气。第二气体处理装置中具有藻液，藻液可吸收臭气中的氨、硫化氢等。

参照步骤S411，将经纯化的沼气导入发电***中，燃烧该沼气进行发电，产生二氧化碳。

参照步骤S413，将二氧化碳导入藻类培养装置，废气中的二氧化碳可作为藻类的碳源。

本发明在此揭露第一气体处理装置18去除硫化氢的实施例，利用腐坏鸡蛋产生的硫化氢，检测含有硫化氢的气体经过第一气体处理装置18前后硫化氢含量的差异；本实施例所使用的第一气体处理装置18为曝气塔，曝气塔内有体积为8公升的容置槽，内装有8公升浓度为0.345g/L的藻液，本实施例所使用的藻类为绿藻。

为确保气体检测的精确性，本实验将曝气塔设置于密闭空间中，阻绝检测的气体与外面的空气流通，而实验流程包含：首先，将含有硫化氢的气体导入密闭的气体混合槽中，检测初始的硫化氢浓度为0.2mg/L，本实施例所使用的密闭的气体混合槽的体积为125公升；接着，将气体混合槽中含有硫化氢的气体，利用打气泵导入第一气体处理装置中，而含有硫化氢的气体经由曝气方式通过容置槽内的藻液，而通过第一气体处理装置后的气体再重新导回密闭的气体混合槽中，又，第一气体处理装置上端设有管路连接检测器，测量气体循环处理后硫化氢的含量；本实施例是检测气体处理前以及气体循环处理1小时后硫化氢的含量，检测结果如表一所示。

表一

处理时间(小时)	0hr	1hr
			硫化氢浓度(mg/L)	0.2	0.02

如表一所示，在气体经由第一气体处理装置处体前，硫化氢浓度为0.2mg/L，而气体在经由第一气体处理装置处理一小时后，硫化氢浓度降低为0.02mg/L，如图5所示；气体在处理一小时后，经由第一气体处理装置消耗硫化氢浓度为0.18mg/L，而绿藻清除硫化氢含量比率的公式为：

气体体积(L)×消耗浓度(mg/L)÷藻类含量(g)÷时间(hr)

因此，本实施例绿藻清除硫化氢含量比率为125×0.18÷(8×0.345)÷1＝8.15mg/hr/g，而通过本实施例即可得知，本发明的第一气体处理装置确实具有去除气体中硫化氢的功效，在本实施例中去除的比率更高达道90%。

又，本发明在此揭露第一气体处理装置18去除氨气的实施例，利用1%的氨水所产生的氨气，检测含有氨气的气体经过第一气体处理装置18前后氨气含量的差异；本实施例所使用的第一气体处理装置18同样为为曝气塔，内有体积为8公升的容置槽装有0.36g/L的绿藻液，并设置于密闭空间中；同样的，将含有氨气的气体导入密闭的气体混合槽中，并检测初始的氨气浓度为100mg/L；接着，将气体混合槽中含有氨气的气体，导入第一气体处理装置中并经由曝气方式通过密闭空间内的容置槽内的藻液，而通过第一气体处理装置后的气体再重新导回密闭的气体混合槽中，并分别检测气体处理前、循环处理3小时后以及循环处理5小时后，气体中氨气的含量，检测结果如表二所示。

表二

处理时间(小时)	0hr	3hr	5hr
				氨气浓度(mg/L)	100	60	15

如表二所示，在气体经由第一气体处理装置处体前，氨气浓度为100mg/L，而气体在经由第一气体处理装置处理三小时后，氨气浓度降低为60mg/L，在处理五小时后，氨气浓度更降低到15mg/L，如图6所示；气体在处理五小时后，经由第一气体处理装置消耗氨气浓度为85mg/L，绿藻清除氨气含量比率737.8mg/hr/g，通过本实施例即可得知，本发明的第一气体处理装置确实具有去除气体中氨气的功效，在经由5小时的处理后，去除的比率更达到85%。

本发明的生物废弃物绿色处理***及方法，可有效地处理动物废弃物，将动物废弃物的有机物转化为沼气以进行发电，沼气发电所产生的二氧化碳可回收作为藻类的碳源，达到二氧化碳零排放。同时，本发明的生物废弃物绿色处理方法可吸附动物废弃物的臭气分子，达到清净空气的效果。

本发明生物废弃物绿色处理***及方法的优点包括：(1)先将沼气纯化，以提高发电效率；(2)沼气发电所产生的二氧化碳可回收利用，达到二氧化碳零排放；(3)使用发电所产生的二氧化碳与动物废弃物作为藻液营养源，降低藻类的培养成本；以及(4)可处理所有形式的动物废弃物(包括，固态、液态与气态(臭气))。

因此，本发明的生物废弃物绿色处理***及方法是一种低成本、节能、环保、高效率的动物生物废弃物绿色处理***及方法。

所有说明书中所揭示的发明技术特点可以任意方式组合。说明书中揭示的每一技术特点可以提供相同、等同或相似目的的其它方式替换。因此，除非另有特别说明，文中所有揭示的特点均只是等同或相似特点之一般系列的实例。

由上述可知，熟习此技艺者能轻易地了解本发明的必要特征，在不脱离其精神与范围之下能就本发明做许多改变与调整以应用于不同用途与条件。

Claims (32)

1.一种生物废弃物绿色处理***，包括：

分离槽，使废弃物分离成固态废弃物与液态废弃物；

发酵槽，使所述固态废弃物进行厌氧发酵而获得沼气；

第一气体处理装置，导入获得的沼气以纯化所述沼气；

发电***，导入所述经纯化后的沼气进行燃烧发电；以及

藻类培养装置，与所述第一气体处理装置连接。

2.如权利要求1所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述废弃物为农业废弃物。

3.如权利要求1所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述第一气体处理装置包括曝气塔，且所述曝气塔中具有藻液。

4.如权利要求3所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述第一气体处理装置还包括反应塔，与所述曝气塔连接。

5.如权利要求4所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，还包含复数个所述反应塔，所述反应塔是以串联或并联的方式与所述曝气塔连接。

6.如权利要求1所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述第一气体处理装置为洗涤塔。

7.如权利要求1所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，还包含第二气体处理装置与一室内空间，所述室内空间含有所述废弃物及臭气。

8.如权利要求7所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述第二气体处理装置与所述藻类培养装置连接。

9.如权利要求8所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述第二气体处理装置中具有藻液，且所述臭气被导入所述第二气体处理装置中。

10.如权利要求3或9所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述藻液包括红藻、绿藻、硅藻、螺旋藻、拟球藻、扁藻、等鞭金藻中的一种或多种。

11.如权利要求3、4或8所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述曝气塔、所述反应塔及/或所述第二气体处理装置包括一个或数个光源。

12.如权利要求1所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，还包括曝气池，使所述液态废弃物进行曝气处理。

13.如权利要求12所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述曝气池与所述藻类培养装置连接，使经曝气处理后的液态废弃物导入所述藻类培养装置中。

14.如权利要求1所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述藻类培养装置是选自培养池、袋、管、柱、箱、桶、架及立体培养***中的一种或多种。

15.如权利要求1所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，所述发电***产生废气，所述废气导入所述藻类培养装置。

16.一种生物废弃物绿色处理方法，包括：

提供废弃物及/或臭气；

将所述废弃物导入分离槽中，分离成固态废弃物与液态废弃物；

将所述固态废弃物导入发酵槽中，使所述固态废弃物进行厌氧发酵而获得沼气；

将所述沼气导入第一气体处理装置中，所述第一气体处理装置具有藻液，用以纯化所述沼气；

将经过纯化后的沼气导入发电***中，燃烧所述沼气进行发电，产生废气；以及

将所述废气导入藻类培养装置。

17.如权利要求16所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述废弃物为农业废弃物。

18.如权利要求16所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，藻液吸收所述沼气中的硫化氢与二氧化碳。

19.如权利要求16所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述第一气体处理装置包括曝气塔，且所述曝气塔中具有藻液。

20.如权利要求19所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述沼气以曝气的方式通过所述曝气塔中的藻液。

21.权利要求19所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述第一气体处理装置还包括反应塔，与所述曝气塔连接，以接收所述曝气塔中的藻液。

22.如权利要求16所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，还包括：将所述臭气导入第二气体处理装置中，所述第二气体处理装置中具有藻液。

23.如权利要求16所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述臭气分子包括氨气及/或硫化氢。

24.如权利要求16所述的生物废弃物绿色处理***，其特征是，藻液是选自红藻、绿藻、硅藻、螺旋藻、拟球藻、扁藻、等鞭金藻中的一种或多种。

25.如权利要求18、21或22所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述曝气塔、所述反应塔及/或所述第二气体处理装置包括一个或数个光源。

26.如权利要求16或22所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述第一气体处理装置和/或所述第二气体处理装置与所述藻类培养装置连接。

27.如权利要求26所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述藻类培养装置提供和/或接收所述第一气体处理装置和/或所述第二气体处理装置的藻液。

28.如权利要求16所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述废气为二氧化碳。

29.如权利要求16所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，还包括将所述液态废弃物导入曝气池中，进行曝气处理以形成曝气液，其中所述曝气池与所述藻类培养装置连接。

30.如权利要求29所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述曝气液导入所述藻类培养装置中，作为藻类的培养成分。

31.如权利要求30所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述藻类培养装置中的藻类会利用所述曝气液中的氮、磷和钾分子。

32.如权利要求16所述的生物废弃物绿色处理方法，其特征是，所述藻类培养装置是选自培养池、袋、管、柱、箱、桶、架及立体培养***中的一种或多种。