遇見科學

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。