內政部於105 年制定「公共下水道污水處理廠事業廢棄物再利用管理辦法」規 範下水污泥再利用許可申請及審查機制,截至110 年 6 月,共計有 3 個再利用試驗 計畫或許可申請案已核定或辦理申請作業,其中宜蘭縣宜蘭廠和臺南市仁德廠為內 政部推動之再利用示範驗證計畫,分別推動下水污泥燃料化和材料化應用,至於花 蓮縣花蓮廠和亞泥則推動下水污泥作為水泥窯之原燃料( 同時具燃料化及材料化應用 範疇),相關再利用技術及產品說明分述如下。
(一)宜蘭縣宜蘭廠再利用示範驗證計畫
宜蘭縣再利用示範驗證廠係於宜蘭地區水資源回收中心設置下水污泥炭化再利 用廠房,每日設計處理量為10 噸,該廠已於民國 110 年 10 月竣工,其再利用試驗 計畫業經內政部核定,並已提送再利用試驗計畫成果報告,設備照片如圖1 與圖 2。
圖1 宜蘭廠再利用設備-炭化爐
圖2 宜蘭廠再利用設備-空污防制系統RTO
1. 下水污泥特性
宜蘭縣運轉中公共污水處理廠計有宜蘭廠和羅東廠2 座,設計平均日污水量 分 別 為30,000 CMD( 兩 期 ) 和 45,000 CMD( 三 期 ), 目 前 實 際 日 污 水 量 為 22,592 CMD 和 26,865 CMD,宜蘭縣每月脫水污泥產量約為 300.9 噸,2 座污水處理廠下 水污泥含水率介於75.0%~81.9%,灰分和可燃分比例分別介於 38.2%~52.0%( 乾基 ) 和48.0%~61.8%( 乾基 ) ;下水污泥元素組成以碳為主,比例介於 21.6%~31.1%( 乾 基),熱值約為 2,520~4,880 kcal/kg ;下水污泥鎘、鉻、銅、鉛、鎳、鋅、砷和汞等 八項重金屬含量檢測結果,以鋅濃度最高,介於705~981 mg/kg,其次為銅,濃度介 於156~270 mg/kg。
我國公共污水處理廠下水污泥再利用現況
2. 再利用技術
宜蘭縣依據技術、經濟( 操作成本、經濟效益等 )、環境及法規等四項決策要素 進行再利用技術可行性評估,選擇炭化技術進行宜蘭下水污泥之再利用,炭化流程 主要分成兩步驟 :脫水污泥進入乾燥爐乾燥為含水率20% 的乾燥污泥 ;之後乾燥污 泥再進入550℃炭化爐低氧燃燒成含水率低於 10% 炭化物產品,作為輔助衍生燃料。
3. 再利用產品特性
本研究於宜蘭炭化廠不同運轉時段、相同生產條件下,採集炭化物產品進行特 性檢測,炭化物元素分析中以碳占最大比例( 如表 3 所示 ),O/C 值為 0.6 和 0.53,
碳含量約氧的兩倍,當O/C 比例越低,具較佳熱釋放率。表 4 炭化物熱值 ( 到達基 ) 為4,666 和 3,615 kcal/kg,介於火力發電常用之的褐煤 (2,780~3,892 kcal/kg) 與亞煙煤 (4,800~5,700 kcal/kg) 熱值含量範圍 ;另下水污泥含大量有機質,揮發分比例高,另 炭化物灰分比例高於台灣電力公司主要煤炭燃料產生之灰分比例(2 %~16 %),高灰 分除會降低燃燒效率,並會產生粒狀空氣污染物,建議未來可與一般煤炭經適當比 例混燒,以達到資源循環利用及空污排放之要求。炭化物灰熔點( 如表 5 所示 ) 介於 台灣電力公司主要煤炭燃料灰熔點範圍(1,150~1,500℃ ),一般而言灰熔點會受到灰 分成分影響,其中三氧化二鋁、二氧化矽含量高,灰熔點越高。
表 3 宜蘭廠再利用炭化物產品元素分析
檢測項目 炭化物1 炭化物2 單位