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5.1 實驗結果

1. 垃圾焚化底碴 TCLP 溶出試驗之結果

由表 5-1 所得的毒性特性溶出實驗分析結果顯示,所取樣之垃圾焚化 底碴認定為一般事業廢棄物,不管為原樣之底碴,或是經過前處理、篩分 具再利用價值之級配底碴,其重金屬溶出均符合TCLP 溶出限值,可以進 行材料化應用。

表5-1 垃圾焚化底碴之 TCLP 重金屬溶出濃度 重金屬

樣品 As(mg/L) Cd(mg/L) Cr(mg/L) Pb(mg/L) Hg(mg/L) 樹林焚化底碴 0.032 0.186 0.036 1.568 --- 內湖焚化底碴 --- 0.093 0.048 0.769 ---

底碴E --- 0.062 0.085 0.602 --- 底碴F 0.004 0.057 0.034 0.853 --- 溶出限值 5.00 1.00 5.00 5.00 0.20

2. 焚化底碴組成分之分析結果

本研究針對焚化底碴原樣(樹林垃圾廠底碴)及經過前處理、篩分析、

級配分佈具再利用價值之內湖垃圾廠底碴(通過12mm 篩網之粒料)以三 重複的取樣分析,所得的結果與國外垃圾底碴進行比較,如附件1 所示。

國內之底碴組成成份Cl、K、P、S、C 等含量較國外底碴高,Si 及 Fe 等 含量較國外底碴低,其他元素範圍則接近。

推測原因是各國的生活型態及垃圾分類的執行成效不同所得的結 果。由此可知國內外垃圾底碴組成並不完全相同,所以在引用國外再利 用方式時應更謹慎保守的驗證,減少二次污染的產生。

3. 與道路用鋼爐碴 CNS14602 規格比較結果

將內湖廠底碴與道路用鋼爐碴工程性質比較,所得結果列於附件2 ,

我們可以由此結果得知垃圾焚化底碴的粒徑分佈、磨損率(%)及修正之 CBR(%)等與道路基層用標號 CS-20 的軋碎之鋼爐碴相近。但是在呈色 判定部份有呈色反應,表示垃圾焚化灰仍有未燃燒完的有機質,對於未來 應用於道路基層時,有機質的不穩定性將會對工程品質產生不良的影響。

4. 底碴應用於道路基層混合料之評估

「路基土壤」係指接觸於鋪面結構系統最下面一個層次的土壤材料,

應包括在鋪築結構內。超過路基土壤整治或滾壓深度以下的部份,則屬於 填方路堤或挖方路塹,均定義為路床(Road Bed)。參考民國 91 年的研究結 果得知,焚化底碴之粒徑分佈、磨損率(%)及修正之 CBR(%)等物理工程性 質,與適合應用於道路基層的軋碎鋼爐碴(標號CS-20)相近,參照表 5-2 所示,其硫酸鈉健性、道路土壤阻力R 值及其土質優劣(分類指數)值為 A-1-a 【0】表示是良好路基材料,亦即依物理工程性質來判定,焚化底 碴具應用於替代道路基層混合料之潛能。

(1)、R值實驗結果:為71~76,屬於級配料。

(2)、土壤分類試驗結果:

表5-2、土壤分類試驗結果 液性限度

LL(%)

塑性限度 PL(%)

塑性指數

PI(%) 土壤分類 NP NP NP A-1-a【0】

土壤及土壤粒料混合物之分類分析結果為A-1-a【0】,本類的代表性材 料是由石塊、卵石、粗砂、細砂及無塑性或脆弱之土壤結合料等;是最良 的路基材。

(3)、C.B.R.試驗結果:

經委託中華顧問工程司及台灣省公路局進行加州承載比率法C.B.R.

表5-3、C.B.R.試驗結果

夯壓試驗 最佳乾密度(kg/m3) 最佳含水量(%) CBR(%)

中華顧問工程司 1728 15.0 108

台灣省公路局材料試驗 1672 15.4 90

由上土壤含水量與乾密度關係實驗,可獲得道路設計滾壓密實時的參 數,CBR值高係指路基土壤或路面粒料與標準優良級配碎石承載力之百分 比。其值愈高代表承載力佳。由本研究可知,焚化底碴之C.B.R.值高達 90~108%,符合基層級配料之品質規定,為承載力極佳的材料。

(4)、膨脹率試驗結果:

由膨脹實驗可知(詳見表5-4),焚化底碴製成試體後經60天R值試驗觀 察,若有回淋滲出水於試體上,焚化底碴試體則無膨脹情形,膨脹率階相 同為0.016%。只有在停止回加滲出水,任由試體自浸水飽和至乾燥,試體 才產生0.165%的明顯膨脹。此情形與一般土壤乾縮濕漲的情況不同,推測 可能是由於焚化底碴含有大量的水溶性鹽類,由濕潤至乾燥鹽類析出而將 試體撐大膨脹。此特性對與焚化底碴再利用於路基的工程性質影響程度,

需進一步追蹤評估。

表5-4 焚化底碴於浸水飽和狀況下膨脹率之試驗結果 飽和狀況下膨脹率 (%) 樣品編號 R 值

1 天 3 天 30 天 60 天 S-1 74 0.019 --- --- --- S-1-1 70 0.009 --- --- ---

S-2 77 0.016 0.016 0.016

S-3 77 0.008 0.008 0.008 0.165 註:1.S-1、S-2、S-3為原狀材料級配,S-1-1採<4.75mm樣品。

2.膨脹率為浸水 1、3、30天之量測值。

5.2 結果討論

1. 焚化底碴材料化應用應以三方面進行考量,分別為基本特性分析、土 木工程材料試驗及環境相容性評估

2. 基本特性分析結果,可知焚化底碴屬於一般事業廢棄物,可進行資源 再利用。其化學基本組成與國外底碴組成有些許差異,國內之底碴組 成成份 Cl、K、P、S、C 等含量較國外底碴高,Si 及 Fe 等含量較國 外底碴低,國內外垃圾底碴組成並不完全相同,所以在引用國外再利 用方式時應更謹慎保守的驗證,減少二次污染的產生。

3. 依據土木工程材料試驗結果,顯示焚化底碴是屬於良好路基材料,亦 即依物理工程性質來判定,焚化底碴非常適用於替代道路基層混合 料。但底碴於浸水飽和至乾燥,試體會產生0.165%的明顯膨脹。推測 可能是由於焚化底碴含有大量的水溶性鹽類,由濕潤至乾燥鹽類析出 而將試體撐大膨脹。此特性對與焚化底碴再利用於路基的工程性質影 響程度,需進一步追蹤評估。

4. 環境相容性評估,顯示焚化底碴因含有水溶性鹽類 Ca、Cl、Al、K、S、

Na 等,於結晶形成過程會使得垃圾焚化底灰膨脹崩裂。仍需利用管柱 淋 洗 , 模 擬 經 酸 雨 淋 洗 的 焚 化 底 碴 , 其 滲 出 水 的 導 電 度 高 達 49mmho/cm,pH 值 11 對於現地土壤所生長之植物種類會產生限制,

僅耐鹽性強之種類始能生長。

5. 由人工酸雨淋洗底碴的監測結果,將建議未來底碴於再利用前應增加一 水洗的前處理,降低其導電度至對環境無害的狀態。若底碴未經水洗,

建議不可直接與現地土壤接觸,應於底碴之上方加鋪混凝土鋪面或瀝 青混凝土以防止雨水滲入產生淋洗現象,其下方亦需加鋪防水層,防 止地下水位上升,產生淋洗現象。

根據研究成果顯示(詳見表 5-5),底碴燒失量 L.O.I.在 6%以上,對於 未來應用於道路基層時,應考量有機質不穩定性對工程品質產生之影響。

焚化底碴之毒性特性溶出程序(TCLP)實驗結果顯示其重金屬溶出濃度皆

配比例。底碴經洛杉磯磨耗試驗,其磨耗率為 42.7%,符合基層混合料規

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