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3.1焚化底渣來源、產量及特性

一般廢棄物焚化流程將產生15%~20%灰渣,灰渣又可分為底渣及 飛灰;其中底渣又可細分為細渣(grate shifting)及底灰(bottom ash),飛灰又可細分為鍋爐灰(boiler ash)及飛灰(fly ash)[4]。

1.細渣(grate shifting):

為焚化爐床上爐條間細縫落下,收集後一般與底灰合併處理,成份 包括熔融的鋁、玻璃碎片及其他金屬等。

2.底灰(bottom ash):

為廢棄物經焚化後由爐床尾端之後燃段排出之殘餘物,主要成份包 括可燃物燃燒後之灰分、不完全燃燒之可燃物及不可燃物,一般經 水淬冷卻後排出。

3.鍋爐灰(boiler ash):

為廢氣中懸浮微粒被鍋爐管阻擋而掉落於集灰斗,或附著於鍋爐管 而被吹灰器吹落之微粒,一般與飛灰併同收集。

4.飛灰(fly ash)

為空氣污染防制設備所收集的細微顆粒,如旋風集塵器、靜電集塵 器、半乾式洗煙塔、袋慮式集塵器所收集之反應物。

一般廢棄物可分為水分、可燃分及灰分三成分,垃圾投入焚化爐經

乾燥段、燃燒段燃燒後剩餘之可燃分及灰分則經水淬排出為底灰,一

表3.1-1 焚化底渣各成分分佈特性表[7]

組成成分 分佈特性

玻璃 玻璃占底渣成分約50%,依玻璃回收率高低而有 不同,粒徑4-6mm。

陶瓷 大於1mm中可常見石膏的分佈,陶瓷類粒徑於 4-6mm時分佈最小。

重金屬 隨焚化底渣顆粒愈大重金屬含量愈少,Pb、Cu、

Zn主要以元素形式存在,少部分重金屬則以無機 鹽類存在。

磁性金屬 焚化底渣未經磁選機篩選則其粒徑分布廣泛,若 有設磁選機則磁性金屬粒徑均小於6mm。

礦物 焚化底渣約有15%為礦物組成,主要成分為碳酸 鈣,且粒徑愈小則分佈愈多。

非磁性金屬 主要成分為鋁,占非磁性金屬90%,粒徑分布廣 泛,無明顯粒徑範圍。

未燃燒之有機物 受焚化爐操作特性影響,隨機分布於小於粒徑 16mm部分。

一般廢棄物焚化底渣外觀程灰黑色,其粒徑分佈很廣,由表3.1-2 可知,其粒徑多分佈於4.76mm-25.4mm及2.38mm-4.76mm二部分,共占

53.54%,其細顆粒比重為1.5~2,粗顆粒比重為1.8~2.4。[8]

表3.1-2 台灣地區都市垃圾焚化底渣粒徑分佈[8]

粒徑範圍(mm) 分佈百分比(%)

60以上 7.98

60.0-25.4 13.64 25.4-4.76 33.17 4.76-2.38 20.37 2.38-1.41 8.12 1.41-0.589 6.30 0.589-0.295 4.56 0.295-0.149 3.47 0.149以下 2.39

一般廢棄物焚化底渣為高鹼性物值,pH在11~12間,亦含有氯離 子,其來源主要為有機氯、無機氯及廚餘中的氯鹽,含量約0.5~1%。

[20][21][22]

焚化底渣之化學組成因其產生地點而有所不同,大部分的組成屬於 鹼金族及鹼土金族,其中主要由O、Si、Fe、Ca、Al、Na、K 和C所組 成部分占80-90%;小部分由Mg、Ti、Cl、Mn、Ba、Zn、Cu、Pb、Cr組 成部分占0.1-1%,其他由Sn、Sb、V、Mo、As、Se、Sr、Ni、Co、Ce、

Ag、Hg、B、Br、F 和I所組成部分含量小於0.1%;主要受垃圾性質影 響最大,其次為焚化處理流程,焚化處理流程中應以燃燒溫度與垃圾 滯留時間影響較大。[9][23][24][25][26]

一般而言,焚化底渣的物理及化學特性隨採樣時間,位置與方式及 爐體型式不同而有差異。

就國內焚化底渣相較利澤焚化廠底渣化學成份組成概況如表3.1-3 所示:

表3.1-3 台灣焚化底渣與利澤焚化廠底渣之化學成分比較表

組成 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O 台灣焚化底渣(%) 10~20 35~40 10~20 5~10 1~5 1~5 利澤廠焚化底渣(%) 20.27 49.30 13.98 5.57 3.64 3.52 備註:資料來源[4]

由表3.1-3可知,利澤焚化廠底渣成分與國內一般廢棄物焚化廠底 渣差異性很小,其中僅SiO2為49.30%稍微偏高,推測為採樣誤差,可能 該批樣本含有較多的玻璃成分。

宜蘭縣利澤垃圾資源回收(焚化)廠底渣生成比約13%,每日約可產 生78公噸底渣,核算底渣年產量為2萬8,470公噸,其歷次毒性溶出試 驗值如表3.1-3,其溶出值均遠低於標準值,屬於一般廢棄物,只要控 制及控管利澤焚化廠垃圾來源,應可確保其焚化底渣之性質,資源化

再利用較無疑慮。 之戴奧辛檢測資料修正為"戴奧辛毒性當量濃度” (單位:ng I-TEQ/g),標準值為 1.0。

日本一般廢棄物係以焚化處理為主,其灰渣處理亦規劃以再利用為方 向,以減少灰渣掩埋量,延長掩埋場使用壽命,其中底渣有直接用於 級配料及無筋混凝土或作為卜特蘭水泥部分替代原料,飛灰部分則設 有專屬的環保水泥廠商業運轉中。

2.德國

德國焚化底渣約有 60%回收再利用,經篩選及磁選分類,再經熟化三 個月以上,主要用途為隔音牆、堤防建築之骨材替代材料、道路路基。

德國亦有將焚化廠飛灰作為水泥伴和添加材。

3.荷蘭

荷蘭天然級配料不足,且土地資源有限,缺乏掩埋場所,故其政府強 力推動底渣再利用,其再利用率接近百分之百,為底渣再利用率最高 的國家,一般用於路基、堤防、隔音材料、水泥及瀝青混凝土骨材。

4.丹麥

丹麥於灰渣再利用採底渣與飛灰分開收集處理,以增加其再利用效率 及效益,此與國內目前的作法相同。

丹麥政府致力推動底渣再利用,在 1993~1994 年間,其底渣再利用 量即達 90%,底渣使用量約 45 萬噸,主要於篩分後用於一般道路級 配、腳踏車專用道、覆土材及瀝青混凝土骨材取代物等。

5.美國

美國對於灰渣並無全國統一的法令規定,由係由各州依據地域特性自 行訂定相關法令規範,因掩埋處理灰渣有安全上的顧慮,各州已陸續 有各種灰渣再利用研究及實績,包括應用於人工漁礁、停車場底層材

料、混凝土磚、路基、掩埋場覆土及瀝青混凝土骨材取代物等。

6.法國

法國規定僅底渣可以再利用,飛灰則必須經固化處理後以掩埋處理,

底渣再利用率約 64%,依淋洗測試分為三類:

V(Valorization)類:立即可再利用類;污染物溶出濃度較低,可作 為路基材料。

M(Maturation)類:熟成類;通常須經 12 個月以上養生,使其達穩定 狀態,污染物不易溶出時方可再利用,為中等材 質的底渣。

L(Landfilling)類:掩埋類;污染物溶出濃度較高,不適合再利用,

須以掩埋方式處理。

表 3.2-1 國外底渣再利用管理方式及運用範圍[11]

國別 再利用管理方式 應用範圍

德國 (1)再利用率:60﹪

(2)貯存熟化:> 3 個月 (3)< 32mm

(4)小於 63μm 顆粒 < 7﹪

(5)LOI < 5﹪,可溶 < 2﹪,金屬 < 5﹪

(6)地下水位上方 1 m

(7)利用場所、使用量及水理地質條件紀錄 完整

(1)土壤改良劑 (2)隔音牆填充材 (3)道路基底層 (4)建材

國別 再利用管理方式 應用範圍 荷蘭 (1)再利用率:100﹪

(2)貯存熟化:> 3 個月

(3)微粒體顧慮:小於 63μm<8﹪

(4)LOI < 6﹪,可燃 < 6﹪,Fe < 5﹪,

可消化,2﹪

(5)重金屬溶出限值 (6)離地下水位至少 0.5m (7)底碴最少用量 10000 噸 (8)雨水入滲阻隔,並長期監測 (9)使用者需負最終移除責任

(1)路基材料 (2)混凝土地磚 (3)鹿特丹高速公 路

(4)防風牆 (5)非主結構物

丹麥 (1)再利用率:90﹪

(2)貯存熟化:> 1 個月

(3)< 50mm 顆粒,小於 74μm 顆粒 < 9﹪

(4)LOI < 10﹪

(5)距水源 20m 以上,地下水位以上 (6)使用厚度 < 2m,使用面積 < 2000m2

(1)道路基底層 (2)停車場基底層 (3)混凝土級配料 (4)掩埋覆土材

國別 再利用管理方式 應用範圍 美國 (1)引進歐洲分選技術

(2)各州獨立審查許可 (3)再利用率:< 10﹪

(1)停車場鋪面 (2)掩埋覆土材

法國 (1)再利用率:> 64﹪

(2)依溶出分為:V(可利用),M(熟化 <12 個月),L(第一類掩埋)

(3)水源區外,水道 30 米以外,水位以上 (4)不得作為排水系統

(5)不得用於埋設有金屬管區域

(6)底碴質/量與滲出液濃度資料需紀錄 完整

(1)道路基底層 (2)土木工程

3.3 國內底渣再利用管理方式及相關規定

一般廢棄物焚化廠所產生之灰渣亦屬於一般廢棄物,應受廢棄物清 理法及一般廢棄物回收清除處理辦法規範。

廢棄物清理法第十二條規定:「一般廢棄物回收、清除、處理之運 輸、分類、貯存、排出、方法、設備及再利用,應符合中央主管機關 之規定,其辦法由中央主管機關定之。」

廢棄物清理法第十四條規定:「一般廢棄物,應由執行機關負責清

除,並作適當之衛生處理。但家戶以外所產生者,得由執行機關指定 其清除方式及處理場所。前項一般廢棄物之清除、處理,執行機關得 報經上級主管機關核准,委託公民營廢棄物清除處理機構或依報經中 央主管機關核准之方式辦理。」

行政院環境保護署依據廢棄物清理法第十二條規定訂定「一般廢棄 物回收清除處理辦法」,其中第三十四條規定:「一般廢棄物再利用 之類別及管理方式,由中央主管機關會商再利用用途之中央目的事業 主管機關公告之。

前項以外之一般廢棄物再利用,執行機關得依本法第十四條第二項 規定報經中央主管機關核准後辦理。」

行政院環境保護署依據一般廢棄物回收清除處理辦法第三十四條 第一項規定於 2007 年 7 月 26 日公告修正「一般廢棄物-垃圾焚化廠焚 化底渣再利用管理方式」,公告再利用管理方式如下[12]:

1.一般廢棄物來源:執行機關所屬之公有公營垃圾焚化廠、公有民營 垃圾焚化廠焚化廢棄物後所產生之底渣。

2.再利用條件:

底渣再利用前須先經篩分、破碎或篩選等前處理,並視再利用產品 分類用途需要,採穩定化、熟化或水洗等後續前處理;底渣經前處 理後於再利用前之毒性特性溶出程序﹙TCLP﹚及戴奧辛總毒性當量

濃度檢測值應低於有害事業廢棄物認定標準;若超過標準時,應依 一般廢棄物回收清除處理辦法第二十七條規定辦理。

3.再利用機構:

政府機關或合法登記有案之工商廠﹙場﹚;其取得公民營廢棄物清 理、處理許可證者,執行機關得依廢棄物清理法第十四條第二項前 段規定報經上級主管機關核准後據以辦理;未取得公民營廢棄物清 理、處理許可證者,執行機關應依同法第十四條第二項後段規定依 報經中央主管機關核准之方式據以辦理。

4.再利用產品分類及檢測:

底渣經前處理後之再利用產品,分為第一類型、第二類型、第三類 型,各類型品質標準如下表規定。

再利用產品於再利用前,再利用機構依各類型品質標準規定項目,

再利用產品於再利用前,再利用機構依各類型品質標準規定項目,