焚化底渣之物理與化學特性

一般來說底渣的高含水率主要是因經過水淬而造成，新鮮之底渣顏色呈現灰 黑色且發出焦臭味，但經乾燥後則呈現灰白色，可利用震動篩將石塊、鐵罐、玻 璃等分離出來。國內外對底渣研究甚多，茲分述如下：

楊氏（2003）焚化底渣是一種高度非均質混合物質，其成分包含不可燃垃圾 如金屬物質、玻璃及陶瓷等；灰燼則為燃燒生成之 SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3及 Na、K、Mg 等金屬氧化物及未完全燃燒之有機物。其酸鹼值約在 11~12 間，其 重金屬種類以銅、鉛、鋅含量最高。

Chimenos et. al（1998）指出底渣中主要成份為玻璃、磁性金屬、礦物、合成 陶瓷、反磁性金屬及未燃燒有機物。如表2-1 所示，其中粒徑分布 4~25 mm 約佔 底渣重量之50%，主要由玻璃(>50%、該比例中)、礦物(>26%)及合成陶瓷(>8%) 所組成，且該粒徑之底渣適合再利用於次級建築材料或玻璃回收；磁性金屬則累 積分布於1~6 mm 粒徑中；重金屬則分布在 1 mm 粒徑下。

網本（1998）分析垃圾焚化廠之底渣，研究中顯示底渣含水率約為 22.9%，

灼燒減量約為6.7%，大型可燃物約佔 34.8%；粒徑大於 100 mm 者有 20%以上，

其成份大多為鐵、非鐵金屬物質、熔渣及建築廢料；粒徑20~100 mm 間粒徑分布 較為平均；粒徑小於20 mm 約佔 10%左右；剩餘的為類似砂石之物質所組成。

Wiles（1996）指出底渣近似於一種多孔性輕質骨材且具有高比表面積，研 究顯示底渣之乾固體密度為 950 kg/m³ 或是比該值還高，而細顆粒部分比重

（specific gravity）為 1.5~2，粗顆粒比重則為 1.8~2.4。底渣因經過水淬(quenching)

表2-1 焚化底渣 a 與 b 在不同粒徑之材料分布 Magnetic metals (a) (b) Synthetic ceramic (a) (b)

( % ) 有機物 Organic matter (a) (b)

20.05 10.52 18.2 4.8 2.9 36.6 Fe2O3 (%) 15.70 9.26 8.6 28.1 7.3 4.7 Al2O3 (%) 14.70 17.44 12.3 25.5 27.8 15.6 Na2O (%) 2.92 8.14 1.8 1.9 9.9 1.8

MgO (%) 1.61 2.10 2.2 1.3 0.92 2.0

資料來源：^a 廖錦聰，1996、^b Kayabali，2000、^c Kikuchi，2001

手續，故含有15~25%水分。

底渣之化學特性上，不外乎在探討其化學組成成份與是否含有對環境有害之 物質。底渣中含有可能對環境造成危害之少量重金屬與溶解性鹽類，底渣中約有 80~90%由 O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K 與 C 所組成，少部分由 Mg、Ti、Cl、

Mn、Ba、Zn、Cu、Pb 及 Cr 組成(約 0.1~1%)，微量部分由 Sn、Sb、V、Mo、

As、Se、Sr、Ni、Co、Ce、Ag、Hg、B、Br、F 與 I 所組成(<0.1%)。大部分的 組成是由鹼金屬與鹼土金屬所組成，而在微量金屬則大多因焚化而富集於底渣 中。綜合來說，底渣所含化學物質以SiO2、CaO、Fe2O3及Al2O3為主，如表2-2 所示，而我國焚化底渣中所含之 Fe2O3有偏高之現象，可能是垃圾分類不確實，

造成過多鐵製物質進入焚化爐中。

底渣之有害判定通常利用毒性溶出試驗(TCLP)為基準，其目的在模擬最惡 劣之環境下而可能釋出之毒性物質數量。表2-3 為台灣各廠之重金屬溶出濃度，

可看出台灣底渣在Zn、Pb、Cd 項目上有高於標準質之現象，其必須依相關規定 作中間處理。依九十二年六月十二號所公佈的垃圾焚化廠焚化底渣再利用管理方 式裡，將底渣規範為一般廢棄物。焚化灰渣之飛灰應分開貯存收集，不得與底渣 混合。對於底渣的處理方式上，僅要求在其抽檢程序中規定需經TCLP 測試，惟 超過標準值才需採固化法、穩定化法、熔融法或其他經中央主管機關許可之處理 方法處理至低於有害事業廢棄物認定之溶出試驗標準。

表2-3 台灣焚化底渣 TCLP 溶出液濃度與法規值之比較

23.38 29.37 3.97 0.1 5.1 7.465 0.355 0.077

總砷 2.5 0.00611 0.00177 - - -

-總鉛 5.0 9.00 14.85 4.51 16.7 - 2.501 0.35 75.20 總鉻 5.0 0.60 1.30 2.36 0.9 - 0.226 1.68 0.989 總銅 15.0 15.40 17.42 4.21 0.2 - 0.229 0.00741 0.555 總鋅 25.0 251.00 607.93 177.6 - 38.5 253.80 0.569 10.65

資料來源：楊盛行，2003