第四章 結果與討論
4.3 底渣骨材水洗特性
4.3.3 重金屬
以20℃的純水對台北縣三個焚化廠底渣骨材進行水洗實驗後,其 As、Ba、Cd、
Cr、Cu、Se、Zn 的濃度分別圖二十九-圖三十六所示。
分別取新店、樹林、八里三廠底渣骨材,以20℃水洗的重金屬結果如圖三十七至 圖四十三所示。其中As 部分,在液固比 20 時溶出量都在 0.4~0.5 mg/g-ash,但當 液固比向下調整後,幾乎沒有溶出量。三個廠之中,以樹林廠的10 組數據變化量 最大。Ba 的溶出量在新店、樹林廠中,液固比 20 時單位底渣骨材所能洗出的 Ba 量是最高的,但八里廠在Ba 的溶出量皆在 5 mg/g-ash 以下。Cd 和 Cr 在重金屬中,
對人體的傷害程度高,在水洗底渣骨材樣本中,溶出量皆在0.011 mg/g-ash 以下,
但樹林廠的樣本中,有一個的Cd 含量高達 21 mg/g-ash,八里廠則是其中一份樣 品Cr 值達到 0.7 mg/g-ash,此一結果反應出底渣骨材成分分布不均的問題。Cu、
Pb 和 Zn 的部份,由於磷酸固定效果較有限,溶出量 Cu 高達 25 mg/g-ash,Pb 有 30 mg/g-ash,Zn 則有 16 mg/g-ash。這三種重金屬的溶出性質,液固比 20 依然是 明顯高於10 和 5 一倍以上,Zn 的部份甚至可達三倍。Se 的溶出量在液固比 5 和 10 的部份是偵測不到的,除了八里廠中,有一份樣品偵測的數值達 6 mg/g-ash,
液固比20 的樣本中,溶出量皆在 2 mg/g-ash 以下。由以上資料可知,高液固比 (20) 的單位底渣骨材溶出量都是最高的,隨著液固比降低,溶出量皆大幅減少,其中 As、Cd、Cr 及 Se 甚至在低液固比時偵測不到溶出量。而樹林廠在 Cd、Pb 及 Zn 的溶出量高於新店廠及八里廠,八里廠則是Cr 及 Se 的溶出量較另外兩廠高。
不同溫度影響部分,在液固比為20 的實驗結果中,Ba、Cd、Cu、Pb 及 Zn 的溶
出量隨水溫增加而減少,70℃水洗的溶出量減少到 20℃的 50%以下、甚至低於偵 測極限。As 和 Se 在液固比 20 時,則是 45℃的 4.227 mg/g-ash 及 4.133 mg/g-ash 溶出量最多,20℃及 70℃的溶出量皆低於 45℃的 15%。Cr 的溶出量在各溫度、
液固比皆低於偵測極限。隨著液固比下降,As、Ba、Cd 及 Se 的單位底渣骨材溶 出量皆隨著減低。Cu 和 Pb 在 20℃及 45℃時,溶出量在隨液固比降低而減少,
但70℃水洗卻出現溶出量在低液固比時溶出量提高的情形。Zn 的單位底渣骨材 溶出量除了在70℃隨液固比降低而增加外,45℃在液固比為 10 的時候溶出量高 於液固比5 及 20。推測是由於底渣在磷酸處理後,可溶出的成分包括
Cd5(PO4)3Cl 、Cu5(PO4)3Cl、Cd5(PO4)3Cl、Pb5(PO4)3Cl 及 Zn5(PO4)3Cl,且 Ksp
(Solubility product constant) 皆在 10-37以下(Eighmy, Crannell et al. 1997; Crannella, Eighmya et al. 2000),而水洗液中的氯鹽濃度隨液固比下降而增加,抑制重金屬化 合物溶出。
整體而言,在20℃液固比 20 的條件下可溶出最高的 As、Ba、Cr、Cd、Cu、Pb、
Zn 及 Se 總量,88 mg/g-ash。Ba、Cd、Cu、Pb 及 Zn 皆在 20℃液固比 20 的條件 下有最高的單位溶出量,As 及 Se 則是在 45℃液固比 20 的條件下可達到最高的 單位溶出量。
As
Cd
Cu
Zn
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Dodecan-2,8-Dione(CAS No. 019943-27-2)及 Triphenylphosphine oxide (CAS No.
791-28-6)。其中 3,9-Diazatricyclo[7.3.0.0.(3,7)] Dodecan-2,8-Dione 僅在三月份採集的 樹林廠底渣骨材內驗出。Triphenylphosphine oxide 則是在三月及五月的三廠底渣骨 材樣本中都有偵測到。GC/MS 圖譜如圖四十六─圖五十一所示。
3,9-Diazatricyclo[7.3.0.0.(3,7)] Dodecan-2,8-Dione 為焦油產物的一種(張正弘
45℃ 20℃
70℃
L/S(l/kg)