垃圾焚化底碴資源化之道路基層應用研究

國

立

交

通

大

學

產業安全與防災學程碩士班

碩 士 論 文

垃圾焚化底碴資源化之道路基層應用研究

The Feasibility Study of Utilizing MSW Incineration Bottom Ash as

Sub-base Course Material

研 究 生：張蕙蘭

指導教授：趙文成 教授

垃圾焚化底碴資源化之道路基層應用研究

The Feasibility Study of Utilizing MSW Incineration Bottom Ash as

Sub-base Course Material

研 究 生：張蕙蘭 Student：Hui-Lan Chang 指導教授：趙文成 Advisor：Wen-Chen Jau

國 立 交 通 大 學

產業安全與防災學程碩士班

碩 士 論 文

A Thesis

Submitted to Degree Program of Industrial Safety and Risk Management College of Engineering

National Chiao Tung University in Partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Master of Science

in

Industrial Safety and Risk Management January 2007

Hsinchu, Taiwan, Republic of China 中華民國九十六年二月

垃圾焚化底碴資源化之道路基層應用研究

摘 要

行政院環保署於91.10.11公告垃圾焚化底碴再利用規定，目前國內已有26 座大型垃圾焚化廠，於民國91年產生垃圾焚化底碴達110萬公噸，由於國內底 碴再利用情形多為掩埋場覆土等用途，其再利用途徑有限。底碴產量約佔垃圾 處理量的20%，則隨著垃圾處理量的增加，開發可大量消耗底碴並與環境相容 及提高附加價值的再利用途徑成為目前非常迫切需要解決的環保問題。 參考美國、日本、德國、荷蘭、丹麥、法國及英國等高科技國家，多將垃 圾焚化底碴應用於道路基底層、土木工程、土壤改良劑、隔音牆填充材、道路 基底層、建材、基礎填充料、停車場鋪面及掩埋覆土材。本研究則是選擇可大 量消化垃圾焚化底碴的道路基層為評估研究的方向，以北市某垃圾焚化廠垃圾 焚化底碴為對象，經過篩分、破碎、磁選及渦電流等前處理，再經由化學成份 分析、毒性特溶出試驗（TCLP）、工程材料性質試驗及環境相容性評估，以推 估其應用於道路基層之可行性。 垃圾焚化底碴經化學組成分析、毒性特性溶出程序（TCLP）實驗、級配篩 分析、洛杉磯磨耗試驗、硫酸鈉之健性實驗及加州承載比試驗，研究結果顯示其 重金屬溶出量低於環保限值、且具有良好的承載力及抗風化的特性。但研究亦發 現其燒失量(L.O.I.)在 6~11%以上，較一般傳統粒料高，且垃圾焚化底碴的級配 分析結果並不符合一般道路基層混合料比例，同時垃圾焚化底碴表面水份蒸發乾 燥的過程會有膠狀鹽類滲出物，以X-光螢光分析（XRF），發現此水溶性鹽類主 要成分為Ca、Cl、Al、K、S、Na 等，這些鹽類遇水即溶解，當水份失去時則易 形成底碴表面的結晶，經觀察這些鹽類結晶在析出時，會使夯實的垃圾焚化底碴 土柱膨脹崩裂。 綜合以上各項化學及工程物理特性分析結果，顯示垃圾焚化底碴其本身部 分的工程物理特性適合應用為路基粒料，但因仍含6~11%有機成份、水溶性鹽類 及底碴的級配分析並不符合道路基層混合料比例等，將會影響工程品質後續的穩

時在實際應用時必須重新調整底碴的粒徑組成比例。 本研究期能建立垃圾焚化底碴資源再利用的全盤評估程序，包括檢討目前 再利用技術所遇到的瓶頸及後續對環境可能造成的二次污染的追蹤模擬程序，期 能減少垃圾焚化底碴再利用後對環境造成的衝擊，以積極的態度持續推動垃圾焚 化底碴資源再利用之工作。 【關鍵字】1.垃圾焚化底碴，2.再利用，3.道路基層，4.環境相容性

The Feasibility Study of Utilizing MSW Incineration Bottom Ash as Sub-base Course Material

Abstract

1.1 million tons of Municipal Solid Wast (MSW) incineration bottom ash was produced by 22 incinerators across the island by 2002. At present, the major

application of bottom ash is to be utilized as the layering at the sanitary landfill sites. Other possibilities of employing excessive incineration ash need to be established.

This study investigated the incinerated bottom ash with an aim to assess the reuse feasibility in subbase course. Both heavy metal contents and chlorinated salts in the raw bottom ashes were tested with Toxic Characteristic Leaching Procedure (TCLP) technique. An analysis for the comprehensive engineering properties was also conducted.

Experiment results have shown that the amount of heavy metal contents is lower than the EPA limits. In addition, the results have also indicated that the raw material of incineration bottom ash, being well screen-separated, is suitable for subbase course material and engineering fillers. The compressive strength and weather-resistance value have suggested the incineration bottom ash is qualified for the sub base course.

During the process, some gel-like substance was observed. The substance was tested with X-ray Fluorescence Spectroscopy (XRF) and the result has shown that the composition of the gel-like substance contains chemical elements such as Ca, Cl, Al, K, S, and Na. When the substance dries, the salts tend to crystallize and this may damage the sub-base course due to the expansion of volume. Therefore it is suggested that a tested sample in a greater quantity should be conducted before further establishing a reclamation management program for the bottom ash use.

To sum up the results of this study, incineration bottom ash, with proper treatment, may be used as sub-base course material. Otherwise, it may lead to

section 6.2 to assist further equivalent studies. The procedure may help researchers investigate the proper use of incineration bottom ash in order to achieve the ultimate goal of ‘WTE’ (waste to energy).

目

錄

中文摘要 ……… i 英文摘要 ……… iii 目錄 ……… iv 表目錄 ……… v 圖目錄 ……… viii 照片目錄 ……… ix 一、 緒論……… 1-1 1.1 垃圾焚化底碴再利用研究方向……… 1-2 1.2 垃圾焚化底碴道路基層應用……… 1-4 1.3 研究執行方向……… 1-4 二、 相關文獻回顧……… 2-1 2.1 國內垃圾焚化底碴特性……… 2-1 2.1.1 國內垃圾焚化底碴的產生流程……… 2-1 2.1.2 國內焚化底碴之現況分析……… 2-2 2.1.3 國內垃圾焚化底碴特性……… 2-3 2.2 國外垃圾焚化底碴再利用分析……… 2-6 2.2.1 美國焚化底碴之再利用概況……… 2-6 2.2.2 日本焚化底碴之再利用概況……… 2-11 2.2.3 德國焚化底碴之再利用概況……… 2-16 2.2.4 荷蘭焚化底碴之再利用概況……… 2-20 2.2.5 丹麥焚化底碴之再利用概況……… 2-28 2.2.6 法國焚化底碴之再利用概況……… 2-29 2.2.7 英國焚化底碴之再利用概況……… 2-31 2.2.8 國外垃圾焚化底碴處理情況歸納整理……… 2-37 三、 實驗方法及追蹤規劃……… 3-1 3.1 垃圾焚化底碴再利用研究方向……… 3-1 3.2 研究實驗流程規劃……… 3-2 3.3 實驗材料及採樣方法……… 3-3 3.4 底碴穩定化前處理評估……… 3-5 3.4.1 底碴的機械物理前處理流程……… 3-6 3.5 安定化性質評估分析……… 3-8 3.5.1 基本特性分析……… 3-8 3.5.2 工程特性……… 3-10 3.5.3 自然熟化的方式進行前處理……… 3-17

4.1 採樣及分析結果……… 4-1

4.2 垃圾焚化底碴取樣代表性驗證及篩分析結果……… 4-2

4.3 垃圾焚化底碴基本特性分析……… 4-3

4.3.1 垃圾焚化底碴組成成份分析……… 4-3 4.3.2 毒 性 特 性 溶 出 程 序 ( Toxicity Characteristic Leaching

Procedure, TCLP) ……… 4-6 4.4 自然熟化的方式進行前處理……… 4-7 4.4.1 雨水淋洗後滲出水的成份分析……… 4-7 4.4.2 自然熟化處理前後化學組成特性分析……… 4-9 4.5 垃圾焚化底碴物理性質及工程性質分析結果……… 4-11 4.6 垃圾焚化底碴環境衝擊性評估……… 4-17 4.6.1 影響安定化因子之分析……… 4-17 五、 結果與討論……… 5-1 5.1 試驗結果……… 5-1 5.2 結果討論……… 5-4 六、 未來研究方向建議……… 6-1 參考文獻 ……… 7-1 附件1、 國內外垃圾焚化底碴之組成分析……… 8-1 附件2、 91.7.25 內湖垃圾焚化底碴與道路用鋼爐碴工程性質比較 8-2

表 目 錄

表2-1 國內各焚化廠底碴重金屬總量資料……… 2-4 表2-2 國內各焚化廠底碴重金屬毒性溶出量資料……… 2-4 表2-3 國外焚化爐數量及焚化灰碴產量統計……… 2-6 表2-4 美國各種垃圾MSW 處理方法能量節省……… 2-7 表2-5 美國廢棄物發電 WTE 設施廢氣排放量……… 2-8 表2-6 美國毒性特性溶出法定限值……… 2-9 表2-7 日本垃圾焚化灰化學成分和淋洗組成分……… 2-11 表2-8 日本廢棄物處置中有害物質的標準……… 2-13 表2-9 日本焚化灰碴再利用投資效益評估……… 2-15 表2-10 德國垃圾焚化底碴掩埋標準……… 2-17 表2-11 德國聯邦工作小組 LAGA 對於垃圾焚化灰碴應用於道路結構 或是掩埋處理的規範限值……… 2-18 表2-12 荷蘭之垃圾焚化底碴再利用實例……… 2-20 表2-13 荷蘭焚化爐的底碴平均組成（1997）……… 2-21 表2-14 歐洲各國都市垃圾焚化爐的操作費用……… 2-22 表2-15 荷蘭垃圾焚化底碴再利用之污染物釋出最大容許值………… 2-23 表2-16 丹麥環境部對焚化灰碴再利用之要求……… 2-28 表2-17 法國垃圾焚化底碴淋洗測試結果分類……… 2-29 表2-18 英國土木和道路工程使用之材料相關指令……… 2-32 表3-1 各國對垃圾焚化底碴資源化之方法與應用……… 3-1 表3-2 底碴再利用技術層次及可行性分類……… 3-1 表3-3 垃圾焚化底碴採樣規劃資料……… 3-3 表3-4 參考國賓陶瓷垃圾底碴前處理廠機械物理處理流程規劃…… 3-6 表3-5 道路基層混合料級配規定……… 3-11 表3-6 垃圾焚化底碴物理及工程測試方法……… 3-11 表3-7 粗、細粒料所用各篩號……… 3-14 表3-8 細粒料在兩篩號間之留存量……… 3-15 表3-9 垃圾焚化底碴大地工程性質分析……… 3-18 表3-10 道路基層混合料級配規定……… 3-19 表3-11 垃圾焚化底碴物理及工程測試方法……… 3-20 表4-1 樹林垃圾焚化底碴經機械物理前處理後產品分析資料……… 4-2 表4-2 內湖垃圾焚化底碴(91.7.25 取樣)篩分析結果……… 4-3 表4-3 垃圾焚化底碴組成成份分析(內湖廠 91.7.25 取樣)……… 4-4 表4-4 經機械物理前處理後垃圾焚化底碴之化學組成分析結果…… 4-5

表4-7 對照組雨水水樣以 ICP 分析結果……… 4-8 表4.8 垃圾焚化底碴於露天及室內堆置，經自然熟化 0 天、23 天及 9 個月後，其化學組成分析結果……… 4-10 表4-9 呈色判定試驗……… 4-13 表4-10 焚化底碴經機械物理處理前後工程物理特性比較……… 4-14 表4-11 自然熟化處理前後工程物理特性分析結果……… 4-16 表4-12 內湖焚化底碴水溶性鹽類元素定性分析(XRF 分析)……… 4-17 表4-13 焚化底碴膨脹值試驗累計膨脹量結果……… 4-18 表4-14 焚化底碴膨脹值試驗累計膨脹率結果……… 4-19 表5-1 垃圾焚化底碴之 TCLP 重金屬溶出濃度……… 5-1 表5-2 土壤分類試驗結果……… 5-2 表5-3 C.B.R.試驗結果……… 5-3 表5-4 焚化底碴於浸水飽和狀況下膨脹率之試驗結果……… 5-3 表5-5 初步實驗結論與未來研究重點……… 5-5

圖 目 錄

圖1-1 垃圾焚化底碴再利用研究方向……… 1-3 圖1-2 垃圾焚化底碴再利用研究執行流程……… 1-5 圖2-1 垃圾焚化灰碴由混燒式焚化廠產生的流程……… 2-1 圖2-2 2000 年美國垃圾組成……… 2-7 圖2-3 日本垃圾新處理系統……… 2-14 圖2-4 德國垃圾焚化底碴在掩埋場中熟化的情形……… 2-16 圖2-5 德國 DEV S4 浸出實驗之平均值、最大值和最低值……… 2-18 圖2-6 荷蘭垃圾焚化底碴再利用實例圖解……… 2-21 圖2-7 垃圾焚化底碴再利用產品經雨水淋洗時的流向模擬………… 2-23 圖2-8 荷蘭 NEN 7343 設備……… 2-24 圖2-9 荷蘭 NEN 7343 設備應用實例……… 2-24 圖2-10 荷蘭 Tank 浸出測試 NEN7345 標準……… 2-25 圖2-11 荷蘭不同處理技術之緊密顆粒材料，Tank 浸出試驗的長期浸 出結果……… 2-26 圖2-12 英國典型道路結構……… 2-35 圖3-1 研究實驗流程規劃……… 3-2 圖3-2 垃圾焚化底碴採樣策略……… 3-3 圖3-3 底碴現場縮分情形……… 3-5 圖3-4 國賓陶瓷公司垃圾底碴前處理廠機械物理處理流程………… 3-7 圖4-1 垃圾焚化底碴累積膨脹率……… 4-20 圖6-1 焚化底碴再利用之特性鑑定及應用評估流程……… 6-3

照 片 目 錄

照片2-1 日本(株)埼玉ヤマゼン資源回收廠……… 2-15 照片2-2 英國的底碴應用實例……… 2-36 照片3-1 四分法取樣……… 3-8 照片3-2 毒性特性溶出實驗(TCLP)設備……… 3-10 照片3-3 垃圾焚化底碴於室內及露天堆置自然熟化區……… 3-17 照片4-1 國賓陶瓷公司垃圾焚化底碴前處理廠機械物理處理流程……… 4-1 照片4-2 垃圾底碴烘乾前後……… 4-2 照片4-3 洛杉磯磨耗試驗……… 4-11 照片4-4 路基土壤阻力 R 值（Resistance Value）試驗……… 4-12 照片4-5 垃圾焚化底碴析出鹽類結晶……… 4-17 照片4-6 膨脹值試驗……… 4-18

一、緒 論

在地狹人稠的台灣，隨著經濟發展與生活水準之提昇，產生大量的垃 圾問題，在政府「以焚化為主、掩埋為輔」之垃圾處理政策下，行政院於 1991 年 9 月核定「台灣地區垃圾資源回收(焚化)廠興建工程計畫」，共興建 26 座焚化廠提供各地垃圾焚化處理，目前除了已完成興建並開始運轉的 22 廠，尚有 4 廠（台東、雲林、苗栗、新竹縣竹北廠）仍在興建中。 近3 至 4 年間，大型焚化廠已發揮了顯著的處理效率，在 2003 年以 焚化處理的垃圾量約佔垃圾清運量的 70％，每年約處理 485 萬公噸的垃 圾。2000 年 12 座垃圾焚化爐實際運轉所產生之灰碴約為每日 1,751.93 公 噸，2001 年 10 月 16 座垃圾焚化爐運轉所產生之灰碴則約為每日 2,400 公 噸。到2007 年，全部 26 座焚化廠皆投入處理運轉後，全國垃圾焚化率將 超過90％，至 2011 年，垃圾累計處理容量將達每日 25,000 公噸。隨著垃 圾焚化處理率之提高，垃圾焚化底碴產生數量龐大，而傳統垃圾焚化灰碴 處置方法為陸地掩埋，在既有掩埋場不足及理想新掩埋場址不易闢建之影 響下，垃圾焚化灰碴處理逐漸成為必要解決之問題，由於垃圾焚化底碴具 資源化再利用之價值，推動垃圾焚化底碴材料化之再利用是解決底碴處理 問題的良好解決途徑。 由於垃圾經由焚化處理後，仍剩下20﹪的底碴及飛灰 ，估計至 2011 年每天將產生超過 5,000 公噸之垃圾焚化底碴。垃圾焚化底碴處理問題將 會一一浮現，目前國內已有 29% 的垃圾焚化底碴再利用於道路級配、管 溝回填、瀝青混凝土等道路工程。鑑於國內垃圾成分複雜，底碴含重金屬 及鹽類等，再資源化應用於道路工程,可能引起環境及地下水等的二次污染 問題。 本研究參照地質、雨量、潮濕度及溫度與我國相近的荷蘭及、日本、 德國、法國、丹麥及英國等高科技國家，對於垃圾焚化底碴再利用於道路 基層，可能造成的環境衝擊進行分析評估。探討國內再利用垃圾焚化底碴 於道路工程的可行性，並進一步追蹤垃圾焚化底碴再利用於道路基層後對 環境可能造成的衝擊影響。期能建立國內垃圾焚化底碴再利用長期追蹤的

1.1 垃圾焚化底碴再利用研究方向 國內垃圾焚化底碴的產生量約佔焚燒垃圾的20﹪，隨著焚化爐陸續的 興建完成，垃圾焚化處理率不斷的增加，全國掩埋場地減少，未來垃圾焚 化底碴的處理將成為非常棘手的問題，最佳的處理方式是將垃圾焚化底碴 再利用。 目前垃圾焚化底碴再利用方式有很多種，例如可當成垃圾掩埋場的覆 土，垃圾處理場外圍的道路修築，以及經過篩分前處理的垃圾焚化底碴， 作為道路基層應用，管溝回填以及替代瀝青鋪面的應用等。本研究參考國 外大量再利用垃圾焚化底碴的方向，選定以垃圾焚化底碴再利用道路基層 應用為本研究方向，模擬目前垃圾焚化底碴前處裡的方式，將垃圾焚化底 碴篩選後，進行垃圾焚化底碴物理特性及化學組成分析，了解此垃圾焚化 底碴材料特性，同時模擬道路基層鋪設的工程操作方式，量測垃圾焚化底 碴道路基層應用後是否能承受道路的負荷等工程特性，本研究的實驗流程 規劃如下：

垃圾焚化底碴 取樣規劃 ◎垃圾焚化底灰取樣規劃，參考下列CNS標準定訂取樣頻率、取 樣量、取樣組/次數。 ＊依CNS 9445（計量值檢驗抽樣程序及抽樣表）決定每批之大小。 ＊每批依CNS 10989（現場粒料減量為試驗樣品取樣法）之規定或 以合理之抽樣方法採取需要量之試樣。 （1） 取 樣 樣品分析 ◎進行TCLP、總量分析（組成元素、重金屬總量）、含水率、燒 失量分析。 ＊依NIEA R201.13C（TCLP事業廢棄物毒性特性溶 出試驗） ＊依NIEA S321.63C（土壤中重金屬檢測方法－王水消化法）進行 重金屬總量分析。 ( 2） 基 本 特 性 分 析 （3） 穩 定 化 前 處 理 （4） 安 定 化 性 質 評 估 （5） 應 用 評 估 自然熟化處理 機械物理處理 ◎進行步驟：乾燥、磁選、 渦電流、破碎等。 機械物理處理 道路基層應用評估 ◎參考下列標準程序，進行骨材理化性質分析。 pH值、粒徑分佈、強度、比重/吸水率/孔隙率， 洛杉磯磨耗（%），健性損耗（%），壓實度、 游離Cl、CaO、MgO、燒失量。 環境相容性試驗 ◎參考下列標準程序，進行理化性 質分析。 ＊ pH值、TCLP(毒性特性溶出)、 管柱淋洗、膨脹收縮值試驗。 理化性質分析 ◎露天及室 內自然熟化 ◎加州承載比（CBR）， 膨脹收縮PI 值

1.2 垃圾焚化底碴道路基層應用及追蹤研究方向 本研究蒐集美國、日本、德國、荷蘭、丹麥、法國及英國等高科技國 家，垃圾焚化底碴之資源化再利用法規面，資源化技術面及環境衝擊面等 相關資料，於實驗室模擬垃圾焚化底碴資源化之道路基層應用，由道路基 層之物理特性及模擬雨水淋洗的滲出水化學特性，來評估垃圾焚化底碴資 源化之道路基層應用可行性及對環境產生之衝擊影響，建立垃圾焚化底碴 應用於道路基層的追蹤系統，避免垃圾焚化底碴因資源再利用而污染地下 水的危害，落實資源再利用的美意。 1.3 研究執行方向 本研究之目標為以垃圾焚化底碴應用於道路基層，對環境可能造成的 衝擊為研究方向。圖 1-2 為本計畫之整體執行流程圖，本研究參考國內外 垃圾焚化底碴資源再利用相關文獻及國內目前垃圾焚化底碴特性，做為 評估垃圾焚化底碴材料化技術潛能之評估準則。本研究之垃圾焚化底 碴將分別進行化學特性分析、物理特性分析及環境衝擊性評估，產出 之 實 驗 數 據 則 可 做 為 將 來 垃 圾 焚 化 底 碴 再 利 用為 道 路 基 層 材 產 品 使 用規範之參考依據。

圖1-2 垃圾焚化底碴再利用研究執行規劃流程 研究背景與目的 基本資料分析 國內垃圾焚化底 碴產量及特性 國內外垃圾焚化底 碴材料化相關文獻 評估垃圾焚化底碴 垃圾焚化底碴材料 化產品使用規範建立 化學特性分析 物理特性分析 環境衝擊性評估

二、相關文獻回顧

2.1. 國內垃圾焚化底碴分析 2.1.1 國內垃圾焚化底碴的產生流程 由一般垃圾焚化廠--混燒式焚化廠處理流程如圖 2-1 中，在不同位置 所產生之灰與碴依其焚化流程的不同，大致可分為四種（楊萬發，1996） 圖2-1 垃圾焚化灰碴由混燒式焚化廠產生的流程（楊萬發，1996） 包括： （1）細碴（Grate Shifting）：係由爐床上爐條間之細縫所掉落之細粒，通 常小於1.3 公分。 （2）底碴（Bottom Ash）：為垃圾焚化後之殘留物，主要為不可燃物，因 底碴產生後會經過調濕淬火，故其含水量高(約佔 30%以上)，外觀成 黑色，具異味，顆粒分布範圍大，以4.76-25.4 mm 間之顆粒最多。 （3）鍋爐灰（Boiler Ash）：係指廢氣在鍋爐內被收集的顆粒，一般而言， 細碴 底碴 鍋爐碴 飛灰 _反應灰

粒徑均小於30 號篩（Manzoor，1990）。

（4）集塵灰、飛灰（Precipitator Ash or Fly Ash）或反應灰：是由焚化廠空 氣污染防制設備所收集到的粒狀物質，其主要組成為燃燒後之無機 物與重金屬等，然若使用乾式或半乾式洗滌方法時，其另含一些反

應物（CaCl2、CaSO4等），及一些未反應掉的鹼劑（Ca(OH)2等）。

在灰碴處理處置上，習慣上我們通常將（1）、（2）類歸納為垃圾焚化 底碴，而（3）、（4）類歸納為飛灰兩種形式。 依據統計資料顯示，垃圾經焚化處理後，底碴重量約為原有垃圾之 10%~20%。民國 90 年十七座大型焚化廠運轉，每年垃圾焚化底碴產生量 約為774,350 公噸(平均每天產生 2,400 公噸之焚化底碴)，焚化廠在底碴產 生後會以調濕裝置進行淬火，使得新鮮垃圾焚化底碴含水率高達 30﹪以 上，呈灰黑色，且散發出類似腐敗的臭味。經100 ±5℃烘箱乾燥後的垃圾 焚化底碴呈灰白色，且有成團塊的現象，用手或篩分機均可將其分散，垃 圾焚化底碴的顆粒形狀變化很大，有形狀不規則且多孔洞的融熔顆粒，還 有包括玻璃碎片、陶瓷碎片、石頭磚頭等的無機物類，還有易氧化生銹的 鐵釘鋁片等金屬物質及木屑、樹葉、耐火綿、塑膠碎片等易腐爛的可燃物 質，組成中融熔顆粒佔 25﹪，玻璃碎片佔 45﹪，陶瓷磚材佔 17﹪還有部 份物質結構易腐蝕鬆動不適合做為路基粒料應用，若要進行再利用必須進 行前處理，去除影響結構穩定的物質，才能應用作為路基粒料。 2.1.2 國內垃圾焚化底碴之現況分析 廢棄物垃圾焚化底碴屬於一種非均質性混合物，其含水率較高，呈灰 黑色且散發出類似腐敗之臭味。由於垃圾焚化底碴中部份含有可能對環境 產生危害的微量金屬及溶解性鹽類，其中鉛及鎘在許多地區已顯然超過有 害廢棄物認定標準，近年來對水生生物具毒害性之銅及汞也慢慢受到重 視。 民國八十八年七月十四日版之廢清法第十八條，依據該條所定之「有 害事業廢棄物再利用許可辦法」及公告「未經公告再利用類別及管理方式

棄物之再利用，應依中央目的事業主管機關規定辦理，依此規定，經濟部 於民國九十一年一月九日發布「經濟部事業廢棄物再利用管理辦法」，依 該辦法第二條第二項定義再利用係指「事業將其事業廢棄物自行或送往再 利用機構做為原料、材料、燃料、工程填料、土地改良、新生地、填土(地) 或經本部認定之用途行為」。 依經濟部事業廢棄物再利用管理辦法第三條第二項規定，經濟部已將 事業廢棄物之性質安定或再利用技術成熟者，截至九十一年一月二十五 日，計公告 43 項再利用廢棄物種類及方式，否則應以個案或通案申請再 利用許可，始得送往再利用機構再利用，民國九十一年十月十一日環保署 公告垃圾焚化爐焚化底碴再利用規定，於民國九十二年六月十二日公告 「一般廢棄物│垃圾焚化廠焚化底渣再利用管理方式」[1]，此為目前垃圾 焚化底碴再利用之法源依據。 2.1.3 國內垃圾焚化底碴特性 垃圾焚化底碴成分中大部分為鹼金屬與鹼土金屬；約80﹪~90﹪由 O、Si、Fe、Ca、Al、Na、K 與 C 等所組成，少部分(0.1﹪~1﹪)由 Mg、 Ti、Cl、Mn、Ba、Zn、Cu、Pb、Cr 所組成，微量部分(＜0.1﹪)由 Sn、Sb、 V、Mo、As、Se、Sr、Ni、Co、Ce、Ag、Hg、B、Br、F 與 I 等元素所組 成；綜合而論，其所含化學物質則以SiO2、CaO、Fe2O3及Al2O3為主。 由於都市垃圾灰碴是由垃圾焚化後產生，因此成分及性質較不均勻， 垃圾焚化底碴於再利用的過程中，有重金屬溶出之疑慮，將國內都市焚化 爐產生之底碴重金屬總量及毒性溶出特性[2]整理於表 2-1 及表 2-2 中。由 表2-1 可看出垃圾焚化底碴組成中，鉛的重金屬含量都相當高，因此鉛的 重金屬毒性溶出量也較高[3]。在其他重金屬如鎘、汞、砷、鉻等，各焚化 廠垃圾焚化底碴所分析之結果差異性亦極大，推測其與垃圾性質及分類不 夠落實有關。 垃圾焚化底碴之性質也受到粒徑不同的影響，經篩分後之垃圾焚化底 碴顆粒，由於係垃圾焚化後的產物，其成分相當不固定。粒徑越小，其燒 失量越高，即有機物含量較高；而較大顆粒的垃圾焚化底碴中，玻璃等物 質含量較多，故其燒失量較低。垃圾焚化廠所排出的廢氣中因含有氫氯酸

(HCl)氣體，而焚化廠則利用氫氧化鈉(NaOH)中和 HCl，所以造成垃圾焚 化底碴含有高量的水溶性氯離子。越細的顆粒，水溶性氯離子含量越高， 此係細顆粒有較大的總表面積易產生吸附作用。其氯離子含量高，對於替 代結構用粒料之應用，將可能造成鋼筋混凝土中的鋼筋腐蝕而危害結構物 之耐久性。 表2-1 國內各焚化廠垃圾焚化底碴重金屬總量資料 單位:mg/kg 廠 別 總 鉛 總 鎘 總 汞 總 砷 總 鉻 總 鋅 總 銅 樹林廠(＊1) 932-3790 7.58-37.5 0.028-0.065 5.12-8.85 63.6-76.0 2160-3980 2860-13700 新店廠(＊1) 828-1990 6.53-25.1 0.020-0.069 5.56-7.84 69.2-73.7 3470-11500 3480-8650 內湖廠(＊2) 1760-3825 9-14 ND ND 159-228 7460-10730 1598-2374 內湖廠(＊3) 11930-17310 458-602 --- --- 312-339 38450-65060 2030-2576 註1：國賓陶瓷公司資源回收廠，台旭環境科技中心股份有限公司。 註2：1996 工研院分析。 註3：2000 年台北縣政府環境保護局計畫，垃圾焚化飛灰固化利用實證廠實 驗，工研院環安衛中心。 表2-2 國內各焚化廠底碴重金屬毒性溶出量資料 單位:mg/L 廠 別 鉛 鎘 汞 砷 鉻 六價鉻 鋅 銅 環保限值 5.00 1.00 0.20 5.00 5.0 --- --- --- 木柵(註 1) 0.24-0.77 ND-0.063 ND-0.001 ND 0.036-0.079 ND 內湖(註 2) 0.9-38.5 0.78-4.53 ND-0.0014 0.0035-0.0601 ND-1.23 --- 內湖(註 6) 2.54-56.07 22.68-26.54 --- --- 0.19-0.52 --- 963.1-1450 0.08-0.39 北投(註 3) 0.25-2.20 0.017-0.226 ND-0.0065 ND-0.002 ND-0.072 ND-0.02 樹林廠 (註 4) 1.80-21.2 0.009-0.096 ND 0.002-0.006 0.47-0.88 ND 0.73-0.83 1.26-1.56 新店廠 (註 4) 0.12-0.22 0.013-0.032 ND 0.002-0.003 0.407-0.95 ND-0.06 ND-0.14 1.52-2.17 新竹廠 (註 5) 0.28-1.38 ND-0.077 0.0026-0.0041 ND-0.012 ND-0.989 --- 安康廠 (註 6) 1.75 62.50 --- --- 0.15 --- 79.64 0.47 註1：資料來源「木柵廠 90 年 1 月～12 月飛灰、底碴重金屬檢測報告」； ND 表示低於方法偵測極限。；委託台灣檢驗科技股份有限公司，認可證 字號:環署環檢字第 035 號。

註3：北投垃圾焚化廠營運管理及環境品質監測報告(90 年 1 月～90 年 9 月)。 註4：國賓陶瓷公司資源回收廠(台旭環境科技中心股份有限公司分析) 註5：新竹市環保局網站，新竹市垃圾焚化廠 91 年營運資料。 註6：89 年度台北縣政府環境保護局計畫，垃圾焚化飛灰固化利用實證廠 實驗，工研院環安衛中心，2001 年 10 月

2.2 國外垃圾焚化底碴再利用分析 首先對各國焚化灰碴數量與目前之再利用比例作一統計，如表2-3 所 示。 表2-3 國外焚化爐數量及焚化灰碴產量統計(Sakai, 1996 [4]) 項目 美國 加拿大 法國 德國 荷蘭 丹麥 瑞典 日本 垃圾產生 量(百萬噸) 207 (1993) 23.2 (1992) 20.0 (1996) 43.5 (1993) 12.8 (1993) 2.6 (1994) 3.2 (1991) 50.2 (1992) 垃圾焚化 量(百萬噸) 32.9 (1993) 1.2 (1992) 8.0 (1991) 11.0 (1993) 2.8 (1993) 1.5 (1994) 1.7 (1991) 37.3 (1992) 焚化比例 16% 5% 42% 25% 23% 58% 55% 74% 底碴產生 量(百萬噸) 6.84 (1990) 0.3 (1993) 2.5 (1991) 3.0 (1993) 0.65 (1993) 0.5 (1993) 0.43 (1990) 5.0 (1991) 底碴 利用率 0% (1990) 0% (1993) 45% (1991) 60% (1993) 90% (1993) 90% (1993) 0% (1990) 0% (1991) 焚化爐 數量 148 17 198 53 11 31 21 1841 國外對垃圾焚化底碴之再利用方向 整理各國相關之垃圾焚化底碴再利用方式，作為國內未來再利用垃圾 焚化底碴方式之參考。各國之再利用方向分述如下： 2.2.1 美國垃圾焚化底碴之再利用概況

由於美國環保署EPA 實施最大可達控制技術（Maximum Available

Control Technology ；MACT）的法令，指出以廢棄物發電廠

（waste-to-energy；WTE）產生電和蒸汽，為最乾淨的能源之一。美國環 保署（USEPA）以定量各種垃圾(MSW) 處理的能量效益如表 2-4 所示， 選擇垃圾處理方式。將材料的淨能量儲存總結在表2-4 。減量和回收是有 效的省能方式。而廢棄物發電（Waste-to-Energy ；WTE）過程則可導致更 高的省能過程。然而環境效益和土地使用費用、運輸、收集、分離和清潔 等也必須包含考慮比較。

表2-4. 美國各種垃圾處理方法能量節省值（單位：百萬 BTU/噸）[5] 物質 掩埋 減量*) 循環(回收) 燃燒焚化 報紙 0.00 31.93 17.01 3.35 皺紋厚紙板 （Corrugated cardboard） 0.00 18.77 13.51 3.02 Textbooks 0.00 35.38 1.52 2.91 木材 （lumber） 0.00 3.93 -0.07 (loss) 3.48 纖維板 （fiberboard） 0.00 11.71 -0.36 (loss) 3.48 Polyethylene (HDPE) 0.00 24.60 19.52 7.19 PET 0.00 35.38 22.73 3.99 玻璃 0.00 7.02 2.66 0.45 鋁罐 0.00 103.78 185.52 0.41

混合垃圾MSW 0.00 Does not apply 2.30

*)減量主要為多用途使用產品，或是於新材料中添加一些回收料 (實例)。 美國環保署EPA [5]依據此數據資料，換算成 16.5 加侖油的淨能量節省， 從油產生能量的保證效率0.33，每噸的垃圾 MSW 燃燒大約節省 50 加侖 的油，建議以焚化處理垃圾。 美國從前處理廢棄物是棄置或傾倒在垃圾掩埋場，並沒有任何管制或 法令。由於廢棄物掩埋會使得土地無法再用。而垃圾燃燒可產生能量及工 業化能源需求迅速增加，在20 世紀的後半，第一座廢棄物發電廠 (WTE) 建立，但由於焚化產生毒性氣體造成負面印象。使得目前廢棄物發電廠 (WTE) 興建，經常招致阻礙。 　 美國環保署 EPA 報告在 2000 年產生 232 百萬噸垃圾(MSW)其組成如 下圖[ 6 ]: 紙 37.4% 庭院雜物 12.0% 食物碎片 11.2% 塑料 10.7% 其它材料 9.9% 金屬 7.8% 木頭 5.5% 玻璃 5.5% 圖2-2. 2000 年美國垃圾組成

美國垃圾(MSW) 處理比例 27.9%被回收，14.5%以燃燒處理，大多數垃圾 (55.3% )仍以掩埋處理[ 6]。 1996 年聯合廢棄物服務協會（IWSA）報告，有 146 座廢棄物發電 WTE 廠處理總容量 108,330 TPD [ 7 ]，而至 2002 年則只剩 98 座仍然操 作總容量94,683 TPD [ 8 ] 。美國發電 WTE 廠的整體數量減少了大約 33% 而但總容量只減少13%。 此差異，由改進廢棄物發電(WTE) 設施，提高 現有的WTE 設施效率和擴展新燃燒線，來修正廢棄物發電廠傳統印象， 提升民眾的認可。

1995 年， 美國環保署 EPA 以最大可達成的控制技術（the Maximum Achievable Control Technology；MACT）標準作為空氣清潔法案（the Clean Air Act）的一部分。結果使得廢氣排放快速地減少，美國廢棄物發電 WTE

廠在1990 年和 2000 年之間主要污染物排放減少 85%，相關資料如表 2-5，

[ 9 ]所示 。同樣， 在新澤西州有五座廢棄物發電 WTE 廠 (坎登

（Camden）、Essex, Union, Warren,和格洛斯特（Gloucester）) 總水銀排放

量從4,410 lbs/year 1993 年減少到 770 lbs/year 1997 年和 326 lbs/year 在

1999 年[ 10 ]， 在六年之內減少 92%。

表2-5. 美國廢棄物發電 WTE 設施廢氣排放量[9]

污染物排放 1990 年 2000 年排放 減少比例

%

Dioxins/furans, TEQ*) 4,260 g 12 g 99.7

Mercury （Hg） 45.2 tons 2.2 tons 95.1

Cadmium（Cd） 4.75 tons 0.33 tons 93.0

Lead （Pb） 52.1 tons 4.76 tons 90.9

Hydrochloric acid（HCl） 46,900 tons 2,672 tons 94.3

Sulfur dioxide（SO2） 30,700 tons 4,076 tons 86.7

Particulate matter 6,930 tons 707 tons 89.8

*) TEQ (Toxic EquivalentsQuantity)：毒性當量係用來計算土壤、空氣、水 體、生物體及食品等介質中戴奧辛化合物之毒性總量。資料來源：[11]

1994 年經美國最高法院判決，垃圾焚化底碴適用於 RCRA Subtitle C 有害廢棄物管理規定，無論垃圾焚化底碴、飛灰、或是混合灰，皆必須依

試，通過TCLP 規定限值(詳如表 2-6 所示)，始可按一般事業廢棄物方式進 行掩埋；否則，則必須以有害廢棄物方式掩埋(Johannessen, 1996)。 表2-6. 美國毒性特性溶出法定限值 項目 溶出限值 項目 溶出限值 砷 < 5.0 mg/L 鉛 < 5.0 mg/L 鋇 < 100.0 mg/L 汞 < 0.2 mg/L 鎘 < 1.0 mg/L 硒 < 1.0 mg/L 鉻 < 5.0 mg/L 銀 < 5.0 mg/L 目前美國廢棄物發電廠其產生的垃圾焚化底碴和飛灰混合處理。由於飛灰 含高污染物質因此單獨的處置將非常昂貴和困難。當飛灰與底碴混合，可 通過毒性特性溶出試驗因此被視為無害廢棄物，而將此殘碴掩埋或主要使 用為垃圾掩埋場每日覆蓋和路基材料。隨著掩埋場使用空間逐漸減少，以 及安全問題之考量，導致目前掩埋處理費用提高，因此垃圾焚化底碴回收 再利用更加倍受重視；在加州、紐約、佛羅里達等州均有應用實例，包括 利用垃圾焚化底碴或混合灰於建築用混凝土磚、路基材、掩埋場覆土、停 車場底層材料、人工漁礁、海岸侵蝕防護應用等，以及作為瀝青混凝土及 卜特蘭水泥的粒料取代物等(Kosson, 1996；Wiles, 1996)。當局和許多社區 環保團體意識到垃圾(MSW) 問題和尋求可接受的廢物管理解答的方法包 括：來源減少、循環回收、堆肥、燃燒和掩埋。 目前美國對於廢棄物發電的研究與發展策略集中於提高空氣排放效 率、高溫持久的燃燒技術，包括廢氣再循環（recirculation）和大量補充氧 氣需求，並推廣再利用廢棄物發電(WTE)的殘碴，使民眾對廢棄物發電廠 的提高接受程度。由於廢棄物發電廠持續發展和研究發展（R&D）資源的 投入，使得廢棄物發電研究和技術委員會成立。這個組織由幾所大學與廢 棄物管理有關專家學者組成，委員會的運行將與全球性廢棄物發電WTE 產業和資源再利用相關。委員會的整體目標是改進從固體廢料回收材料和 能量的使用技術、經濟和環境效益。

註;美國環保署對於 MACT(Maximum Achievable Control Technology－最大 可達控制技術)的解釋[12]：『MACT 係指使用於既有排放污染源中處理效

中所使用的任何一種控制技術』

MACT 也是美國環保署近年來在訂定特定製程之有害空氣污染物

(HAP--Hazardous Air Pollutants)排放管制標準時常常運用的一種理念與方 式－藉由參考已裝設污染防制設備之既存相同或類似污染源，依其所能達 到的最佳處理效能(best-performing)設定該特定製程有害空氣污染物所允 許排放的限值(此一排放限值可為削減率或濃度限值)。

2.2.2 日本垃圾焚化底碴之再利用概況 日本的垃圾 (MSW) 多由焚化爐處理，目前日本之焚化爐系統，垃圾 焚化灰是由飛灰與底碴混合，再送至垃圾掩埋場處理。由於垃圾焚化灰 (MSWIA) 含有害的物質(如：重金屬、戴奧辛等)必需被集中處理，防止環 境汙染。垃圾焚化灰(MSWIA)的特性取決於焚化爐的類型、溫度和使用的 原料。攝氏800-1000 度範圍的流體化焚化爐，產生的垃圾焚化灰(MSWIA) 其鹽份：NaCl 和 KCl 的含量高。 日本法定的垃圾焚化灰是依JLT-46 Leaching test 方法來萃取，是以批 次操作的方式，要求樣品粒徑大小應小於 2 mm，淋洗劑為去離子水以鹽 酸調整pH 值至 5.8~6.3（DW+ HCl（pH = 5.8~6.3）(initial)），樣品數量為 100 g，其液固比（L/S (L/Kg)max）為 10，以機械攪動設備搖洗桌（Shaking table）進行萃取實驗，每次需循環接觸 6 小時，萃取完之濾液以 0.45 mm 濾紙過濾，進行成分分析[13]。 垃圾焚化灰(MSWIA)之化學成分和淋洗組成分如表 2-7. 所示，其中 從灰中淋洗出高濃度Cd 、鉛和 Zn 無法符合日本環境廳（the Environmental Agency）的掩埋標準，參考表 2-8.日本廢棄物相關處置中有害物質的標準 要求。 表2-7. 日本垃圾焚化灰化學成分和淋洗組成分 (Kamon 1996) 化學成份 淋洗組成 Cd (mg/kg) Pb (mg/kg) Zn (mg/kg) T-Cr (mg/kg) As (mg/kg) T-Hg (mg/kg) Fe (mg/kg) Cu (mg/kg) PCB (mg/kg) Ca (%) S (%) Cl (%) N (%) 225 3750 21000 235 67 4.5 1650 1800 < 0.05 9.5 4.1 13.0 0.01 Cd (mg/L) Pb (mg/L) Zn (mg/L) Cr(VI) (mg/L) As (mg/kg) pH Salt concentration (%) Electric conductivity (mS/cm) 10.4 19.6 11.0 0.03 ND 6.5 1.1 12.7

日本廢棄物處理是由1997 "廢物處置和公眾清潔法；Waste Disposal and Public Cleansing Law"第 81 條管理。日本環境部（Ministry of the

Environment Government of Japan）負責建立：廢棄物掩埋、垃圾掩埋場結 構、垃圾掩埋場運行和維護標準。 日本的垃圾焚化灰(MSWIA)在處置之前，必須處理成無害的物質，例 如由熔融方法，水泥硬化，添加化學藥劑的方法，或萃取法等，介紹如下。 A.熔融的方法：雖然需要高費用和消耗能源，但由於同時可減少容量及毒 性，在日本仍被認為是最有效的選擇 (Hiraoka 和 Sakai 1994)，熔爐爐碴 淋洗出的重金屬含量已遠低於法規要求，可適用為結構材料和道路鋪面 使用(Nagasaka 等 1996) 。 B.水泥硬化的固化法：是另一個推薦的方法(Shimaoka 和 Hanashima 1994) 。日本政府要求，在固化情況下水泥混合的比率應超過 150 kg/m3 並且耐壓強度比10 kgf/cm2 (980 kPa) 高。 C.添加化學藥劑的方法：根據強度特徵的測試結果，垃圾焚化灰(MSWIA) 添加燃煤流體化床飛灰(FCA；coal fly ash )與水泥可固定含鹽量較高的 MSW 飛灰，因 FCA 內含有大量的未燃盡碳、石灰、石膏，而石灰、石

膏恰好是在MSW 飛灰固化過程中促進硬度提高的成分，以 MSW 飛灰、

水泥、FCA 及少量添加劑 Alz(SO )，垃圾焚化灰(MSWIA)可被穩定且具

有高強度。重金屬淋洗如Cd、鉛和 Zn 在檢測結果皆低於標準水平。以

水泥和燃煤流體化床飛灰(FCA；coal fly ash )作為垃圾焚化灰(MSWIA) 安定劑可獲得高強度、高浸泡的耐久性（high soaking durability），和重 金屬的抑制，對於垃圾焚化灰(MSWIA)的掩埋是有效的方法。

日本對於垃圾焚化灰（MSWIA; Municipal solid waste incinerated ash） 對於土木技術（the geotechnical utilization）的運用研究處理方法有[15]： 未經處理者再利用為水泥產品；

經過篩處理則再利用為道路鋪面； 燃燒處理後再利用為穩定劑、水泥等；

表2-8. 日本廢棄物處置中有害物質的標準（資料來源:[14]） 處置方法 垃圾掩埋 海上傾倒 有害物質 炭碴塵土、污泥和 爐碴(mg/l) 有機污泥 (mg/kg) 廢酸鹼(mg/l) 無機污泥 (mg/l) 鹼-Hg ND ND ND ND Hg 及其化合物 0.005 0.025 0.025 0.0005 Cd 及其化合物 0.3 0.1 0.1 0.01 Pb 及其化合物 0.3 1 1 0.01 有機磷化合物 1 1 1 ND Cr (VI)化合物 1.5 0.5 0.5 0.05 As 及其化合物 0.3 0.15 0.15 0.01 CN 1 1 1 ND PCBs 0.003 0.003 0.003 ND Trichloroethylene 0.3 0.3 0.3 0.03 Tetrachloroethylene 0.1 0.1 0.1 0.01 Dichloromethane 0.2 0.2 0.2 0.02 Carbon tetrachloride 0.02 0.02 0.02 0.002 1,2-dichloromethane 0.04 0.04 0.04 0.004 1,1-dichloroethylene 0.2 0.2 0.2 0.02 Cis-1,2-dichloroethylene _{0.4 0.4 0.4 0.04} 1,1,1-trichloroethane 3 3 3 1 1,1,2-trichloroethane 0.06 0.06 0.06 0.006 1,3-dichloropropene 0.02 0.02 0.02 0.002 Thiuram 0.06 0.06 0.06 0.006 Simazine 0.03 0.03 0.03 0.003 Thiobencarb 0.2 0.2 0.2 0.02 Benzene 0.1 0.1 0.1 0.01

Selenium and its compounds _{0.3 0.1 0.1 0.01}

有機氯化合物 - 4 4 1 Cu 及其化合物 - 10 10 0.14 Zn 其化合物 - 20 20 0.8 Fluorides - 15 15 3 Beryllium 其化合物 - 2.5 2.5 0.25 Cr 其化合物 - 2 2 0.2 Ni 其化合物 - 1.2 1.2 0.12 Vanadium 其化合物 - 1.5 1.5 0.15 Phenol - 20 20 0.2

圖2-3. 日本垃圾新處理系統（資料來源：[16]） 垃圾焚化灰碴之最終處置方面，日本受限於土地資源不足，且掩埋場 早已不敷使用，故近年來致力於熱分解氣化熔融處理技術之研究發展及熔 融再利用方式之評估，並積極推動熔碴應用於建築材料，以其有效減少待 掩埋垃圾焚化底碴之體積，延長掩埋場之使用壽命，圖2-3.為日本垃圾新 處理系統，其將所有垃圾MSW 和污泥直接在熔爐中熔化，且產生的氣體 用於發電。溶融物引入水池中形成爐碴，溶融爐碴不含重金屬及戴奧辛。 鐵成份以磁性分離器從溶解的爐碴中收集。在整個過程，剩餘能量被轉給 發電器和加熱地區。此為垃圾MSW 完全回收系統。最後在這個系統的末 端的處置容量，比未加工的垃圾MSW 減少至 1%以下。在工程應用方面， 亦已頗具實績，例如以垃圾焚化灰碴、污泥、建築廢棄土等混合於水中掩 築，建造浮島式廢棄物掩埋場。 日本垃圾焚化灰碴之再利用實例介紹如下：

A. 日本(株)埼玉ヤマゼン資源回收廠[17] 照片2-1. 日本 (株) 埼 玉 ヤマゼン 資源回收廠 該資源回收廠以垃圾焚化灰為原材料，生產工程用人工沙材料。經由鍛燒 和化學藥劑安定化處理，造粒過程粒添加水泥，控制水和熱量的使用來保 證其產品為高品質。每天產生300 公噸/天，目前應用於掩埋場道路，減輕 最後的處置場的壓力。 B. 日本垃圾焚化灰再利用事業[18] 日本有公共焚化爐設施及私有焚化爐設施排放的焚化灰，再利用為再生粒 料、道路路盤材料等。由於目前再利用焚化灰可選定較大的應用市場，處 理費用高(依不同地方差異)，使得早期的投資有回收的可能。 表2-9. 日本焚化灰碴再利用投資效益評估 投資項目 效益評估

建廠投資金額（Plant itself set） 4,000 万日圓～

接受量（Acceptance quant） 1,500 t/年～ 年銷售額（Annual sale） 3,000 万日圓～ 營業利益率 26％左右 投資回収 平均約5 年 日本垃圾焚化灰再利用產業： a.公共焚化爐（處理一般廢棄物）・民間焚化爐（處理產業廢棄物）排放出 焚化灰至再利用廠製造再生粒料應用於路盤材及路床材。 b.再利用製品，主要以公共事業的利用為指定目標。 c.一般廢棄物・產業廢棄物的中間處理業的許可與廢棄物處理業運營管理 相同。 d.垃圾焚化灰再利用產業必須與地方建設性的產業協會，完成產銷保證協 議。

2.2.3 德國垃圾焚化底碴之再利用概況 德國在1993 年間計有 53 座焚化爐運轉，總共產生約 300 萬噸垃圾焚 化底碴，其中約有60﹪垃圾焚化底碴被回收再利用；垃圾焚化底碴再利用 需先經篩分及磁選分開含鐵金屬碴，主要用途為當作道路工程路基、隔音 牆、及堤防建築之粒料替代物。 德國法規對灰碴之再利用規定相當嚴格；灰碴產生後必須貯存至少三 個月以上，以減少水分含量及使其充分膨脹，圖2-4 為垃圾焚化底碴在掩 埋場中熟化的情形，由圖中可觀查到新鮮的垃圾焚化底碴表面析出許多鹽 類晶體，經長時間的儲存皆轉化為穩定的碳氧化物。垃圾焚化底碴使用前 必須去除鐵塊且經篩分，垃圾焚化底碴使用標準為顆粒尺寸小於32 mm， Proctor 普羅克特密度註 A. 為 1.5～1.9 kg/m3(含水量在 11~18﹪)，水中之 pH 值為 8~12，燒失量小於 5﹪。為確保水質，規定垃圾焚化底碴中純金 屬含量需小於5﹪，未燃物質少於 0.5﹪，顆粒尺寸小於 0.063 mm 含量少 於7﹪，可溶物少於 2﹪，DEV S4 溶出測試包含 pH 值、導電度、氯離子、 硫酸根離子、TOC、及重金屬(如鉛、鉻、鎘、銅、鎳、鋅)等含量均需符 合規定；且垃圾焚化底碴之應用必須於地下水位上方至少1 公尺以上。表 2-10 為德國垃圾焚化底碴掩埋標準，規範限值由德國 TA Siedlungsabfall (TASi) 制定。此標準分別針對新舊焚化爐的垃圾焚化底碴，設定各項限制 標準。 圖 2-4 德國垃圾焚化底碴在掩埋場中熟化的情形為 CuCl2 (2)為 BaCl 析出 於 新 鮮 垃 圾 焚 化 底 碴 的 表 面 (3) 碳 化 後 之 矽 酸 鹽 水 合 物 (silicate hydrate；CSH)（熟化一年的垃圾焚化底碴）(4) CaCO3在熟化二年的垃 圾焚化底碴中。[19]。

實能量，所得之夯實曲線是唯一的 [20] 。 表2-10 德國垃圾焚化底碴掩埋標準 標準限值 項目 Dep. Kl. 1(TASi) Type 2 TOC(%) 1* 3** LOI(%) 3* 5** pH 5.5~13 5.5~13 電導度(µS/cm) 10,000 50,000 TOC(洗出液，mg/L) 20 100 酚類 0.2 50 溶解度(%) 3 6 按DEV S4 程序之溶出液品質標準(mg/L) As 0.2 0.5 Cu 1 5 Hg 0.005 0.02 Zn 2 5 Co 0.05 0.1 Cr6+ 0.05 0.1 Ni 0.2 1.0 F 5 25 Pb 0.2 1 NH4 4 200 CN 0.1 0.5 註：*代表新焚化爐；**代表舊焚化爐。 德國在1997 年間約有 23%的垃圾焚化底碴進行掩埋處理，及使用於 道路結構（Krass et al. 1997；[21]），垃圾焚化底碴與其它建築材料比較, 含 有高濃度的無機鹽和重金屬，其它組成為未完全燃燒的碳化物、矽酸鹽、 重金屬化合物等。垃圾焚化底碴再利用前必須以德國DEV S4 進行浸出試 驗，掩埋的規範限值由德國TA Siedlungsabfall (TASi) 制定; 若德國垃圾焚 化底碴再利用於道路建築作為粒狀級配粒料，必須符合德國的道路結構工 程學的要求，且必須保證其環境相容性，此規範限值是由聯邦工作小組 LAGA 或由地方法律制定。表 2-11 德國聯邦工作小組 LAGA 對於垃圾焚

化灰碴應用於道路結構或是掩埋處理的規範限值。圖2-5 為在標準化的條 件下DEV S4 浸出實驗的資料結果，未經處理的垃圾焚化底灰浸出實驗結 果與法規限值(TASi DK I)，此基本資料是取自德國 33 座垃圾焚化廠，利 用的未經處理的垃圾焚化底碴(Mast 1996)，此浸出實驗的平均值為掩埋處 理的法規限值(TASi DK I)[22]。 表2-11 德國聯邦工作小組 LAGA 對於垃圾焚化灰碴應用於道路結構或是 掩埋處理的規範限值。 (LAGA 說明書) [23]

Parameter Dep. Kl. 1(TASi) LAGA

退火 loss 3 TOC% 1 1 DEV S4 LOI % 3 電導度mS/m 1000 600 Cl mg/l 250 Cu mg/l 1 0.3 Zn mg/l 2 0.3 Cd mg/l 0.05 0.005 Pb mg/l 0.2 0.05

由於部份數值仍無法符合LAGA (LAGA Z2) 的標準，例如鉛易形成 兩性氧化物，毒性重金屬，因此為了要減少垃圾焚化底碴潛在危險，各式 各樣的淋洗技術皆發展出來。且對於垃圾焚化底碴的穩定化處理技術，發 展出熱處理的(熔融，燒結) 及物化處理的(淋洗，穩定化) 過程，各種的過 程會對底灰和爐碴造成不同作用，使其產生可溶性的有害物質的。熱處理 過 程 預 計 將 形 成 同 類 材 質 ， 也 就 是 形 成 新 礦 物 ( 如 鈣 鋁 黃 長 石 ； Gehlenite)，且揮發性重金屬化合物將從固相混合物蒸發變成為氣相。 (Gohlke 1993 年[24] ) 由於熱處理過程需消耗高能量，物化過程在淬火過程的淋洗只能減少 部分垃圾焚化底碴中可溶性鹽類，無法減少總重金屬量。目前德國穩定化 處理事依照聯邦工作小組 LAGA 提議將垃圾焚化底碴存放至少三個月的 方法，由於存放的技術及成本較低，是目前德國在利用垃圾焚化底碴的共 同處理方法。 結論；德國在 1993~1997 年間計約有 53 座焚化爐運轉，總共產生約 300 萬噸垃圾焚化底碴，其中約有 23~60﹪垃圾焚化底碴被回收再利用， 德國垃圾焚化底碴出廠前需進行DEV S4 浸出試驗，其中進行掩埋的垃圾 焚化底碴規範限值由德國TA Siedlungsabfall (TASi)制定; 若將垃圾焚化底 碴再利用於道路建築作為粒狀級配粒料，垃圾焚化底碴必須符合德國的道 路結構工程學的要求，且必須保證其環境相容性，由聯邦工作小組LAGA 或由地方法律制定其規範限值。 垃圾焚化底碴再利用前需先儲存三個月使底碴組成穩定，再經篩分及 磁選分開含鐵金屬碴，目前主要用途為當作道路工程路基、隔音牆、及堤 防建築之粒料替代物。

2.2.4 荷蘭垃圾焚化底碴之再利用概況 荷蘭由於天然粒料較為不足，且欠缺垃圾焚化底碴陸地掩埋場所，因 此荷蘭政府大力推動垃圾焚化底碴再利用。在1993 年，荷蘭共有 11 座垃 圾焚化爐總共產生約 65 萬公噸垃圾焚化底碴；其中，回收之鐵碴每年產 量約 7 萬公噸，經磁選後回收使用於鋼鐵工業。於 1994 年，將近 95﹪的 垃圾焚化底碴被回收再利用，為垃圾焚化底碴再利用率最高的國家。垃圾 焚化底碴一般再利用於工廠地基、道路路基、堤防、隔音牆、防風牆材料， 或是當為混凝土及瀝青混凝土粒料使用，表 2-12 為荷蘭之焚化灰碴再利 用實例，圖2-6 為圖解說明。 表2-12 荷蘭垃圾焚化底碴再利用實例 再利用方式 再 利 用 實 例 混凝土舖地磚 1984 年在凱勒海文(Keilehaven)使用 30 萬塊混凝土鋪地磚，其中 超過40%的粗粒料係以 5～8 mm 的垃圾焚化底碴取代，經過五 年實用後，證實其物理性質與標準混凝土鋪地磚並無差異。 嘉蘭(Caland) 防風牆 荷蘭羅森堡(Rozenburg)附近大不列顛港，1985 年建造高 15 公尺 長700 公尺的堤防當為防風牆，使用的材料主要為焚化灰碴，高 達65 萬噸垃圾焚化底碴應用於此一計畫。 哈鐵(Hartel) 運河試驗計畫 (瀝青混凝土) 1987 年，在鹿特丹附近哈鐵運河，選擇一段堤岸長約 50 公尺， 鋪上含30%垃圾焚化底碴的瀝青混凝土 100 噸，此與傳統方式比 較，混合溫度需提升40℃，瀝青用量增加 3%。 鹿特丹高速公 路 通過鹿特丹市的A15 高速公路，約 40 萬噸垃圾焚化底碴當為建 造材料，在細砂與膨潤土混合層上，舖以厚度 20 公分垃圾焚化 底碴，以減少滲透率。 路基材料 在鹿特丹及北荷蘭許多地方，垃圾焚化底碴被選為路基材料，使 用時之組成比例為垃圾焚化底碴：碎石：添加劑=5：5：1。路基 厚度則為25 至 30 公分。 在1995 荷蘭政府針對所有大樓， 辦公室， 工廠和道路所使用的材料發 佈建築材料方針與環境規範，但規定飛灰和底碴不需納入此規範要求 [25]。在荷蘭因為焚化廢棄物的量不變，垃圾焚化底碴年產量皆相當穩定。 已有82 萬~134 萬公噸垃圾焚化底碴被再利用於道路工程上。

圖2-6 垃圾焚化底碴再利用實例圖解 由1997 年荷蘭焚化爐的底碴平均組成分析資料，參考表 2-13、所示焚化 爐底碴的成分，若再利用於環境中將會對環境帶來相當大的負面衝擊。 表2-13 荷蘭焚化爐的底碴平均組成（1997）(單位：mg/kg) 組成成分 平均底碴 (mg/kg) 鋁 (Al) 沒有量測 砷 (As) 19 - 23 鎘(Cd) 2 - 8 鉻(Cr) 235 - 296 銅(Cu) 669 - 3212 汞(Hg) 0,03 - 0,2 鉛(Pb) 1086 - 1637 鉬(Mo) 5 - 11 Substance 40 - 86 硒(Se) 0,4 - 0,5 strontium (Sr) 沒有量測 錫(Sn) 62 - 77 釩 (V) 40 - 52 鎢 (W) 沒有量測 鋁 (Al) 沒有量測 鋅 (Zn) 1239 - 2125 溴 (Br) 沒有量測 氯 (Cl) 1050 - 2445 氟 (F) 沒有量測 戴奧辛 (PCDD) and furans (PCDF) 低於偵測限值 資料來源：[25] 1 應用在路面 2 應用在頂面結構 3 應用在支持結構 4 應用在支持結構裡在地水 水平(GW)在路面之下 5 應用在防風牆堤防

在荷蘭再利用於陸床的垃圾焚化底碴，很容易與其它材料(如沙子和石頭等) 共同應用於道路建築，但不可避免地，當道路重鋪或被修築時，這些含有 有害重金屬的垃圾焚化底碴舊路材，其重金屬溶出將對環境造成更大的衝 擊。 將垃圾焚化底碴再利用於瀝青、路床、掩埋場或礦場等，將會增加重 金屬在環境中的散佈作用。有鑑於此在2002 年垃圾焚化底碴被再利用於 路床和工廠地基的量，較往年用量減少至僅77 萬公噸。荷蘭在道路建築 工程活動較低的期間，廢棄物焚化爐有貯存垃圾焚化底碴的設施，至2002 年底在焚化爐垃圾焚化底碴儲存的量已增加到102 萬 8 千公噸，幾乎與垃 圾焚化底碴的年產量相當，僅少量垃圾焚化底碴被掩埋在垃圾掩埋場或出 口。過去幾年垃圾焚化底碴被掩埋的量由700 公噸增加到 1 萬 2 千 5 百公 噸。在2002 年和 2003 年有 3,200 公噸和 2,300 公噸垃圾焚化底碴被各自 出口，歐洲國家的奧地利、丹麥、德國、義大利及盧森堡等國家皆有處理 垃圾焚化底碴的能力，參考表2-14 歐洲各國都市垃圾焚化爐的操作費用 (含垃圾焚化底碴處理費用)，荷蘭將垃圾焚化底碴出口到其他有處理技術 的國家。 表2-14 歐洲各國都市垃圾焚化爐的操作費用，資料來源: Eunomia 2001.a 垃圾焚化底碴 國 家 歐元 $EURO/t 台幣＄NT/t 備 註 Austria 奧地利 63 2582 - Denmark 丹麥 34 1394 -

Germany 德國 28.1 1152 including fly ashes

Italy 義大利 75 3074 including fly ashes

Luxemburg 盧森堡 16 656 - 荷蘭再利用廢棄物評估法規內容為： a.廢棄物分類：按顆粒或大塊之廢棄物(包括建築材料)型態，在使用時合理 確定廢棄物與水接觸程度，並判斷是否外加覆蓋或襯底以防止污染釋出。 b.建立土壤、地下與地表水標準值：按全國土壤與地下水品質調查，建立 土壤與地下水品質標準，依此標準建立垃圾焚化底碴使用時污染物釋出

泥質岩，以便估計污染物被土壤吸收同化及傳輸至地下水之分配比例。 c.建立標準溶出測試方法：建立顆粒及塊狀材料之溶出試驗程序參考圖 2-8 及NEN7343、NEN7345 標準，由溶出試驗結果判定廢棄物(包括建築材料) 是否符合污染物釋出限定值。 表2-15 荷蘭垃圾焚化底碴再利用之污染物釋出最大容許值 物質 表土 (mg/m2/100y) 地下水 (mg/m2/y) 物質 表土 (mg/m2/100 y) 地下水 (mg/m2/y) As 400 Se 15 Ba 3000 Sn 300 Cd 10 V 950 Co 300 Zn 2000 Cr 1500 Br 300 Cu 500 Cl 30000 Hg 4 F 700 Mo 150 SO4 45000 Ni 500 CN 化合物 70 Pb 1000 CN 15 Sb 35 圖2-7 垃圾焚化底碴再利用產品經雨水淋洗時的流向模擬

生溝流效應(channeling)，而無法將樣品中所含成分浸出。 L/S 範圍 0.1 - 10 (100 - 1000 年)，在不同的時間分別收集樣品，並紀錄不 同時間的浸出行為，浸出曲線是以各種 L/S 的滲濾濃度值，累計浸出值以 mg/kg 為單位，此值將與標準比較[26]。 圖2-9 NEN 7343 設備應用實例 [27] （2）NEN7345 標準 NEN7345 標準：是針對緊密的顆粒狀材料(沉積、黏土土壤、穩定的材料 和建築材料)，進行的 Tank 浸出測試，參考圖 2-10 所示。 試驗條件: 首先在液體對容積比率＝ 5 的條件下，先飽和平衡超過 48 個 小時，再以去離子水在低L/V 比率(1) 下浸出 24 小時，然後每 2, 4, 8,16, 圖2-8 NEN 7343 設備[26] （1）NEN 7343標準 NEN 7343標準為浸出測試，是粉末及顆粒狀材料的長期評 估實驗，其液固比率(L/S) 與時間有關，為濾滲率、密度 和高度的應用。 試驗條件: 先飽和平衡超過 48 個小時，樣品粒徑＜ 4 mm，以一定量的水過濾， 酸化一次到 pH值＝4 。此酸 化是模仿材料被酸雨滲透，洗出液的酸鹼度由材料承擔。 此實驗管柱的高度最少為管柱直徑的 4 倍，液體最大滲透 率為2cm/小時，水流由下而上以上流式進行避免浸出液產

值) 表達。

此實驗結果與材料整體特性(耐久的材料)及表現(低滲透性土壤和沉 積)有關，以動態可溶性作用避免僅進行表面 wash-off 作用，以反應/傳送 為內在浸出參數的依據，模擬長期浸出的行為。

未處理 水泥穩定化 瀝青穩定化 燒結處理 玻璃化處理 處理 處理 圖2-11 比較以不同處理技術之緊密顆粒狀材料，Tank 浸出試驗的長期浸 出結果[27] Tank 浸出試驗的應用實例，如圖 2-11 所示，此實驗是比較經不同前 處理技術處理後之緊密顆粒狀材料，以Tank 浸出試驗 100 天的浸出實驗 結果，記錄累積浸出量與時間的關係。由圖中可發現以水泥穩定化處理的 緊密顆粒狀材料，其長期浸出結果與未經前處理的浸出結果相類似。由以 上長期浸出實驗的結果可歸納廢棄物以燒結處理、玻璃化處理及瀝青穩定 化處理，所得的長期穩定性較佳；以水泥穩定化處理的長期穩定性較不理 想。 由於垃圾焚化底碴中重金屬的成分，會對環境帶來相當大的負面衝 擊，荷蘭雖然天然粒料較為不充足，且欠缺垃圾焚化底碴陸地掩埋場所，

焚化底碴被回收再利用，為垃圾焚化底碴再利用率最高的國家。但有鑒於 垃圾焚化底碴中重金屬可能會對環境帶來嚴重的負面衝擊，在 2002 年開 始減少垃圾焚化底碴被再利用於路床和工廠地基的量，將垃圾焚化底碴儲 存在焚化爐，僅少量垃圾焚化底碴被掩埋在垃圾掩埋場或出口到歐洲有能 力處理的國家。荷蘭更經由以上的經驗，建立一套完整的試驗評估程序， 依照 NEN7343、NEN7345 標準，進行評估試驗由溶出試驗結果判定廢棄 物(包括建築材料)是否符規範限值。

2.2.5 丹麥垃圾焚化底碴之再利用概況 在1993~1994 年間，丹麥之垃圾焚化底碴再利用量達到 40~45 萬噸， 再利用率為90%。除篩分及磁選後金屬可回收使用外(約為 10%)，垃圾焚 化底碴通常應用於相關土木工程，如一般道路、停車場路基、腳踏車道、 覆土材料等，作為混凝土粒料取代物，降低天然石材使用量。估計垃圾焚 化底碴掩埋每噸費用約為150 美元，大量的資源回收再利用率，亦為丹麥 節省龐大的處置費用。 丹麥環境部對焚化灰碴再利用規定需符合表 2-16 化學組成規範之要 求。垃圾焚化底碴需再利用時，必須與飛灰分開收集。任何再利用的垃圾 焚化底碴必須經化學分析，取樣時每一批次的焚化灰碴不可超過 5,000 噸，從中取樣 50 個樣品共 100 公斤，經篩分、壓碎、研磨預處理後，最 後取100 公克進行化學分析，符合標準後方可再利用。除了化學分析外， 焚化灰碴再利用尚需符合環保需求，應用於舖面道路之標準為： a.與飲用水井距離需在 20 公尺以上。 b.使用位置高於地下水位。 c.灰碴使用厚度需在 2 公尺以下，且平均厚度小於 1 公尺。 d.若焚化灰碴應用於一般之道路或地區(表面積＜2000 平方公尺)時，必 須與飲用水井距離20 公尺以上，且灰碴厚度小於 0.3 公尺。 表 2-16 丹麥環境部對焚化灰碴再利用之要求(Hjelmar, 1990) 項 目 標 準 備 考 pH 值 > 9.0 在1%淤漿條件下 鹼度 > 1.5 eqv/kg Pb < 3000 mg/kg 硝酸消化後以AAS 測試濃度 Cd < 10 mg/kg 硝酸消化後以AAS 測試濃度 Hg < 0.5 mg/kg 硝酸消化後以AAS 測試濃度 灰碴符合以上化學分析及環保限制後，若數量少於100 噸，可直接再 利用。灰碴數量為100～3000 噸時，必須向所在地提出詳細計畫，在 4 週 內未獲得答覆，再利用計畫即認定獲經許可。此外，所在地政府亦可根據

響評估重新審核。超過3 萬噸大型應用計畫，必須另由處置法令所規範。 若欲再利用灰碴於道路建設的路基材料，尚需符合高速公路部門的規 定： a.垃圾焚化底碴與飛灰或其他材料必須分開收集貯存。 B 垃圾焚化底碴再利用前至少貯存一個月以上。 c.垃圾焚化底碴需經過篩分使其粒徑小於 50 mm，其中小於 0.075 mm 細碴含量，必須小於9%。 d.1000℃下灼燒減量小於 10%。 e.含水量：17～25%。 2.2.6 法國垃圾焚化底碴之再利用方向 在法國，對於垃圾焚化底碴之再利用率約為64﹪；垃圾焚化底碴經法 國淋洗測試(NFX31-210)後，可區分為以下三類，其相關性質於表 2-17 中 說明： V 類：垃圾焚化底碴具低的溶出特性，可立即再利用於路基。 M 類：垃圾焚化底碴必須被儲存 12 個月，特性符合後可再利用。 S/L 類：垃圾焚化底碴必須被掩埋。 表2-17 法國垃圾焚化底碴淋洗測試結果分類 項 目 V M S/L 不可燃份(%) < 5% < 5% > 5% Hg* < 0.2 二者之間 > 0.2 Cd* < 1 二者之間 > 2 Pb* < 10 二者之間 > 50 As* < 2 二者之間 > 4 Cr(VI) < 1.5 二者之間 > 3 SO42- < 10000 二者之間 > 15000 TOC* < 1500 二者之間 > 2000 *乾重(mg/Kg) ◎V(Valorization)：可利用類；此類的垃圾焚化底碴溶出物濃度較低，可作 為道路工程路基材料。

◎M(Maturation)：成熟類；屬於中等材質垃圾焚化底碴，通常需過處理或 儲存12 個月以上，以使污染物溶出行為達到穩定狀態，方可再利用。 ◎S/L(Storage/Landfilling)：儲存/掩埋類；垃圾焚化底碴溶出物濃度較高， 必須送至掩埋場處置。 在建立最終需求前，法國對國內 10 廠採樣並進行分析，結果只有一 個廠為V 類，四個廠 M 類，其餘五個為 L 類；顯示採樣期間焚化廠之操 作效率不佳。經九個月之熟化後，七廠為V 類，一廠為 M 類，另二廠為 L 類；此分析結果表示在良好之燃燒狀況及經適當之熟化程序後，垃圾焚化 底碴經三種淋洗測試及數種地質測試，顯示垃圾焚化底碴是適合作為卵石 之替代物。 法國並提出三種評估熟化之技術，使垃圾焚化底碴得到最適之處理及 再利用途徑，且發展數種垃圾焚化底碴再利用於道路之環境衝擊評估方 法，提供了有效益的垃圾焚化底碴再利用之熟化程序及處置方式。熟化之 垃圾焚化底碴必須符合V 類之最低限度，且接收垃圾焚化底碴時，必須提 供熟化垃圾焚化底碴之物理環境特性之資訊，包含編號、運送、體積、可 供追蹤之量與質之資料及滲出液之濃度等。 此外，受測試之道路皆顯示良好之物理及工程特性，其中道路材料之 濾液每月至少檢測一次。法國指出使用垃圾焚化底碴於道路粒料並不影響 天然水體，測試所得結果顯示各成分之濃度皆低於飲用水可接受之最大限 度。

2.2.7 英國垃圾焚化底碴之再利用概況

在英國，有下列幾個因素驅使下再利用垃圾焚化底碴： ‧ 掩埋成本之提昇(再利用可節省稅賦並可增加潛在財源)。 ‧ 法令規範資源回收廠必須於自廠內作最大幅度之再利用。

英國將垃圾焚化底碴粒料(incinerator bottom ash aggregates；IBAA)定 為水硬性的膠結材料（hydraulically bound materials；HBM ）的主要材料 之ㄧ(Sherwood, 1994)。

英國的水硬性的膠結材料(Hydraulically bound materials；HBM)是可利 用水硬性反應凝固和硬化的材料。其中包括水泥可穩定的材料（Cement Stabilised Material ；CBM） (例如膠結物具有水泥快速的凝固和硬化的特

徵)，及具緩慢凝固的硬化黏合劑如工業副產物PFA (飛灰凝結的材料) 和

高爐爐碴。水硬性材料（HBM）使用高比例的回收及二次粒料（Recycled and Second Aggregate；RSA）提高附加價值。其用途多是在鋪面和非鋪面 應用，英國高速公路工作規範亦允許使用所有回收或二次粒料。 英國水硬性的膠結材料（HBM）應用說明： 1.水硬性的膠結材料（HBM）組成結構可使用多種不同的材料。水硬性 的膠結材料（HBM），可能由廠內混合（mix-in-plant）或現地混合 （mix-in-place），以原地現有的材料設備生產。 2.水硬性的膠結材料（HBM）的舖設，必需和現場舖設夯實和鋪面夯實 的材料相似，例如未凝結的層數或瀝青凝結的產品。 3.水硬性的膠結材料（HBM）可混合再利用現場材料，(例如土壤，爆破 之廢料)以避免繳納石方稅（Aggregates Levy）和處置費用(減少材料送 到垃圾掩埋場)。 4.水硬性的膠結材料（HBM）已被證明有節省能源的好處。(ETSU General Information Report 49. 說明使用水硬性的膠結材料（HBM）對能源的 好處。包括儲存重大能源與相關對冷混合技術和運用副產品爐碴等。) 5.水硬性的膠結材料（HBM），可協助符合或超出”綠色環保”的要求。

英國2004 年『在結構使用的替代材料規格』（Specifications for the use of alternative materials in construction）的演進：

●於 2004 年 1 月，引介歐洲標準調合粒料的標準要求。

●在2004 年 1 月、5 月& 11 月，高速公路規範（Specification for Highway

Works）的修訂。

●在2004 年 6 月，WRAP（Waste & Resources Action Programme）的品質

協議（WRAP quality protocol），制定由惰性廢棄物生產粒料的規則要求。

●在2004 年 11 月，HD35 保存（Conservation）和使用二次及回收材料。

●考慮非膠結（unbound）粒料的應用: 副基層（Sub-base）(SHW 800 系 列)、土堤(SHW 600 系列)

英國將垃圾焚化底碴粒料(incinerator bottom ash aggregates；IBAA)定 義為水硬性材料 (HBM)之主要材料，其使用詳細資訊，被提供在高速公道

路工作系列600 和 800 的規格（Specification for Highway Works；SHW，

600 Series、 800 Series），遵照英國 BS EN 13242 指令粒料的使用（註： 英國BS EN 13242 指令為定義土木和道路工程使用之天然、人造、回收的 水硬性（HBM）和非膠結（unbound）粒料特性。）。英國土木和道路工程 使用之材料相關指令如表2-18 所示。 表2-18 英國土木和道路工程使用之材料相關指令：[29] 英國相關指令 內容說明 PD 6682-6 : 2003 : Aggregates – Part 6 : 用於土木工程和道路建築的非膠結非膠結（unbound）和 水硬性材料的粒料，以英國指令BS EN 13242 為指導。 BS EN 13242 決定應用於土木工程和道路工程，使用的天 然、人造或回收的水硬性和非膠結粒料特性。 BS EN 13242: 2002 此粒料標準是由天然或人造或回收的材料，為水硬性 (HBM)和非膠結的材料，用於土木工程和道路建築。 注意當考慮使用的粒料沒有使用規範，粒料要求的標準是 根據經驗，以粒料用途類型建立規範，例如：回收粒料或 從某些工業副產品產生的粒料。 PD 6682-9: 2003 使用歐洲測試標準的指令 測試方法的指導參照BS EN 13242, BS EN 12620 和 BS

英國相關指令 內容說明 PD 6682 最近被介紹到歐洲的各式各樣粒料標準測試方法的指令。 測試粒料特性和屬性的方法, 例如:一般、幾何形狀、機械 和物理、熱和風化、化學特性、瀝青混合物的填充粒料等。 89/106/EEC 諧調的歐洲標準為粒料被介紹在歐盟建築產品之下指令 (89/106/EEC) BS EN 13285 非膠結的材料規格 BS EN 12620 混凝土粒料 BS EN 13043 粒料為瀝青混合物和表面治療為路、飛機場和其它被交易 的區域 BS EN 13450 粒料為鐵路石碴 BSI, PD 6682 一系列的指令被出版的文件由: ●第部分 1: 粒料為混凝土- 指令在對 BS EN 12620 的用 途。 ●第部分 2: 粒料為瀝青混合物和表面處理為路， 飛機場 和其它被交通的區域- 指令在對 BS EN 13043 的用途。 ●第部分 6: 粒料為非膠結和 HBM 用於土木工程工作和路 建築- 指令在對 BS EN 13242 的用途。 ●第部分 8: 粒料為鐵路軌道石碴- 指令在對 BS EN 13450 的用途。 ●第部分 9: 指令在對歐洲測試方法標準的用途。 英國的垃圾焚化底碴(IBA) 的供應商必須有品質認證，提供詳細的" 垃圾焚化底碴用在道路建築的環境和健康風險評估"執行報告(Abbott 2003) 給使用者， 說明垃圾焚化底碴（IBA）安全合理的使用條件。例如：軟的 地面或水域附近， 必需進行更進一步的風險評估。負責的供應商，應提 供先前在建築相關材料和用途的經驗資料，若缺乏相關的資訊應該進行環 境風險評估。

垃圾焚化底碴(IBA)的風險評估概略內容（Summary Risk assessment） ●使用回收的和次要粒料的單位，應舉辦簡單的環境風險評估。目的是要