焚化底渣特性及其再利用管理系統之研究

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黃浩梁(How-Liang Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

環境工程研究所

論文名稱

焚化底渣特性及其再利用管理系統之研究

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摘要(中)

本研究針對國內經初級篩分資源再利用廠處理後之焚化底渣，分別進行物化
特性分析，包括底渣三成份、粒徑分佈、表面微觀分析、比表面積、平均孔隙直
徑及結晶型態等，化學特性分析，包括底渣氫離子濃度指數、灼燒減量、重金屬
總量、水溶性氯離子含量、酸中和當量(ANC7.5)、溶出特性等，而底渣溶出特性，
包括批次溶出試驗(TCLP、SPLP、DIN 38414 S4、pH stat test)，管柱溶出試驗
(NEN 7343)，可溶出量試驗(NEN 7341)。另外，本研究亦探討磷酸穩定及堆置熟
化作用對底渣中重金屬溶出之影響。
根據試驗結果發現，底渣中水份、灰份、可燃份含量比例分別約15%、80%
和5%，顯示底渣主要由無機物組成，其性質應相當穩定，且由粒徑分析結果可
發現，底渣為一良好之路堤及路基級配材料。不過底渣顆粒表面具高度孔隙結
構，而其主要晶相物種為SiO2、CaCO3。另外，底渣中重金屬以鋁及鐵含量最高，
且隨底渣粒徑減小，重金屬和水溶性氯離子含量均有增加趨勢。除此，底渣為一
高鹼性物質，且具有相當酸中和能力，可減少重金屬溶出。
根據TCLP 試驗結果，底渣重金屬溶出濃度均合乎標準，故可視為一般廢棄
物。另外經由各種批次、管柱及可溶出量等溶出試驗可發現，底渣中重金屬鉛、
銅、鉻、鋅有較高的溶出趨勢，但底渣經磷酸穩定處理後，其重金屬溶出量有明
顯下降趨勢。至於堆置熟化作用，可明顯降低底渣含水率、pH 值及SiO2/CaCO3
比值，但堆置熟化作用，對於底渣中重金屬不具穩定效果，僅重金屬鉻可減低其
溶出量。
欲建立完整的底渣再利用管理系統，應考量工程、經濟及環境三層面。目前
國內尚未建立合適的底渣再利用管理制度，未來除考量環境影響外，亦可參考歐
洲經驗，增訂再利用工程規範及經濟策略。另外，根據本研究針對底渣物化及溶
出特性分析的結果，建議國內於底渣再利用方面，可考量以道路基層替代材料的
應用，為優先的底渣再利用方式，至於其再利用的管理制度，荷蘭、丹麥等國已
有多年成熟的經驗，可作為國內的參考。

關鍵字(中)

★ 再利用管理系統
★ 焚化底渣
★ 重金屬
★ 溶出

關鍵字(英)

論文目次

第一章緒論
1-1 研究緣起…………………………………………………... 1
1-2 研究目的與內容………………………………………….. 2
第二章文獻回顧4
2-1 垃圾焚化底渣來源及性質………………………………… 4
2-1-1 垃圾焚化底渣來源……………………………………. 6
2-1-2 垃圾焚化底渣性質…………………………………... 6
2-1-2-1 底渣物理性質…………………………………… 6
2-1-2-2 底渣化學性質…………………………………… 8
2-1-3 焚化底渣溶出特性…………………………………... 13
2-2 焚化底渣重金屬穩定技術………………………………... 18
2-2-1 磷酸鹽穩定作用……………………………………... 18
2-2-2 堆置熟化作用………………………………………... 25
2-3 國外既有溶出試驗彙整………………………………….. 27
2-3-1 管柱溶出試驗………………………………………... 28
2-3-2 批次溶出試驗………………………………………... 30
2-3-3 可溶出量試驗………………………………………... 34
2-4 國外焚化底渣再利用經驗彙整………………………….. 38
2-4-1 美國………………………………………………….. 38
2-4-1-1 背景介紹………………………………………… 38
2-4-1-2 再利用現況與經驗……………………………… 39
2-4-1-3 再利用相關規定………………………………… 45
2-4-2 歐洲…………………………………………………... 47
2-4-2-1 荷蘭……………………………………………… 47
2-4-2-2 丹麥……………………………………………… 49
2-4-2-3 瑞典……………………………………………… 53
2-4-2-4 德國……………………………………………… 55
2-4-2-5 法國……………………………………………… 56
2-4-2-6 奧地利…………………………………………… 57
2-4-3 歐美再利用經驗比較……………………………….. 58
第三章研究設備與分析方法
3-1 研究流程………………………………………………….. 69
3-2 研究材料………………………………………………….. 70
3-3 研究設備與儀器………………………………………….. 72
3-3-1 主要實驗設備………………………………………... 72
3-3-2 主要分析儀器………………………………………... 73
3-4 分析項目及方法………………………………………….. 74
第四章結果與討論
4-1 垃圾焚化底渣基本性質…………………………………… 88
4-1-1 焚化底渣物理特性…………………………………… 88
4-1-2 焚化底渣化學特性…………………………………… 104
4-2 垃圾焚化底渣溶出特性………………………………….. 114
4-2-1 毒性特性溶出試驗(TCLP)…………………………… 114
4-2-1-1 分粒徑底渣重金屬溶出特性…………………… 114
4-2-1-2 磷酸穩定化作用………………………………… 116
4-2-1-3 堆置熟化作用…………………………………… 117
4-2-2 可溶出量試驗(NEN 7341)…………………………... 119
4-2-2-1 分粒徑底渣重金屬可溶出特性………………… 119
4-2-2-2 磷酸穩定化作用………………………………… 121
4-2-2-3 堆置熟化作用…………………………………… 123
4-2-3 人工合成酸雨溶出試驗(SPLP)……………………… 125
4-2-3-1 磷酸穩定化作用………………………………… 125
4-2-3-2 堆置熟化作用…………………………………… 127
4-2-4 DIN 38414 S4 溶出試驗……………………………… 128
4-2-4-1 磷酸穩定化作用………………………………… 128
4-2-4-2 堆置熟化作用…………………………………… 129
4-2-5 pH 依存性試驗(pH stat test)…………………………. 131
4-2-6 管柱溶出試驗(NEN 7343)…………………………... 136
4.3 焚化底渣再利用管理系統.................................................. 141
4.3.1 國內現有底渣再利用管理法規…………………….. 141
4.3.2 國內底渣再利用管理系統初擬…………………….. 143
第五章結論與建議
5-1 結論……………………………………………………….. 152
5-2 建議……………………………………………………….. 152
參考文獻…………………………………………………………. 154
附錄A 焚化底渣初級篩分資源再生廠處理流程示意圖……… A-1
附錄B 磷酸穩定化焚化底渣重金屬溶出試驗數據…………… B-1
附錄C 堆置熟化作用焚化底渣重金屬溶出試驗數據…………. C-1

參考文獻

參考文獻
Ashmawy, A.K., ” Compatibility of Incinerator Ash-soil Mix as an
Alternative Material for Landfill Liners and Covers, ” University of
South Florida (2000).
Barbery, O., and A. Ghodsi, ” Trapping of Chloride,Sulfate and Heavy
Metal, ” Use of incineration ash, Thomas Telford, pp.173-183 (2000).
Belevi, H., ” Factors That Control the Quality of Municipals Solid Waste
Incineration Residues, ” Use of incineration ash, Thomas Telford,
pp.19-31 (2000).
Bethanis,S., C.Cheeseman, C.R.Sollars and C.J., ” Properties and
Microstructure of Sintered Incinerator Bottom Ash, ” Ceramics
International, Vol.28, pp.881-886 (2002).
Berg, E.R. and J.A. Neal, ” Municipal Solid Waste Bottom Ash as
Portland Cement Concrete Ingredient, ” Journal of materials in civil
engineering, pp.168-173 (1998).
Chen, X.,J.V.Wright, J.L.Conca and L.M. Peurrung, ” Effects of pH on
Heavy Metal Ssorption on Mineral Aapatite, ” Environment Science
Technollogy, Vol.31, pp.624-631 (1997).
Chimenos, J. M., M.Segarra, A.Fernánde. and F.Espiell, ”
Characterization of the Bottom Ash in Municipal Solid Waste
Incinerator, ” Journal of Hazardous Materials, Vol. A64, pp.211-222
(1999).
Chimenos, J. M., A.I.Fernández., R.Nadal, F.Espiell., ” Short-term
Natural Weathering of MSWI Bottom Ash, ” Journal of Hazardous
Materials, Vol.B79, pp.287-299 (2000).
Crannell, B. S., T.T.Eighmy, J.E.Krzanowski, J.D.Eusden Jr, E.Shaw and
C.A.Francis, ” Heavy Metal Stabilization in Municipal Solid Waste
Combustion Bottom Ash Using Soluble Phosphate, ” Waste
Management, Vol.20, pp.135-148 (2000).
Danish Environmental Protection Agency, ” Waste 21, ” Waste
Management Plan 1998-2004 (1999).
Danish Environmental Protection Agency, ” Recycling of Residual
Products and Soil in Building and Construction Work, ” (2001).
Department of Environmental Protection, ” Guidance for preparing
municipal waste-to-energy ash beneficial use demonstratins, ” U.S.A.
Florida (2001).
Dugenest, S., J.Combrisson, H.Casabianca and M.F. Loustalot, ”
Municipal Solid Waste Incineration Bottom Ash : Characterization
and Kinetic Studies of Organic Matter. ” Environment Science
Technology, Vol.33, pp.1110-1115 (1999).
Ecke, H., ” State-of-the-art Treatment Processed for Municipal Solid
Waste Incineration Residues in Japan.”Waste Management &
Research, Vol. 18, pp.41-51(2000).
Eighmy, T.T. and D.S. Kosson., ” U.S.A. National Overview on Waste
Management, ” Waste Management, Vol.16, pp.361-366 (1996).
Eighmy, T.T., B.S.Crannell, L.G.Butler, F.K.Cartledge, E.F.Emery,
J.E.Krzanowski, J.D.Eusden, E.L.Shaw and Francis, C. A., ” Heavy
Metal Stabilization in Municipal Solid Waste Combustion Dry
Scrubber Residue Using Soluble Phosphate, ” Environment Science
Technology, Vol.31, pp.3330-3338 (1997).
Fällman, A.M. and B.Aurell, ” Leaching Tests for Environmental
Assessment of Inorganic Substances in Wastes, Sweden, ” The
Science of the Total Environment, Vol.178, pp.71-84 (1996).
Filipponi, P.,A.Polettini, R.Pomi and P.Sirini., ” Physical and Mechanical
Properties of Cement-based Products Containing Incineration Bottom
Ash, ” Waste Management, Vol. 23, pp.145-156 (2003).
Giampaolo, C., S.L.Mastro, A.Polettini, R.Pomi and P.Sirini, ” Acid
Neutralization Capacity and Hydration Behaviour of Incineration
Bottom Ash-Portland Cement Mixtures, ” Cement and Concrete
Research, Vol.32, pp.769-775 (2002).
Hansen, J. B., P.E.Holm, E.A.Hansen and O.Hjelmar, ” Use of Lysimeters
for Characterization of Leaching from Soil and Mainly Inorganic
Waste Materials, ” Nordtest Technical Report 473 (2000).
Hettiarachchi, G. M., G.M.Pierzynski and M.D.Ranson, ” In Situ
Stabilization of Soil Lead Using Phosphorus and Manganese Oxide. ”
Environment Science Technology, Vol.34, pp.4614-4619 (2000).
Hjelmar, O., ” Disposal Strategies for Municipal Solid Waste Incineration
Residues, ” Journal of Hazardous Materials, Vol. 47, pp.345-368
(1996).
Hjelmar, O., ” Waste Management in Denmark ” Waste Management,
Vol.16, pp.389-394 (1996).
Ibáñez, R., A.Andrés, J.R.Viguri., I.Ortiz and J.A.Irabien, ”
Characterisation and Management of Incinerator Wastes, ” Journal of
Hazardous Materials, Vol.A79, pp.215-227 (2000).
Izquierdo M. , E.Vazquez., X.Querol , M. Barra , A. Lopez and F.Plana, ”
Use of Bottom Ash from Municipal Solid Waste Incineration as Road
Material, ” Fly Ash Library Home:www.flyash.info.
Johnson, C. A., Sandro Brandenberger and Perter Baccini, ” Acid
Neutralizing Capacity of Municipal Waste Incinerator Bottom Ash, ”
Environment Science Technology, Vol.29, pp.142-147 (1995).
Johnson, C. A., ” A Geochemical Perspective on The Factors That Control
Long-term Emissions from Municipal Solid Waste Incinerator
Residues, ” Use of incineration ash, Thomas Telford, pp.77-86 (2000).
Jones, C.M., K.L.Hahn, B.H.Magee, N.Q.Yuen, K.Sandefur, J.N.Tom.
and C.Yap, ” Utilization of Ash from Municipal Solid Waste
Combustion Final Report Phase , Ⅱ ” National Renewable Energy
Laboratory, U.S.A. (1999).
Kim, S.Y. and N.Tanaka., T.Matsuto, ” Solubility and Adsorption
Characteristics of Pb in Leachate from MSW Incinerator Bottom
Ash, ” Waste Management, Vol.20, pp.373-381 (2002).
Kosson, D.S., H.A.van der Sloot and T.T.Eighmy, ” An Approach for
Estimation of Contaminant Release During Utilization and Disposal
of Municipal Waste Combustion Residues, ” Journal of Hazardous
Materials, Vol.47, pp.43-75 (1996).
Lehmann, K.J., J.B.Hansen, M.Wahlström, A.M.Fällman and
O.Hjelmar, ” Influence of Critical Test Conditions on The Results of
pH-dependent Leaching Tests, ” Nordtest Report TR 466 (2000).
Liu, H.F and B.G.Lipták, ” Hazardous Waste and Solid Waste, ” Lewis
(2000).
Ma, Q. Y., S.L.Traina and T.J.Logan, ”In Situ Lead Immobilization by
Apatite, ” Environment Science Technology, Vol.27, pp.1803-1810
(1993).
Ma, Q. Y., T.J.Logan and S.J.Traina, ” Effects of NO3
-, Cl-, F-, SO4
2-, and
CO3
2- on Pb2
+ Immobilization by Hydroxyapatite. ” Environment
Science Technology, Vol.28, pp.408-418 (1994).
Ma, Q.Y., T.J.Logan and S.J.Traina, ” Lead Immobilization from Aqueous
Solutions and Contaminated Soils Using Phosphate Rocks, ”
Environment Science Technology, Vol.29, pp.1118-1126 (1995).
Meima, J.A., A.V.Zomeren and R.J.Comans, ” Complexation of Cu With
Dissolved Organic Carbon in Municipal Solid Waste Incinerator
Bottom Ash Leachates, ” Environment Science Technology, Vol.33,
pp.1424-1429 (1999).
Nzihou, A.and P.Sharrock, ” Calcium Phosphate Stabilization of Fly Ash
With Chloride Extraction, ” Waste Management, Vol.22, pp.235-239
(2002).
Pandeline, D.A., P.J.Cosentino, E.H.Kalajian and M.F.Chavez, ” Shear
and Deformation Characteristics of Municipal Waste Combustor
Bottom Ash for Highway Applications , ” Transportation Research
Record 1577.
Pecqueur, G., C.Crignon and B.Quénée, ” Behaviour of Cement-treated
MSWI Bottom Ash, ” Waste Management, Vol. 21, pp.229-233
(2001).
Pera, J.,L. Countz, J.Ambroise and M.Chababet, ” Use of Incineration
Bottom Ash in Concrete, ” Cement and Concrete Research, Vol.27 (1),
pp.1-5 (1997).
Phair, J.W. and J.S. Van Deventer, ” Effect of Silicate Activator pH on
The Leaching and Material Characteristics of Waste-based Inorganic
Polymers, ” Minerals Engineering. Vol 14(3), pp.289-304 (2001).
Ruby, M. V., A.Davis and A.Nicholson, ” In Situ Formation of Lead
Phosphates in Soils as a Method to Immobilize Lead, ” Environment
Science Technology, Vol.28, pp.646-654 (1994).
Sabbas, T., A.Polettini, R.Pomi, T.Astrup , O.Hjelmar, P. Mostbauer,
G.Cappai, G.Magel, S.Salhofer, C. Speiser, S.Heuss-Assbichler, R.
Klein and P.Lechner, ” Management of Municipal Solid Waste
Incineration Residues, ” Waste Management, Vol. 23, pp.61-88
(2003).
Sakai, S., S.E.Sawell, A.J.Chandler, T.T.Eighmy, D.S. Kosson, J.Veholw,
H.A.van der Sloot , J.Hartlén and O.Hjelmar, ” World Trends in
Municipal Solid Waste Management, ” Waste Management, Vol.16,
pp.341-350 (1996).
Sawell, S.E., A.J.Chandler, T.T.Eighmy, J.Hartlen,O. Hjelmar,D. Kosson,
H.A.Van der Sloot and J. Vehlow, ” An International Perspective on
The Characterization and Management of Residues form MSW
Incinerators, ” Biomass and Bioenergy, Vol9, pp.377-386 (1995).
Schimmoller, V.E., K.Holtz, T.T.Eighmy, C.Wiles and M.Smith, ”
Recycled Materials in European Highway Environmentals: Use,
Technologies,and Policies, ” Federal Highway Administration U.S.
Department of Transportation, U.S.A. (2000).
Shieh, S.C., ” Criteria and Recommendations for Utilizing Suitable
Municipal Solid Waste Incineration Ash in Building Construction
Materials, ” The Florida Center for Solid and Hazardous Waste
Management, U.S.A. (2000).
Shieh, C.S., ” Criteria of Selecting Toxicity Characteristic Leaching
Procedure (TCLP) and Synthetic Precipitation Leaching Procedure
(SPLP) Tests to Characterize Special Wastes.” Research Center for
Waste Utilization, U.S.A. (2001).
Singh, D.B., D.C.Rupainwar, G.Prasad and K.C.Jayaprakas, ” Studies on
The Cd( ) Ⅱ Removal from Water by Adsorption, ” Journal of
Hazardous Materials, Vol.60, pp.29-40 (1998).
Theodoratos, P., N.Papassiopi and A.Xenidis, ” Evaluation of Monobasic
Calcium Phosphate for The Immobilization of Heavy Metals in
Contaminated Soils from Lavrion, ” Journal of Hazardous Materials,
Vol.B94, pp.135-146 (2002).
Van der Zwan, J. TH., ” Application of Waste Materials a Success Now, A
Success in The Future. ” Road and Hydraulic Engineering Division,
Nertherland.
Vrancken, K.C., B.Laethem and V.Dutré., ” Valorisation of MSW
Incineration Residues in Belgium :A Developing Market, ” Use of
incineration ash, Thomas Telford, pp.125-135 (2000).
Wang, Y.M., T.C.Chen, K.J.Yen and M.F.Shue, ” Stabilization of An
Elevated Heavy Metal Contaminated Site, ” Journal of Hazardous
Materials, Vol.B88, pp.63-74 (2001).
Washlström, M., ” Nordic recommendation for leaching tests for granular
waste materials, ” The Science of the Total Environment, Vol.178,
pp.95-102 (1996).
Wiles, C.C., ” Municipal Solid Waste Combustion Ash :
State-of-the-knowledge, ” Journal of Hazardous Materials, Vol.47,
pp.325-344 (1996).
Xu, Y. and F.W.Schwartz, ” Sorption of Zn2+ and Cd2+ on Hydroxyapatite
Surfaces, ” Environment Science Technology, Vol.28, pp.1472-1480
(1994).
Yan, J., L.Moreno., I.Nertnieks, ” The Long-term Acid Neutralizing
Capacity of Steel Slag, ” Waste Management, Vol.20, pp.217-223
(2000).
王鯤生、江康鈺、葉宗智、林仕敏，「都市垃圾焚化灰渣重金屬物種
分析與溶出特性之研究」，第十一屆廢棄物處理技術研討會論文
集，第68-76 頁，高雄(1996)。
何啟華，「垃圾焚化灰燼之大地工程特性”」，碩士論文，國立中央大
學土木工程研究所,中壢(1994)。
何寬宏，「垃圾焚化底渣吸附鉻酸離子之可行性研究」，碩士論文，國
立成功大學環境工程研究所，台南(2000)。
吳文隆，大地工程學(一)土壤力學篇，九華出版社，台北(1996)。
林信一、陳清南、楊萬發，「垃圾焚化灰渣之特性、管理現況與未來
展望」，一般廢棄物焚化灰渣資源化技術與實務研討會，第13-27
頁，台北(1996)。
林敬智，「下水污泥灰渣應用於銅離子去除之初步探討」，碩士論文，
國立中央大學環境工程研究所，中壢(2001)。
廖錦聰，「從日本的經驗談台灣焚化灰渣資源化方向」，一般廢棄物焚
化灰渣資源化技術與實務研討會，第29-42 頁，台北(1996)。
楊金鐘、吳裕民，「垃圾焚化灰渣穩定化產物再利用之可行性探討」，
一般廢棄物焚化灰渣資源化技術與實務研討會，第43-58 頁，台
北(1996)。
高思懷、王鯤生，「垃圾焚化灰渣利用之研發建制及推廣計劃(第三
年)」，行政院環保署專題計畫(2000)。
高思懷、鄭文欽，「垃圾焚化底灰中銅釋出趨勢之探討」，第十屆廢棄
物處理技術研討會論文集，第392-399 頁，中壢(1995)。
詹炯淵，「垃圾焚化飛灰管理對策之研究」，碩士論文，國立台灣大學
環境工程研究所，台北(2001)。
張祉祥，「都市垃圾焚化底灰燒結資源化之研究」，碩士論文，國立中
央大學環境工程研究所，中壢(1999)。
張祖恩、蔡敏行、蔡尚行、林健榮、張益國、蔡樹鴻，「台灣地區都
市垃圾焚化灰渣物化組成與溶出特性探討」，一般廢棄物焚化灰渣
資源化技術與實務研討會，第227-246 頁，台北(1996)。
張祖恩、魏玉麟、王鴻博、許琦、黃沐域，「焚化灰渣物化特性及其
溶出毒性之調查研究」，第十四屆廢棄物處理技術研討會論文集，
第6.20-6.23 頁，台中(1999)。
蔡攀鰲，公路工程學，正中書局，台北(1974)。
謝函潔，「焚化飛灰吸附有機物及重金屬鉛、鎘之研究」，碩士論文，
國立台灣大學環境工程研究所，台北(2001)。

指導教授

曾迪華(Dyi-Hwa Tseng)

審核日期

2003-7-11

推文