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高雄市焚化底渣再利用

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國外底渣再利用

        有關國外底渣再利用現況與趨勢分析分述說明如下:

一、荷蘭

        過去十多年來,由於荷蘭積極推動再利用政策,研訂相關配套法規與標準規範,並與業界充分合作,全面進行教育宣導,目前近乎所有產業界廢棄物(如建築廢棄物、攪拌之瀝青、垃圾焚化廠底渣、燃煤飛灰、煉鋼爐渣、磷酸渣、鼓風爐渣等)均已再利用,成為全世界底渣再利用率最高的國家(可達100%),多應用在道路、堤防及路基材料。

        荷蘭推動底渣再利用之政策目標,在於保護土壤及地下水,其底渣相關再利用法規內容主要規定事項為:

(一)廢棄物分類:按顆粒或塊狀之廢棄物(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,並判斷是否須外加覆蓋或襯底以防止污染物釋出。

(二) 建立土壤與地下水基線資料:按全國土壤與地下水品質調查結果,建立土壤與地下水品質基線資料,依此建立底渣使用時污染物釋出環境之最大容許值。

(三) 建立標準溶出測試方法:建立「顆粒(非成型品)」及「塊狀(成型品)」材料之溶出試驗程序(NEN7343及NEN7345標準),由溶出試驗結果判定顆粒與塊狀廢棄物之溶出量。

(四) 公布施行「建築材料辦法」(Building Materials Decree,簡稱BMD):藉制訂一清晰合理之使用與許可規範,作為建築業界應用相關材料之依據,以保護土壤、地表水及地表水不致對環境造成不當危害。

二、德國

        德國LAGA法規對於灰渣究竟應掩埋處置或再利用,訂有Z0~Z4不同等級之判定基準,德國經分選及熟化後底渣再利用標準屬LAGA「Z2等級」,與判定是否為有害廢棄物之「Z4等級」已有一段差距,且必須在一定對策下方得再利用,與無條件再利用之「Z0等級」亦有一段差距。

        德國法規對灰渣再利用規定相當嚴格,灰渣產生後須貯存至少三個月以上,以減少水份含量及使其充分熟化,使用前必須去除鐵塊且經篩分。底渣使用標準為顆粒尺寸<32 mm,Proctor密度為1.5~1.9 mg/m3(含水量11~18%),水中pH值為8~12,灼燒減量<5%。為確保水質,規定底渣中純金屬含量需<5%,未燃物質<0.5%,顆粒尺寸<0.063 mm含量<7%,可溶物<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,且底渣應用須於地下水位上方至少1公尺以上。

三、 美國

        美國灰渣之再利用方式,多作為瀝青混凝土鋪面粒料、路底基材、混凝土級配粒料等使用。例如,1969年美國Cincinnati Mill河污水處理廠在原為垃圾焚化灰渣及建築廢棄土的掩埋場上進行擴建工程時,曾發現掩埋場內之掩埋材料工程性質良好,故於興建池槽時以挖掘出的掩埋材料構築處理池圍堤;另在佛羅里達州Tampa市,曾以放置一年後之焚化灰渣來取代路基材料,經試驗亦發現其夯實效果頗佳。

        而其中又以美國聯邦高速公路局(Federal Highway Administration)利用經分選後適當粒徑底渣做為道路鋪面及基底材料替代骨材之應用實例最多,其所屬研究機構Turner-Fairbank Highway Research Center亦頒布廢棄物及副產品材料應用於鋪面工程之使用指引(User Guidelines for Waste and Byproduct Material in Pavement Construction),詳述如焚化底渣等再生材料於使用前之「評估架構」。

四、 日本

        日本於1992年7月4日起修正公告之「廢棄物處理法」及其「施行規則」中,將每日處理量大於五公噸(1997年8月29日增訂為每小時處理量大於200公斤,且爐床之火格子面積2平方公尺以上)之垃圾焚化處理設施產生之「集塵飛灰」列為「特別管理一般廢棄物」加強管理並規定「集塵飛灰」應與焚化爐之「燒卻灰」(即底渣)分離,分別排除及收集貯存。在「廢棄物處理法」之修正條文中提出集塵飛灰對環境之危害,並指出集塵飛灰須經由中間處理,方可掩埋。至於中間處理之技術,依據環境部所指定標準程序,規定需採加酸萃取法、藥劑穩定法、水泥固化法及熔融燒結法等四種方法之一(或以上)妥善處理。在其「廢棄物清理法」中同時規定1998年以後設置之焚化廠,需併同設置熔融設備,處理焚化底渣及飛灰,而對於飛灰熔融處理則仍在示範及實驗階段;灰渣熔融廠之併設在2001年達21座,熔渣產量可達二十萬噸,而在1995年有17%之熔渣應用在掩埋覆土、路基材料、交鎖磚及瀝青骨材等。

        有關國外底渣再利用現況與趨勢分析完整說明彙整如表1。

表1 國外底渣再利用現況與趨勢分析完整說明彙整

國家

底渣再利用現況

再利用用途趨勢

荷蘭

1.底渣之再利用需配合下列規定要求: 
(1)底渣再利用限制:A.鐵含量<5%。B.可燃物<6%。C.有機物<2%。D.細渣粒徑<63um (<8%)。D.抗壓因子>0.65。E.再利用前之儲存時間>3個月,於室外進行碳酸鹽化作用。F.最大顆粒尺寸<40mm。G.去除鐵金屬及非鐵金屬。H.粒度追加要求(0/20、0/40)。I.使用位置必須在地下水位上方>0.5m,避免接觸地下水。J.使用位置上方需覆土50cm。 
(2)廢棄物分類:廢棄物區分為顆粒或塊狀,並依其與水接觸程度分別規定。 
(3)溶出測試方法:前述顆粒或塊狀物分別依NEN7343及NEN7345標準進行溶出試驗結果判定是否符合溶出限值。 
(4)灰渣使用時污染物釋出最大容許值:此為對1m厚土壤,估計100年期間增加1﹪污染程度時,底渣使用時其各污染物最大釋出容許值。 
2.底渣材料應用時需設有阻隔設施,避免與雨水接觸,應用地點需有長期監測。 
3.使用者(擁有者)應負最終移除責任。 
4.應用實例: 
(1)嘉蘭防風牆:荷蘭羅森堡附近大不列顛港,商船因行經嘉蘭運河,因強烈西南風影響行船安全,1985年建造高15公尺長700公尺堤防當作防風牆,使用材料主要為焚化底渣(高達65萬噸)。 
(2)鹿特丹高速公路: A15高速公路,約40萬噸底渣當為建造材料,在細砂與皂土混合層上,舖以厚度20公分底渣,以減少滲透率。 
(3)路基材料:鹿特丹及北荷蘭等地,底渣被選為路基材料,使用組成比例含底渣:碎石:添加劑,分別為50%:50%:10%,路基厚度25~30公分。 
(4)混凝土舖地磚:1984年凱勒海文(Keilehaven)使用30萬塊混凝土鋪地磚,其中超過40%的粗骨材係以5~8mm的底渣取代,經過五年實用後,證實物理性質與標準混凝土鋪地磚並無差異。 
(5)哈鐵(Hartel)運河試驗計畫:1987年鹿特丹附近哈鐵運河,選擇一段堤岸長約50公尺,鋪上含30%底渣瀝青混凝土100噸,此與傳統方式比較,混凝土溫度需提升40℃,瀝青用量增加3%。

1.瀝青、混凝土填充料。 
2.道路之基層、底層舖設。

1.    隔音牆填充材料、河堤。

(底渣再利用率100﹪)

法國

1.底渣經淋洗測試(NEX31-210)後,區分為下列3類分別管理:
V類(可利用類):具低溶出特性,可立即再利用於路基。
M類(成熟類):須先儲存12個月,待溶出特性符合後可再利用。
L/S類(儲存/掩埋類):溶出物濃度高,必須掩埋處置。 
2.底渣必須符合V類標準,如為M類則需儲存熟化至符合V類標準始得再利用。

1.接收底渣時須提供其物化特性資料,包括編號、運送、體積、可供追蹤之質/量與滲出液濃度等資訊。

2.應用限制:(1)堆置至少12個月以上。(2)磁選,去除含鐵物質。(3)不得混入飛灰。(4)小於8m之顆粒少於10~20%。(5)未燃物含量低於5%。(6)含水率不得超過2%。(7)瀝青不可直接放在底渣之上(可能導致Swelling反應)(8)由於底渣的易脆性,不建議當成底層材料。(9)回收含鐵物質,玻璃和其他非鐵物質。

3.受測試之道路材料每月至少檢測濾液性質一次。

4.巴黎約有80%的再利用底渣應用在道路工程上,主要作為交通量低之道路基層材料。

1.道路之基層、底層舖設。 
2.回收含鐵、玻璃及非鐵物質。 
(底渣再利用率64﹪)

德國

1.灰渣需經至少3個月儲存熟化,底渣再利用前須磁選去除鐵金屬,並符合下列規定: 
(1)ψ<32mm,Proctor密度1.5~1.9mg/m3(含水量11~18﹪)
(2)水中pH值8~12,灼燒減量<5﹪。 
(3)金屬含量<5﹪,未燃物<0.5﹪,ψ<0.063mm者<7﹪。 
(4)可溶物<2﹪,DEV S4溶出測試(含pH、導電度、氯離子、硫酸跟離子、TOC、重金屬鉛、鉻、鎘、銅、鎳、鋅等)均符合。 
2.底渣之應用必須位於地下水位上方至少1公尺以上。 
3.須將再利用分類等級、利用場所、利用量、水理地質條件作成紀錄 
4.德國每年產生的底渣,約有80~90%依現行法規可被利用。 
5.底渣再製品再利用:將底渣經水洗以調低硫酸鹽和氯酸鹽含量後,再篩除底渣中金屬材料。在德國境內已有商品化的產品,此種建材價格比傳統建築用石頭約便宜20%,主要應用在車庫和下水道導管。

1.土壤改良劑。 
2.隔音牆填充材料。 
3.道路、停車場基層、底層舖設。 
4.加工製成建材。 
(底渣再利用率60﹪)

瑞典

1.底渣再利用時,要同時提出(1)行政管理事項(2)採樣和分析(3)環境評估(4)技術評估等報告,作為底渣利用時之規範。 
2.底渣再利用前必須先進行篩分及磁選等前處理工作,經前處理後之底渣可用來作為填料,特別是次級道路中的基層或輕質建築材料。 
3.僅針對底渣進行再利用及相關規定。 
4.底渣及飛灰必須分開收集。 
5.環境保護法令(Environment protection Law)規定,灰渣再利用前須通過當地議會的批准。 
6.底渣之再利用材料規定,分為安定類、限定使用類、無法使用類(必須處置)等3類。再利用前並需符合下列規定:(1)至少3個月儲存熟化,含水量約17﹪。(2)篩選並除去鐵金屬,灼燒減量<5﹪。(3)最大顆粒尺寸<50mm,ψ<0.06mm者<10﹪。

1.工程或輕質建築填料。 
2.次級道路之基層舖設。

 

丹麥

1.丹麥自1970年代中葉起,即開始利用焚化灰渣,主要目的為減少焚化灰渣的處置及節省自然資源。於1983~1984年中成立註冊登記政策,要求所有灰渣利用必須填寫相關表格以利用管理。 
2.灰渣應用時須符合下列要求:(1)顆粒需小於50 mm。(2)粒徑小於0.074 mm之細粉,含量不可超過9 %。(3)未燃物含量<10%。(4)含水量為3%為宜。(5)pH>9。(6)總鹼度>1.5 g equiv (乾基)。(7)Pb<3000 mg/kg (乾基)。(8)Cd<10 mg/kg (乾基)。(9)Hg<0.5 mg/kg (乾基)。(10)為了符合上述要求,灰渣需將底渣與飛灰分開、過篩、暫時貯存一個月以上等前處理。(11)灰渣的再利用地點需距離水流20 m以上,且需置於地下水水位以上。通常灰渣的應用厚度不能超過2 m,平均為1 m,且應用的區域不得超過1000 m2。若鋪設灰渣的區域超過2000 m2,則灰渣的厚度限制在0.3 m以下。(12)若灰渣與瀝青、水泥或其他水結合性物混合應用,則不必經過特殊許可即可應用。

1.道路、停車場基層、底層舖設。 
2.混凝土級配替代料。 
3.掩埋場覆土。 
(底渣再利用率90﹪)

 

美國

1.灰渣出廠前需先經TCLP溶出試驗判定是否為有害廢棄物。 
2.底渣與飛灰混合收集貯存。 
3.聯邦政府尚無公告法規,故由各州自行訂定貯存清除處理規定,著重於「健康風險管理」。 
4.底渣應用於卜特蘭水泥時,Federal highway Administration(簡稱FHWA)規定如下:去除含鐵、玻璃、金屬等物質、經過60天熟化期、含水率達22%。 
5.底渣應用於瀝青鋪面材料時,須符合下列FHWA規定:(1)1-3個月的熟化期。(2)最大顆粒尺寸<3/4 inch(1.9cm)。(3)去除鐵金屬及非鐵金屬。(4)壓實密度90-150lb/ft3(5)通過磨損測試。 
6.底渣應用於路基材時,須符合FHWA下列規定:(1)1-3個月的熟化期(2)去除金屬及玻璃物質(3)最大顆粒尺寸<3/4 inch(4)壓實密度80-110lb/ft3(5)通過磨損測試(6)通過穩定性測試(摩擦角度(Angle of Internal Friction)40-45 deg.)(7)通過滲透性測試(滲透率:底渣:10-3-10-4cm/s;反應灰:10-6-10-9cm/s)。 
7.加州規定:灰渣需通過毒物測試(Waste Extraction Test,WET) ,以符合RCRA(U.S. Resource Conservation and Recovery Act)規定之溶出標準(例如Soluble Threshold Limit Concentration,STLC及Total Threshold Limit Concentration ,TTLC)。 
8.佛羅里達州規定:Florida Institute of Technology(FIT)規定類似美國FHWA,再利用前須符合下列規定:(1)最大顆粒尺寸<0.5 inch(2)含水量<20%(3)高體積密度(尚未數量化)(4)低灼燒減量(尚未數量化)(5)灰渣再利用前,每個月須描述灰渣之物化特性(6)再利用前,灰渣加工製造者須作實廠測試,確定\產品及製程對環境無污染性。(7)提供灰渣再製品的物化特性(再製品的品質特性)(8)說明灰渣加工過程物理及化學性質的改變,防止滲出液污染表面水及地下水(9)對於加工過程及再製品的應用,評估其暴露風險(Exposure risk),包括吸入、攝取、皮膚接觸、污染物於土壤、表面水及地下水移動。 
9.應用實例: 
(1)底渣應用於瀝青鋪面粒料(路面):材料中所佔底渣15-30﹪。 
(2)底渣應用於路底基材(掩埋場進場道路):材料中所佔底渣60-100﹪。 
(3)底渣應用於混凝土料料及其他應用(人工魚樵、船屋):材料中所佔底渣50-100﹪。

1.瀝青鋪面材料。 
2.道路、停車場基層、底層舖設。 
3.混凝土級配替代料 
4.掩埋場覆土及人工漁礁等。

 

日本

1.灰渣與底渣逐漸以熔融方式處理,熔渣可應用於建築材料。 
2.高溫熔融前須了解灰渣之物化特性,底渣須作破碎前處理。 
3.熔渣應用前須通過環境法規標準(例如通過溶出測試、環境廳告示46號),與土壤標準相似。 
4.熔渣須通過日本工業標準(JIS,Japan Industrial Standard)始可使用。 
5.底渣再利用前須通過溶出測試(環境廳告示46號):T-Hg<0.005mg/L、Cd<0.01mg/L、Pb<0.01 mg/L、Cr+6<0.05 mg/L、As<0.01 mg/L、Se<0.01 mg/L。

1.燒結/熔融作為骨材。 
2.陶瓷建材。 
3.結晶化玻璃。