TWI831702B - 事業廢棄物焚化集塵灰之水洗去毒化處理與再利用方法 - Google Patents
事業廢棄物焚化集塵灰之水洗去毒化處理與再利用方法 Download PDFInfo
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Abstract
事業廢棄物焚化集塵灰因其毒性特性溶出程序(TCLP)-重金屬逾法規標準，故屬於有害事業廢棄物；本發明為處理及再利用事業廢棄物焚化產生之集塵灰之方法，包含進行兩道水洗去毒化處理，使集塵灰中可溶重金屬與可溶性氯鹽藉由水洗移轉至液相，其後再經固液分離程序，達成集塵灰去毒化目的。經水洗去毒化處理後之再利用有二：(1) 成為水泥、混凝土添加料：事業廢棄物焚化集塵灰若為酸性(pH ＜ 7)，將水洗去毒化集塵灰以氫氧化鈣進行調質處理；事業廢棄物焚化集塵灰若為鹼性(pH ＞ 7)，將水洗去毒化集塵灰則以水庫淤泥進行調質處理。(2) 成為紅磚、陶瓷磚添加料：將酸性水洗去毒化集塵灰以矽酸鈉進行調質處理。本發明將事業廢棄物焚化集塵灰先行水洗去毒化處理，其後再予調質，即可成為再利用產品之添加料及製成再利用製品，達到循環經濟目的。
Description
本發明涉及事業廢棄物焚化集塵灰之水洗去毒化處理與再利用方法，俾利事業廢棄物焚化集塵灰由傳統之固化及掩埋處理，邁向再利用之循環經濟。
事業廢棄物因種類繁多且物化性質差異大，故焚化係廢棄物處理業常使用之處理方式。事業廢棄物經焚化後，空氣污染防制設備捕集之粒狀物即稱為集塵灰。此類集塵灰若 pH ＜ 7為酸性集塵灰及若pH ＞ 7則為鹼性集塵灰。不論酸性或鹼性集塵灰，因其經事業廢棄物毒性特性溶出程序（TCLP）檢測，常逾法規標準，故屬於有害事業廢棄物。目前現有技術中絕大多數採固化中間處理，再將固化物運至掩埋場進行掩埋處置。
現有技術中，已知集塵灰再利用專利技術舉例如下：「含氟集塵灰的處理及回收方法」(中華民國發明專利I606975)，係將含氟集塵灰加水，使可溶之氟矽酸銨溶至溶液，再將含氟矽酸銨溶液與含鈉或鉀之鹽類反應，產生高純度的氟矽酸鈉或氟矽酸鉀鹽類。另外，「電弧爐收集之集塵灰運用於化學迴圈燃燒程序之方法」(中華民國發明專利I586446)，係將電弧爐集塵灰混合氧化鋁成為混合物，以高溫鍛燒混合物而製備成含氧化鐵、鋅鋁複合氧化物及氧化鋁之混合物，再將此混合物進行化學迴圈燃燒程序。此外，「鋁集塵灰及鋁金屬冶煉爐渣再利用方法」(中華民國發明專利I484044)，係將煉鋁爐渣加工為爐渣顆粒，並與黏結劑混合形成胚料，胚料加壓塑形後以1,050至1,450 ℃進行燒結，製成耐火材料。再者，「鋁冶煉集塵灰骨材製造方法」(中華民國發明專利I441797)，係將鋁冶煉集塵灰浸水並濾乾、曝曬，再加入磷酸進行安定化及曝曬；其後進行研磨，再將研磨粉末與卜作嵐材料、水進行混拌；最後，加膠結料固化及以螯合劑包覆混合物，造粒成型製成骨材。「鑄造業集塵灰資源化方法」(中華民國發明專利I307335)，係將一種或數種鑄造製程中所收集之集塵灰，依比例混合成為具二氧化矽、三氧化二鋁及氧化鐵成份之摻料，以應用於營建或道路工程。
上述的現有事業廢棄物焚化集塵灰處理與再利用方法程序繁瑣且成本較高，無法提供經濟有效的再利用方法。
因此，有必要提供一種事業廢棄物焚化集塵灰處理與再利用方法，以解決習用技術所存在的問題。
本發明包括提供將酸性/鹼性事業廢棄物焚化集塵灰利用水洗去毒化處理方法，將集塵灰中可溶性重金屬與大量氯鹽移轉至液相，經固液分離後獲得酸性/鹼性之去毒化集塵灰固體物；其後，對固液分離後的該去毒化集塵灰進行調質處理與再利用，達到循環經濟之目的。
為達上述之目的，本發明提供事業廢棄物焚化產生之集塵灰之水洗去毒化方法，包括以下步驟：提供一事業廢棄物焚化集塵灰；確定該事業廢棄物焚化集塵灰為酸性集塵灰或鹼性集塵灰；不論酸性或鹼性集塵灰，將集塵灰進行第一次清水水洗去毒化處理步驟，使得該集塵灰之可溶性重金屬及部分氯鹽移轉至液相，並對該集塵灰進行固液分離，以獲得初期去毒化集塵灰固體物，及對分離後含重金屬及氯鹽之廢水進行廢水處理。其後，對初期去毒化集塵灰固體物進行第二次清水水洗去毒化處理步驟，並對該初期去毒化集塵灰固體物進行固液分離，以獲得去毒化集塵灰固體物，及對分離後含重金屬及氯鹽之廢水進行廢水處理。
針對酸性去毒化集塵灰固體物，依其物化性質及後續再利用製成製品類別，有二種選擇：(1) 作為水泥、混凝土添加料：按該去毒化集塵灰重量百分比為100wt%計，將酸性去毒化集塵灰固體物添加10至30wt%之氫氧化鈣進行調質，調質後pH值介於7.0至12.5之間、事業廢棄物毒性特性溶出程序（TCLP）重金屬符合法規標準，且水溶性氯離子小於1.0wt%，即可作為水泥、混凝土添加料及製成水泥、混凝土製品。(2) 作為紅磚、陶瓷磚添加料：按該去毒化集塵灰重量百分比為100wt%計，將酸性去毒化集塵灰固體物添加10至30wt%之矽酸鈉進行調質，調質後pH值介於7.0至12.5之間、TCLP重金屬符合法規標準，且水溶性氯離子小於1.0wt%，即可作為紅磚、陶瓷磚添加料及製成紅磚、陶瓷磚製品。
針對鹼性去毒化集塵灰固體物，其物化性質適合作為水泥、混凝土添加料：按該去毒化集塵灰重量百分比為100wt%計，將鹼性去毒化集塵灰固體物添加10至30wt%之水庫淤泥進行調質，調質後pH值介於7.0至12.5之間、TCLP重金屬符合法規標準，且水溶性氯離子小於1.0wt%，即可作為水泥、混凝土添加料及製成水泥、混凝土製品。
本方法可將事業廢棄物處理廠產生之有害焚化集塵灰，經由水洗去毒化處理及調質，達到多元再利用之循環經濟目的。
請參閱圖1，事業廢棄物焚化集塵灰若pH 小於7則屬酸性集塵灰；若pH大於7則屬鹼性集塵灰。本發明之水洗去毒化處理、調理與多元再利用方法，係系統性地提出酸性事業廢棄物焚化集塵灰和鹼性事業廢棄物焚化集塵灰水洗去毒化處理、調理與多元再利用方法。下面將參照圖1詳細描述本公開的方法10。
首先，提供一事業廢棄物焚化集塵灰，由pH確定該事業廢棄物焚化集塵灰為酸性事業廢棄物焚化集塵灰或鹼性事業廢棄物焚化集塵灰。當該事業廢棄物焚化集塵灰為酸性事業廢棄物焚化集塵灰100時，使用一清水200將該酸性事業廢棄物焚化集塵灰進行一第一清水水洗去毒化處理步驟110，使得該酸性事業廢棄物焚化集塵灰之可溶性重金屬及部分氯鹽移轉至液相，並對該該酸性事業廢棄物焚化集塵灰進行第一次固液分離120，以獲得一部分去毒化集塵灰。
然後，使用一清水200，對固液分離後的該部分去毒化集塵灰進行一第二清水水洗去毒化處理步驟130，並對該部分去毒化集塵灰進行第二次固液分離140，以獲得一去毒化集塵灰150，及對分離後含重金屬及氯鹽之廢水進行一廢水處理步驟230。
獲得之酸性去毒化集塵灰150，可依欲製成再利用製品之類別進行調質處理，可進行以下調質處理：（1）以氫氧化鈣（Ca(OH)
2）調質處理製備為水泥、混凝土添加料170；（2）以矽酸鈉（Na
2SiO
3）調質處理製備為紅磚、陶瓷磚添加料171。
上述（1）中之調質處理與再利用步驟包括：按該去毒化集塵灰重量百分比為100wt%計，添加10至30wt%之氫氧化鈣（步驟160），使該去毒化集塵灰固體物之酸鹼值介於7.0至12.5之間、符合事業廢棄物毒性特性溶出程序標準及水溶性氯離子含量小於1.0wt%，以成為水泥、混凝土添加料（步驟170），並再利用製成水泥、混凝土製品（步驟180）。
上述（2）中之調質處理與再利用步驟包括：按該去毒化集塵灰重量百分比為100wt%計，添加10至30wt%之矽酸鈉（步驟161），使該去毒化集塵灰固體物之酸鹼值介於7.0至12.5之間、符合事業廢棄物毒性特性溶出程序標準及水溶性氯離子含量小於1.0wt%，以成為紅磚、陶瓷磚添加料（步驟171），並再利用製成紅磚、陶瓷磚製品（步驟181）。
再者，當該事業廢棄物焚化集塵灰為鹼性事業廢棄物焚化集塵灰300時，使用一清水200將該鹼性事業廢棄物焚化集塵灰進行一第一清水水洗去毒化處理步驟310，使得該鹼性事業廢棄物焚化集塵灰之可溶性重金屬及部分氯鹽移轉至液相，並對該部分去毒化集塵灰進行第一次固液分離320，以獲得一部分去毒化集塵灰。
然後，使用一清水200，對固液分離後的該部分去毒化集塵灰進行一第二清水水洗去毒化處理步驟330，並對該部分去毒化集塵灰進行第二次固液分離340，以獲得一去毒化集塵灰350，及對分離後含重金屬及氯鹽之廢水進行一廢水處理步驟230。
獲得之鹼性去毒化集塵灰350，可進行調質處理與再利用步驟以製成再利用製品，其中該調質處理與再利用步驟包括：按該去毒化集塵灰重量百分比為100wt%計，添加10至30wt%之水庫淤泥，使該去毒化集塵灰酸鹼值介於7.0至12.5之間、符合事業廢棄物毒性特性溶出程序標準及水溶性氯離子含量小於1.0wt%，以成為水泥、混凝土添加料，並再利用製成水泥、混凝土製品。
下文將以國內事業廢棄物焚化廠焚化產生之酸性及鹼性集塵灰為示例。處理前之酸性及鹼性集塵灰，以及運用本發明方法處理後成為添加料之pH值、TCLP溶出值及水溶性氯離子含量(Cl
–)詳如表1。由表1可知不論酸性或鹼性焚化集塵灰，均屬有害事業廢棄物；經本發明方法處理後，不論水泥、混凝土添加料170及370，或紅磚、陶瓷磚添加料171，均符合pH、TCLP溶出值之法規標準，且水溶性氯離子含量(Cl
–)亦符合台北市木柵焚化廠水洗穩定化飛灰再利用製成卜特蘭I型水泥標準。故後續即可再利用製成水泥、混凝土製品180及380，或紅磚、陶瓷磚製品181。
表1 本發明方法處理事業廢棄物焚化集塵灰之前/後pH、TCLP溶出值與Cl
–
a. Cl
–為水溶性氯離子含量，係參考台北市木柵焚化廠水洗穩定化飛灰再利用製成卜特蘭I型水泥標準。
| pH | TCLP (mg/L) | Cl – | |||||
| Cd | Cr | Cu | Pb | (wt%) | |||
| 酸性焚化集塵灰100 | 4.1 | 0.63 | 0.36 | 35.45 | 1.57 | 24.45 | |
| 水泥、混凝土添加料170 | 7.6 | ND | ND | 5.9 | ND | 0.64 | |
| 紅磚、陶瓷磚添加料171 | 11 | ND | ND | 1.25 | 0.47 | 0.76 | |
| 鹼性焚化集塵灰300 | 12.1 | 2.66 | ND | ND | ND | 10.3 | |
| 水泥、混凝土添加料370 | 12.3 | 0.6 | ND | ND | ND | 0.71 | |
| 法規標準 | 2.0-12.5 | ＜1.0 | ＜ 5.0 | ＜ 15.0 | ＜ 5.0 | ＜ 1.0 a | |
100:酸性事業廢棄物焚化集塵灰
110:第一次水洗去毒化處理
120:第一次固液分離
130:第二次水洗去毒化處理
140:第二次固液分離
150:酸性去毒化集塵灰固體物
160:氫氧化鈣調質處理
161:矽酸鈉調質處理
170:水泥、混凝土添加料
171:紅磚、陶瓷磚添加料
180:水泥、混凝土製品
181:紅磚、陶瓷磚製品
200:清水
230:廢水處理
300:鹼性事業廢棄物焚化集塵灰
310:第一次水洗去毒化處理
320:第一次固液分離
330:第二次水洗去毒化處理
340:第二次固液分離
350:鹼性去毒化集塵灰固體物
360:水庫淤泥調質處理
370:水泥、混凝土添加料
380:水泥、混凝土製品
[圖1]：本公開實施例的事業廢棄物焚化產生之集塵灰之水洗去毒化再利用方法的示意流程圖。
100:酸性事業廢棄物焚化集塵灰
110:第一次水洗去毒化處理
120:第一次固液分離
130:第二次水洗去毒化處理
140:第二次固液分離
150:酸性去毒化集塵灰固體物
160:氫氧化鈣調質處理
161:矽酸鈉調質處理
170:水泥、混凝土添加料
171:紅磚、陶瓷磚添加料
180:水泥、混凝土製品
181:紅磚、陶瓷磚製品
200:清水
230:廢水處理
300:鹼性事業廢棄物焚化集塵灰
310:第一次水洗去毒化處理
320:第一次固液分離
330:第二次水洗去毒化處理
340:第二次固液分離
350:鹼性去毒化集塵灰固體物
360:水庫淤泥調質處理
370:水泥、混凝土添加料
380:水泥、混凝土製品
Claims (1)
- 一種事業廢棄物焚化產生之集塵灰之水洗去毒化再利用方法，包括以下步驟：提供事業廢棄物焚化集塵灰；判斷該事業廢棄物焚化集塵灰為酸性事業廢棄物焚化集塵灰或鹼性事業廢棄物焚化集塵灰；對該酸性事業廢棄物焚化集塵灰或該鹼性事業廢棄物焚化集塵灰，進行水洗去毒化處理，使可溶性重金屬及大量氯鹽移轉至液相；將水洗後之該酸性事業廢棄物焚化集塵灰或該鹼性事業廢棄物焚化集塵灰進行固液分離，並對分離後含重金屬及氯鹽之廢水，進行廢水處理；對固液分離步驟後的該酸性事業廢棄物焚化集塵灰或該鹼性事業廢棄物焚化集塵灰再次進行水洗去毒化處理步驟及固液分離步驟；及對已進行兩次水洗去毒化處理步驟及固液分離步驟後之酸性去毒化集塵灰固體物或鹼性去毒化集塵灰固體物，依集塵灰物化性質及再利用製品類別，進行調質處理與再利用步驟：作為水泥、混凝土添加料：將酸性去毒化集塵灰固體物添加10至30wt%之氫氧化鈣，使該酸性去毒化集塵灰固體物之酸鹼值介於7.0至12.5之間、水溶性氯離子含量小於1.0wt%及符合事業廢棄物毒性特性溶出程序標準，即可作為水泥、混凝土添加料及再利用製成水泥、混凝土製品；將鹼性去毒化集塵灰固體物添加10至30wt%之水庫淤泥，使該鹼性去毒化集塵灰固體物之酸鹼值介於7.0至12.5之間、水溶性氯離子含量小於1.0wt%及符合事業廢棄物毒性特性溶出程序標準，即可作為水泥、混凝土添加料及再利用製成水泥、混凝土製品；或 作為紅磚、陶瓷磚添加料：將酸性去毒化集塵灰固體物添加10至30wt%之矽酸鈉，使該酸性去毒化集塵灰固體物之酸鹼值介於7.0至12.5之間、水溶性氯離子含量小於1.0wt%及符合事業廢棄物毒性特性溶出程序標準，即可作為紅磚、陶瓷磚添加料及再利用製成紅磚、陶瓷磚製品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112120929A TWI831702B (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 事業廢棄物焚化集塵灰之水洗去毒化處理與再利用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112120929A TWI831702B (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 事業廢棄物焚化集塵灰之水洗去毒化處理與再利用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI831702B true TWI831702B (zh) | 2024-02-01 |
Family
ID=90824625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112120929A TWI831702B (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 事業廢棄物焚化集塵灰之水洗去毒化處理與再利用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI831702B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6482371B1 (en) * | 1997-11-28 | 2002-11-19 | Nkt Research A/S | Process for separation of heavy metals and halogen from waste material or residue |
| CN102947240A (zh) * | 2010-06-22 | 2013-02-27 | 太平洋水泥株式会社 | 氯旁路灰尘的处理方法及处理装置 |
| TW201538430A (zh) * | 2014-04-09 | 2015-10-16 | Univ Da Yeh | 含鎵、銦集塵灰資源回收之方法 |
-
2023
- 2023-06-05 TW TW112120929A patent/TWI831702B/zh active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6482371B1 (en) * | 1997-11-28 | 2002-11-19 | Nkt Research A/S | Process for separation of heavy metals and halogen from waste material or residue |
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