主講人：張添晉教授

中華民國 104年7月 30日

國立台北科技大學環境工程與管理研究所

污泥源頭減量及處理現況

user螢光標示

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現職臺北科技大學環境工程與管理研究所教授兼院長臺北科技大學研發總中心 主任循環型環境研究中心 主任台灣水環境再生協會 理事長

學歷國立中央大學土木工程研究所博士

專長工業生態、廢棄物資源化、廢棄物管理、環境管理

張添晉教授經歷簡介

校內經歷●國立台北工專土木科副教授兼科主任●台北技術學院土木系副教授兼系主任●國立台北科技大學土木系/環境所教授●國立台北科技大學環境所所長

殊榮●國立台北科技大學傑出教職員●國立台北科技大學傑出教學獎●國立台北科技大學工程學院優等研究獎●國立台北科技大學傑出產學合作獎(97及103年二次) ●考試院環境工程科高考及格●台灣水環境再生協會優秀技術論文獎●榮獲中國土木水利工程學會最佳論文獎●榮獲中華民國環境工程學會最佳論文獎●94年獲行政院頒發功績獎章

校外經歷●行政院勞委會安全衛生檢查員●考試院典試委員簡任升官等考試委員●台北市政府環保局環境影響評估委員●行政院原子能委員會核四廠環境監督委員●行政院環保署環境影響評估委員●行政院環保署資源再生委員會委員●行政院環保署廢一般物品及容器管理委員會代執行長●行政院環保署環保科技園區指導委員會指導委員●經濟部工業局優良國產環保設備評鑑委員●交通部民航局航空噪音改善小組委員●國防部軍用機場噪音改善小組委員●中華民國環境工程學會理事、監事●中華民國環境工程學會出版委員會主任委員●台灣水環境再生協會秘書長●行政院國家災害防救科技中心人為組共同召集人

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1 前言

2 污泥特性與減量技術

3 事業(工業)污泥之資源化分析

4 結論

簡報大綱

一、前 言

9/71

經濟部工業局推動工業廢棄物資源回收再生策略為:

前言(1/5)

健全法規制度

加強產業輔導

強化資訊擴散

推廣產品行銷

輔導產業將廢棄物轉化為有價資源，除解決產業廢棄物去化問題，並促進資源再生產業發展。

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廢棄處置

循環環境

循環產業

清潔生產

污染預防

最大化

污染控制

基礎化 回收利用

減廢減容

最適化

前言 (2/5)

國際環境發展趨勢

11/71

前言(3/5)

工業廢棄物再利用量由2002年804萬公噸提升至2007年底達1,182萬公噸，再利用成長率累計達47%。

資源再生比例逐年穩定提升，顯示平均每年有72%工業廢棄物有效轉化為有價資源，投入廠家由2002年之305家成長至2007年達915家，成長率為30%。

資源再生產業產值由2002年249億元提升至2007年之產值達新台幣420億元，產值成長率高達68%，對於減少環境品質質損及溫室氣體排放之效益亦可觀。

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現況

• 資源化產品產值365億元

• 具備技術設備研發能力

• 工業廢棄物再利用率達72%

2010目標

• 資源化產品產值580億元• 技術輸出金額20億元• 工業廢棄物再利用率達

78%

2015目標

• 資源化產品產值達950億元

• 技術輸出金額達50億元

• 工業廢棄物再利用率達85%

•推動國內外資源化技術與產品交流•建立資源化產品規範與驗證制度

•提高資源化產品附加價值、開拓市場接受度

前言(4/5)未來發展目標與策略

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前言(5/5)

舉凡對環境友善、低污染、低耗能、低耗水，大幅降低環境污染及地球資源使用之行業均屬「綠色產業」，而「資源再生產業」屬其中一環。

屬於靜脈產業的資源再生產業，將動脈產業之廢棄物回收再利用為其他產業原料。近年來資源再生產業的推展，估計將近60%產業仰賴資源再生產業提供部分原料，減少產業採購海外原料之成本。

資源再生產業

依據「工業及礦業團體分業標準」之「資源再生工業」行業別定義，「凡從事以各類可資源化廢棄物為原料，將其再利用為再生產品者」乃資源化產業範疇。

資源化產業

環境保護產業

綠色產業

二、各國污泥處理現況

2.1 我國下水污泥處置現況2.2 台北市污泥處置現況2.3 日本下水污泥處置現況2.4 各大都會區下水污泥處置現況

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根據102年的調查結果，我國運轉中公共污水處理廠每日產生超過200噸污泥餅（含水率平均約80%），其中北部地區下水污泥產量即占總量之65%

台北市每年由廚餘與下水污泥製成之堆肥成品約27萬噸，市場需求僅有14,365噸/年

我國脫水汙泥處置情形

統計全國處理水量大於3萬(噸/日)之公共污水廠脫水污泥(餅)年產量約6.8萬噸(佔全國88%大多數採掩埋方式處理 台灣地區污水下水道系統建設現況圖

2.1 我國下水污泥處置現況

16/71台灣地區污水下水道系統建設現況圖

2.2 台北市污泥處置現況

迪化污水處理廠(含內湖污水處理廠)

八里污水處理廠(含基隆汐止區污水)

2700噸/月 630噸/月

再利用 污泥乾燥設備

掩埋方式

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日本推動污泥資源化再利用有相當之成效，其發展方向則以綠地、農地利用，建材使用及能源回收為主

日本在1997年有61%的污泥進行陸地掩埋，33%進行有效利用，而海洋拋棄則以不再採用

而焚化灰渣則由1994年之15%上升至1997年之69%，有效利用的比率亦由24%提昇至33%

2.3 日本下水污泥處置現況

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項目

都市

面積

(km2)

人口

(百萬)

普及率

(%)

污泥

(T/d)掩埋

綠農地

利用焚化

新加坡 640 9(3)* 90% 550 79% 21% -

橫濱 431 3.1 96% 205 75% 23% 2%

東京 545.34 11.8 95% 2900 75% 15% 10%

雪梨 - 5 - 1027 19% 81% -

香港 - - - 1202 100% - 0%

費城 - 2.3 - 558 33% 67% 0%

各大都會區地下水普及率及污泥率農地利用統計表

*:新加坡人口300萬，遊客及外籍勞公約600萬

2.4 各大都會區下水污泥處置現況

三、污泥特性與減量技術

2.1事業(工業)污泥來源與特性

2.2事業(工業)污泥處理方法

2.3有機污泥減量技術

2.4管理制度及策略

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2.1事業(工業)污泥來源與特性(1/5)一般廢水處理程序中會產生污泥之處理單元包括攔污柵

或沉砂池；污泥種類依廢水處理程序之處理單元加以區

分，可分為「生物污泥」及「化學污泥」兩大類。

污泥亦可區分為「一般性污泥」和「有害性污泥」，若

其有毒化學物質含量或毒性特性溶出程序(TCLP)溶出量

超過標準，則為有害事業廢棄物，即有害性污泥。

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行業別 污泥類別 特殊污染物印染整理業 一般性 --

製革業 一般性、有害性 鉻鹽紙漿製造業 一般性 --石油化學業 一般性、有害性 有機溶劑、其他

造紙業 一般性 --化工業 一般性、有害性 有機溶劑、其他發酵業 一般性 --

食品製造業 一般性 --電鍍業 有害性 銅、鉻、鋅等重金屬紡織業 一般性 --

印刷電路板 有害性 銅、鉻等重金屬金屬表面處理業 一般性、有害性 銅、鉻等重金屬

各行業別之污泥類別與特殊污染物

2.1事業(工業)污泥來源與特性(2/5)

22/71

項目 範圍 平均值三成份(%) 水分 10.2-87.6 62.2

灰分 4.85-66.6 24.5可燃份 7.23-53.3 21.1

發熱值(kcal/kg) 乾基熱值 1,212-3,289 2,569化學組成(%) C 4.95-9.12 6.40

H 0.71-2.3 1.2O 1.42-10.1 4.53N 0.23-1.4 0.68S 0.20-2.3 0.76Cl 0.01-0.16 0.05

碳氮比 C/N 3.7-20 11酸鹼度 pH 5.2-7.7 6.8

國內工業廢水污泥性質

2.1事業(工業)污泥來源與特性(3/5)

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國內工業廢水污泥性質(續)

2.1事業(工業)污泥來源與特性(4/5)

項目 範圍 平均值

重金屬(乾)(mg/kg)

Ag - 1,281As - 671.9Cd 0.67-2,000 500Co 18-48 33Cr 3-30,000 3,000Cu 222-91,000 19,000Fe - 16,569Mn - 1092Ni 388.0-3,675 1,843Hg 0.000-150 31.8Pb 47-20,000 2,000Zn 1339-40,200 11,100

項目 範圍 平均值

溶出試驗結果(mg/L)

As 0-5.0 0.70Cd 0-0.51 0.07Co 0-0.3 0.2Cr 0-1.0 0.23Cu 0-44 7.9Hg 0-0.03 0.007Ni 0.31-9.6 3.1Pb 0-46 5.4Zn 0.28-100 37

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事業廢水污泥重金屬成分

2.1事業(工業)污泥來源與特性(5/5)

事業別 污泥中重金屬來源 重金屬成分紡織業 印染整理製程 視染料而定成衣及服飾品製造業 印染整理製程 銅、鉛、鋅皮革、毛依及其製品製造業 鞣革過程 鉻基本化學工業 重金屬回收製程 銅、鉛合成樹脂及塑膠業 添加之色料 銅其他化學材料 -- 鉛、鎘、鋅其他化學製品製造業 無機色素原料 鉛非金屬礦物製品製造業 釉彩、塗料 銅、鉛金屬基本工業 -- 鉛、鋅塗裝單元 -- 鉛、鋅酸洗單元 -- 鎘、鉛、鋅電鍍單元 -- 鉻、鉛、銅電力及電子機械器材製造修配業 -- 鋅電子產品製造業 -- 鉛電子零件製造 電鍍製程 鉻、鉛、銅電路板製造 -- 銅、鉛精密儀器製造業 -- 鉛

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2.2事業(工業)污泥處理方法(1/4)一般污水處理廠分為預先處理(Preliminary)、初級處理(Primary) 、二級處理(Secondary) 、三級處理(Tertiary) 、高級處理(Advanced)程序

工業污水污泥產生流程

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2.2事業(工業)污泥處理方法(2/4)

污泥名稱 污泥來源

初級污泥廢水中藉由重力沉澱或自然上浮之固體物，大量產生於初級沉澱池

生物污泥生物處理程序中，由於微生物分解水中之有機物，而衍生增殖過量或自然剝落之原理而需去去除之生物污泥

化學混凝污泥藉由化學混凝劑添加至廢水中或利用電化學之原理，使膠羽、懸浮固體或部分可溶性污染物凝聚而成之污泥

化學沉降污泥由於廢水中添加化學藥劑而產生非溶性之化合物，藉由重力沉降原理而形成化學沉降污泥

廢(污)水處理過程中之污泥來源

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2.2事業(工業)污泥處理方法(3/4)廢水污泥可區分為有機污泥或無機污泥，為減少污泥體積並提高固含量，需對不同特性之污泥進行「調理」；常用之污泥調理方式包括物理調理、化學調理及生物調理等三種。

物理調理一般說來為淘洗(elutriation)、熱處理(thermal treatment)及凍融處理(freeze/thaw treatment)。

化學性調理於污泥處理過程中加入無機或有機化學藥劑，其中以添加有機性高分子調理劑最廣泛使用，國內幾乎採用此種調理方法。

生物性的處理，通常是藉由生物生長過程時養分所需，而改變污泥性質，通常生物處理後的污泥其脫水性有明顯的改善。

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2.2事業(工業)污泥處理方法(4/4)

高分子調理劑 適用pH範圍 適用廢水種類 處理效果

陽離子性 酸性-中性 1.有機物2.膠體分散物3.污泥

1.增加過濾2.脫水速度3.提高澄清度

非離子性 中性-鹼性 有機物、無機物 1.促進沉降2.過濾速度

陰離子性 弱酸性-弱鹼性 有機物、無機物 1.促進沉降2.過濾速度

高分子調理劑適用場合及處理效果比較

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2.3有機污泥減量技術(1/10)有機污泥污泥前處理減量方法，主要分為物理、化學及生物處理，物理水解如加熱、加壓、研磨及超音波等，化學水解包含加鹼、加酸及臭氧化法等，生物水解如酵素、好氧消化、厭氧消化及整合性污泥水解技術等。

污泥生物減量技術

整合性好氧污泥水解減量系統

整合性厭氧污泥水解減量系統

高溫性污泥減量技術

好氧消化

厭氧消化

高效率有機污泥生物減量技術

微型動物污泥減量

超音波高溫好氧消化之污泥減量

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2.3有機污泥減量技術(2/10)超音波高溫好氧消化之污泥減量

污泥膠羽

有機質

小氣泡產生空穴之機械效應原理，形成壓力波造成氣穴現象(Acoustic Cavitation)【E. A. Neppiras,1980】 ，藉由小氣泡崩解時，產生局部高溫與瞬間壓力波，幫助破壞污泥膠羽及細胞超音波可造成污泥溫度上升，並提高對污泥之破碎效果，溫度上升為提高COD溶出效率之原因之一【聶氏等人，2006】可提高後續消化之減量效率【Yu et al., 2008】

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2.3有機污泥減量技術(3/10)超音波高溫好氧消化之污泥減量

藉由嗜熱性細菌產生之水解酶，將結構複雜之大分子分解成易被微生物利用之小分子，提高污泥之可生物降解性質

嗜熱菌酵素溶解技術(Solubilization by Thermophilic Enzyme，簡稱S-TE Process) ，結合高溫好氧污泥消化及傳統活性污泥之處理方法【Shiota et al., 2002】

細菌名稱生長溫度

(℃)最適溫度

(℃)嗜冷菌

(Psychrophilic) 10-30 12-18

嗜中溫菌(Mesophilic) 20-50 25-40

嗜熱菌(Thermophilic) 35-75 55-65

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不同SRT之TVS去除率去除率

(％)SRT(day)

高溫好氧消化 常溫好氧消化

超音波(A)

對照組(B)

超音波(C)

對照組(D)

15 天 60 49 40 2712 天 59 47 38 2610 天 57 46 36 259 天 54 42 35 247.5天 50 37 29 206 天 49 34 27 173 天 46 30 22 12

高溫好氧消化

污泥未經前處理之SRT為10天，TVS去除率為46％超音波前處理SRT縮短至3天，未經處理則需至10天

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不同SRT之CODt去除率去除率

(％)SRT(day)

高溫好氧消化 常溫好氧消化

超音波(A)

對照組(C)

超音波(D)

對照組(F)

15 天 68 53 46 3412 天 64 51 43 3110 天 62 49 41 309 天 61 47 40 297.5天 59 41 35 206 天 57 39 33 173 天 47 30 27 10

高溫好氧消化

污泥未經前處理之SRT為9天，COD去除率為47％超音波前處理SRT縮短至3天，未經處理則需9天

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TVS與COD於不同SRT下之平均去除率

高溫好氧消化及常溫好氧消化，污泥經超音波處理之TVS平均去除率可提升12-13 ％及 10％高溫好氧消化及常溫好氧消化，污泥經超音波處理之CODt平均去除率提升13-

17 ％及 11-17％達到相同之去除率下，以高溫消化組觀察，未經前處理之污泥消化槽，則需污

泥停留時間長，嗜熱菌有足夠時間將污泥細胞壁破壞溶解

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2.3有機污泥減量技術(7/10)污泥減量之技術比較

技術名稱 操作條件 優點及效率

整合性好氧污泥

廢水

此系統主要為好氧處理單

元及污泥水解等單元組合

1. 較傳統程序減量30％2. SRT增長，可達60％

整合性厭氧污泥

廢水

厭氧處理單元、好氧處理

單元及污泥水解等單元組

合而成

1. 有效減少污泥產量50％2. 水解污泥改變污泥特性

S-TE 可溶化酵素污泥減量技術

反應消化槽溫度維持於

50℃-60℃

1. 過剩污泥幾乎為零2. 嗜熱菌代謝快，縮

短停留時間

3. 成本為傳統活性污泥1/3或1/2

4. 對於中溫性致病菌有殺菌效果

Awant Green污泥消化技術

將剩餘污泥控制~高溫狀態 1. 生物污泥可在2天的消化時間內，達到62%的BVSS削減率

2. 污泥累積削減率可達75%以上3. 高溫好氧污泥減量產生之溫室氣體(GHG)

僅厭氧處理之1/6

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2.3有機污泥減量技術(8/10)污泥減量之技術比較(續)

技術名稱 操作條件 優點及效率

好氧消化 1.曝氧耗電量高2.細胞合成，殘餘污泥體積大，低溫效率低3.水解時間較長，系統體積大

揮發性固定物去除率約50%

厭氧消化 1.除CH4及CO2產生外，需機械攪拌加強混合效果

2.需隔離、加熱及覆蓋等設備3.污泥停留時間長，消化槽大

揮發性固定物去除率約40~50%

高效率有機污

泥生物減量

1.以特殊水解劑取代微生物分泌的酵素進行污泥水解

2.水解污泥作為基質藉由菌種3.增殖槽的設立，再將水解污泥連同所培養的有效菌匯入生物活性污泥池

污泥減量達到50~70%

微型動物

減量技術

1.自活性污泥曝氣池中分離並經過消毒2.加裝乾燥劑防止水分對VOC測定之影響

四種微型動物對污泥減量速率分別為0.8、0.18、0.54、0.1 mg-sludge/(mg- Microfaunad)

超音波高溫好氧

消化減量技術

1.超音波震盪水解2.溫度保持在60℃~65℃3.提供曝氣

1.破壞污泥細胞壁

2.SRT為3天時，可去除55%以上之

VSS，減量效率達50%以上

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2.3有機污泥減量技術(9/10)經各種減量技術處理後之污泥，尚須建立適當之最終污泥處理步驟與再利用之方法，針對不同特性污泥處置方法加以判斷，進而選擇最適化污泥最終處理程序。

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2.3有機污泥減量技術(10/10)

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2.4管理制度及策略(1/4)

事業(產源責任)

法令規章

處理設施

•生產者責任的延長•綠色產品•生命週期評估

•目的事業主管機關•地方主管機關

•管制清理方案執行成效檢討•廢棄物產生與清理設施規劃

•處理成效追蹤

•國內產生與管制檢討•國外事業廢棄物管制策略與現況•廢棄物質與量(模式推估)

•事業廢棄物管制總體策略方案

主管機關

•廢棄物清理法•有害事業廢棄物

認定標準事業廢棄物設施標準

列管受制

過程追蹤

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生活垃圾

一般事業廢棄物

有害事業廢棄物

資源回收再利用

廢氣廢水

原物料水、電、能源

回收淢量

回收淢量

製程 廢氣物

分類收集儲存清除處理

資源回收再利用

處理

排放

減廢推行運作流程

2.4管理制度及策略(2/4)

41/71

經濟部事業公告之污泥再利用種類及管理方式摘要

石材污泥

一、事業廢棄物來源：石材製品製造業在石材切割或研磨製程產生之污泥。但依相關法規認定為有害事業廢棄物者，不適用之。

二、再利用用途：水泥原料、廢氣吸附原料、非農業用地之工程填地材料、輕質粒料原料或肥料原料（限蛇紋石泥漿）等。

製糖濾泥

一、事業廢棄物來源：製糖業在製糖製程產生之濾泥。但依相關法規認定為有害事業廢棄物者，不適用之。

二、再利用用途：有機質肥料原料、雜項有機栽培介質原料或增加土壤有機質含量。

食品加工污泥

一、事業廢棄物來源：食品及飲料業在廢水二級生物處理設備產生之污泥或生產製程產生之污泥。但依相關法規認定為有害事業廢棄物者，不適用之。

二、再利用用途：有機質肥料原料。

2.4管理制度及策略(3/4)

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經濟部事業公告之污泥再利用種類及管理方式摘要(續)

釀酒污泥

一、事業廢棄物來源：酒類釀造配製業及啤酒製造業在廢水二級生物處理設備產生之污泥或生產製程產生之污泥。但依相關法規認定為有害事業廢棄物者，不適用之。

二、再利用用途：有機質肥料原料或雜項有機栽培介質原料。漿紙污泥

一、事業廢棄物來源：紙漿、紙及紙製品製造業在廢水處理設備產生之污泥。但依相關法規認定為有害事業廢棄物者，不適用之。

二、再利用用途：保溫材料原料、防火建材原料、鍋爐燃料或水泥窯輔助燃料。

紡織污泥

一、事業廢棄物來源：紡織業在廢水處理設備產生之污泥或生產製程產生之污泥。依相關法規認定為有害事業廢棄物者，不適用之。

二、再利用用途：保溫材料原料、防火建材原料、磚瓦窯或水泥窯或鍋爐輔助燃料。

氟化鈣污泥

一、事業廢棄物來源：半導體製造業或光電材料及元件製造業在廢水處理過程產生之氟化鈣污泥。但依相關法規認定為有害事業廢棄物者，不適用之。

二、再利用用途：水泥原料。

2.4管理制度及策略(4/4)

四、事業(工業)污泥之資源化

3.1事業(工業)污泥之資源化分析

3.2有機污泥再利用

3.3無機污泥再利用

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3.1事業(工業)污泥之資源化分析(1/3)目前歐洲、美國、日本等先進國家之污泥再利用與資源化應用技術如能源化、資材化、材料化和農業及土地利用等四類。

綠農地及土壤改良等土地利用：將下水污泥經過減毒、堆肥或焚化等程序，可製成肥料、土壤改良材等，供農業、土壤改良或污染復育之用。

1

建築資材等材料化：將下水污泥製成土木或建築材料，主要可分為水泥系列及玻璃系列。2

能源化：將污泥送至焚化爐燃燒可產生蒸氣及電力等能源供後續利用，或以熱解方式，可產生污泥衍生燃料，如燃油、甲烷及氫氣等。

3

資材化：下水污泥含有大量有機物及微生物，可用物理化學方法自污泥中萃取分離出有用之物質，或製成吸附劑亦可回收貴重金屬。

4

45/71

3.1事業(工業)污泥之資源化分析(2/3)廢棄物資源化已為時勢所趨，而國內目前也積極推動各種工業污泥資源化技術，各種工業污泥隨製程與行業不同衍生之污泥種類一般可分為有機污泥與無機污泥。

有機污泥類：廢酒糟、酒粕、酒精膠、食品加工污泥、紡織污泥、植物性中藥渣、釀酒污泥、漿紙污泥、製糖濾泥等項目。

1

無機污泥類：氟化鈣污泥、石材污泥、自來水淨水污泥、無機性污泥、含銅污泥及污泥混合物等多項。2

2007年有機性污泥類再利用量約55萬公噸，占整體工業廢棄物再利用量之5%。無機污泥類再利用量約50萬公噸，占整體工業廢棄物再利用量之4%。

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3.1事業(工業)污泥之資源化分析(3/3)有機與無機污泥之資源再生成果

污泥種類資源再生比例(%) 再利用用途

有機污泥

廢酒糟、酒粕、酒精膠 100 飼料、肥料食品加工污泥 100 肥料

紡織污泥 99 保溫材料、防火建材、人工粒料、磚瓦窯、水泥窯或鍋爐輔助燃料

漿紙污泥 99 保溫材料、防火建材、人工粒料、水泥窯或鍋爐輔助燃料

無機污泥

氟化鈣污泥 100 水泥原料

石材污泥 98

水泥原料、固化製品原料、化工原料、廢氣吸附原料、海堤固化養灘工程基材、非農業用地之工程填第材料、輕質粒料原料或

原料(限蛇紋石泥漿)淨水污泥 95 水泥原料含銅污泥 69［83］ 粗銅錠、銅粉

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3.2有機污泥再利用(1/6)

日本、韓國以及歐美研究開發封閉式發酵系統，以機械方式進料、通風和排料，自動化程度高、週期短，日處理量大，污泥處理後質量穩定，容易有效利用並有效控制臭氣和其他污染因素，綜合效益良好。

美國、日本及歐洲普遍使用之處理方法為污泥連續發酵技術。

美國、德國及荷蘭等先進國家，污泥堆肥大多由污水處理廠出資，國家資助並交專業公司承包產業化經營，污泥處理和處置按照市場經濟規律運轉，發展趨勢良好。

污泥的農地利用操作成本較焚化低，運用範圍可擴及森林地區，而有機肥料的使用可改善土壤的結構、增加水涵容量與肥力、降低化肥的使用。

綠、農地肥料及土地利用

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3.2有機污泥再利用(2/6)

49/71

使用類別 市場 市場競爭之要素

農業用1.土壤改良劑2.果樹種植3.蔬菜種植

1.經濟性2.產品品質3.來源穩定性

園藝用

1.花園、公園2.庭園、溫室3.草地種植4.覆土5.土壤改良

1.經濟性2.產品品質3.來源穩定性4.交通5.產品競爭

造林用

1.聖誕樹種植2.森林

1.經濟性2.來源穩定性3.交通4.產品競爭

3.2有機污泥再利用(3/6)

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使用類別 市場 市場競爭之要素

土壤改良1.掩埋覆土2.礦區填土

3.路基添料 1.經濟性2.便利

3.交通4.來源穩定性

環境保護1.生物脫臭2.沖蝕控制

3.陸緣穩定4.濕地改良

因用途可研發新技術

其他市場

1.機場2.水泥地3.高爾夫場

4.工業綠地5.都市綠地6.住宅草地

1.經濟性2.便利3.交通

4.來源穩定性5.產品競爭6.產品品質7.教育

3.2有機污泥再利用(4/6)

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歐、美、日等國家根據各自具體情況及風險評估制定了污泥再利用技術標準，各國環保署更規定包括砷、鉛、鎘、鉻、汞、銅、鎳、硒、鋅污泥土地施用之重金屬限值。

根據歐盟成員國表示，重金屬使用越少有利於污泥的循環再利用。增加污泥的作為肥料的施用需要考慮農業土地污染不會影響食物質量、亦不會導致環境破壞。

丹麥、德國、法國以及芬蘭採用了更有效的污水處理技術，所以重金屬含量下降，而氮、磷的含量增加。

英國的標準主要包括污泥中各項有毒有害物質、pH 指標、污泥無害化、衛生化、穩定化處理後各項指標值，土地類型及其性質的測定，處理後污泥的土地使用範圍。

國外污泥土地利用限制

3.2有機污泥再利用(5/6)

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根據農委會97年公告修正之「肥料種類品目及規格」，雜項堆肥適用範圍為：以植物渣粕、動物廢渣、魚廢物、副產動物質、副產植物質、廚餘或事業廢棄物等為原料，經過翻堆、醱酵腐熟、調配成分、堆置風乾等程序所製成之堆肥。若利用或添加非屬「肥料登記證申請及核發辦法」第5條第3項規定之事業廢棄物者，應辦理事業廢棄物成分檢驗及作物毒害試驗。

國內污泥堆肥化利用規範

有害成分 As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn

限值(mg/kg) 25.0 2.0 150 100 1.0 25.0 150 500

3.2有機污泥再利用(6/6)

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3.3無機污泥再利用(1/14)

各類工業廢棄物依其特性歸類為灰與渣、污泥、金屬廢料等13類，目前已知各類工業廢棄物再利用占總再利用量比例以灰與渣及污泥類為主，占總再利用量之83.73％。

污泥材料化

污泥材料化是將污泥或其焚化後產生的灰渣，作為土木或建築材料，應用上可分為污泥磚、透水板、骨材及灰渣水泥等方向。

污泥經高溫焚化後之污泥灰渣，可去除水分與有機物，使灰渣轉為安定化，解決重金屬溶出的問題且其體積與重量亦大幅減少，也可利用污泥焚化之熱值；對污泥最終處理而言，不僅將灰渣作有效利用，並且達到減量化之目標。

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3.3無機污泥再利用(2/14)

環保署96年申報之無機性污泥數量707,412公噸，以國內一般事業廢棄物污泥（無害性污泥）進掩埋場入場費2,500元/噸估算，約需16億。而污泥經資源化，1公噸的污泥可摻配製成1.3噸的人工骨材，產值約310元/噸，一年產值約2.5億元，故無機性污泥資源化增加的產值及節省掩埋費用約可達18.5億元，在有經濟誘因之下，發展人工骨材製造技術，將是傳統產業轉型良好契機。

污泥材料化

若以日本之污泥材料化為例，環保水泥(Eco-cement)其主要以廢棄物為主要之原料另加入石灰石等天然原料以調整水泥特性;與普通水泥配料所採用之天然原料不同，其化學與礦物特性亦與普通水泥有所差異。但其生產流程和一般水泥工廠相似。

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3.3無機污泥再利用(3/14)

日本環保水泥之製造流程雖與一般水泥類似，仍有其特異性，為使之系統化劃分，可將其整體製造及處理系統分為五大工程，即所謂之

前處理工程

原料調硫工程

燒成工程

污泥材料化

製品研磨工程

廢氣處理工程

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3.3無機污泥再利用(4/14)

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經濟部工業局於96年「工業廢棄物清除處理與資源化輔導計畫」之工業區污水處理廠污泥為推動示範專案，探討再利用於製磚原料之可行性。

污泥材料化

污泥材料化技術在環保磚之應用，國外已有不少學者專家進行深度之研究，利用燒結技術處理污泥並使其再利用，且多有良好的應用成果，亦可證明燒結體對重金屬具有良好之固封性。

而國內亦以不同類型的污泥原料或摻配料進行燒結製磚之研究，諸如林氏曾以污水廠污泥及PCB廠含銅污泥作為黏土之取代料，於磚窯廠進行資源化實驗，研究結果顯示，污泥經前處理後，分別可燒製污泥取代量為0~20%及0-15%之環保磚，並符合作為建築用磚之基本性質。

3.3無機污泥再利用(5/14)

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「工業廢棄物清除處理與資源化輔導計畫」小型試驗之原料為某污水廠污泥，其化學組成、三成分(水分、灰分、可燃分)及灼燒減量。

氧化物原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO

黏土 52.80 0.15 3.56 0.85污水廠污泥 2.64 0.27 4.36 32.88污水廠污泥灰 4.97 1.15 5.08 2.43

污水廠污泥燒結製磚原料之化學組成

污水廠污泥燒結製磚原料之基本性質

氧化物原料

水分(%) 灰分(%) 可燃分(%) 灼燒減量(%)

黏土 20.10 72.54 4.66 3.25污水廠污泥 11.53 57.49 30.98 23.66污水廠污泥灰 0.57 85.19 14.24 6.80

黏土及污水廠污泥之二氧化矽分別為52.8%及2.64%

污水廠污泥之可燃分有30.98%，，將污泥先經燒結窯高溫處理，可去除多餘的水分及可燃分，得到成分更接近黏土的性質。

3.3無機污泥再利用(6/14)

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經小型試驗之污水廠污泥摻配比例為0%-15%，以5%為增量變化，而試驗方法則分為兩部分進行，其一為污泥燒結製磚試驗，另一則先將污泥置於台車，經燒成窯燒成灰後，再與黏土混拌。

小型試驗

再利用試驗流程

3.3無機污泥再利用(7/14)

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污水廠污泥及污泥灰摻配燒製之磚材，由其TCLP檢測結果可知，以添加最大量之污水廠污泥（摻配比為15%）或污泥灰（摻配比為15%）進行燒結，其燒結磚之有毒重金屬溶出均較法規所規範之標準值低。

小型試驗

掺配污泥或污泥灰替代黏土燒結製磚之重金屬溶出情形

檢測樣品 有毒重金屬溶出(mg/L)總汞 總砷 總鋇 總銅 總鉻 總鎘 總鉛 六價鉻

100%黏土 N.D. N.D. 29.35 1.095 0.975 N.D. N.D. N.D.15%污泥 0.01431 0.143 N.D. 0.623 0.752 N.D. N.D. N.D.15%污泥灰 0.02020 0.0123 6.76 0.664 0.902 N.D. 0.35 N.D.MDL(mg/L) 0.00071 0.0038 0.01 0.042 0.035 0.0032 0.36 0.047溶出試驗標準(mg/L)

0.2 5 100 15 5 1 5 2.5

3.3無機污泥再利用(8/14)

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實廠再利用試驗之原料及試驗程序亦同小型試驗，惟污泥及污泥灰之最大摻配比提高至20%，分別以5%、10%、15%及20%之比例摻配至黏土中製作試體，共計8組試體。為求比較再利用產品與100%黏土製成紅磚之燒結特性差異，以原製磚黏土製作一組對照組試體。

實廠試驗

3.3無機污泥再利用(9/14)

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重金屬之溶出試驗為評估有害事業廢棄物之判定基準，對於污泥再利用，尤應注意再利用產品之重金屬溶出問題，由表可知紅磚之重金屬溶出值均能符合法規標準值。

重金屬溶出特性分析

檢測樣品有毒重金屬溶出(mg/L)

總汞 總砷 總硒 總鋇 總銅 總鉻 總鎘 總鉛 六價鉻100%黏土 N.D ＜0.100 N.D 0.193 ＜0.010 ＜0.010 N.D N.D N.D.20%污泥 N.D ＜0.100 ＜0.100 0.231 0.026 2.11 N.D ＜0.020 2.0220%污泥灰 N.D ＜0.100 N.D 0.166 0.060 0.015 N.D 0.073 ＜1.00MDL(mg/L) 0.00056 0.26 0.036 - 0.0032 0.0039 0.0090 0.0023 0.00056溶出試驗標準(mg/L) 0.2 5 1 100 15 5 1 5 2.5

掺配污泥或污泥灰替代黏土燒結製磚之重金屬溶出情形

3.3無機污泥再利用(10/14)

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當污泥摻配比為5～20%時，其抗壓強度為308-575kgf/cm2，吸水率為12.2-13.7%，符合CNS382 R2002之三種磚規範值。由吸水率之變化可知試體燒結反應的差異，試體燒結愈緻密，孔隙率相對減少，吸水率也就隨之下降。

抗壓強度及吸水率

實廠產製再利用產品之抗壓強度及吸水率檢測結果

檢測樣品機械性質 CNS382 R2002三種磚規範值

抗壓強度(kgf/cm2) 吸水率(%) 抗壓強度(kgf/cm2) 吸水率(%)100%黏土 408 13.1

150以上 15以下

污泥

5% 575 12.310% 562 12.215% 308 13.720% 328 13.4

污泥灰

5% 325 14.810% 407 14.815% 400 14.920% 436 14.7

吸水率較低之紅磚具較高抗壓強度

3.3無機污泥再利用(11/14)

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國內人工骨材再利用之研究開發包括燒結型、冷結型、發泡型，但以廢水處理廠污泥為原料，採用冷結型高壓成型製造人工骨材屬於開發階段。製造人工骨材所使用的材料包括四大部分：無機性污泥、砂、水泥及污泥處理劑。

若以一般事業廢棄物之廢水處理廠之無機性污泥為對象，可從廢棄物成份分析及TCLP毒性溶出試驗分析結果，下表為無機性污泥製成人工骨材有害特性檢驗項目及認定分析規範。

檢驗項目 分析方法 試驗標準(mg/l)總鎘 NIEA R 1.0總鉻 NIEA R 5.0

六價鉻 NIEA R 2.5總鉛 NIEA R 5.0總砷 NIEA R 5.0總汞 NIEA R 0.2總銅 NIEA R 15

無機性污泥製成人工骨材有害特性認定規範

3.3無機污泥再利用(13/14)

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國內廢水處理廠產生之無機性污泥，尚有不少具有資源化潛力之替代原料的物理特性、工程特性，此種良好特性，可以製成人工骨材替代天然砂石，同時亦可以依照骨材材料或工程需求強度，做不同程度的配比改良，達到符合各種工程需求產品。

無機性污泥製成人工骨材性能測試方法

測試項目 測試方法

破碎試驗% BS 812規範磨損試驗% CNS A3009

比重 CNS A3007吸水率% CNS A3007

單粒抗壓強度kgf CNS A3045

3.3無機污泥再利用(14/14)

四、結 論

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結論(1/2)

資源再生產業屬高技術需求及高附加價值，且與各產業關聯性大之工業，應加速推動關鍵性資源再生技術之研發。

應促進產業生態化網絡形成，降低業者投資風險，穩定再生料源；找尋目標市場，擴展行銷通路，以創造環境友善、高附加價值與創新之再生產品，提升產業國際競爭力，為資源再生產業體系完整發展之重要工作。

污泥土地利用不僅可解決掩埋場不足之問題，因為操作成本較焚化低，運用範圍可擴及森林地區，而有機肥料的使用可改善土壤的結構、增加水涵容量與肥力、降低化肥的使用。

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結論(2/2)

有機污泥減量技術比較，顯示污泥經超音波水解及臭氧化處理後再進行消化可得到良好減量效果，有助於污泥減量及資源化之推動。

污泥材料化之發展，已開發焚化處理後之污泥再利用製成人工骨材，環保水泥與環保磚之技術已成熟發展，並訂定相關管理規範，以控管再生產品之品質與產品之銷售，不僅達到環境保護之目標，並創造經濟價值。

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