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以二階段流體化床焚化爐熱處理含潤滑油及重金屬污染之土壤

為了解決scala水泥灰的問題，作者馬智文 這樣論述：

重金屬及石油碳氫化合物造成的土壤污染為目前世界各國所面臨的嚴重環境問題之一，當重金屬及石油碳氫化合物累積存在土壤中時會潛在影響食物安全性、公共衛生和人體健康。熱處理為一有效復育受污染土壤的方法，由其對於石油碳氫化合物及重金屬污染的處理效果特別顯著。然而，在熱處理土壤過程中，主要關心的環境問題包含處理後土壤中的微量金屬和有機物質溶出，但目前此方面的研究尚未被明確了解。本研究所使用的模擬共污染土壤樣本是以人工方式添加含潤滑油及重金屬(鎘、鉻、銅和鉛)的二元混合物，並命名其為共污染土壤。混燒物質則是包含塑膠廢棄物(聚乙烯，PE)及共污染土壤(聚乙烯/共污染土壤)。而二階段流體化床焚化爐則是本研究處

理共污染土壤和聚乙烯/共污染土壤的反應器，探討的參數包括操作溫度、進氣流率、石英砂顆粒大小、石英砂與進料土壤比例、反應器爐型(固定床與流體化床)、水氣含量及第二階段反應器的靜床質高度與管柱直徑比。氣體溢散物質如煙道氣(例如：二氧化碳、一氧化碳)、有機污染物(例如：苯、甲苯、乙苯、二甲苯；苯系物和多環芳香烴化合物)及固相物質如飛灰(懸浮微粒)與底渣皆在本研究中進行採樣與分析。固相物質中的重金屬濃度與溶出亦進行分析。此外，固相物質之形貌與特性分析亦在本研究中進行探討。 實驗結果顯示操作溫度、水氣含量及反應器爐型皆會影響燃燒效率與二氧化碳之生成。當反應操作在高溫及低水氣含量時，一氧化碳濃度會下降。

以較大粒徑的石英砂於流體化床操作時，氣相中的BTEX及PAHs排放量最低。通入反應器的氣體流率會影響氣相中的BTEX及PAHs總濃度與飛灰中的重金屬排放。熱處理PE/共污染土壤時，煙道氣中的CO濃度會明顯增加，然而增加第二階段流體化床反應器的靜床質高度與管柱直徑比(H/D)則會使CO濃度下降。第二階段流體化床的燃燒行為對於CO及有機污染物的減量扮演重要角色，同時亦擁有捕捉懸浮微粒及重金屬燒結的功能。進一步的後處理分析結果顯示此系統處理共污染土壤及PE/共污染土壤皆有良好的潤滑油破壞及去除效率。其結果亦指出底渣的BTEX及PAHs濃度通過掩埋的標準限值。TCLP溶出試驗的結果顯示重金屬溶出濃度除

了鎘沒有通過台灣環保署的法規標準外，鉻、銅及鉛皆通過台灣環保署的法規標準。未來如要應用此處理後的底渣於再利用用途需考量鎘的濃度及其溶出物質濃度，然而飛灰則會受到適當的工程控制而降低環境暴露的風險，可將其使用於其他材料的製備如摻入水泥、瀝青、道路基礎及路堤等。