第八章 掩埋處置
掩埋處置意義 尋找一個適合的空地將廢棄物埋在地面下,其主要功能在於將廢棄物從環境中安全與衛生地隔離開,或藉土壤中之微生物之分解能力將其穩定化。其主要特徵為應用工程技術將廢棄物體積減至最小,侷限於一適當之範圍內,而且每天在其表面覆蓋土壤。此外,並設有廢棄物滲出水及廢氣之收集處理設備。
掩埋處置之基本步驟 傾置:將廢棄物堆置於特定區域,使工作面積侷限於特定範圍內。 壓實:將廢棄物舖平壓實,使體積減至最小。 覆土:每天或適時將廢棄物覆以適當的土壤。
掩埋處置應具備之功能 貯存:具適當之空間以掩埋、貯存廢棄物。 阻斷:以適當之設施將掩埋之廢棄物及其產生之滲出水、廢氣等與周圍之環境隔絕,避免其污染環境。 處理:具適當的設備以有效且安全使廢棄物趨於穩定。 土地新生:藉填埋低窪地、荒地或貧脊之農地等,以增加可利用之土地。
掩埋處置之優點 1.只須較少的設備與管理費,如堆土機、壓實機、填土。 2.處理量較具有彈性,對於突然的廢棄物量增加,只須增加 少數的作業員與工具設備或延長操作時間。 3.操作很容易,維持費用較低。 4.比露天棄置所需的土地少,經壓縮後體積只有原來的30~50%,而覆蓋土量與垃圾量之比是1:4,所需土地較少。 5.處理各種不同類型的垃圾,減少收集時分類的需要性。 6.比其他方法施工期較短。 7.掩埋後土地有更大的經濟價值,如作為運動或休憩場所。
掩埋處置之缺點 1.需要大量的土地供掩埋廢棄物用,這在高度工業化地區或人口密度大之都市,尤其在經濟運輸距離之內更不易尋得合適土地。 2.掩埋場之滲出水處理費極高。 3.掩埋地在城市以外或郊區,則常受到行政轄區因素限制,故運輸費用往往是此處理法的缺點之一。 4.冬天或不良氣候,如雨季操作較困難。 5.需每日覆土,若覆土不當易造成污染問題。 6.良質覆土材料不易取得。
掩埋處置類型 一、 安定掩埋法 指將一般事業廢棄物置於掩埋場,表面覆以土壤之處理方法,即為掩埋,如玻璃、陶瓷及建築廢料等原本已安定性之廢棄物。 二、 衛生掩埋法 指將一般事業廢棄物或一般廢棄物(如都市垃圾)掩埋於不透水材質或低滲水性土壤內,並設有滲出水、廢氣收集或處理設施及地下水監測裝置之掩埋場之處理方法。 三、 封閉掩埋法 將有害事業廢棄物掩埋於抗壓及雙層不透水材質所構築並設有阻止污染物外洩及地下水監測裝置之掩埋場的一種處理方法。
安定掩埋方法 1.依預定處理廢棄物的量,構築適當大小的掩埋空間,並須築有擋土牆。 2.於入口處豎立標示牌,標示廢棄物種類、使用期限及管理人。 3.於掩埋場週圍設有圍籬或障礙物。 4.掩埋場終止使用時,應覆蓋至少十五公分之土壤。
衛生掩埋方法 1.掩埋場須構築防止地層下陷及設施之沈陷之措施。 2.掩埋場底層應以透水係數低於10–7公分/秒,並與廢棄物或其滲出液具相容性,厚度60公分以上之黏土質或其他相當之材料做為基礎,或以透水係數低於10–10公分/秒,並與廢棄物或其滲出液具相容性,單位厚度0.2公分以上之人造不透水材料做為基礎。 3.須於掩埋場周圍,依地下流向,於上下游各設置一個以上監測井。 4.須設置滅火器或其他有效消防設備。 5.掩埋場於每工作日結束時,應覆蓋十五公分以上之細土,予以壓實;於終止使用時,覆蓋五十公分以上之細土。
封閉掩埋方法 1.掩埋場應有抗壓及抗震之設施。 2.掩埋場應舖設進場道路,其寬度為五公尺以上。 3.應有防止地表水流入及雨水滲入設施。 4.掩埋場之周圍及底部設施,應以具有單軸抗壓強度245公斤/平方公分以上,厚度15公分以上混礙土或其他具有同等封閉能力之材料構築。 5.掩埋面積每超過50平方公尺或掩埋容積每超過250立方公尺者,應予間隔,其隔牆以具有單軸抗壓強度245公斤/平方公分、壁厚10公分以上之混凝土或其他具同等封閉能力之材料構築。 6.依有害事業廢棄物之種類、特性及掩埋場土壤性質,採防蝕、防漏措施。 7.掩埋場底層,應以透水係數低於10–7公分/秒,並與廢棄物或其滲出液具相容性,厚度60公分以上之黏土質或其他相當之材料做為基礎,及以透水係數低於10–10公分/秒,並與廢棄物或其滲出液具相容性,單位厚度0.2公分以上之人造不透水材料做為襯裏。 8.應有收集或處理滲出液之設施。 9.掩埋場終止使用者,應覆蓋透水係數低於10–10公分/秒,單位厚度0.2公分以上之人造不透水材料,及60公分以上之良質土壤,並予壓實。
場址選擇評估 一、 相關法規 場址應符合相關的法令與規定,這通常包括有:區域計畫、都市計畫法、土地法、國有財產法、水土保持法、水利法、廢棄物清理法及其施行細則、事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準、空氣污染防治法、水污染防治法與噪音管制法。
場址選擇評估 二、 自然環境 (一) 地 文 1.地理位置:不宜設在河川行水區、沼澤、洪水平原及海岸邊。 二、 自然環境 (一) 地 文 1.地理位置:不宜設在河川行水區、沼澤、洪水平原及海岸邊。 2.地形:坡度不可太陡,以避免垃圾掩埋後發生滑動及土壤侵蝕等現象。 3.地質:應避開地層滑動及地震頻繁之地帶。 4.表土:場址之表土宜為具有適當承載力之不透水層且適合作為覆土材料者為佳。 (二) 氣 象 1.雨量:避免降雨量大之地點,以減小滲出水量,便利垃圾掩埋作業之進行。 2.風速/風向:避免將場址設於人口密集地區之上風位置,並考慮風速對掩埋作業之影響。 (三) 水 文 1.水源:應儘量避免設在水源附近或取水口之上游地區,以防止污染。 2.地下水:應避免截斷地下水之流向,避免選在地下水位太高之處,並避開地下水源或補注區以防止地下水之污染。 3.排水狀況:選擇排水良好之地區,以減少垃圾滲出水之水量。 (四) 自然生態 場址應避免設於生態保護區或稀有動、植物之棲息地。 (五) 掩埋作業 掩埋場可供利用之面積及掩埋容量皆應符合計畫之需求,掩埋場之容量最好可滿足十年以上之需要。
場址選擇評估 三、人文及社會環境方面 1.人口分佈 場址應遠離人口密度高之地段,與住宅區之距離應在 200 公尺以上,以作為緩衝。 1.人口分佈 場址應遠離人口密度高之地段,與住宅區之距離應在 200 公尺以上,以作為緩衝。 2.土地行政區分 掩埋未來之使用權和土地之歸屬應儘量在同一行政區 內,以避免地方性政治因素之干擾。 3.土地利用現況 場址應遠離名勝古蹟、公園、風景區、醫院、學校等, 並儘量避免使用耕地。如原地不屬專供垃圾處理用之都 市計畫用地,則應考慮未來變更都市計畫或徵收、價購 等之可行性。 4.交 通 掩埋場址與垃圾收集中心之距離不可太遠,以免降低清 運效率。
場址目前使用狀況適合變更為垃圾處理用地者,得分高;反之,衝突性大者,得分低。 5 2 評選項目 評分準則 建議評分點 Max. Min. 社會接受性 1.土地使用現況 場址目前使用狀況適合變更為垃圾處理用地者,得分高;反之,衝突性大者,得分低。 5 2 2.土地權屬 土地如為公有地或產權單純、清楚之私有地,得分高,如為產權複雜之私有地,得分低。 10 3 3.週遭環境 場址五百公尺範圍內,無密集住宅區或風景區者,得分高;反之得分低。 15 4.出入交通 垃圾車之行駛路線,如必須經過人口密集地區而影響交通,則得分低;如無此種情況,得分高。 5.場址行政區分 場址所在地與使用單位如為同一鄉鎮市,則得分高;反之,得分低。 6.風向/風速 場址之主要下風地區1公里範圍內如有住宅區而受到掩埋場之影響,則得分低;反之,得分高。
掩埋設計 一、掩埋總容量(Vt) Vt =Y.V 其中 Vt:掩埋總容量(m3) V:每年掩埋容量(m3/yr) Y:計畫目標年,或掩埋場使用年數(yr) f:體積減少率(因施工等壓縮造成),一般取0.25~0.40, 依 施工方法等因素而定 W:每日計畫掩埋廢棄物量(kg/d) :掩埋時覆土體積佔廢棄物之比率,約0.15~0.35(-) D:廢棄物之平均體密度(bulk density),一般廢棄物約 250~400,但事業廢棄物因種類不同差異極大(kg/m
掩埋設計 二、掩埋場規模 A:場址總面積(m2或公頃) H:場址最大深度(m)
掩埋設計 三、阻 水 廢棄物掩埋場為避免場址附近之公共水源與地下水受到污染,或廢棄物受到附近滲入水影響,可利用阻水設施將場地內之污水與週圍之地下水阻斷,而阻水設施一般可分為周圍阻水設施與底部阻水設施。
掩埋設計 滲出水量 1.質量平衡法(mass balance) 利用質量(水)不滅原理,滲出水進出量與一些導致水量損失或增加的因素來考慮,則其平衡關係式為: Q :滲出水量 P :降水量 R :逕流量 Va :掩埋體之實際蒸發量 :覆土層中含水量之變化 :廢棄物層中含水量之變化 :廢棄物分解所產生或消耗的水量
掩埋設計 滲出水量 2.合理化公式(rational formula) Q :滲出水量(m3/day) C :滲出水滲出係數(-) I :平均日降水量(mm/day) A :掩埋面積(m2)
掩埋設計 滲出水量 3.修正合理化公式(modified rational formula) Q :計劃滲出水量(m3/day) A :掩埋場集水區面積(m2) A1:正掩埋中之集水區面積(m2) A2:已掩埋完成之集水區面積 (m2) A3:未掩埋區之集水區面積(m2) C1:A1區之滲出係數(m3/m3), C1=0.4~0.7,一般採用0.5。 C2:A2區之滲出係數, C2=0.2~0.40,一般採用0.3。
掩埋設計 五、集排水 掩埋場需要設計的集排水,包括除了前所提的滲出水外,另有場地周圍的雨水與地層下的地下水。值得再次強調是雨水落於掩埋場內約有30~70%會形成滲出水(大部份來源為雨水),而落於掩埋場周圍者亦與滲出水同需排出場地,唯前者需先經污水處理後才與雨水或地下水集排出掩埋場。
滲出水可由構築於底部阻水設施或不透水層上之多孔管或透水盲溝排除,多孔管或透水盲溝可舖成樹枝狀,其周圍可舖覆30~50公分厚,粒徑30~100公釐之碎石,以防孔隙阻塞,掩埋場集水區內逕流量之排除,須在掩埋場之周緣設置U型截流溝,其斷面可由曼寧公式(Manning’s Equation)求得: A :排水溝橫斷面積(m2) n :粗糙係數,依水溝材質而定(-) Qt:總排水量(含滲出水與雨水或地下水)(m3/s) F :安全係數,約1.05~1.20(-) rH:水力半徑(m) S :水力坡降(-)
污染防治 掩埋場之環境污染大致可分為氣液兩大類,即是空氣的污染,包括掩埋場排出的廢氣或惡臭氣體逸散物、病媒等;而液體的污染,包括滲出污水及地下水。
滲出污水 滲出水的污染程度若以其所含之COD濃度來表示,則可用以下之數學模式來預測,藉此決定控制參數的選擇。設掩埋層中之固體有機物因分解或其它因素所造成之變化速率為: t:時間(s) C:COD濃度(kg/m3) u:滲出水之線性流速(m/s) x:於掩埋層中選定座標位置(m) D:擴散係數(m2/s) β:固體有機物以COD表示之換 算比值(-) ω:掩埋層之含水率(m3/m3) Ks:固體有機物之分解速率常數 (1/s) Kd:溶解性COD之分解速率常數 ρs:固體有機物之密度(kg/m3)
滲出污水之處置 掩埋場之排放出的滲出污水處理方式與一般廢水處理大同小異,唯由於滲出水之水質、水量變化皆大,設計處理設施時應儘可能設置調整糟,並視放流水標準及承受水體之條件,選擇適當的處理法,其處理對象以去除BOD、COD、SS、色度為主。常用的處理流程為: 滲出水 生物處理(喜氧性) 物理化學處理 脫氨 排放 流程中之生物處理法有活性污泥法、滴濾地法、旋轉生物盤法、曝氣氧化塘法,而物理化學處理法有混凝沉澱、離子交換、砂濾、活性碳吸附法等。滲出水之重金屬,一般藉調高pH使形成氫氧化物,經混凝沉澱、過濾後,可以去除大部份重金屬。
廢氣 掩埋場產生之廢氣大致可分為含有惡臭的廢氣,如有機酸、硫化物(硫化氫等)、氨氣等,另一類為廢棄物中有機體於地層下厭氣醱酵所產生的沼氣(biogas,含甲烷、一氧化碳與極少部份的硫化氫)。
廢氣處置 掩埋場之惡臭味的防治方法,可於每日覆土上加灑一層碳屑或煤屑,吸收臭味氣以防止逸散;或利用燃燒裝置法將其集排後與沼氣共同燃燒處理掉。至於沼氣之處理則以集排後燃燒為主,若量不大可以大氣稀釋之直接排放。
地下水監測 上游監測井(至少一個) 安裝於接近掩埋場範圍地下水水力坡降之上游端(即靜水頭增加之方向),監測井之數目、位置及深度必須足以採集有效水樣,以代表最終掩埋場附近地下含水層之背景資料,且不受處理設施及廢棄物之影響。 下游監測井(至少三個) 安裝於掩埋場管理範圍界限處之地下水力坡降下游端,監測井之數目、位置及深度必須確保其可立即偵測出由掩埋場滲出之成份。