單元五 垃圾掩埋滲出水返送 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

報告內容 ■ 垃圾掩埋滲出水的形成及水量影響因子 ■ 垃圾掩埋滲出水質量平衡 ■ 垃圾掩埋滲出水返送原理與功能 ■　垃圾掩埋滲出水的形成及水量影響因子 ■　垃圾掩埋滲出水質量平衡 ■　垃圾掩埋滲出水返送原理與功能 ■　垃圾掩埋滲出水下移時成分變化 ■　垃圾掩埋滲出水返送相關文獻探討 ■　穩定層對滲出水返送效果的影響 ■　垃圾掩埋滲出水返送操作方式 ■　結論 ■　參考文獻 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

垃圾滲出水的形成 一般而言，滲出水的形成可包括下列四個原因： 垃圾本身所含水分 降雨及周圍地下水入滲 垃圾分解 掩埋層中水分蒸發 當上述四項因素所生成的水，其總量達到土壤的飽和含水量時，即會形成垃圾滲出水而流出。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

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垃圾掩埋滲出水質量平衡 上面進入的水 ＞表層---雨水 ＞底下各層—滲經該層上方固體廢棄物的水 固體廢棄物中所含水量 ＞固體廢棄物本身所含之水分 ＞降雨所吸收之水分 覆蓋物質進入的水量 ＞覆蓋物之水量 ＞如砂為6-12％,黏土為23-31％ 底部流出之水分 ＞單體底部流出之水 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

＞有機成分進行厭氣分解時，所耗用的水分。已可快速分解物質之反應是來估算，可的以下： 形成廢氣所需水量 ＞有機成分進行厭氣分解時，所耗用的水分。已可快速分解物質之反應是來估算，可的以下： C68H111O50N+16H2O---＞35CH4+33CO2+NH3 每磅乾可快速生物分解揮發性固體被摧毀時耗用水量為 耗水量=288/1741=0.165磅 蒸發水量 地表逕流 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

垃圾掩埋滲出水返送的基本原理與功能 1.垃圾掩埋滲出水返送的基本原理 所謂滲出水返送，乃是將掩埋層視為一種生物反應器的 廢水處理系統。 將滲出水返送回掩埋層中，維持其內部一定的濕度及養 分，並增加內部微生物量，進行污染物分解，以加速掩 埋場穩定化及改善滲出水水質。 滲出水循環處理之穩定化過程中，垃圾層因壓密而形成 厭氧狀態，經消化分解而達到穩定時，垃圾表面有大量 微生物聚集形成生物膜。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

該生物膜經長期以濃度高且有機成份複雜之滲出水馴養 ，使之具有良好的消化能力。 本身以幾乎無污染性的垃圾，就如同表面附著大量微生 物之介質，而整個垃圾掩埋場可視為一結構類似厭氧滴 濾池之生物反應槽。 返送水中所含之高量有機物及微生物，可加速掩埋層之 分解穩定，產生之甲烷可供做能源回收，無機鹽類及重 金屬則藉由沉澱、複合等化學反應及土壤之過濾、吸附 、淨化作用而減少。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

2.滲出水循環處理之掩埋場可同時兼具以下功能： (1) 廢棄物傾棄場 (2) 廢棄物分解、穩定化場所 (3) 滲出水處理場所 (4) 滲出水調整槽 (5) 發生氣體處理場 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

3.滲出水返送操作具有幾項優點： (1) 使養分及微生物均勻分佈 (2) 調整掩埋層的pH (3) 對抑制性物質進行稀釋作用 (4) 所產生的甲烷可回收利用 (5) 掩埋層可作為滲出水儲存槽 (6) 藉由蒸發或是垃圾本身的吸附作用以減少滲出水水量 (7) 減少掩埋層穩定化所需時間 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

4.垃圾滲出水循環處理： 滲出水返送，可將掩埋場視之為掩埋場生物反應器 (Landfill Bioreactor)簡稱LFBR，可加速掩埋場安定化， 主要變數在濕度及掩埋氣體(Landfill Gas)簡稱LFG產生 方式。 實廠情形，返送口伸入五尺深，溫度維持在36℃，滲出 水返送，模擬成雨水，每年900mm/year。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

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滲出水流經土壤時其重金屬成份被離子交換去除 微量有機物被吸附去除 CEC ---＞定義為100克土壤所吸收的陽離子當量數 垃圾掩埋滲出水下移時成分變化 滲出水流經土壤時其重金屬成份被離子交換去除 微量有機物被吸附去除 CEC ---＞定義為100克土壤所吸收的陽離子當量數 土壤之CEC值受結構中礦物質和有機膠質而定 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

CEC值會受 pH 所影響，當 pH 降低時，CEC值會下降。 有機膠質 100-200 meg/100g 2：1 黏土 40-80 meg/100g 1：1 黏土 5-20 meg/100g CEC值會受 pH 所影響，當 pH 降低時，CEC值會下降。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

垃圾掩埋滲出水返送相關文獻探討 Pohland之研究： 以未破碎垃圾進行試驗，有滲出水循環系統之掩埋 場，其滲出水質較無循環系統之掩埋場有顯著之改善，且掩埋場之穩定年限可由一般掩埋場之15 ~ 20年縮短為2 ~ 3年。 Tittlebaum之研究： 利用破碎垃圾進行滲出水循環處理之研究，實驗結 果顯示滲出水循環處理對有機污染物之去除有極佳之效 率，而垃圾之破碎及營養劑之添加則不會影響處理效果。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

Robinson H. D.、Maris P. J.及山本等學者之研究： 採取滲出水循環處理之衛生掩埋場中有機物可有效的經微生物作用而轉換，重金屬及無機物質也可因土壤固相與土壤溶液間之表面相互作用及土壤吸附作用而減少。 再由氣體產生量觀察，滲出水循環處理氣體之產生速率較快，顯示微生物分解速率較大。 另外，使用滲出水循環處理可以減少滲出水量，晴天時可因循環作用引致蒸發作用，而大量減少滲出水水量，而雨天時，則可將雨水貯留於掩埋場內部，俟天晴時再予循環減量，因此滲出水量變動幅度較一般為小，散水負荷較高，水力停留時間較長。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

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將掩埋場模型分為厭氧性、準好氧性、循環式準好 氧性三種，進行一年六個月之實驗，以觀察滲出水有機 花嵨教授之研究： 將掩埋場模型分為厭氧性、準好氧性、循環式準好 氧性三種，進行一年六個月之實驗，以觀察滲出水有機 物之變化，結果顯示循環式準好氧性對滲出水有機物之 去除最具功效。花嵨教授並比較循環式與非循環式之滲 出水量差異，由於循環式掩埋場之蒸發量約為一般掩埋 場之二倍，其滲出水量約可減少30％。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

國內針對垃圾衛生掩埋場滲出水循環處理進行研究： 滲出水循環處理有助於衛生掩埋場有機物分解之進行，滲出水循環可增加掩埋場內處理污染之負荷，每公斤乾垃圾之BOD及COD負荷可均達一般衛生掩埋場之二倍以上。 循環滲出水之pH調整，雖有助掩埋場有機物之穩定，但 因掩埋時間甚長，在一般情況下差距不大，因此pH調整並非必需。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

C.由果菜市場廢棄物掩埋場有機物去除作用最為迅速，最 早達到穩定，故可推論以廚餘等有機物為主之衛生掩埋 場可減少穩定所需時間。如能分類掩埋，可以提早進行 土地最終利用計畫。 D.利用滲出水循環系統將滲出水迴流至掩埋場處理，可以 省卻污水處理場之建造，也有其經濟上之效益，在適當 條件下有採行的價值。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

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綜合以上之研究，可得知滲出水循環處理之優點為加 速掩埋層內部之穩定速率，且可對於滲出水有一定之處理 功效，故其最大利益為減少處理費用，但最大困擾為滲出 水阻塞問題，因此對於掩埋場滲出水循環處理之操作方式 需特別注意，使得滲出水迴流能順利進行，而達到最佳之 處理效能。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

穩定層對滲出水返送效果的影響 張氏(民國85年)分別選用新鮮灰渣、掩埋三年之灰渣及 掩埋六年之灰渣配合生垃圾滲出水淋滲進行滲出水返送 實驗，以探討不同掩埋齡對污染物的去除效果。由實驗 結果得到下列結論： A.掩埋齡為三年及六年的灰渣，其內部適合生物生長的條 件較多，而由pH值的變化亦推測出其中有生物的生長。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

B.新鮮灰渣本身氯鹽含量較高，故在滲出水返送過程中， 其呈現一釋出的現象。而三年及六年灰渣，其內部氯鹽 含量較少，於實驗過程中呈現吸附現象。故灰渣內部對 於氯鹽是以吸脫附的作用。 C.隨著掩埋齡的增加，對垃圾滲出水中有機物質的去除效 果更佳。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

高氏與許氏(民國86年)於不同溫度下埋設穩定垃圾掩埋 管柱及新鮮垃圾掩埋管柱，並分別進行滲出水返送，以 探討兩者對滲出水的處理能力。由其實驗可得下列結論 ： A.掩埋初期，掩埋層對污染物的去除主要為吸附作用。 B.穩定垃圾層對於滲出水中污染物的去除效果均較新鮮垃 圾掩埋層為佳。推測是因為新鮮垃圾中含有大量有機物 質，經生物分解後溶出，增加滲出水的污染量。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

全氏(民國88年)埋設新鮮底灰及掩埋五年之底灰管柱， 於低溫狀況及室溫狀況配合以蒸餾水及底灰滲出水進行 淋滲實驗。尤其實驗結果可以得到下列結論： A.新鮮底灰在淋滲過程中，對於COD及BOD皆呈脫附狀況 ，而漸與底灰達平衡狀態，以降低尖峰負荷的發生。 B.在重金屬方面，不論是以蒸餾水淋滲或是底灰滲出水淋 滲，其皆呈現脫附狀態。蒸餾水組是因為其本身重金屬 含量較低所造成，而底灰滲出水組可能是因組成成分複 雜，內含有能將重金屬錯合之物質，而將重金屬帶出。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

垃圾掩埋滲出水返送操作方式 滲出水返送方式分為三種(Qasim et al., 1994)： 表面噴灑（Spray irrigation） 表面逕流(Overland flow) 內部澆灌（Subgrade irrigation 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

表面噴灑(Spray irrigation) 於掩埋場上方每隔15 ~ 30 cm安裝一個噴嘴，定時抽送滲出水噴灑於覆土上。此方法最主要的優點是可在返送水噴灑過程中同時曝氣，及可藉由覆土的過濾作用而達到滲出水之處理效果。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

表面逕流(Overland flow) 此種返送之技術較為純熟，但較為昂貴。是利用溝渠、入滲池或多孔管之方式來散佈返送水，滲出水定時抽送至散水系統，讓土壤過濾後滲入掩埋層。表面噴灑及表面逕流都需要有滲出水之貯水池以提供返送用。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

內部澆灌(Subgrade irrigation) 此方法是將返送水灌注於覆土下之散水磚或散水管內，因此可較均勻之散佈返送水，掩埋區如果表面積太大的話，則需要分隔成較小之區域，個別返送滲出水，此方法可持續之使用並可降低臭氣問題。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送

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滲出水循環處理之優點為加速掩埋層內部之穩定速率 ，且可對於滲出水有一定之處理功效，故其最大利益 為減少處理費用，但最大困擾為滲出水阻塞問題。 對於掩埋場滲出水循環處理之操作處理方式需特別注 意，使得滲出水迴流能順利進行，而達到最佳之處理 效能。 2019/1/11 垃圾掩埋滲出水返送