從永續發展之理念探討污泥減量之必從永續發展之理念探討污泥減量之必要性要性 -- 以迪化污水處理廠污泥減量工程為以迪化污水處理廠污泥減量工程為例例

簡報人：陳宏銘 副總工程司

永續發展之緣起及定義永續發展之緣起及定義

污泥處理之困境及因應污泥處理之困境及因應

污泥減量推動緣由目標污泥減量推動緣由目標

減量工程規劃設計說明減量工程規劃設計說明

經濟效益經濟效益

壹

貳

參

肆

伍

結語結語陸

大綱大綱

2

永續發展之緣起及定義永續發展之緣起及定義

壹壹、、永永續續發發展展之之緣緣起起及及定定義義

3

永續發展緣起永續發展緣起永續發展（ Sustainable Development ）乃指 「人類的發展能夠滿足當代的需求，且不致危及到我們的子孫滿足其需要的能力」（ Development that Meets the Needs Of the Present, Without Compromising the Ability of Future Generations to Meet Their Own Needs. ）。在此永續發展的概念之下，從聯合國乃至世界各國與地方城市皆開始著手建立屬於自己的永續發展願景、研擬策略與行動計畫，以及永續指標的評估系統等整體性之規劃，共同為地球的環境盡一份心力。

壹壹、、永永續續發發展展之之緣緣起起及及定定義義

4

永續發展的重要精神在於追求社會、經濟與環境三面向的均衡發展，即：

1. 社會層面 (Social) ：主張公平分配，以滿足當代及後代全體人民的基本需求。

2. 經濟層面 (Economic) ：主張建立在保護地球自然環境基礎上的持續經濟成長。

3. 環境層面 (Environmental) ：主張人類與自然和諧相處。

永續發展定義永續發展定義

環境層面

經濟層面 社會層面

永續發展需求管理

綠色產業

綠色消費

壹壹、、永永續續發發展展之之緣緣起起及及定定義義

5

6

污泥處理之困境及因應污泥處理之困境及因應

污泥目前處置方式污泥目前處置方式

目前台灣仍以衛生掩埋作為脫水後之下水污泥最終處置方式，其優點為能將污泥併同其它都市固體廢棄物一起處理，而操作與維護之金額明顯較其它處置方式低。但近年因受限於廢棄物運輸費用逐漸提高、掩埋場址飽和以及台灣民眾高度排斥掩埋場的興建，衛生掩埋法使用大受限制。此外現有場址也會有滲出液、氣味、病媒源散佈的問題，無法符合現有環保法規，仍需再建廢水處理廠處理之。在歐盟各國中已經有希臘與法國禁止污泥衛生掩埋，其它各國也降低使用填地的比例，日本與美國亦有同樣趨勢。

目前臺北市迪化污水處理廠採用之下水污泥委外掩埋方式每年支出處理費用高，考量國內污泥委外掩埋場所難覓且處理費用居高不下，不符合經濟效益與形成財務重大負擔，未來生活污水處理後所產污泥將無可避免朝向「減量化」、「資源化」與「再利用」的方向發展，以符合永續發展之理念。

貳貳、、污污泥泥處處理理之之困困境境及及因因應應

7

總掩埋場數量 營運中( 含仍有餘裕量未營運 )

北部地區 89 20

中部地區 185 26

南部地區 113 32

外島 23 12

污泥目前處置方式污泥目前處置方式 (1)(1)

有效掩埋場數量僅剩下

21.95%

貳貳、、污污泥泥處處理理之之困困境境及及因因應應

8

新竹縣竹東鎮綠洲科技公司污泥乾燥爐新竹縣竹東鎮綠洲科技公司污泥乾燥爐

國內污泥減量相關案例國內污泥減量相關案例 ((一一 ))案例 1案例 1

現勘重點： 處理物：有機性污泥、無機性污泥、污泥混合物 運轉狀況：試運轉，固定污染源設置許可證申請中 乾燥爐形式：直接加熱式乾燥旋轉窯 廢氣防制：集氣罩、風管及洗滌塔 處理流程：進料（含水率約 80 ％）→第一段乾燥→破碎→第二段乾燥（含水率 按最終用途調整）→添加副資材（未來擬申請肥料登記證）

貳、貳、污污泥泥處處理理之之困困境境及及因因應應

9

桃園縣新屋鄉永豐餘造紙公司汽電共生廠桃園縣新屋鄉永豐餘造紙公司汽電共生廠

國內污泥減量相關案例國內污泥減量相關案例 ((二二 ))案例 2案例 2

現勘重點： 處理物：生物處理污泥、製漿造紙排渣 、廢輪胎 運轉狀況：汽電共生鍋爐之輔助燃料 焚化爐形式：氣泡式流體化床焚化爐及循環式流體化床 帶濾式脫水機：污泥含水率約為 80 ％，回收熱量較低，亦會損害焚化爐或鍋爐 螺旋式脫水機軸心通入蒸氣 ：污泥含水率降至 50 ％以下，節省乾燥時間與耗電

貳貳、、污污泥泥處處理理之之困困境境及及因因應應

10

觀音工業區亞東石化股份有限公司觀音工業區亞東石化股份有限公司

國內污泥減量相關案例國內污泥減量相關案例 ((三三 ))案例 3案例 3

現勘重點： 污泥乾燥設備： Komline-Sanderson Paddle攪拌式乾燥機 處理線 (1) ： T9 處理線機型代號為 NPD-10T ，較早期設計之機型，攪

拌轉軸採用雙槳葉設計，其乾燥行程較短，較無轉軸變形問題，另因槳葉設計較小且乾燥爐內溫度變化較小，處理效率較佳且故障率較低。

處理線 (2) ： T10 處理線機型代號為 15W3000 ，為新採購之機型，攪拌轉軸採用四槳葉設計，每部機組同樣具有兩支攪拌轉軸，其乾燥行程較長，乾燥爐內溫度變化較大，易發生污泥固結，其效率較不佳且故障率較高。

乾燥方式：間接加熱 (使用蒸汽 ) ，乾燥溫度約 120～ 130℃ 脫水污泥：約 51噸 /日，含水率 90～ 92 ％。 乾燥污泥：含水率 15 ％以下，顆粒狀非粉塵，無臭味問題 最終處置：以太空包裝袋，採外運掩埋處置

貳貳、、污污泥泥處處理理之之困困境境及及因因應應

11

12

污泥減量推動緣由目標污泥減量推動緣由目標

計畫緣起計畫緣起

國內目前污泥主要仍以掩埋進行最終處置，但委外掩埋場所日益難覓且處理費用高，不符合經濟效益且形成財務重大負擔，未來生活污水處理後所產污泥將無可避免朝向「減量化」、「資源化」與「再利用」的方向發展。

掩埋場日益難尋掩埋場日益難尋

處理費日益趨高處理費日益趨高資源化資源化資源化資源化

再利用化再利用化 再利用化再利用化

減量化減量化 減量化減量化

污泥減量

參參、、污污泥泥減減量量推推動動緣緣由由目目標標

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計畫標的計畫標的

因應臺北市政府「資源全回收，垃圾零掩埋」環保願景

污泥減量工程使原污泥餅含水率降低

80% 30%

污泥資源化再利用規劃

脫水污泥資源再利用，達到

零掩埋目標

參參、、污污泥泥減減量量推推動動緣緣由由目目標標

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污泥減量( 水解 )

脫水 乾燥 堆肥廠含水率 30%以下污泥

標售或委託清運

再乾燥 含水率 25%以下污泥 研磨

混合(副資材 )

粉狀肥料

造粒

出售

粒肥

篩分(<10mesh)

融熔混燒 破碎

脫水 養生

磚材

級配粒料破碎混合( 水泥 )

污泥減量( 熱水解 )

污泥減量30% 以上

污泥減量75% 以上

短期

中期

長期

污泥後續處理短、中、長程規劃說明

參、參、污污泥泥減減量量推推動動緣緣由由目目標標

15

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減量工程規劃設計說明減量工程規劃設計說明

肆肆、、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

污泥產出情形及特性污泥產出情形及特性

96年進流水量月平均介於 346,986~487,037CMD ，出流水量月平均介於 334,337~460,968CMD ，每日污泥餅產生量平均約為 38.51~119.98m3 。

時間項目

2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

BOD(%) 91 85 84 85 75 84 90 77 92 93 92

SS(%) 83 65 53 67 70 49 63 58 63 67 75

資料來源：迪化污水處理廠委託代操作維護工作第一期月報告

迪化污水處理廠 96年 2月 ~12月 BOD及 SS 去除率

脫水污泥餅採樣分析結果

所產生之污泥餅含水率約為 74.4~79.6 ％

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18

污泥處理方式評析污泥處理方式評析技術評估項目

熱處理法熔融法 焚化法 乾燥法

適用污泥 有機重金屬灰份

乾濕有機 有機

公害防制 可控制成本高

可控制成本高

可控制成本低

產品利用 取代砂石加工建材地磚

掩埋場覆土水泥原料地磚原料

肥料農綠地施用

減容減量 4%(96%)

10%(90%)

20%(80%)

技術設備支援度

目前國內無運轉廠以日本為例多為小規模

小量可混入暨有焚化設備，大量時應興建專用焚化爐技術設備成熟

技術設備成熟，主要可分為直接加熱與間接加熱兩種

肆、肆、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

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直接乾燥法直接乾燥法規劃機型：迴轉式乾燥爐 ( 貳套 )乾燥方式：熱風直接加熱式乾燥溫度： < 400℃出口溫度： < 120℃空污防治：旋風集塵機 、袋濾式集塵機、濕式洗滌塔、活性碳吸附

建設投資成本較低污泥餅清運成本較低操作維護費較低可於國內採購適合間歇式運轉蒸發水份之熱效率較差配置 20m煙囪以利對流

直接乾燥機平面配置圖

肆、肆、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

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間接乾燥法間接乾燥法規劃機型： Disk攪拌乾燥機 設備 ( 貳套 )乾燥方式：蒸氣間接加熱式乾燥溫度： < 95℃出口溫度： < 95℃空污防治：濕式洗滌塔 、輔助燃燒器 (或生物濾床 )

建設投資成本較高污泥餅清運成本較高操作維護費較高須向國外採購不適合間歇式運轉蒸發水份之熱效率較佳空氣污染物排放較低

間接乾燥機平面配置圖

肆、肆、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

直接與間接乾燥法之比較直接與間接乾燥法之比較

項目 直接加熱 間接加熱

設備空間 小 大

操作時間 短 長

建設成本 低 高

安全問題 高 低

空氣污染 高 低

附屬設備 少 多

操作費用 低 高

維護費用 低 高

肆、肆、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

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肆肆、、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

污泥熱值、性態及最佳含水率污泥熱值、性態及最佳含水率

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%

含水率

熱值

(kca

l/kg)

垃圾焚化之設計熱值： 1,900 kcal/kg

污泥乾基熱值：含水率 80 ％（ 732 kcal/kg） 污泥乾基熱值：含水率 35 ％（ 2354 kcal/kg） 含水率 45% 以下之乾基熱值較焚化設計熱值高， 可充當輔助燃料降低輔助燃料用量

含 水 量 乾 燥 後 性 狀 60% 以上 糊狀，具粘著性 50%~60% 污泥快速碎解成塊狀或球狀，具粘著性 30% 以下 呈粉狀，粉塵揚起問題，輸送需謹慎

81%

73%

65%

55%

46%

33%

經考量自燃需求及乾燥後之污泥性狀，一般焚化前乾燥污泥之適宜含水量約在40%~50%

經考量自燃需求及乾燥後之污泥性狀，一般焚化前乾燥污泥之適宜含水量約在40%~50%

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污泥近程處置方式污泥近程處置方式 (1)(1)

本工程臭味來源主要來自污泥乾燥過程中有機分子的釋出，及乾燥成品輸送、貯存時的逸散，環保署對於臭味之定義為「當人體嗅覺某種氣味而感覺厭惡，該氣味即為廣義之臭味」，臭味亦可能同時造成生理及心理上的不良影響，因迪化廠鄰近社區，污染排放項目及臭味防制均嚴格要求，經本處污水廠實際乾燥實驗可知污泥含水率 40%時仍有強烈臭味，至 30% 以下時則臭味遽減，因此以含水率 30% 為處理要求。

污泥乾燥臭味考量

81% 55% 46% 33%

污泥乾燥實驗情形

臭味大幅減輕臭氣

肆肆、、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

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污泥近程處置方式污泥近程處置方式 (2)(2)

目前採用之下水污泥委外掩埋方式每年支出處理費用約 11,497萬元，若下水污泥先行乾燥含水率至 30 ％，再經焚化 ( 需另加柴油補助費用 500元 /噸及灰渣最終處置費用 1,910元 /噸 )或委外掩埋之處理費用分別為 12,916萬元及 10,949萬元。

與現行直接將脫水後平均含水率 80% 之污泥進行掩埋方式相較，污泥先行乾燥含水率至 30 ％再進行後續處置之費用較直接掩埋為低，且可保留後續資源化再利用之彈性空間，符合經濟效益；爰此以處理污泥至含水率 30%或 30% 為主要目標。

經濟乾燥效益分析

含水率處理費用項目 80% 含水率 <40% 含水率

<30% 含水率

<20% 含水率

水份去除費用 - 5,090 5,474 16,669

運送與焚化費用 - 2,555 2,190 1,855

柴油及灰渣再處理費用 - 3,734 2,252 1,569

委外掩埋 (11,497) (3,833) (3,285) (2,875)

總計 (11,497)11,379

(11,478)12,916

(10,949)20,093

(21,399)註： 1.單位 :萬元 2.( )表示最終處置為委外掩埋方式

肆肆、、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

24

進料

進料泵

熱介質源

回流熱介質

風扇

供水

洗滌廢水

洗滌塔

廢氣收集管

冷卻輸送帶

空氣補充

間接乾燥機

包裝機

環評審查結論：維護當地環境品質並顧及鄰近居民觀感，選擇採用間接式污泥乾燥

採國內外採國內外最先進及最低污染最先進及最低污染的處理設備的處理設備

肆肆、、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

工程簡介工程簡介

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系統需求（一）系統需求（一） 參、參、工工程程規規劃劃與與基基本本設設計計55

(一 )操作核心單元之乾燥爐應為 2台 (含 ) 以上，總污泥處理量≧ 140噸 /日，出泥含水率 <30 ％，且乾燥爐之型號及規格必須一致，以利後續操作維修作業。

(二 ) 處理功能之設計均必須符合可達到每日 24小時連續正常操作運轉，扣除例行維修及歲修，廠商應保證每台乾燥爐年平均有效操作時間＞ 7,500小時，同時每台每週關機維護時間應≦ 6小時，每台每年歲修時間應≦ 10日曆天。

(三 )乾燥後污泥原則以 500kg之太空包裝袋，太空包必須有封口以及防止臭味逸散之設計，並應可回收再利用；為配合日後乾燥污泥處置之彈性，廠房仍須預留小包裝袋裝設備或直接採槽車運送時所需之裝卸及相關輸送等設備之設置空間。

(四 )乾燥設備如採控溫之熱媒油為加熱熱源進行污泥減量，不得產生聯苯或戴奧辛等相關污染。 26

系統需求（二）系統需求（二） 參、參、工工程程規規劃劃與與基基本本設設計計66

(五 ) 整個乾燥系統無論何種形式產生之粉塵均不能洩漏至環境中（密封卸料，密封運輸、粉塵回收等）。整個系統應嚴格遵守中華民國勞工安全衛生設施規則防爆規定。

(六 )加熱之燃料應優先使用迪化廠污泥厭氣消化槽產生之消化瓦斯氣體，俟其充分供應後，不足者始再補充天然氣作為燃料。

(七 )乙方提供的污泥乾燥系統應為高效率之系統，熱能及電能消耗均較低。其中，每蒸發 1公斤水，熱能的消耗應低於770kcal。

(八 )廠內不與人體接觸之洗滌用水應優先使用迪化廠之回收水，如回收用水量不足或水質不符操作需求時，方得使用自來水；冷卻水、冷凝水則使用自來水，且需循環使用。 。

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(九 )污泥乾燥單元之監控軟體程式設計 (組態 )，內容應包括流程畫面、操作顯示、趨勢分析、警報、運轉狀態等項，警報及運轉狀態形式和內容均按照機關要求完成，並需保証迪化廠既有之中控系統正常操作。 。

(十 )污泥乾燥設施需利用北側水肥投置站其餘 40m×14m用地進行配置。水肥傾卸室與北側水肥投置站污泥乾燥區之間預設 1道快速捲門，供未來污泥乾燥區運輸車輛出入之用。水肥傾卸室之入口則增設空氣門及快速捲門，將來水肥車到北側水肥投置站投肥時，水肥車進入水肥傾卸室後，快速捲門可關閉，將臭氣外洩之可能性降至最低。

系統需求（三）系統需求（三）

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註：參考廠商資料彙整而成

( 一 ) 脫水泥餅（濕泥）平均含水率

平均 80 ％

(二 ) 系統最低處理能力 ≧ 140噸濕泥 /日(三 ) 系統最高出泥含水率 ≦ 30%

(四 ) 乾燥器形式 間接加熱式(五 )生產線 ≦ 2條(六 ) 系統設備年操作時數 7500h/年(七 ) 乾燥系統之蒸發能力： 3800 kg H2O/h

(出泥含水率≦ 30%)

(八 ) 乾燥系統壓力： 微負壓

肆肆、、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

設計基準設計基準 ((一一 ))

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設計基準設計基準 ((二二 ))

(九 )冷卻後之顆粒溫度 約 45C(十 )冷凝及冷卻排放水溫度 採水循環交換溫度(十一 )冷卻水及洗滌水處理去處

污水處理廠

(十二 ) 工作環境溫度 5 ~ 40C(十三 ) 自來水壓力 約 2bar

(十四 ) 設備電源 380V/3ph/60Hz

(十五 )控制電源 24VDC,110VAC註：參考廠商資料彙整而成

肆肆、、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

30

鍋爐 熱煤循環泵

冷卻輸送帶 包裝機

肆肆、、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

31

中繼緩衝槽 排氣壓縮機

膨脹槽、冷能器

肆肆、、減減量量工工程程規規畫畫設設計計說說明明

污泥乾燥機

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經濟效益評估經濟效益評估

源頭減量優於管末處置源頭減量優於管末處置

大分子大分子生物生物污泥污泥

水解

小分子小分子污泥污泥

CHCH44

HH22

COCO22

水解作用

能源再利能源再利用用

污泥乾燥工程污泥乾燥工程污泥減量

30%

3 RReduce volumn

Reduce cost

Reduce energy use

3 RReduce volumn

Reduce cost

Reduce energy use

伍伍、、經經濟濟效效益益評評估估

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伍伍、、經經濟濟效效益益評評估估

乾燥前 乾燥後天然瓦斯 0 4,764,191

電費 (4元 /度 )

0 1,135,200

人事費用 0 300,270

水費 (12元 /噸 )

0 712,800

化學藥品費 0 42,000

合計 0 7,210,941

以每日提供消化瓦斯量 4000m3

單位：元 /月

成本效益計算成本效益計算

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經濟效益評估經濟效益評估處理方案 處理費用

(元 /噸 )處理總量(噸 /月 )

其他花費 總處理費(元 /月 )

備註

原污泥處理成本

3,354( 污泥清運 )

3,300 0 11,068,200 現每公噸之廢棄污泥處理單價為 3354元 /噸，故需花費1,077萬元 /月

污泥減量(間接乾燥法 )

3,354( 污泥清運 )

945 7,210,941 10,380,471

自設污泥乾燥機 (間接加熱 )家含水分至 80%降至 30% ，乾燥後污泥自 3,300(噸 /月 ) ，減少至 945(噸 /月 )

平均每月可節省687,729元

伍伍、、經經濟濟效效益益評評估估

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結語結語

後續作為及附加效益後續作為及附加效益由於國內污泥再利用終端市場未明，本工程完工後之乾燥污泥暫仍須採掩埋為最終處置，但已大幅降低掩埋場地之需求，必提昇污泥再利用資源化之潛力，包括作為水泥窯摻料、焚化爐助燃物質混燒增加熱值、製作成肥料或水泥生產等，本處後續將會持續針對污泥資源化利用方式之進步，持續研擬乾燥污泥之最終處置方案。 透過本工程操作運轉，將可有效利用迪化廠產生之甲烷氣體，同時達到節能減碳及能資源永續利用目標之實現。

焚化廠

水泥窯

陸陸、、結結語語

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THE ENDTHE END

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