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  2. 環保專案摘要資料
  3. 32117865
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Title 木柵焚化廠廢氣中多環芳香烴（PAHs）化合物防治技術委外研發計畫
Abstract 本研究計畫針對目前木柵焚化廠現有濕式洗滌塔控制設備，研究添加界面活性劑對氣相多環芳香烴化合物（PAHs）去除作用之影響，以作為建立焚化廠廢氣中多環芳香烴化合物防制技術之依據。研究實驗以Naphthalene為多環芳香烴化合物之代表物種，以陰離子性界面活性劑（SDS）與非離子性界面活性劑（C10E4、C10E8與C14E8）探討不同濃度下之增溶因子，顯示在臨界微胞濃度之上具有較佳的增溶效應，實驗最大濃度下之增溶因子分別為C10E4（14.20）＞C14E8（12.86）＞SDS（9.20）＞C10E8（6.09），以C10E4之增溶效應最大。以木柵垃圾焚化廠之洗滌塔設備為考量建立洗滌塔模型，進行多環芳香烴化合物去除實驗。實驗顯示C10E4在10-3到10-2 M的濃度範圍之中，吸溶多環芳香烴化合物的去除效率為52.6 % 到75.0 %，具有最佳的處理效率。C14E8濃度範圍10-3到10-2M之去除多環芳香烴之效率介於60.4 % 到71.9 %，最差則為SDS（10-2到10-1 M），去除效率介於6.0 %到39.0%。依據處理效率、吸收能力、界面活性劑使用濃度、pH值的影響、界面活性劑價格、泡沫影響與對廢水之影響等考量因子，評估出最合適去除PAHs之界面活性劑種類為C10E4、C14E8次之，SDS則不適合。此外並以實驗之各項數據，建立不同界面活性劑在不同處理效率下之用量資料，以供本研究作進一步應用時之參考。在成本效益評估方面，不同界面活性劑之單位去除成本分別為，C10E4（75 %）577元新台幣/g PAHs、C14E8（70 %）961元新台幣/g PAHs與SDS（39 %）22,090元新台幣/g PAHs，以C10E4之單位去除成本最為便宜。而以木柵焚化廠四爐二十四小時操作之界面活性劑使用成本則為，C10E4（75%）708元新台幣/日與C14E8（70%）1104元新台幣/日，屬於低成本之控制技術。以各項考量要點評估，木柵焚化廠使用界面活性劑去除多環芳香烴化合物之控制技術，具有相當之可行性。針對本計劃對多環芳香烴化合物之控制技術與管制策略之研究，目前固相多環芳香烴化合物已能有效控制，對於氣相多環芳香烴化合物可以利用去除VOCs之控制技術，然而目前對於針對PAHs去除所發展之控制技術則相當的有限。在管制策略方面，參考各國之管制策略可以發現多環芳香烴化合物的管制將以健康風險的角度以最大個別致癌風險（MICR）來進行管制，或使用多環芳香烴化合物當量因子（Potency Equivalency Factors）訂定Benzo[a]pyrene為當量基準，以排放濃度或總量來加以管制。由於多環芳香烴化合物屬於疏水性有機化合物（HOCs），本研究分析以界面活性劑控制PAHs之研究成果應用至其他疏水性有機化合物（如多氯聯苯PCBs、戴奧辛PCDD與口夫喃PCDF等）控制之可行性。經由多環芳香烴化合物、多氯聯苯與戴奧辛等在各項基本物化性質與蒸氣壓、水中溶解度、亨利定律常數及辛醇-水分配係數等性質上之比較，顯示界面活性劑對PAHs之控制技術，同樣對多氯聯苯、戴奧辛等具有相似的去除潛能。本研究委託工業技術研究院針對木柵焚化廠一號爐之煙囪尾氣、靜電集塵器之前、洗滌塔之前與洗滌塔之後的廢氣進行兩次多環芳香烴化合物的檢測。（平均）總PAHs濃度（μg/Nm3）分別為靜電集塵器之前2.436 μg/Nm3、洗滌塔之前1.474 μg/Nm3、洗滌塔之後1.474 μg/Nm3與煙囪尾氣1.725 μg/Nm3。各採樣點氣相多環芳香烴化合物之比例都佔總PAHs濃度之90 %以上，並且多環芳香烴化合物中的Naphthalene佔總氣相多環芳香烴化合物76.8 %到87.0 %之間，因此木柵垃圾焚化廠多環芳香烴化合物之排放，以氣相多環芳香烴化合物及Naphthalene為重要的焦點。整體而言木柵垃圾焚化廠的多環芳香烴化合物排放濃度，低於一般垃圾焚化廠的多環芳香烴化合物排放濃度。然而就美國之管制策略，是以健康風險評估為依據，訂定其許可排放量。因此雖然木柵焚化廠目前濃度較其他焚化廠低，但未來管制策略將以健康風險評估及許可排放量來管制，焚化廠仍需審慎因應。
EngTitle The Study of Control Technique of PAHs of Mu-Cha Incinerator
EngAbstract The objective of this study is to examine the solubilization effects of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) using various surfactants. Naphthalene was chosen to represent PAH compounds and anionic sodium dodecyl sulfate (SDS) surfactant and nonionic polyoxyethylene surfactants (C10E4、C10E8 and C14E8) were employed. A series of batch experiments in an absorption cell were performed at 50℃ and surfactant concentration both lower and higher than the critical micelle concentration (CMC). Naphthalene was analyzed by solid-phase microextraction equipment (SPME) and gas chromatograph (GC) with a photon ionization detector (PID). The CMC values of SDS were measured by a conductivity meter. Experimental results show that CMC values increased with temperature and decreased with pH values because of the electrolyte effects. Lower than critical micelle concentration (CMC), the apparent solubility and absorption rates of naphthalene with or without CO2 or SO2 were practically identical to those of pure water. However, higher than CMC, equilibrium naphthalene apparent solubility increased linearly in proportion to the surfactant concentrations. Naphthalene apparent solubility slightly increased with pH. The apparent solubility of naphthalene, CO2, and SO2 all decreased owing to competitive absorption in a simultaneous absorption system. The major absorption mechanism of naphthalene is the solubilization in the core of micelles, however, CO2 or SO2 was likely to be adsorbed at the surface of hydrophilic regions of micelles.
ProjectYear 090
SponsorOrg 台北市政府環境保護局
ExecutingOrg 臺北市政府環境保護局
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