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土壤重金屬污染處理

國內受重金屬污染之土壤大都採取翻轉稀釋法+離場處理，低污染濃度之土壤以翻轉稀釋法處理；中、高污染濃度之土壤採離場處理。但翻轉稀釋工法往往受質疑於場址內之污染總量並未減少，而採用離場處理又因處理價格昂貴，且因土壤生成不易需保護土壤資源，及減少能源使用之考量下，又須思考如何減少離場處理土方量。為減少離場處理土方量，卻又可同時降低污染場址之重金屬污染總量，因此開始加入清洗工法，以符合減少離場土方量、珍惜土壤資源，又可降低污染總量之雙重目的。

土壤表面或孔隙常附著帶負電之有機質，而帶正電之重金屬離子便吸附於土壤之有機質上，完整之清洗工法包含了水洗+酸洗系統，受重金屬污染之土壤若以粒徑大小分離，會產生不同之污染濃度。小顆粒土壤因比表面積較大顆粒土壤大，且重量較輕，分母小分子大，因此小顆粒之污染土壤其污染濃度較高，反之，大顆粒之污染土壤污染濃度會較低。

水洗系統係利用大、小顆粒粒徑不同之原理而做分離，分離後之大、小顆粒土壤因其重金屬濃度不同而再做分類處理。水洗系統先將低污染濃度之大顆粒土壤藉水洗分離出來，留在場址內採翻轉稀釋工法，以符合管制標準；高濃度之小顆粒土壤藉水洗分離出來，以離場處理；至於中濃度之污染土壤，則串聯式的採用酸洗系統將吸附於土壤表面之重金屬，以酸液萃取出來，使土壤符合管制標準。溶在酸液中之重金屬，藉由調高pH形成氫氧化合物而結晶出來，再以固液分離沉澱重金屬污泥，污泥排出脫水濃縮成污泥餅，當然上澄液視水質再處理後，回收供作水洗或酸洗系統使用。

水洗處理流程介紹

水洗處理係以物理方法分出不同粒徑土壤，藉由加入水作清洗，以強化微小粒徑顆粒的洗出，及不受物理分離過程中粉塵的危害。高污染濃度土壤進入濕式震動篩分機，正式進入水洗系統之第一道設施，以水清洗分離不同粒徑，以下再經葉輪式洗砂機與泥砂分離機(hydrocyclone)等二道粒徑水洗分離處理程序， 每經一道大、小顆粒土壤粒徑分離，分離出來之大顆粒土壤重金屬污染濃度通常較低，達到污染土壤減量目的。

水處理流程介紹

濕式震動篩分機

第一道水洗處理設施為濕式震動篩分機，其篩分粒徑為5mm。處理程序係以怪手將土壤填入土壤進料斗，業經輸送帶送入濕式震動篩分機內篩分，篩分孔徑為5mm，大於5mm之土方為本單元之產物，通常重金屬污染濃度較低，XRF分析確認重金屬污染濃度低於3倍監測標準後，以其他低於監測標準之土壤或乾淨客土進行翻轉稀釋，待再以XRF分析低於監測標準後進行回填。小於篩分孔徑之土壤，其重金屬污染濃度較高，與清洗水一同流入下一道水洗單元葉輪式洗砂機，進行更細粒徑之分離處理。

為防止篩分微小粒徑土壤所產生之粉塵問題、增加篩分微小粒徑之功能、清洗掉附著於大顆粒之微小泥砂，且避免篩分中有土壤粒子膠結成大粒子，因此採用水溶液作土壤清洗，例如以3道不同強度、水量之高壓噴水頭裝置水洗土壤，並配合震動篩網，將大、小粒徑土壤分離，3道水洗幕之水壓強度與水量，可依實際狀況調整，以清洗分離出土壤大小不同粒徑。

葉輪式洗砂機

葉輪式洗砂機是採用一葉輪盤上有十數個類似勺子的過濾勺一起轉動，葉輪下方浸泡在一座底盤內，底盤於最長有效距離二處設有進、出料口，裝著進料之泥砂水，葉輪轉動時其上之過濾勺將泥砂水從底盤撈出， 粒徑小於過濾勺篩網之土壤部分隨泥水流出回到底盤，部分穿過篩網流下至底盤，留在過濾勺內之土方被收集至輸送帶產出，是此第二道水洗系統之產物，其粒徑約介於2~5mm。另外未被撈出之泥砂水帶著更細小之粒徑土壤，即重金屬污染濃度更高之土壤，從出料口進入下一道水洗單元。

泥砂分離機

泥砂分離機之處理原理類似於空污處理粒狀污染物設施之旋風集塵器，以高速離心泵浦加壓，將混合泥及砂之泥砂水導入旋流器中，經旋流器強力渦漩水流作用，即離心力之不同，使較重之砂自旋流器下方排出，較輕之泥水則自旋流器上方之脫水槽溢流而出，溢流出來之泥水回流至進料槽以保持液位，並提供高速離心泵浦加壓所需之最低水量，此股回流壓縮水量越大，在固定大小之旋流器下，除了產生更大的離心力使分離收集更細小顆粒外，由於較輕之泥水回流至進料槽後又再次受高速離心泵浦加壓再次進入旋流器再次分離收集微細顆粒，因此產生更長之停留時間、更高之微細顆粒收集效率。

泥水回收處理

經泥砂分離機分離收集後，粒徑小於0.1mm之土壤隨著清洗泥水流出， 流出之清洗泥水先加入FeCl3破壞電雙層進行初步快混處理，再以Polymer進行混凝處理後，進入沉澱池進行沉澱，上澄液溢流至水洗槽作為水洗及現場抑制揚塵回收使用。

酸洗處理流程介紹

酸洗技術是利用酸液將重金屬從土壤表面或孔隙中萃取至酸液中，酸液經提高pH值成為中性甚至偏鹼性，使其中之重金屬離子形成氫氧化物結晶出來，最後藉由廢水化學處理技術固液分離，將重金屬污泥產出，並脫水成污泥餅，達濃縮減量目的。 至於採用何種酸液，須視受何種重金屬或複合多種重金屬污染而定，這資料可由文獻查詢，再依文獻內容條件以待整治之現地土壤作實驗，業經相關調整後，可得到酸液種類、複合型酸液、濃度、反應時間、酸洗成效、酸液使用量、用水量等參數，據以設計該場址重金屬污染酸洗設施、控制與操作系統。

酸洗試驗

• 處理前土壤銅平均濃度：2,024 ppm
  (共20組，正負標準差88.96 ppm)
• 處理後土壤銅平均濃度：371 ppm
  (共20組，正負標準差15.25 ppm)
• 平均去除率：81.7%
• 酸液為鹽酸；鹼液為液鹼
• 酸洗反應時間約為10 ~ 50分鐘
• 酸洗液與土壤比約為1 : 1 ~ 5 : 1
• 酸洗程序pH值約為2 ~ 4；鹼洗程序pH值約為8 ~ 9

酸洗系統處理流程

酸洗系統係由酸洗反應槽+水洗槽+鹼洗槽所串連組成，業經酸洗、水洗、鹼洗處理程序後出料，其輸送過程中因將土壤由低往高輸送至下一道清洗設施， 因為水往低處流下，因而產生去水功能。土壤以怪手填入進料槽，之後便是一連串連續進、出料清洗。首先輸送帶輸送土壤連續進料至酸洗反應槽， 經酸洗反應及去酸水後出料，再進水洗槽及去水出料，最後進鹼洗槽及去鹼水出料等連續進出料。酸洗反應、水洗及鹼洗槽以連續補進回收水， 其為中性除含鈉外之去金屬離子水，定量補入回收水後，會將各槽液位推高而溢流至酸洗廢水回收系統， 廢水經處理後再回收回各槽作補充且帶出重金屬氫氧化物。

酸洗廢水回收系統處理流程

酸洗廢水回收系統係由廢水收集槽(調勻槽)+pH調整槽+快、慢混槽+沉澱槽+陽離子交換槽+回收槽+版框式脫水機所串連組成， 業經調勻水質、調高pH值產生氫氧化物、混凝沉澱、去金屬離子(鈉除外)、回收儲存、重金屬污泥乾燥等廢水再生回收處理。 藥劑使用NaOH、FeCl3、Polymer、金屬捕捉劑等。經處理後銅離子可達放流水標準。