廢棄物的污染與處理
壹﹒廢棄物的定義、分類和組成
一﹒定義
廣義的廢棄物(waste)泛指人類社會活動如生產或消費過程所產生之無利用價值而要將之排棄的物質，包括液態、氣態及固態廢棄物。狹義的解釋乃指固態廢棄物質。
二﹒廢棄物處理之意義
所謂廢棄物之處理係指應用物理、化學、生物處理等方法，將廢棄物在自然循環中，加以迅速、有效、無害地分解處理，以達到「減量化」、「安定化」、「安全化」、「資源化」之目標。
(１)無害化：例如利用焚化處理之化學法，將微生物殺滅，將有毒物質氧化或分解。又如水泥固化法，可將水銀廢電池之有害成份，予以固著在水泥塊內，以免造成環境污染。
(２)安定化：諸如以厭氧性處理動物之排泄物－糞尿，使之產生甲烷氣，而處理後之殘餘物，亦已腐熟安定而不再發酵分解。又如以好氧性分解處理有機廢棄物，可得腐熟安定之堆肥。
(３)減量化：將固體廢棄物予以壓縮，或液體廢棄物予以濃縮，或以焚化處理將廢棄物燒成灰燼，其體積可以縮小至十分之一以下以利輸送或掩埋。
(４)資源化：有時廢棄物中含有廢紙、廢金屬、玻璃等亦可回收重新煉製而予以在利用。又廢棄物在焚化處理過程中，產生高熱能供發電，可做能源回收 (Energy recovery)。
三﹒廢棄物處理與環境
１﹒廢棄物處理與自然環境循環體系
廢棄物乃經由人類生活活動及事業活動而產生，再經由清理系統而回到自然環境。故須制定法令與罰則 (Penalty)，盡力使清理系統趨於完善，使自然環境在其涵容能力範圍內，永續人類的生活及產業活動。否則將造成所謂的「污染」、「公害」而破壞吾人之生活環境。
２﹒廢棄物處理與環境污染
例如一般廢棄物中之糞尿，每人每日約排出13g 之BOD ，佔全部家庭污水量的三分之一。而垃圾之BOD 約為140g/c.d，此種「有機污染」量，垃圾所含者十倍於糞尿。另外工業製造過程中產生的廢棄物種類繁多、數量龐大，且性質複雜，有些無法分解(如塑膠) 有些含有毒性(如重金屬、農藥等) 極易成為所謂的「化學性病原」。廢棄物所能造成之污染無所不包，舉凡噪音、震動、臭氣、空氣污染、水污染、自然景觀破壞等皆可能發生。茲將垃圾處理不當時，可能造成之二次公害如下表：
垃圾處理過程
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貯 存
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收集、清運
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中間處理
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最終處理
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處理方法與用具
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垃圾桶、垃圾袋
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垃圾車
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堆肥、焚化、熱分解、、破碎、壓縮
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衛生掩埋
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可能造成之二次污染
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臭氣、病媒害蟲
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臭氣、噪音、振動（垃圾車）、廢氣（垃圾車）
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臭氣、噪音、焚化爐、廢氣、廢水、集灰塵、重金屬
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臭氣、病媒害蟲、甲烷氣體、滲出水、土壤污染
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貳．固體廢棄物的處理方法
一．垃圾分類儲存收集
所謂垃圾分類係特將品質及性質相似之垃圾，分類集中，按照處理規定之需要，將其歸併到各個不同處理範圍的儲存容器，並按指定之時間﹑地點﹑種類，將該項垃圾放置於指定地點，由垃圾車予以收取。
１．分類方法
(１)可燃性垃圾，(２)不可燃性垃圾，(３)不適燃性垃圾：塑膠﹑橡膠﹑皮革等，(４)資源垃圾：a.舊紙類，b.瓶類，c.金屬類，(５)巨大垃圾：廢傢俱﹑廢冰箱﹑廢電視機等，(６)有害垃圾：水銀電池﹑溫度計﹑燈管﹑電視機ＩＣ板等。
２．垃圾分類收集
分類收集方式
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說 明
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混合＋巨大（２分類）
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不區分可燃與否，但將大型垃圾分開已利集運處理，用於全量掩埋或全量焚化之地區
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可燃＋不可燃．巨大（３分類）
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配合焚化處理之分類，塑膠類或歸屬可燃（減少掩埋垃圾量）或歸屬不可燃（減少廢氣處理成本
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可燃＋不可燃＋巨大（３分類）
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為１與２組合之分類
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３分類＋資源（４分類）
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考慮資源回收之分類，諸如報紙﹑雜誌﹑金屬﹑玻璃等
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４分類＋有害（５分類）
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為維護環境並提高有效利用層次，將含有重金屬，ＰＣＢ等有害物質之垃圾另外分類
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４分類＋不適燃（６分類）
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將可燃物中之塑膠﹑橡膠﹑皮革等不適燃物另外分類
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３．分類的優點
(１)目前垃圾處理成本愈來愈高，能先予以分類出有用資源，則所需收集之垃圾量將相對減少。
(２)就衛生掩埋而言，如能先將有用資源(如紙類﹑金屬及玻璃等)回收，則節省之土地面積可達２０％。
(３)就焚化處理而言，垃圾分類可減少垃圾量，提高處理效率，並減輕機械磨損及腐蝕，延長焚化爐壽命，減少維護管理費用。
(４)可資源回收。
(５)減低垃圾中有害成分之含量，易於控制二次公害。
４．目前國內垃圾分類概況
垃圾分類並非是外國所獨有，只是國內未將其有系統的應用於垃圾處理而已。我國現行多由拾荒者與清潔隊員分別於不同的階段，利用人力先將紙類﹑金屬類﹑玻璃類﹑塑膠類等有價值物質回收再利用。如此雖可減少垃圾處理量，惟拾荒者每易造成垃圾放置點之髒亂，增加收集作業之困擾，如於掩埋場則更妨礙正常作業之進行。而清潔隊員一邊收集垃圾一邊揀拾有價物，則會降低收集效率，耗費人力物力，徒然增加行政單位之負擔。
環顧世界先進國家，垃圾分類收集已成為各國垃圾管理之新趨勢。在土地與資源有限的台灣地區，垃圾量增加之速度，已使其處理面臨挑戰。家戶垃圾分類收集是今後必走之趨勢，也是解決垃圾問題的第一步工作。
二．垃圾前處理的方法
垃圾在收集或處理過程中，有時須先將垃圾加以分類﹑破碎﹑壓縮﹑篩選等前處理過程，以利進一步之運輸﹑焚化﹑掩埋﹑或再利用。如能將垃圾加以分類為可燃物﹑不可燃物，並特將汞﹑鉻電池等有害物質分出，則可將垃圾體積縮減為原體積之四分之一至五分之一，比重增為０．８～１．２，則可減少搬運費用，並延長掩埋場之使用年限，回收可用物質，回收轉化物或能源。
1．前處理技術
(１)破碎
破碎即是將垃圾切壓成小塊。垃圾經破碎後之體積不一定會減小，但對於後續處理有利。譬如破碎後可在加壓下，使垃圾密度增大，增加運輸效率。又如破碎後，易於篩選。將垃圾分為可燃物與不可燃物，可燃物之垃圾在大小﹑濕度﹑成分上皆相當均勻，因此熱值平均，可為良好之燃料。
(２)壓縮
垃圾經壓縮後，體積減小，使之易於運輸及處理。
(３)分選
回收垃圾中可用資源，以人工分選出較大的廢紙﹑金屬﹑玻璃及塑膠類等。惟垃圾中常含有各種病原菌﹑有害物質﹑易燃性及爆炸物等，一般多採用機械來做分選的工作。已開發的機器分選技術分別依：風力﹑重力﹑浮力﹑離心力﹑磁力﹑震動力﹑篩孔及光學等各種原理製成。
(４)乾燥與脫水
垃圾燃燒之前若先加以乾燥，可增高低為發熱值，提升燃燒效率。汙泥則須加以脫水，以利燃燒或運送。
三．堆肥化處理
所謂堆肥法係藉微生物的生化作用，在控制條件下，將廢棄物中的有機物分解﹑腐熱，轉換成安定的似腐植質土的方法。堆肥在農業生產及保持地力上，兼具肥料及土壤改良材的效能，故成為廢棄物處理法中，值得重視的一環。
我國的堆肥化處理有相當久遠的歷史，過去的農夫往往在豬舍旁設置堆肥場，長期堆積農業廢棄物及廚餘製造堆肥。民國四十五年台灣省環境衛生實驗所，在屏東市設置第一座都市垃圾堆肥化實驗工廠，每天處理三十噸，其後全省各地陸續興建了二十二處堆肥工廠。但現在除馬公及高雄重慶堆肥廠等少數廠仍在半停工狀態下勉強運轉外，其餘均已全部停止操作或報廢。
１．堆肥化的優缺點
優點：
(１)堆肥化處理法是可回收天然有機物回歸自然的方法，若經營得法，可因堆肥的收益，降低垃圾處理之成本。
(２)堆肥法可同時處理多種工業廢棄物，如食品廠﹑紙廠﹑鋸木廠﹑皮革廠﹑家畜糞尿等廢棄物，污水處理廠之汙泥亦可合併處理。
(３)使用堆肥法可便於物質的回收，如紙張﹑紙盒﹑空瓶﹑塑膠瓶﹑金屬等。
(４)堆肥廠不必像掩埋廠一樣需大面積，地點又不須遠離都市，因而適中的位置可降低垃圾運輸成本。
(５)操作容量彈性大，超出設置容量１００～２００％數日亦可經由倉儲及磨碎機操作時間的延長加以容納。
(６)堆肥廠設於室內的部份，不受天侯的影響。
缺點：
(１)建造成本及操作維護費用均不低，雖比焚化法便宜，但卻比衛生掩埋法貴。
(２)市場不穩定，受季節性農作情況而改變。
( 3)會損壞機械設備如磨碎機及無回收價值之瓶罐亦須事先分離另行處理，否則即使壓碎，混入後將減低堆肥品質。
２．堆肥化的原理
堆肥化處理之原理大致可分為厭氧性方式和耗氧性方式兩大類，厭氧性方式是把垃圾堆積減少與空氣之接觸以厭氧性分解為主要反應，促使有機物安定化之處理方式，傳統式的自然堆積法即屬之，此法之反應緩慢需要數個月才能堆肥化為其缺點。好氧性方式是用翻堆或強制送風﹑抽風，以好氧性分解使有機物安定化的方式，因反應快可減少堆肥化之處理時間，目前被稱為高速堆肥法。
垃圾經堆肥醱酵後垃圾中之有機物如蛋白質﹑醣類﹑澱粉等在二至四天中皆已被分解消化，惟難分解物質如纖維﹑木質素等仍有待於施肥後藉農田中微生物之功能繼續作用。醱酵腐熟的速度將因含水量﹑溫度﹑通氣狀況﹑垃圾顆粒大小﹑ＰＨ﹑碳氮比﹑植種及攪拌等因素而異。
４．堆肥化的處理流程
堆肥化處理設備將依處理流程而稍異，如下說明之：
垃圾原料選別破碎分離水分調整（加入水﹑水肥或下水汙泥）主醱酵（翻堆）後醱酵（二次醱酵）後處理（篩分）成品
５．二次公害預防
採用垃圾儲坑者，其房屋應完全密閉，月台上之投入門必採瞬間開啟門，並於投入作業中設置空氣遮門，以防臭氣外洩，而儲存槽及主﹑副醱酵槽所產生之臭氣應利用排氣機，排送至除臭設備去除之。
除臭設備：如用活性碳或燒鹼吸附則維護管理費甚高，近來多採用土壤吸附除臭方式較為經濟可行，吸附臭味飽和之土壤尚可供為堆肥利用。
四．衛生掩埋處理
目前臺灣地區之垃圾處理，採用焚化處理者占2.0%，堆肥化處理者0.5%，其餘則採掩埋或露天傾棄。可見臺灣地區之垃圾處理極待推展。垃圾最後之處置常用方法為陸地掩埋或海底沉置，陸地掩埋最為普遍且適宜。垃圾處理若採用焚化法，焚化後之灰燼及不燃性垃圾仍需掩埋，因此掩埋是處理廢棄物常用的必要步驟。
１．衛生掩埋的優缺點
(１)優點
a.投資較少：與其他處理方法比較，只須較少的設備費，如堆土機、壓實機、填土機等。而焚化與堆肥，則需較龐大的設備費和維持費。
b.可伸縮性：對於突然垃圾量的增加，只須增加少數的作業員與工具設備或延長操作時間，沒有容易癱瘓的設備容量限制。
c.能處理各種不同類型的垃圾，減少收集時分類的需要性。
d.操作容易，維持費較低，在裝備上和土地上不會有很大的損失。
e.比傾棄所需的土地少。因垃圾在掩埋時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，所以所需土地較少。
f.施工時間較短。
g.掩埋後的土地有更大的經濟價值。
h.屬於較徹底的最後處置方法，因焚化還有爐渣而堆肥還有不能堆肥化的物質要做最終處置。
(２)缺點
a.在高度工業化地區或人口密度大的都市，土地取得不易，尤其在經濟運輸距離之內更不易尋得合適土地。
b.掩埋地在城市以外或郊區，則常受到行政轄區限制。
c.冬天或不良氣候，如雨季，操作困難。
d.處理滲出水污染問題費用不低。
e.若處理地點太遠，則運輸費用較高。
f.須每日覆土，若覆土不當易造成污染問題有如露天傾棄。
g.沉陷需時長約10-20年，設計與建造須特別留意適應。
h.產生沼氣會造成火災或爆炸。
i.覆土材料不易取得。
２．衛生掩埋基本原則
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