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金屬冶煉集塵灰相關科學資訊
金屬冶煉集塵灰是鋼鐵及五金材料製造業高溫冶煉時產生的廢氣，經空污處理程序中的集塵設備，補集下來的粒狀與氣態污染物。金屬冶煉集塵灰中的成分為鐵、鋅、錳、鉛、鉻、銅、鎳、鎘等，其中原子量大於40g/mol或比重大於5.0、具毒性作用之元素稱為重金屬。大多數金屬冶煉產生的集塵灰其重金屬溶出濃度皆超出標準，[註1] 需要妥善處理才不會影響環境和人體。
早期集塵灰回收處理資源化的再利用技術尚不普及，當時處理集塵灰主要是固化後掩埋，但因處理費用昂貴且不易找到掩埋場，集塵灰常是非法掩埋。[註2] 2017年媒體報導「最毒海岸線 集塵灰掩埋新竹沿海 戴奧辛超標2.3倍 鋅超標120倍」，讓集塵灰又再度浮上社會新聞版面。為釐清目前集塵灰的處理量、管理機制、回收處理再利用的技術與風險，特別整理集塵灰相關科學資訊以供參考。
集塵灰產量以及集塵灰總處理量
下表顯示了目前集塵灰貯存異動量[註3] 是負成長，這代表集塵灰的處理量大於集塵灰產出量，[註4] 若集塵灰產出量未大幅上升，即可陸續處理過去所貯存的廢棄物量。根據集塵灰處理廠台灣鋼聯表示，一年處理量為198,900公噸，[註5] 為亞洲第二大集塵灰處理廠。
表一 106年、107年集塵灰申報量統計
資料來源：環保署106年、107年事業廢棄物申報量統計報告
備註：廢棄物產出量（190,716）=再利用（178,015）+自行處理（15）+委託或共同處理（13,689）+境外處理（155）-貯存異動量（1,158）；貯存量=上一年度貯存量（6,518）-今年度貯存異動量（1,158）。
集塵灰廢棄物管理機制
目前集塵灰主要是由廢棄物清理法來管理，該法規定業者處理集塵灰時，先需檢具廢清書並上網申報廢棄物數量，才能開始申請再利用或委託、共同處理等廢棄物去化途徑。廢棄物清理法在106年修法後，明確定義廢棄物，並增訂產源清理責任，嚴格追蹤再利用產品的流向。[註6] 目前集塵灰廢棄物清理流程如下圖：
圖一 集塵灰廢棄物管理機制
資料來源：環保署事業廢棄物管理及申報資訊系統 作者自行整理繪製
集塵灰回收處理再利用技術
目前我國處理集塵灰回收再利用的機構僅有台灣鋼聯，主要使用的技術是用高溫旋轉窯來處理集塵灰。
根據台灣鋼聯公布的回收處理技術介紹如下：「其處理流程主要可分為二部份：第一部份為物流：SRP集塵灰、[註7] 焦碳、矽砂／矽砂替代料、或石灰／消石灰／碳酸鈣及其替代料等，進料至旋轉窯內高溫冶煉，集塵灰中之高沸點成分與造碴劑矽砂／矽砂替代料、石灰／消石灰／碳酸鈣及其替代料等燒結成旋轉窯爐碴（可再利用廢棄物R-1207），由窯出口端排出，經空氣冷卻系統冷卻後，經由輸送機及鏟裝車輸送至爐碴貯存區，爐碴可作為路基級配、[註8] 填地材料等之再利用物料。第二部份為氣流：進料中之低沸點成分與含粉塵之載塵氣體，則經由本製程之空氣污染防制設施重力集塵室、文氏驟冷管、旋風集塵器、活性碳噴入設備及兩段式袋式集塵器處理後，於旋風集塵器及產品袋式集塵器所收集之粉塵顆粒物料，即為含氧化鋅及活性碳之粗氧化鋅產品，而經前述空氣污染防制設施處理後之廢氣，再經由煙囪排放至大氣中。」[註9] 簡單來說就是經由碳產生的氧化反應以及還原反應，捕捉氧化鋅後製作成高純度的鋅錠。
圖二 旋窯高溫冶煉流程圖
資料來源：作者自行拍攝
集塵灰回收處理再利用風險
從2005年爆發的戴奧辛鴨蛋到2017年的戴奧辛雞蛋事件，台灣鋼聯皆被懷疑是戴奧辛污染的源頭。由於集塵灰內含多種重金屬，在處理的過程中會產生戴奧辛，因此每當發生戴奧辛污染事件，矛頭都會指向集塵灰回收再利用機構。
事實上，高溫可以破壞並分解戴奧辛，若在850℃停留兩秒以上的滯留時間，戴奧辛破壞分解率可以達＞99%以上。[註10] 雖然戴奧辛可以被高溫分解，但在溫度降低的時候，容易發生低溫再合成反應，250℃～450℃之間為戴奧辛最容易合成的區間。[註11] 因此，目前防治戴奧辛主要使用急冷（水冷或空冷）縮短戴奧辛再合成溫度的區間，以及空污防治設備捕捉戴奧辛（觸媒氧化、活性碳）。[註12]
註釋：
[1] 資料來源：工業污染防治季刊116期，〈台灣煉鋼集塵灰處理現況〉，2010。
[2] 請參考我們的島〈無聲毒海岸〉報導。
[3] 請參考107年事業廢棄物申報量統計報告名詞定義：「若貯存異動量為正值，表示當年度貯存量為正成長，可能是廢棄物產出量增加、清運量減少導致貯存量增加；若為負成長則反之。」
[4] 請參考107年事業廢棄物申報量統計報告名詞定義：「廢棄物產出量之計算方式，係指於一統計時間區間內指定公告事業所申報之清運遞送聯單量，加上貯存異動量所得之值，即為廢棄物實際產出量。公式如下：事業廢棄物產生量等於貯存異動量加各流向聯單申報量即為事業廢棄物產生量」
[5] 作者參訪台灣鋼聯公司取得之資料。
[6] 資料來源：高雄市政府環境保護局。
[7] SRP是指self-reducing pellets，即是經造粒後的集塵灰。
[8] 指任何一堆土壤或碎粒岩石，其各種粒徑之顆粒，分別各佔該堆土壤（或碎粒岩石）重量上的比例，稱為該堆土壤（或碎粒岩石）之級配。資料來源請參考國家教育研究院網站。
[9] 資料來源：台灣鋼聯網站旋轉窯製程。
[10] 請參考財團法人中技社綠色技術發展中心「戴奧辛法規及減量技術介紹」。
[11] 請參考中興工程顧問有限公司「台灣地區戴奧辛排放控制技術評估」。
[12] 請參考中興工程顧問有限公司「台灣地區戴奧辛排放控制技術評估」。
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