廢污水處理廠是城市水資源保護的重要基礎建設,主要透過一系列處理單元去除水中雜質與污染物,其中,生物處理單元扮演著去除水中有機物與營養鹽的重要角色,藉此降低廢污水排放對承受水體與水生環境之影響、以及確保後續作為水資源使用的品質與安全。然而,隨著社會經濟活動發展與人口和生活品質的改變,廢污水處理負荷逐漸增加,配合近年來循環經濟與永續淨零議題,全球水處理相關事業正逐漸轉型,希冀回收廢污水中可再利用資源例如氮跟磷、以及降低廢污水處理過程排放之溫室氣體(greenhouse gas,GHG)包含甲烷(CH₄)及氧化亞氮(N₂O),朝向一種非單一功能取向的資源收集與淨零整合式策略經營模式。
廢棄資源或再生資源等循環材料之有效利用為未來必然之趨勢。以鋼鐵廠的副產品-爐渣或爐石為例,常被誤認為污染環境的廢棄物,但實際上,大部分是可被循環再利用的材料,在全球的先進國家,都針對這類資源進行回收與資源化運用,主要應用在土木工程興建、道路基底、面層材料、水利工程、水泥原料、回填材料甚至是肥料等,成功案例不計其數。但若循環材料未能妥善控管其品質與流向、確保處理運用方式,可能對環境造成負面影響。再者,由於長期被污名化,可被循環之材料也可能因為民眾信心不足,也導致抗爭因而無法被有效利用,被迫堆置,最後形成產業發展之障礙,甚至停工停產之結果。
在台灣的高科技產業,使用大量的酸性(如H2SO4、HF、HCl、HNO3)和鹼性溶劑(如NH3),被廣泛的應用在蝕刻製程的清洗程序。若未經有效處理經由排放管道排至大氣中,這些前驅污染氣體容易發生光化反應,導致光化學霧影響空氣品質。目前台灣環保法規規範洗滌塔對酸氣(鹽酸、氫氟酸、硝酸及磷酸)去除效率應大於95%,總排放量應小於0.6 kg/h,硫酸去除效率應大於95%,總排放量應小於0.1 kg/h。但因目前除酸洗滌塔大部分都無法達到此規範,只能符合法規內的操作條件(pH0.1m3/h、滯留時間>0.5 sec及比表面積>90 m2/m3)當標準,但這容易造成去除效率過低的疑慮。以半導體、光電產業為例,其酸鹼廢氣排放特性是進氣濃度較低但排氣量大,換算成排放量可知對空氣品質的影響甚鉅。在我們先前的研究發現傳統洗滌塔對於處理低濃度的效率遠低於法規的去除率要求,Tsai et al. (2003)發現洗滌塔對於鹽酸、氫氟酸及氨氣的去除效率不佳,當濃度低於650μg/m3時去除效率即低於70%,且進氣中污染物濃度越低,處理效率越差,甚至常無法達到設計去除效率,故此更難符合法規規範的95%去除率。
109年3月歐盟提出最新的循環經濟行動計畫(Circular Economy Action Plan)(European Commission, 2020),活化2015年以產品設計、消費、廢棄物管理、資源再利用等分段式探討的格局,改以七大關鍵產業鍊的思維探討循環經濟未來的方針:
永續發展的困境在於人類無限度的消費以及沒有效率的生產模式。以環境的角度而言,生產與消費皆會對環境造成負荷,所以必須要有足夠多的綠色以及永續的廠商及產品,才能創造一個綠色或永續的社會型態持續發展。綠色貿易是一種有助於環境及生態永續發展之商品、服務、資源、權利等跨國交易型態。因此,一般民眾之綠色消費,與大型機構(如政府、大型企業)之綠色採購皆為綠色貿易的形式。而綠色採購是落實綠色消費的最佳工具;採購回收材料製造之物品,優先考量環境面之採購行為,亦即採購之產品對環境及人類健康有最小的傷害性。
世界持續邁向繁榮的「城市化」發展,背後也面臨著「環境永續」議題的挑戰,這也常是人類在追求舒適、文明生活的同時,所伴衍而產生更多、更快速的各種廢棄物(包含有機性及無機性);本文將就其中,具有機組成、生質特性的廢棄物,即蘊藏於我們所住居的城市的每一個角落的城市垃圾_能源礦山,進行介紹。 廢棄物的樣態可區分為固體、液體及氣態等;其特性有著種類繁多且來源各有不同的複雜性。鑑於城市中,對於廢棄物去化、妥處的民眾環境衛生需求、減緩地球資源的耗用、減少溫室氣體排放及碳中和議題,甚至因應災害應變所需的掩埋物(場)活化再生等工作與目的;近年來,世界各國推動廢棄物之能源利用,常常是以環保、經濟、能源等3E效益面向(也就是所謂循環經濟迴圈),從當地(城市)為出發點,強化廢棄物能源利用(WtE)為重點,藉以提升城市就業契機及振興產業經濟,最終達到減碳、創能利用。以下,本文將介紹幾個具「城市」中「礦山」的代表性技術應用案例:
廢棄物處理理念逐漸由傳統「線性經濟」改為「循環經濟」,傳統上將廢棄物處理技術按其原理區分為物理、化 學、生物三大類,為能達到廢棄物資源化之目的,如何整合管理各原理衍生之資源化單元技術,為一重要課題。 廣義的資源化技術包括由廢棄物之源頭減量、收運、中間處理及最終處置。 在源頭減量方面最主要還是必須藉助政策導引,除了在法規上對不利於環境之物品、包裝或容器進行禁限用外,發展出環保替代品為環境而設計讓生活更便利、更環保也是重點,例如發展可分解吸管、可重複使用吸管來取代傳統塑膠吸管,就可達到減量之目的。