林竑修

台電第二核能發電廠

 

 

核能電廠營運過程所產生的低階放射性固體廢棄物可概分為濕性廢棄物與乾性廢棄物兩種；濕性廢棄物主要包括廢樹脂、廢液濃縮液以及淨化水系統所產生的過濾殘渣，目前皆採與水泥混合進行固化的方式處理。而乾性廢棄物則為維護、輻防、除污作業或運轉過程中受放射性物質污染所產生廢棄的紙類、衣物、手套、工具、零組件與設備，目前皆以焚化或壓縮方式處理。上述兩類廢棄物經處理後，皆暫時貯存於廢棄物貯存倉庫中，待將來運送至廢棄物最終處置場儲存。

 

 

 

近年來，為了紓解低放射性廢棄物的貯存壓力，提升台電公司重視環保的企業形象，核二廠積極擬訂低放射性固體廢棄物減量策略，並努力落實各項減廢工作。不僅在機組設備方面進行多項的改善工作以力行來源減廢外，更研發並增設多項設備以提升廢棄物處理或除污的效率，使得低放射性固體廢棄物減量獲得具體的成效，固化廢棄物桶由歷年來最高年產量6,107桶抑減至107桶，近十年減量約89.98%；而乾性廢棄物桶亦由歷年來最高年產量3,572桶抑減至894桶，近十年減量約26.60%，皆創歷年來最低產量，其減廢績效(如圖一)相當顯著並獲得長官肯定，以下分別就核二廠固化廢棄物及乾性廢棄物產量之抑減措施加以說明。   

 

在固化廢棄物減量措施上，主要是從廢液飼入量與濕性廢棄物的抑減，以及固化處理效率提升三方面進行。

一、抑減廢液飼入量

廢液處理系統之廢液飼入量多寡直接影響到過濾耗材的產生量，因此飼入量的抑減遂成為減廢的首要標的。在民國84年以前，廢液飼入量平均都在8萬加侖/日(GPD) 以上，最高年平均飼入量曾高達22萬GPD(如圖二)，為有效抑減廢液飼入量以減輕廢液處理系統的負擔，核二廠實施了以下的措施，使得最近12年之廢液飼入量皆達低於核二廠最終安全分析報告(FSAR)規定值(76,520GPD)，且最近兩年更達其一半以下的佳績，主要推動方案如下：

 

 

(一)組成系統查漏小組，進行系統異常洩水來源的清查。

(二)大修期間成立洩水/補水管理小組，統籌規劃大修期間系統的洩、補水作業，以事先安排足夠之貯水/挪移空間，避免發生不當之洩漏水或排放情形。

(三)將廠房空調(HVAC)產生之冷凝水，由原排放至廢液處理系統改至雜項廢液系統，減少過濾耗材的使用。

(四)將碳鋼材質的飼水系統加熱器汰換為不銹鋼管，以減少冷凝水除礦器樹脂床附著之鐵垢量，抑減樹脂床逆洗水量。

(五)加強汽機冷凝器銅管洩漏海水的防治，當其銅管經100%渦電流檢測(ET)發現薄化超過50%時，則予以塞管或更換新管，減少其洩漏海水致樹脂失效的機率，以降低樹脂再生的次數，抑減不必要的廢液產生量。

(六)核二廠自民國92年7月起，汽機冷凝水除礦器之樹脂實施不還原不再生的做法，因而抑減了欲使樹脂恢復其離子交換能力所產生的還原廢液飼入廢液處理系統。

二、濕性廢棄物減量

濕性廢棄物的主要來源可分為還原再生廢液經濃縮器濃縮後所產生的廢漿、淨化爐水或廢液後產生的廢粉狀樹脂，以及廢液處理系統桶槽之廢液懸浮物自然沉降於底部之沉渣與污泥等三種。

(一)濃縮廢漿：當實施汽機冷凝器銅管洩漏海水防治的措施後，已逐漸抑減其還原廢液的產生；再自民國93年起，冷凝水除礦器樹脂採行不還原不再生的做法，已不再產生還原再生廢液之濃縮廢漿固化廢棄物。

(二)淨化殘渣：當上述抑減廢液飼入量的措施奏效，已使得淨化廢液之廢棄濾材量相對減少，另核二廠亦推動以下措施以提升其濾材的廢液處理量，使得近十年爐水淨化系統(RWCU)粉狀樹脂預敷量抑減46.38%，而廢液處理系統則抑減達61.85%，成效可謂相當可觀：

1.將廢液處理系統之過濾除礦器其過濾元件(septum)，由舊式(Johnson screen)更換為編織式(weave screen)，除縮小其過濾網目(由25μm下降至18μm)外，並提昇過濾元件之耐壓強度(由100PSI提升至300PSI)，以強化組件確保預敷效果及改善做水效率。

 

2.將高濁度之化學逆洗廢液改送至濃縮器處理，以延長低導電率廢液在收集槽的靜置時間，減輕過濾除礦器之負荷。

3.定期安排各廢液儲存槽之清槽作業，以減少其污泥沉積量，避免污泥經擾動致廢液濁度隨之昇高，增加septum之粉狀樹脂預敷量。

4.定期清洗與檢查過濾除礦器之septum(如圖四)，以提升其做水量。

 

  

(三)污泥及殘渣：廢液處理系統所收集之廢液，主要是由各廠房地面及設備洩水孔收集至集水坑後泵入，故現場的清潔及設備維護狀況成為廢液中混雜污泥量多寡的重要因素。因此，本廠實施以下措施以抑減廢液處理系統桶槽底部之沉渣量。

1.更換管路保溫/冷材料：以包覆碳纖維之保溫毯及矽厲鈣(SILICA)取代易碎、有致癌風險的矽酸鈣與珍珠岩做為持溫管路之保溫材料，減少因高溫或踩踏而致碎裂的保溫材進入集水坑內。

2.強化廠房清潔管理：進行廠房每日的清潔維護(Housekeeping)與大修期間執行管路的清潔，以減少灰塵與雜屑進入集水坑內。

3.引進回收式地面清洗設備：以自動地面清洗機取代人工以掃帚與拖把布清潔地面的方式，有效地將地面殘留之泥沙回收，避免進入集水坑內。

三、提升固化處理效率

核二廠以往機組運轉過程所產生之濕性廢棄物均以水泥予以固化，由於其固化容積效率不高致產生的固化廢棄物體積頗大，且濕性廢棄物中之硫酸鈉廢液屬溶解度很高之鹽類，在固化體中如含量較高時，將產生密度小體積大的鈣礬石，使固化體膨脹劣化。為抑減固化桶產量及改善固化體品質以紓解廢棄物倉貯壓力，並符合主管機關減廢的要求，本廠自發性地蒐集減廢相關資訊，並擬訂計畫與「核研所」共同合作分三階段進行，研發出沸水式核電廠高效率固化廢棄物減容的本土化優異技術(BWRHEST)，獲得採用硫酸鈉、氫氧化鋇與廢粉狀樹脂共同以「核研所」210X系列高效率固化劑進行固化，可達到最佳的減容效益及固化體品質的結果，其製程如下：

(一)將硫酸鈉廢液與氫氧化鋇(轉化劑)溶液混合，使硫酸鈉轉化為硫酸鋇及氫氧化鈉；若本製程無硫酸鈉廢液，則直接投入氫氧化鈉不做轉化。

(二)將廢液中之水分蒸發，獲得濃縮廢漿，水蒸汽則冷凝後回收再用或排放；若本製程無硫酸鈉廢液，則無需進行蒸發。

(三)將濃縮廢漿(若本製程無硫酸鈉廢液，則以氫氧化鈉替代)與粉狀廢樹脂混合成為混合廢漿。

(四)將混合廢漿冷卻。

(五)將冷卻後之混合漿體與固化劑混合，並裝桶靜置固化。

 

核二廠於民國91年12月23日委託核研所建造，經過為期三年的設計興建及系統試運轉並驗收通過後，於95年5月4日獲主管機關原能會同意備查運轉，95年6月14日正式以真實廢棄物投料運轉(如圖五)，迄今驗證其減容比可達2.5〜2.8，且固化體品質均符合法規的要求。95年核二廠兩部機全年固化廢棄物產量為10.7立方米/機(107桶)，較94年水泥固化廢棄物產量(38.7立方米/機)抑減72.35%，低於89年世界均值(78立方米/機)86.28%、前1/4均值(17立方米/機)37.06%，大幅提昇本廠之減廢績效。

 

 

 控制室實景                       系統現場實景

 

  

 

 

一、來源管制：

本策略之主要目的，係減少清潔物料成為放射性污染廢棄物之機率，以達成源頭減廢之目標。主要的作法有管制新品物料的外包裝進入管制區、事先丈量以裁減下腳料再進入管制區、防止污染並妥善分類廢棄物、減少及重覆物資之使用、抑低廠房污染面積比率，以及建立廢棄物產量預估趨勢分析以控管乾性廢棄物產生之情況等。

二、動態管理：

本策略之主要目的，係透過網路資料庫之乾性廢棄物接收資訊設定減廢輔導目標，並配合現場走動管理進行減廢巡查，以訊息回饋、動態微調之管理方式，達成製程減廢之目標。本廠「廢處課」團隊自行研發乾性廢棄物接收網路資料庫(如圖五)，以『現場廢棄物接收後即登錄』的方式建立最即時的資訊，提供現場各項工程廢棄物產生的最新狀況供減廢團隊參考，並配合現場不定時走動管理進行減廢巡查與導正以執行減廢訊息之回饋，以這種即時調整的動態管理模式達成預期減廢的目標的作法，在國內核能電廠誠屬首創。另外，針對未確實執行減廢工作之承包商，經輔導後仍屢犯者，依本廠一般管理規則處以罰款，並於大修會議中提出報告以示警戒。

 

三、除污減量：

本策略之主要目的，係將污染乾性可回收的廢棄物以除污方式轉變成待申請一定活度或比活度以下廢棄物，藉以達成管末減廢之目標。自民國90年起，即陸續地改善現有除污設備(如電解拋光除污機及污染物件沖洗機)，以及自行研發適用核二廠管路、元件除污之自動化設備(如放射性污染物件處理機及超高壓水刀除污機)，建立完整的除污機制(如圖六)，除大幅提昇污染設備機具之再利用率以減少廢棄物外，進而創造出最近三年污染廢棄物經除污合格之年平均量約34公噸(換算170桶)的減量效益，故雖然核二廠機組在逐年進行計畫性設備汰換下，乾性廢棄物產量仍能有呈現下降的趨勢。

 

 

 

核二廠大修期間執行三階段乾性廢棄物減廢流程之「來源管制」、「動態管理」與「除污減量」三大策略，雖可藉以達成預期之減廢目標，但為追求更佳績效，仍不斷尋求可以改進的空間。大修結束後，將各工程廢棄物實際產生量進行統計，並回饋給各「工作課」參考，以期將來提供更精準的預估量評估，並依據該數據規劃更適當的減量執行策略。同時，核二廠減廢小組亦將召開減廢系統討論會，針對大修期間走動管理之各項發現與建議事項，以及研擬策略執行方案之成效予以檢討，並進行動態微調成為最適切的減廢管理執行計畫，做為下次大修乾性廢棄物減廢工作之實施依據，持續改善為追求更卓越的減廢績效。

 

 

核二廠自商業運轉以來，放射性固體廢棄物產量向來皆為三座核能電廠之冠，固化廢棄物產量更是同為沸水式的核一廠兩倍以上；因此，無論在倉貯壓力、民眾觀感以及主管機關各方面皆承受了相當的壓力，惟核二廠廠同仁並不因機組發電容量(985MWe)多出友廠(636.5MWe)約54.75 %，而消極地認為廢棄物相對較多是為合理的現象，而更為努力不懈積極尋求改善對策，不論在行政管理措施或是技術上皆不斷地尋求創新與突破，始能藉由來源抑減、建置濕性廢棄物高減容固化系統及全方位地開發與應用除污技術，創造優異的減廢績效，並獲得主管機關的肯定及民眾的認同。這些努力可以從近年單位毛發電量之固化廢棄物產量統計(圖八)迭創新低得到印證，核二廠在核能安全第一的前提下，除了為公司創造最佳的發電營運利潤外，更是相對地抑減了廢棄物的產量。從事廢棄物營運工作是一份良心的事業，減廢更是一項永不止息的工作，核二廠同仁並不會因此感到滿足而停滯不前，而會更加努力追求卓越，為環境保護竭盡心力再創佳績。