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研究生:張賢潭
論文名稱:台北都會區污水下水道污泥使用於管溝回填料之探討
論文名稱(外文):The study of using sewerage sludge as a material
指導教授:張建智
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:河海工程學系碩士在職專班
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:污水下水道污泥管溝回填
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有鑒於台北都會區隨著用戶接管普及率逐年增加及污水處理廠一座座投入運轉,污水處理廠產生之污泥勢必日益增加,因此,如何有效處置污泥,值得工程界先進們共同省思的課題。本研究係突破傳統的觀念,嚐試在符合環境保護及資源化再利用之前題下,經由材料上、工程上及經濟上的研究,尋找一具體可行的方案,將台北都會區之污泥適當地處理後應用於管溝回填料上。研究策略係以水泥、爐石粉及鹼活化劑為膠結材,界面活性劑作為污泥之分散劑,離子安定劑(螯合劑)則充當抑制重金屬析出及有機物分解之用途,期能滿足CLSM規範上對工作性、凝結時間及強度之要求。
研究結果顯示本研究中所研發之各種污泥固化體配比,在流度及凝結時間上均能滿足CLSM規範上之要求,唯在12小時抗壓強度上,利用八里廠污泥所製成之固化體,因重金屬含量較高導致鹼活化劑激發爐灰的水化作用遲緩,而有部份配比之強度未能滿足CLSM規範之要求,本研究經由降低液膠比而明顯獲得改善效果。經溶出試驗得知污泥固化後之重金屬含量與固化前污泥之重金屬含量比較,已明顯降低甚多。污泥固化體曝露於大氣環境中一段時間後,在試體的表面會有許多白色絨毛狀物質生成附著其上,經推測其原因可能係因污泥成份中之有機物所導致之結果。除此之外,試體表面上並無明顯裂紋存在,倘若污泥固化體日後應用於管溝回填料上,即使表面或內部出現些許之裂紋,應不致於造成週邊土壤鬆弛及上部瀝青路面有沉陷之虞。
Accompanied by the uprising of sewerage population rate and commission of the several municipal wastewater treatment plants (WWTP) in the Taipei metropolitan area, the amount of sludge produced by WWTP is increased accordingly. How to effectively treat sludge is then worthy to be considered by all seniors in the engineering field as a common topic. This study is different from the traditional concept of sludge treatment. Under the condition of satisfying the requirements of environmental protection and resource recovery and through the research in material science, engineering and economic respects, this study tries to find an incorporated and feasible scenario to apply the treated sludge as a material to refill the piping trench. The strategy of this study uses 0Portland cement, blast furnace slag powder, and alkali activated reagent as agglomeration material, interfacial activated reagent as sludge particle dispersion agent, and ion stabilization reagent or chelate reagent to suppress the leachability of heavy metals and decomposition of organics. The final product of sludge after treatment is expected to fulfill the requirements in workability, setting time and strength as specified for controlled low strength material (as CLSM).
The result of this study shows all of the solidified modules with different additive proportion as suggested can comply with the specification of CLSM in fluidity and setting time. With respect to the test for 12-hour compression strength, however, part of the solidified modules made by the sludge of Pali WWTP fails to fulfill the specification of CLSM since the high concentration of heavy metals initiate the retarding effect to the hydration of blast furnace slag powder. According to this study, the condition of low strength can be significantly improved by reducing the ratio of liquid to colloid. The leaching test also presents that the concentrations of heavy metals after solidification are much lower than the test before solidification. After exposure to the atmosphere for certain period, the solidified modules come out with some villus-like material on the surface. It may be caused by the decomposition of the organics inside of modules. Except that, no mark able crack is observed on the surface. When the solidified modules are applied as refilling material for piping trench, it is evaluated that cracks on surface or inside of the modules will neither cause surrounding soil slack nor settlement of asphalt surface
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅴ
表目錄 Ⅶ
第一章 緒論
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的與範圍 3
1-3 研究方法與流程 4
第二章 文獻回顧
2-1 污水下水道之污泥量及特性 6
2-2 污泥在綠農地利用 9
2-3 土建材料再利用 14
2-4 熱能利用 24
2-5 管溝回填 31
2-6 管溝回填材料 31
2-7 CLSM回填料概述…………………………………………34
2-8 綜合評估……………………………………………………34
第三章 實驗計劃
3-1 實驗變數 36
3-2 實驗材料 37
3-3 試驗設備 43
3-4 試驗方法 46
第四章 結果與分析
4-1 前言 49
4-2 配比設計 49
4-2-1 控制組之配比 49
4-2-2 污泥固化體之配比 50
4-3 污泥固化體拌製程序 54
4-4 結果與分析 60
4-4-1 工作性 60
4-4-2 單位重 64
4-4-3 空氣含量 66
4-4-4 初凝時間 69
4-4-5 抗壓強度 76
4-4-6 重金屬含量分析 85
4-4-7 表面觀測 86
第五章 結論與建議
5-1 結論…………………………………………………………87
5-2 建議…………………………………………………………89
參考文獻………………………………………………………………90 
謝誌
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