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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳金德
研究生(外文):Chin-Te Chen
論文名稱:聚四氟乙烯濾布在有機廢棄物處置上之應用性研究
論文名稱(外文):Study on the Applicability of Polytetrafluoroethylene Filter Cloth for Disposing Organic Waste
指導教授:吳吉輝
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:化學研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:編織澄清過濾好氧性醱酵聚四氟乙烯濾布
外文關鍵詞:ClarificationPolytetrafluoroethyleneFilter ClothWeavingAerobic Fermentation
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本研究之基礎架構,係以「模擬生物污物處理機台設計」與「生物污物覆蓋材料設計」為實驗主軸,經過一系列分析與測試後,找出最合適的設計方式,再將兩者結合,進行生物污物堆肥化處理模擬實驗,由實驗結果探討最佳生物污物堆肥化處理機台之設計。
在模擬生物污物處理機台之設計,基於好氧性醱酵原理以及氣體流動。於生物污物覆蓋材料設計方面,分為兩部分進行探討,於第一部份,其材料採用聚四氟乙烯膜(Polytetrafluoroethylene,簡稱PTFE)與聚酯平紋布共同貼合的膜布;第二部份,因考量聚酯本身在耐酸鹼及耐候度方面較差,因此,將貼合布全部或部分改用聚四氟乙烯絲(PTFE weaving yarn)編織之濾布(filter-cloth)取代,經過一連串測試後,選擇最佳的濾布與多孔性PTFE膜結合。
於生物污物堆肥化處理模擬實驗部份,採用果皮作為醱酵原料,將原料重量控制在2.5Kg左右,先利用第一部份材料進行空白測試,將環境設定在無氣流狀態,經由測試結果發現,實驗進行第三天(72hrs)後,溫度與含氧量降低,溼度升高,且反應趨於平緩。經由實驗發現,保持空氣流通對於醱酵過程具有幫助。當實驗的風速固定在0.5cm/sec的狀態下進行實驗,同時比較第一部份與第二部份材料,結果發現以第二部份材料為較佳的覆蓋材料。
經由實驗結果探討最佳生物污物堆肥化處理機台之設計,在機台部分有下列兩點需要改進:(1)將氣流裝置由送風方式改成抽風方式,或是加強風力;(2)於機台內部可藉由加裝攪拌裝置或是改變設備外形,促使其醱酵均勻,以增加醱酵速率。
“To design a simulating machine for disposing biologic waste” and “to design certain material for covering biologic waste” are the two main tasks of the experiment. After finding out the two optimal designs by a series of analysis and test, the two designs are combined to be used for conducting a simulating experiment for biologic waste composting. The results of the experiment are adopted to discuss the optimal design of the machine for biologic waste composting. The basic frame of this study is mentioned as above.

“To design a simulating machine for disposing biologic waste” is based on the principles of aerobic fermention and airflow. “To design certain material for covering biologic waste” can be divided into two parts for discussion. The first part is that its material are combined with PTFE(Polytetrafluoroethylene) film and polyester plain weave cloth; the second part is that because the polyester pain weave cloth can’t resist acid or alkali, all or portion of said cloth is changed into the filter cloth weaved with PTFE weaving yarn. After a series test, choose an optimal filter cloth to combine with porous PTFE.

In the simulating experiment for biologic waste composting, fruit peel is adopted as fermentation material and maintain its weight about 2.5 kilograms. The material obtained from said first part is used in the blank test under an environment without airflow. After 72 hours, the temperature and oxygen concentration become decrease, the humidity increasing, and the reaction slower. The experiment results show that to keep airflow well is helpful for stimulating fermentation. Another experiment is conducted with speed of airflow fixed at 0.5 cm/sec to compare these two types of material obtained from said two parts. The results show that the material obtained from said second part is an optimal one for covering biologic waste.

After a series of experiments for discussing the optimal design of the machine for biologic waste composting, there are two points needed to improve, which are: (1) the airflow device changes from wind blow to wind suction or enhances its wind power; (2) the machine can make the fermentation of biologic waste uniform to increase the rate of fermentation by adding an agitator inside or change the external form of machine.
目 錄

中文摘要............................................................I
英文摘要.........................................................III
誌謝.........................................................IV
目 錄...........................................................VI
表目錄.........................................................VIII
圖目錄...........................................................IX
第一章 緒 論......................................................1
1.1 研究動機......................................................1
1.2 研究目的......................................................4
1.3 研究架構......................................................6
第二章 文獻回顧...................................................7
2.1堆肥化理論.....................................................7
2.2好氧堆肥法.....................................................9
2.3 PTFE在生物污物覆蓋上的應用...................................14
第三章 理論背景..................................................16
3.1 聚四氟乙烯介紹...............................................16
3.2 濾布編織.....................................................18
3.3 濾布選用準則.................................................24
3.4 濾布過濾原理.................................................26
第四章 材料與方法................................................33
4.1 實驗材料.....................................................33
4.2 實驗設備.....................................................35
4.3 測試方法.....................................................40
第五章 結果與討論................................................41
5.1濾布編織型態對機械強度及透氣率之影響..........................41
5.2壓軋對機械強度及透氣率之影響..................................47
5.3生物污物堆肥化實驗............................................56
第六章 結 論.....................................................66
參考文獻.........................................................68
附錄.............................................................70

表目錄

表1-1 台灣地區廚餘回收量統計......................................2
表1-2 廚餘廢棄物回收再利用方式....................................3
表2-1 生物污物處理方法的發展過程..................................8
表2-2 不同堆肥原料之營養源.......................................12
表2-3 有機垃圾孳生之病菌.........................................13
表2-4堆肥腐熟測定法..............................................14
表3-1 編織法在過濾上之比較.......................................22
表3-2 氣體過濾機制...............................................26
表4-1 PTFE Weaving Yarn及聚酯物性規格表..........................33
表4-2濾布命名規則................................................34
表4-3生物污物覆蓋材料規格表......................................35
表5-1壓軋前後濾布規格表..........................................48
表5-2濾布澄清過濾效果............................................52
表5-3 濾布澄清過濾數據...........................................54
附表1、國內、外常見之「廚餘」相關用詞及其定義....................70
附表2、紡織紗線常用計算公式......................................71

圖目錄

圖1-1 全球人口成長趨勢.............................................1
圖1-2 本研究之基礎架構.............................................6
圖2-1堆肥醱酵流程圖................................................9
圖3-1濾布的三種基本編織法.........................................21
圖3-2 S撚及Z撚示意圖..............................................23
圖3-3不同濾材之過濾機制...........................................25
圖3-4 粒子擴散示意圖..............................................27
圖3-5粒子靜電吸附示意圖...........................................28
圖3-6粒子攔截示意圖...............................................28
圖3-7粒子慣性衝擊示意圖...........................................29
圖4-1織布打樣機...................................................36
圖4-2透氣試驗儀...................................................37
圖4-3摩擦機.......................................................38
圖4-4萬能強力試驗機...............................................39
圖5-1平紋組織之基本結構圖.........................................42
圖5-2 斜紋組織之基本結構圖........................................43
圖5-3 8枚緞組織之基本結構圖.......................................43
圖5-4 濾布經向拉伸力..............................................44
圖5-5濾布緯向拉伸力...............................................45
圖5-6濾布摩擦測試.................................................46
圖5-7 濾布透氣率..................................................47
圖5-8壓軋前後經向拉伸力比較圖.....................................49
圖5-9壓軋前後經向拉伸力比較圖.....................................50
圖5-10壓軋前後摩擦測試比較圖......................................51
圖5-11 壓軋前後透氣率比較圖.......................................52
圖5-12濾布澄清過濾圖..............................................53
圖5-13生物污物覆蓋材料SEM比較圖...................................57
圖5-14 生物污物堆肥化模擬機台.....................................58
圖5-15生物污物對照實驗之溫度曲線..................................60
圖5-16生物污物對照實驗之溼度曲線..................................60
圖5-17生物污物對照實驗之含氧曲線..................................61
圖5-18生物污物對照實驗之重量損失曲線..............................61
圖5-19生物污物實驗之溫度曲線......................................63
圖5-20生物污物實驗之溼度曲線......................................63
圖5-21生物污物實驗之含氧量曲線....................................64
圖5-22生物污物實驗之重量損失曲線..................................64
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