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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:顏美玉
研究生(外文):Meei-Yuh Yan
論文名稱:工業區污水處理廠污泥再利用之探討
論文名稱(外文):The Study of Adaptive Reuse of Sludge from Wastewater Treatment Plant in Industrial Parks
指導教授:盧重興盧重興引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:環境工程學系所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:98
中文關鍵詞:工業廢水污泥資源化燒結
外文關鍵詞:sludge of industrial wastewaterresourcerecyclingbiomass
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經濟部工業局自民國50年起於全國陸續開發完成60處工業區,提供產業作為生產基地,並設置39處集合式之工業區污水處理廠以處理工業區內廠商前處理後之廢(污)水。工業區污水廠產生之龐大污泥,已造成環境潛在危機,且污泥清除處理費用節節攀升之情況下,如何將工業區產生之廢水污泥妥善處理處置,已是當前刻不容緩之重要議題。
目前一般性污泥處理以掩埋處理佔31.6%,熱處理或再利用佔31.6%,廠內暫存佔36.8%;有害性污泥則以固化後再掩埋處置。工業廢水污泥中含高濃度有機成分,這些高濃度有機成分具大量生質能,再利用方式可分為直接轉換、熱化學轉換、生物轉換以及生質沼氣等多種類型。工業廢水污泥中亦含有無機成分,包括碳、鐵、鋁、磷、鉀、重金屬與矽酸鹽等可作為資材與材料,再利用方式可分為燒結、碳化、回收及熔融等多種類型。由分析結果得知,工業局自行操作廠中有21廠因部分重金屬超過一般土地之土壤污染監測基準,不宜直接利用於土壤使用;本研究建議工業區污水處理廠污泥再利用,以水泥替代原料與製磚燒結製品為未來污泥處理最適方向,其次為重金屬回收,約計可處理93.05%之工業區污泥,以達到污泥再利用之目的;另工業區污水廠污泥亦可作為生質能如堆肥與產氫,但需配合污泥分類機制,控制重金屬含量,以提高生質能利用率。
Since 1960, the Industrial Development Bureau Ministry of Economics Affairs has successively developed and completed 60 industrial parks throughout the country, offering the industry the production bases, and has set up 39 set types of wastewater treatment plants to deal with the wastewater in these industrial parks. But the large quantity of produced sludge from these treatment plants has already caused potential environmental problems. With the increasing expenses of sludge removal and treatment, how to properly deal with sludge has become an urgent issue.

At present, the general sludge is treated by landfill, accounting for 31.6%, heat treatment or re-utilizing for 31.6%, and temporarily storing in the plants for 36.8%. The harmful sludge is buried after treatment by solidification. The sludge contains high concentration organic composition, and the high concentration organic composition possessed a large quantity of biomass whose ways of re-utilizing are direct change, biological change, biomass methane and so on. The sludge of the industrial wastewater also contains the inorganic composition, including carbon, iron, aluminum, phosphorus, potassium, heavy metal and silicate, etc., which can be regarded as logistics and material. The ways of re-utilizing are fritting, charring, recycling and melting, etc.. From the analysis, 21 treatment plants in the industrial parks have the problem of heavy metal that exceeds the soil pollution monitoring level on the general land, so it can’t be directly utilized in the soil.

This study suggests the reuse of sludge in the industrial wastewater treatment plants; that is, substitute raw materials with cement and have brick-making and fritting products, which are the most appropriate direction for future sewage treatment. The second suggestion is the recycling of heavy metal, which can deal with 93.05% of the mud in the industrial areas, in order to achieve the purpose that the mud can be utilized again. Finally, the sludge of the industrial parks can be reused as biomass, such as compost and producing hydrogen, but it needs to cooperate with the categorized mechanism of mud and to control the content of heavy metal, in order to improve the utilization rate of biomass.
中文摘要…………………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要…………………………………………………………………………Ⅱ
目錄………………………………………………………………………………Ⅲ
表目錄……………………………………………………………………………Ⅴ
圖目錄……………………………………………………………………………Ⅵ
第一章 前言…………………………………………………………………….1
1.1 研究緣起………………………………………………………………..… 1
1.2 研究目的………………………………………………………..................3
第二章 文獻回顧 ……………………………………………………………..5
2.1 污泥資源化技術…………………………………………………………..5
2.2 燒結製磚技術………………………………………………………...….12
2.3 國內外污泥學術研究現況………………………………………..…16
2.4 國內污泥再利用相關法規彙整…………………………………..…25
第三章 工業區發展與產業分布…………………………………………….33
3.1 工業區開發政策背景………………………………………………..….33
3.2 工業區分佈情形……………………………………………………..….33
3.3 工業區產業特色……………………………………………………..….36
第四章 工業區污水處理廠污泥特性……………………………………….43
4.1 污泥產生量與處理現況……………………………………………..….43
4.2 污泥成分及特性檢測………………………………………………..….46
第五章 污泥再利用方式潛勢分析……………………………………...…..53
5.1 堆肥再利用潛勢………………………………………………….……..53
5.2 替代砂石再利用潛勢…………………………………………….……..56
5.3 水泥再利用之潛勢……………………………………………….……..58
5.4 再利用於製磚之潛勢…………………………………………………...59
5.5 生物產氣再利用潛勢…………………………………………………...61
5.6 最適化再利用建議………………………………………………….63
第六章 工業污泥再利用案例…………………………………………...…..65
6.1 人工骨材再利用實廠案例…………………………….………………...65
6.2 紅磚再利用實廠案例…………………………………………………...75
第七章 結論與建議……………………………………………………….....91
7.1 結論………………………………………………………………….......91
7.2 建議……………………………………………………………………...93
參考文獻……………………………………………………………………….95
表目錄
表2.1 各項資源化技術彙整表 …………………………………………….11
表2.2 國內污泥資源化研究彙整…………………………………………...17
表2.3 國外污泥資源化研究彙整…………………………………………...23
表2.4 55項「經濟部事業廢棄物再利用種類」…………………………..30
表2.5 國內工業廢水污泥資源化再利用機構摘要………………………...31
表3.1 台灣經濟發展歷程與工業區開發概況……………………………...34
表3.2 工業局所轄工業區製造業各行業設廠家數一覽表……………..….39
表4.1 96年度工業局自行操作污水處理廠污泥產生量與處理方式……..44
表4.2 工業區污水處理廠污泥成分及特性檢測結果……………………...48
表5.1 堆肥重金屬容許含量(ppm)……………………………………….54
表5.2 國內有機質肥料規格…………………………………………………54
表5.3 台灣地區歷年碎解洗選場砂石生產統計表………………………...57
表5.4 卜特蘭水泥暨其熟料相關進口數量及相對量表………………..….59
表5.5 紅磚及水泥年產量彙整表…………………………………………...60
表6.1 中部A工業區污水廠污泥重金屬溶出試驗檢測值………………...67
表6.2 中部A工業區污水廠污泥主要成份分析值………………..……….67
表6.3 人工粒料產品規格及品質標準………………………………………68
表6.4 人工粒料主要設備規格及處理容量………………………………...70
表6.5 污泥製成人工粒料預期增加的產值及節省效益…………………...75
表6.6 南部B工業區污水處理廠污泥主要組成成份及特性分析值….…..78
表6.7 南部B工業區污水處理廠污泥重金屬TCLP檢測值……………….79
表6.8 紅磚普通磚規範(CNS382 R2002)………………………………..….80
表6.9 紅磚再利用產品檢測項目…………………………………………...80
表6.10 污泥乾坯及紅磚重量、尺寸………………………………………...83
表6.11 紅磚再利用設施規格及容量…………...........................................…83
表6.12 製磚原料配比量……………………………………………………...84
表6.13 紅磚之污泥允收標準與檢測項目…………………………………...87
表6.14 紅磚檢驗分析值……………………………………………………...89
表6.15 紅磚產品之TCLP檢測值………………………………………….....90
圖目錄
圖2.1 許可申請作業及審查流程圖…………………………………….…..27
圖3.1 工業局編定工業區分佈圖………………………………….………..35
圖5.1 工業區污水處理廠最適化污泥再利用建議………………………...64
圖6.1 中部A工業區污水廠污水處理流程圖……………………………...66
圖6.2 人工粒料再利用質量平衡圖………………………………………...71
圖6.3 南部B工業區污水處理廠污水處理流程圖………………………...77
圖6.4 燒結製磚流程圖……………………………………………………...82
圖6.5 污泥製磚(污泥摻配比5%)之質量平衡圖…………………………..85
圖6.6 污泥灰製磚(污泥摻配比5%)之質量平衡圖………………………..85
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