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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳宜澤
研究生(外文):YI-CHU WU
論文名稱:地工織布過濾污泥之模型試驗
論文名稱(外文):Model Test Of Geotextiles Filter Sludge
指導教授:劉家男劉家男引用關係陳谷汎陳谷汎引用關係
指導教授(外文):Chia-Nan LIUKu-Fan Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立暨南國際大學
系所名稱:地震與防災工程研究所
學門:環境保護學門
學類:環境防災學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:96
中文關鍵詞:地工織布管掛袋試驗表觀開孔徑正向透水率
外文關鍵詞:Geotextile tubeHanging Bag TestApparent Open SizePermittivity
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本研究透過進行瓶杯試驗(Jar Test)來了解不同重量百分濃度、細顆粒組成、添加不同高分子凝集劑下之水庫淤泥、民生污泥、河川底泥、紅土之絮凝情形與加藥量,再對其進行變水頭試驗,針對正向透水率、儀器內污泥含水率和濾出液水質分析等加以探討,比較比較組跟對照組其試驗結果,以了解織布對於污泥過濾之效果及水質淨化,再依據變水頭試驗結果挑選出較合適之地工織布進行3種尺寸的掛袋試驗(hanging bag test)作為進行現地地工織布管(geotextile tubes)試驗之參考。
比較分析變水頭試驗與掛袋試驗結果,發現織布W8,經向為複絲3000(丹尼),緯向為複絲3000(丹尼),經緯密34×10(根/吋),表觀開孔徑AOS=0.075 (mm),正向透水率(φ,permittivity)=0.46(1/s),厚度=1.7,在水庫淤泥、河川底泥等淨水汙泥之排水效果優於種織布W1與W3。較適合民生汙泥過濾脫水使用的則為織布W1,經向圓絲1300(丹尼),緯向複絲2700(丹尼),經緯密29×23(根/吋),表觀開孔徑AOS=0.3 (mm),正向透水率(φ,permittivity)=0.43(1/s),厚度=2.26,紅土則使用織布W3較佳,經向扁絲1000(丹尼),緯向圓絲950(丹尼),經緯密17×25(根/吋),表觀開孔徑AOS=0.19(mm),正向透水率(φ,permittivity)=0.52(1/s),厚度=0.67。
This study figure out the different weight percent concentration, fine particles composition, and add different polymer into reservoir sediment river bed sediment, and clay to running Jar Test. Meanwhile it analyzes the situation of flocculate, and then tests the falling head. The study focuses on analyze permittivity, the water content rate of the machine and filter water, and compare two result of different groups(example group vs. control group)to realize the filter effects of the geotextile and water quality analysis. Finally,the study according to the result of falling head test to choose the better handing bag test (three different sizes)to be the reference of geotextile tubes testing now.
A comparison of the results of falling head test and hanging bag test finds that the drainage effect of geotextile W8 which machine direction is multifilament 3000 (Denier) and cross machine direction is multifilament 3000 (Denier), and machine direction and cross e direction density 34×10(F/in) with an apparent open size AOS of 0.075mm, permittivity φ=0.46(1/s) as well as a thickness of 1.7mm in life sludge such as in reservoir sediment and river bed sediment are better than that of geotextile W1and W3. But for life sludge filtering dehydration it is better to use geotextile W1 which machine direction is round wire 1300 (Denier) and cross machine direction is multifilament 2700 (Denier), and machine direction and cross direction density 29×23(F/in)with an apparent open size AOS of 0.3mm, permittivity φ=0.43(1/s) as well as its thickness of 2.26mm while geotextile W3which machine direction is slit-film 1000 (Denier) and cross machine direction is round wire 950 (Denier), and machine direction and cross direction density 17×25(F/in) with its apparent open size of 0.19mm, its permittivity of 0.52(1/s) and 0.67 thickness is more suitable for the clay.
目錄
致謝 I
摘要 II
ABSTRACT III
目錄 V
表目錄 VIII
圖目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究方法 2
1.4 研究內容 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 前言 4
2.2 地工織布介紹 4
2.3 Geotextile tube 於污泥脫水之應用 5
2.4 使用Geotextile tube 淨化污泥之效果 5
2.5 地工織布過濾污泥常用之檢測方法 6
2.6 影響高含水率污泥過濾性能之因素 7
2.7 污泥調理 8
2.7.1 化學調理 9
2.7.2 高分子聚合物使用規定 10
第三章 研究方法 18
3.1 試驗規劃 18
3.2 試驗材料 18
3.2.1 污泥來源與處理背景 18
3.2.2 地工織布基本性質 20
3.2.3 污泥材料基本性質 22
3.2.4 高分子聚合物種類與添加劑量 22
3.2.5 試驗調配之污泥濃度 23
3.3 試驗儀器 23
3.3.1 變水頭試驗設備 23
3.3.2 掛袋試驗設備 24
3.4 試驗方法 24
3.4.1 瓶杯試驗步驟 24
3.4.2 變水頭試驗步驟 24
3.4.3 掛袋試驗步驟 25
3.4.4 濾出液水質分析試驗步驟 26
3.5 試驗結果分析方法 27
3.5.1 正向透水率 27
3.5.2 污泥含水率計算 27
3.5.3 過濾效率與脫水效率計算方法 28
第四章 變水頭試驗 38
4.1 正向透水率計算分析 38
4.2 含水率計算分析 39
4.3 濾出液水質分析 40
4.3.1 懸浮固體(SS) 40
4.3.2 化學需氧量(COD) 42
第五章 掛袋試驗 59
5.1 流率計算分析 59
5.2 含水率計算分析 61
5.3 濾出液水質分析 62
5.3.1 懸浮固體(SS) 62
5.3.2 化學需氧量(COD) 63
5.4 回填與回沖對脫水效果的影響 64
第六章 結論與建議 89
6.1 結論 89
6.2 建議 90
參考文獻 91
附錄A 放流水標準 95























表目錄
表2-1乳製品工廠瀉湖污泥過濾後濾液水質分析結果 11
表2-2台灣地區都市污水廠放流水質 (水利署民國92年) 11
表2-3地工織布過濾污泥性能之檢測方法(Aydilek and Edil 2008) 12
表2-4使用一般土壤檢測地工織布過濾性能的因素(Aydilek and Edil 2008) 12
表2-5現有研究中用來討論過濾效果的影響因子(Aydilek and Edil 2008) 13
表2-6複合織布過濾系統內,海底沉泥與飛灰的滲透比(Kutay and Aydilek 2005) 14
表2-7複合織布與單層織布過濾系統的效率比較表(Kutay and Aydilek 2005) 14

表3-1地工合成材料試驗標號 29
表3-2污泥材料試驗編號 29
表3-3添加高分子凝集劑 29
表3-4掛袋試驗織布袋尺寸 30
表3-5織布袋回沖/回填 30
表3-6試驗污泥基本性質 30
表3-7陽離子型聚合物基本性質(PAM) 30
表3-8陽離子型添加劑量 31
表3-9試驗污泥之重量百分濃度 31
表3-10小型織布過濾試驗 32
表3-11掛袋試驗 33

表4-1變水頭試驗脫水效率與過濾效率 43
表4-2壓力過濾試驗飛灰脫水效率與過濾效率(Kuaty and Aydilek 2005) 44

表5-1掛袋試驗脫水效率與過濾效率 66






















圖目錄
圖1-1研究流程圖 3

圖2-1 Geotube處理乳製品工廠污水排放之瀉湖污泥(Worley 2008) 15
圖2-2乳製品工廠污水瀉湖污泥添加高分子凝集劑後之情形(Worley 2008) 15
圖2-3使用地工織布和聚合物處理後的塔利淤泥脫水時均流速特性;壓強為34.5千帕(Satyamurthy and Bhatia 2009) 16
圖2-4在使用聚合物下的濾餅平均高度和含水率變化 (Satyamurthy and Bhatia 2009) 16
圖2-5掛袋試驗結果(George et al.2006) 17
圖2-6掛袋試驗結果(George et al.2006) 17
圖2-7壓力過濾實驗儀器 17

圖3-1織布W1 34
圖3-2 織布W2 34
圖3-3織布W3 34
圖3-4 織布W4 34
圖3-5織布W5 34
圖3-6 織布W6 34
圖3-7織布W7 35
圖3-8 織布W8 35
圖3-9污泥粒徑分佈曲線 35
圖3-10民生污泥烘乾後 36
圖3-11民生污泥過濾後濾塊 36
圖3-12變水頭試驗透水儀示意圖 36
圖3-13變水頭試驗透水儀示意圖 36
圖3-14掛袋試驗儀器示意圖 37
圖3-15掛袋試驗儀器示意圖 37
圖3-16高分子凝聚劑聚丙烯醯胺(Polyacrylamide, PAM) 37

圖4-1水庫淤泥-正向透水率/時間關係圖(P1=5%) 45
圖4-2水庫淤泥-正向透水率/時間關係圖(W=18.18%) 45
圖4-3河川底泥-正向透水率/時間關係圖(P1=11.32%) 46
圖4-4河川底泥-正向透水率/時間關係圖(P2=24.01%) 46
圖4-5民生汙泥-正向透水率/時間關係圖(P1=0.5%) 47
圖4-6民生汙泥-正向透水率/時間關係圖(P2=1.8%) 47
圖4-7紅土-正向透水率/時間關係圖(P1=5%) 48
圖4-8 紅土-正向透水率率/時間關係圖(P2=18.18%) 48
圖4-9水庫淤泥-含水率/時間關係圖(P1=5%) 49
圖4-10水庫淤泥-含水率/時間關係圖(P2=18.18%) 49
圖4-11河川底泥-含水率/時間關係圖(P1=11.32%) 49
圖4-12河川底泥-含水率/時間關係圖(P2=24.01%) 50
圖4-13民生污泥-含水率/時間關係圖(P1=0.5%) 50
圖4-14民生污泥-含水率/時間關係圖(P2=1.8%) 50
圖4-15紅土含水率/時間關係圖(P1=5%) 51
圖4-16紅土-含水率/時間關係圖(P2=18.18%) 51
圖4-17變水頭試驗於水庫淤泥之脫水效率(DE) 52
圖4-18變水頭試驗於河川底泥之脫水效率(DE) 52
圖4-19變水頭試驗於民生污泥之脫水效率(DE) 53
圖4-20變水頭試驗於民生污泥之脫水效率(DE) 53
圖4-21水庫淤泥濾出液SS 54
圖4-22河川底泥濾出液SS 54
圖4-23民生污泥底泥濾出液SS 55
圖4-24紅土濾出液SS 55
圖4-25河川污泥濾出液COD(與放流水標準比較) 56
圖4-26河川污泥濾出液COD殘留百分率(P1=11.32%) 56
圖4-27河川污泥濾出液COD殘留百分率(P2=24.01%) 57
圖4-28民生污泥濾出液COD(與放流水標準比較) 57
圖4-29民生污泥濾出液COD殘留百分率(P1=0.5%) 58
圖4-30民生污泥濾出液COD殘留百分率(W=1.8%) 58

圖5-1水庫淤泥在(43cm x 35cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 68
圖5-2水庫淤泥在(50cm x 50cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 68
圖5-3水庫淤泥在(50cm x 100cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 69
圖5-4河川底泥在(43cm x 35cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 69
圖5-5河川底泥在(50cm x 50cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 70
圖5-6河川底泥在(50cm x 100cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 70
圖5-7民生污泥在(43cm x 35cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 71
圖5-8民生污泥在(50cm x 50cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 71
圖5-9民生污泥在(50cm x 100cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 72
圖5-10紅土在(43cm x 35cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 72
圖5-11紅土在(50cm x 50cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 73
圖5-12紅土在(50cm x 100cm)掛袋試驗之流率-時間關係圖 73
圖5-13掛袋試驗-水庫淤泥第一次灌-流率/時間關係圖 74
圖5-14掛袋試驗-河川底泥第一次填灌-流率/時間關係圖 74
圖5-15掛袋試驗-民生污泥第一次填灌-流率/時間關係圖 75
圖5-16掛袋試驗-紅土第一次填灌-流率/時間關係圖 75
圖5-17掛袋試驗含水率/時間關係圖(水庫淤泥) 76
圖5-18掛袋試驗含水率/時間關係圖(河川底泥) 76
圖5-19掛袋試驗含水率/時間關係圖(民生污泥) 77
圖5-20掛袋試驗含水率/時間關係圖(紅土) 77
圖5-21水庫淤泥於掛袋試驗之脫水效率(DE) 78
圖5-22河川底泥於掛袋試驗之脫水效率(DE) 78
圖5-23民生污泥於掛袋試驗之脫水效率(DE) 79
圖5-24紅土於掛袋試驗之脫水效率(DE) 79
圖5-25水庫淤泥於掛袋試驗之濾出液(SS) 80
圖5-26河川底泥於掛袋試驗之濾出液(SS) 80
圖5-27民生污泥於掛袋試驗之濾出液(SS) 81
圖5-28紅土於於掛袋試驗之濾出液(SS) 81
圖5-29織布袋過濾戴奧辛濃度與懸浮固體關係圖 82
圖5-30掛袋試驗-水庫淤泥濾出液化學需氧量(COD) 82
圖5-31掛袋試驗-河川底泥濾出液化學需氧量(COD) 83
圖5-32掛袋試驗-民生污泥濾出液化學需氧量(COD) 83
圖5-33掛袋試驗-水庫淤泥濾出液COD殘留百分率 84
圖5-34掛袋試驗-河川底泥濾出液COD殘留百分率 84
圖5-35掛袋試驗-河川底泥濾出液COD殘留百分率 85
圖5-36水庫淤泥於掛袋試驗二次填灌-流率/時間關係圖 85
圖5-37河川底泥於掛袋試驗二次填灌-流率/時間關係圖 86
圖5-38民生淤泥於掛袋試驗二次填灌-流率/時間關係圖 86
圖5-39紅土於掛袋試驗二次填灌-流率/時間關係圖 87
圖5-40掛袋試驗-水庫淤泥過濾時產生之泥膜 87
圖5-41掛袋試驗-水庫淤泥進行外側回沖之後 88
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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