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研究生:林嘉玲
研究生(外文):Jia-Ling Lin
論文名稱:摻配都會下水污泥與廢玻璃燒製水庫淤泥骨材研究
論文名稱(外文):Adding Sewage Sludge and Waste Glass To Sinter Reservoir Sediment Aggregates
指導教授:邱英嘉邱英嘉引用關係陳慶和陳慶和引用關係
指導教授(外文):Ing-Jia ChiouChing-He Chen
口試委員:江奇成柴希文陳慶和
口試委員(外文):Chi-Cheng JiangShi-Wen ChaiChing-He Chen
口試日期:2011-05-27
學位類別:碩士
校院名稱:南亞技術學院
系所名稱:材料應用科技研究所
學門:自然科學學門
學類:其他自然科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:232
中文關鍵詞:水庫淤泥下水污泥廢玻璃燒結輕質骨材耐久性
外文關鍵詞:Reservoir sedimentsewage sludgewaste glasssinterlightweight aggregatedurability
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台灣地區每年水庫淤積量達1,460萬m3,而每年疏濬淤泥約50萬m3,顯見水庫淤積的嚴重性及水庫淤泥資源化的迫切性。基於水庫淤泥骨材的燒結溫度高而耗能,因此本研究嘗試分別以摻配0~30%下水污泥之水庫淤泥、0~30%廢玻璃粉之水庫淤泥,以及摻配四種不同廢玻璃粉細度之水庫淤泥為實驗變數,在1050~1200°C燒結溫度下,探討前述三組變數對於水庫淤泥骨材的燒結行為、物化性質、耐久性與微觀結構的影響,並提出最佳配比與應用策略。實驗結果顯示,摻配下水污泥之水庫淤泥的拌合用水量隨下水污泥摻配量增加而緩慢降低,而摻配廢玻璃之水庫淤泥的拌合用水量隨玻璃摻配量增加而顯著提高。摻配廢玻璃之水庫淤泥骨材相較於摻配下水污泥之水庫淤泥骨材具有較低的吸水性、較高的輕質效率、較低的強度效應,以及較高的鹼矽骨材反應潛勢。全水庫淤泥骨材具堅韌特性¬,摻配廢玻璃之水庫淤泥骨材偏脆性,而摻配下水污泥之水庫淤泥骨材的材質則介於兩者之間。在燒結溫度1100°C時,純水庫淤泥配比與摻配廢玻璃粉細度<150μm之水庫淤泥配比均適合燒製常重骨材;而摻配廢玻璃粉細度>150μm之水庫淤泥配比適合燒製輕質骨材。
Reservoir sediment in Taiwan is up to 14.6 million cube meter per year, and the sludge dredged is about 50 million cube meter every year. The seriousness of reservoir sediment and the urgency of reservoir sediment recycling are apparent. Because the reservoir sediment aggregates need to be sintered under high temperature and thus consume plenty of energy, this study attempts to use reservoir sediment mixed with 0 to 30% of sewage sludge, reservoir sludge mixed with 0-30% of waste glass powder, and reservoir sediment mixed with four types of waste glass powder with different fineness as experimental variables, respectively. At sintering temperature of 1050-1200 ° C, the effect of the sintering behavior, physicochemical properties, durability and the microstructure of the reservoir sediment aggregates will be discussed. In addition, the optimal proportion and the applicable strategies will be suggested.
The results show that the mixing water amount of the reservoir sediment mixed with sewage sludge decreases slowly with the addition of the sewage sludge. However, the mixing water amount of the reservoir sediment mixed with waste glass increases significantly with the addition of the sewage sludge. Compared with the reservoir sediment aggregates with sewage sludge, the reservoir sediment aggregates with waste glass has lower water absorption, higher lightweight efficiency, lower strength effects, and higher alkali-silica reaction potential. The pure reservoir sediment aggregates have the characteristic of toughness. The reservoir sediment aggregates with waste glass are more brittle. However, the texture of the reservoir sediment with sewage sludge falls in between. At sintering temperature of 1100 ° C, the proportion of pure reservoir sediment and the proportion of reservoir sediment with waste glass powder (fineness<150μm) are both suitable to be sintered as normal-weight aggregates. However, the proportion of reservoir sediment with waste glass powder (fineness>150μm) are suitable to be sintered as lightweight aggregates.

中文摘要.......................................................................i
英文摘要......................................................................ii
致謝.........................................................................iii
目錄..........................................................................iv
圖目錄.......................................................................vii
表目錄.......................................................................xii
第一章 緒論....................................................................1
1.1研究緣起與目的..............................................................1
1.2研究內容....................................................................3
1.3研究流程....................................................................4
第二章 文獻回顧................................................................6
2.1水庫淤泥的處理處置與資源化..................................................6
2.1.1水庫淤泥的疏濬、產出量與處置............................................7
2.1.2水庫淤泥之物理及化學特性...............................................17
2.1.2.1物理特性...........................................................17
2.1.2.2化學特性...........................................................18
2.1.3水庫淤泥的資源化應用.....................................................24
2.2都會下水污泥的處理處置與資源化...........................................39
2.2.1都會下水污泥的產量、來源與種類及物化性質...............................42
2.2.2水庫淤泥的疏濬、產出量與處置...........................................49
2.3廢玻璃的產出量與處置.......................................................57
2.3.1廢玻璃的物化性質.......................................................58
2.3.2廢玻璃的回收與資源化...................................................59
2.3.2.1廢玻璃的回收.......................................................59
2.3.2.2廢玻璃的資源化.....................................................64
2.4輕質骨材的生產原料與製程...................................................76
第三章 研究架構與方法論.......................................................86
3.1實驗流程...................................................................86
3.2實驗材料...................................................................88
3.2.1原料試驗材料...........................................................88
3.2.2人造輕質骨材試驗材料...................................................89
3.3主要實驗設備...............................................................91
3.4實驗配比...................................................................93
3.4.1純水庫淤泥人造輕質骨材.................................................93
3.4.2都會下水污泥/水庫淤泥人造輕質骨材......................................94
3.4.3廢玻璃粉/水庫淤泥人造輕質骨材..........................................94
3.5實驗操作...................................................................95
3.5.1人造輕質骨材...........................................................95
3.6分析方法...................................................................97
第四章 結果與討論............................................................106
4.1水庫淤泥、都會下水污泥、廢玻璃粉的物化特性................................106
4.1.1成分分析..............................................................107
4.1.2微觀結構(SEM)分析.....................................................109
4.1.3熱重及熱差分析(DTA/TGA)...............................................110
4.1.4重金屬總量與毒性特性溶出(TCLP)分析....................................111
4.2造粒條件與雛粒性質........................................................119
4.2.1用水量變化............................................................119
4.2.2水庫淤泥漿體的黏稠性..................................................121
4.2.3雛粒粒徑與外觀........................................................121
4.3摻配都會下水污泥對水庫淤泥骨材的燒結行為影響..............................125
4.3.1摻配都會下水污泥於水庫淤泥骨材的物化性質..............................125
4.3.2摻配都會下水污泥之水庫淤泥骨材的外觀與微觀結構........................140
4.3.2.1摻配都會下水污泥之水庫淤泥骨材的外觀............................140
4.3.2.2摻配都會下水污泥之水庫淤泥骨材的微觀結構........................146
4.4摻配廢玻璃粉對水庫淤泥骨材的燒結行為影響..................................151
4.3.1摻配廢玻璃粉之水庫淤泥骨材的物化性質..................................151
4.3.2摻配廢玻璃粉之水庫淤泥骨材的外觀與微觀結構............................165
4.3.2.1摻配廢玻璃粉之水庫淤泥骨材的外觀................................165
4.3.2.2摻配廢玻璃粉之水庫淤泥骨材的微觀結構............................171
4.5水庫淤泥骨材的綜合評析....................................................176
4.5.1物理與化學性質評析....................................................176
4.5.2外觀結構評析..........................................................193
4.5.3微觀結構評析..........................................................198
4.6廢玻璃粉細度對水庫淤泥骨材的燒結行為影響..................................201
4.6.1水庫淤泥骨材的物化性質................................................201
4.6.2水庫淤泥骨材的外觀與微觀結構..........................................213
4.6.2.1外觀結構變化....................................................213
4.6.2.2微觀結構變化....................................................214
第五章 結論與建議............................................................218
5.1結論......................................................................218
5.2建議......................................................................220
參考文獻.....................................................................222
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