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研究生:陳怡安
研究生(外文):Chen, Yi-An
論文名稱:水洗焚化飛灰作為低碳節能產品之再利用研究
論文名稱(外文):Washing MSWI Fly Ash for Recycling as the Low-carbon and Energy Conservation Products
指導教授:黃武章
指導教授(外文):Huang, Wu-Jang
口試委員:許岩得許美芳張國慶
口試委員(外文):Hsuuw, Yan-DerShue, Meei-FangChang, Kuo-Ching
口試日期:2014-05-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:環境工程與科學系所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:105
中文關鍵詞:水洗飛灰去氯劑導電薄膜
外文關鍵詞:WashedFiy ashDechloride additiveAntistatic films
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隨著社會經濟成長、都市人口集中與生活水準提升,造成垃圾量急速增加,將垃圾中之可燃物質焚化後,使其體積減為原有十分之一左右,飛灰穩定化後送至衛生掩埋場暫置,另底渣則進行再利用委託處理,而且燃燒過程中並採用廢熱鍋爐設備,將垃圾燃燒所產生之熱能以汽電共生方式,推動渦輪發電機發電,達到資源再回收利用的成效,並使垃圾達到減量化、安定化。

焚化處理技術已成為臺灣之主要方式,並會有大量飛灰、底渣產生,臺灣之飛灰一天就有400噸之產量,但基於臺灣地窄人稠,又以固化後掩埋作為中間處理,因此顯現出焚化廠之固化設備不足且空間上已越來越不足。焚化飛灰中含有大量的氧化鈣,而且吸附性強、粒徑小且比表面積大等特性,利用此特性,將飛灰重新包裝,並且改變傳統對於飛灰處理之刻板思想。本研究垃圾焚化飛灰進行水洗處理後,作為低碳節能之再利用產品,探討水洗後之飛灰再利用之特性及吸附分析,同時亦探討經處理後之水洗液中鹽類、重金屬、鈣與氯成分之處理回收及迴流水可行性。

由研究結果發現,飛灰中之鹽類、重金屬、鈣與氯等物質,會因水洗液多次水洗後降低,而水洗液經過所有程序處理後,水洗液之迴流水卻實可以達到廢水零排出之效果。水洗後之飛灰發現可當作生垃圾之去氯劑。水洗後之飛灰製備高分子抗導電薄膜則以35~45wt%為最佳添加量,其平均電阻約為6,0000 Ω‧cm,由此可知其可作為抗靜電之進行回收再利用。

關鍵字: 水洗、飛灰、去氯劑、導電薄膜

The increase in social and economic growth has allowed urban populations to become concentrated, thus there is a need to enhance the living standards for citizens. The increase in urban population growth has caused an increase in the amount of municipal solid waste (MSW). To treat MSW by incineration has allowed its volume to be reduced. Fly ash is stabilized temporarily and set to the sanitary landfill. Bottom ash is processed for reuse commission, whilst the combustion process is used as waste heat boiler equipment. The heat generated by the burning of MSW in cogeneration mode, drives a turbine generator to achieve effective utilization of resources, recycling, and to refuse to achieve reduction and stabilization.
Incineration technology has become more popular in Taiwan. Due to incineration technology, there is a high production of fly ash and bottom ash. Taiwan produces approximately 400 tons of bottom ash per day. These ash wastes need another intermediate treatment before final disposal or for recycling use. Therefore, the incineration plant shows insufficient curing equipment and space has become increasingly inadequate. Incinerator fly ash consists of large amounts of calcium oxide, high adsorption, small particle size, large surface area, and other characteristics. These features allow fly ash repackaging and changing the traditional stereotype ideas for fly ash handling. In this study, incineration ash was washed with water treatment, reuse of the product as a low carbon energy, and exploration of fly ash properties after washing and absorption analysis, also to explore the treated water to wash salts, heavy metals, calcium recycling, and treatment of chloride component, and determining the feasibility for water reuse.
The study found that the fly ash salts, heavy metals such as calcium and chlorine substances, were reduced due to water washing after repeated washings. The water washed through all procedures, but the original water wash achieved zero waste the effect of discharge. Fly ash reused after washing can be found as a de-chloride additive for original MSW. Preparation of polymeric antistatic films for washed fly ash, the optimal dosage was found to be 35 to 45wt% with a averaged resistance is about 6000 Ω˙cm, which can be seen as an antistatic material used for recycling.
Keyword: Washed、Fly ash、Dechloride additive、Antistatic films

目錄
摘要 I
Abstract III
謝誌 IV
表目錄 VIII
圖目錄 X
第1章 前言 1
1.1研究緣由 1
1.2研究目的 2
第2章 文獻回顧 3
2.1垃圾處理現況 3
2.2焚化飛灰 5
2.2.1焚化飛灰種類、來源與現況 5
2.2.2 焚化飛灰之物理特性 6
2.2.3 焚化飛灰之化學特性 7
2.2.4焚化飛灰重金屬溶出特性 9
2.3焚化飛灰之處理技術 10
2.3.1化學安定法 10
2.3.2 固化/安定法 11
2.4飛灰再利用技術 14
2.4.1燃煤飛灰再利用 14
2.4.2金屬冶煉集塵灰 14
2.4.3垃圾飛灰再利用技術 17
2.5焚化灰渣處理及處置方法 19
2.5.1 水洗相關研究 19
2.5.2 底渣再利用產品 21
2.5.3 飛灰再利用之產品用途 24
2.6 低碳節能之介紹 26
2.6.1 定義 26
2.6.2產品 26
第3章 材料與方法 28
3.1實驗材料 28
3.2實驗儀器與設備 29
3.2.1 原子吸收光譜儀(Atomic Absorption Spectrophotometer,AA) 30
3.2.2 自動電流滴定儀(Automatic Titration Analyzer) 30
3.2.3 掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy, SEM) 33
3.2.4熱示差掃描分析儀(Differential Scanning Calorimetry, DSC) 36
3.2.5四點探針薄膜電阻量測儀(Four Point Sheet Resistance Meter) 38
3.2.6傅立葉紅外線光譜儀及其原理(Fourier Transform Interferometric, FT-IR) 42
3.2.7毒性特性溶出粹取分析及其原理 46
3.3實驗流程 47
3.3.1實驗流程 47
3.2 水洗液流程物化特性分析 48
3.2.1 酸鹼度特性分析 48
3.2.2導電度特性分析 48
3.2.3 氯離子分析 48
3.3飛灰物化特性 49
3.3.1 成分鑑定分析 49
3.4水洗液中鈣之回收 49
3.5 焚化去氯劑吸收液特性分析 49
3.5.1 酸鹼度特性分析 49
3.5.2總氯含量分析 50
3.6合成材料之特性分析 50
3.6.1熱示差掃描分析實驗 50
3.6.2傅立葉紅外線光譜實驗 51
第四章 結果與討論 52
水洗設備 52
4.1.1 水洗設備介紹 53
4.1.2 水洗焚化飛灰之SEM/EDS分析 54
4.2水洗液去氯效果 58
4.2.1氯離子去除試驗 58
4.2.2 水洗液電解去氯效果 60
4.3水洗鈣之回收試驗分析 63
4.3.1 CO2通入時間和鈣含量之變化 63
4.4 管末水洗液直接迴流使用之可行性 70
4.5 飛灰/水洗液/迴流水之戴奧辛測值 73
第五章 水洗飛灰材料之應用 75
5.1 濕/乾式回收 75
5.1.1 飛灰濕式再生方法 75
5.1.2乾式回收之傅立葉紅外線光譜(FT-IR)分析 76
5.2 水洗後之飛灰再利用 82
5.2.1 水洗後之飛灰對於垃圾燃燒去氯劑之探討 82
5.2.2 水洗後之飛灰對於具抗靜電與散熱功能材料之探討 90
5.3 水洗後飛灰對於固化抗壓之試驗 99
第六章 結論 100
參考文獻 102
作者簡介 105


參考文獻

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