博碩士論文 90326003 詳細資訊




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姓名 黃浩梁(How-Liang Huang)  查詢紙本館藏   畢業系所 環境工程研究所
論文名稱 焚化底渣特性及其再利用管理系統之研究
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摘要(中) 本研究針對國內經初級篩分資源再利用廠處理後之焚化底渣,分別進行物化
特性分析,包括底渣三成份、粒徑分佈、表面微觀分析、比表面積、平均孔隙直
徑及結晶型態等,化學特性分析,包括底渣氫離子濃度指數、灼燒減量、重金屬
總量、水溶性氯離子含量、酸中和當量(ANC7.5)、溶出特性等,而底渣溶出特性,
包括批次溶出試驗(TCLP、SPLP、DIN 38414 S4、pH stat test),管柱溶出試驗
(NEN 7343),可溶出量試驗(NEN 7341)。另外,本研究亦探討磷酸穩定及堆置熟
化作用對底渣中重金屬溶出之影響。
根據試驗結果發現,底渣中水份、灰份、可燃份含量比例分別約15%、80%
和5%,顯示底渣主要由無機物組成,其性質應相當穩定,且由粒徑分析結果可
發現,底渣為一良好之路堤及路基級配材料。不過底渣顆粒表面具高度孔隙結
構,而其主要晶相物種為SiO2、CaCO3。另外,底渣中重金屬以鋁及鐵含量最高,
且隨底渣粒徑減小,重金屬和水溶性氯離子含量均有增加趨勢。除此,底渣為一
高鹼性物質,且具有相當酸中和能力,可減少重金屬溶出。
根據TCLP 試驗結果,底渣重金屬溶出濃度均合乎標準,故可視為一般廢棄
物。另外經由各種批次、管柱及可溶出量等溶出試驗可發現,底渣中重金屬鉛、
銅、鉻、鋅有較高的溶出趨勢,但底渣經磷酸穩定處理後,其重金屬溶出量有明
顯下降趨勢。至於堆置熟化作用,可明顯降低底渣含水率、pH 值及SiO2/CaCO3
比值,但堆置熟化作用,對於底渣中重金屬不具穩定效果,僅重金屬鉻可減低其
溶出量。
欲建立完整的底渣再利用管理系統,應考量工程、經濟及環境三層面。目前
國內尚未建立合適的底渣再利用管理制度,未來除考量環境影響外,亦可參考歐
洲經驗,增訂再利用工程規範及經濟策略。另外,根據本研究針對底渣物化及溶
出特性分析的結果,建議國內於底渣再利用方面,可考量以道路基層替代材料的
應用,為優先的底渣再利用方式,至於其再利用的管理制度,荷蘭、丹麥等國已
有多年成熟的經驗,可作為國內的參考。
關鍵字(中) ★ 再利用管理系統
★ 焚化底渣
★ 重金屬
★ 溶出
關鍵字(英)
論文目次 第一章緒論
1-1 研究緣起…………………………………………………... 1
1-2 研究目的與內容………………………………………….. 2
第二章文獻回顧4
2-1 垃圾焚化底渣來源及性質………………………………… 4
2-1-1 垃圾焚化底渣來源……………………………………. 6
2-1-2 垃圾焚化底渣性質…………………………………... 6
2-1-2-1 底渣物理性質…………………………………… 6
2-1-2-2 底渣化學性質…………………………………… 8
2-1-3 焚化底渣溶出特性…………………………………... 13
2-2 焚化底渣重金屬穩定技術………………………………... 18
2-2-1 磷酸鹽穩定作用……………………………………... 18
2-2-2 堆置熟化作用………………………………………... 25
2-3 國外既有溶出試驗彙整………………………………….. 27
2-3-1 管柱溶出試驗………………………………………... 28
2-3-2 批次溶出試驗………………………………………... 30
2-3-3 可溶出量試驗………………………………………... 34
2-4 國外焚化底渣再利用經驗彙整………………………….. 38
2-4-1 美國………………………………………………….. 38
2-4-1-1 背景介紹………………………………………… 38
2-4-1-2 再利用現況與經驗……………………………… 39
2-4-1-3 再利用相關規定………………………………… 45
2-4-2 歐洲…………………………………………………... 47
2-4-2-1 荷蘭……………………………………………… 47
2-4-2-2 丹麥……………………………………………… 49
2-4-2-3 瑞典……………………………………………… 53
2-4-2-4 德國……………………………………………… 55
2-4-2-5 法國……………………………………………… 56
2-4-2-6 奧地利…………………………………………… 57
2-4-3 歐美再利用經驗比較……………………………….. 58
第三章研究設備與分析方法
3-1 研究流程………………………………………………….. 69
3-2 研究材料………………………………………………….. 70
3-3 研究設備與儀器………………………………………….. 72
3-3-1 主要實驗設備………………………………………... 72
3-3-2 主要分析儀器………………………………………... 73
3-4 分析項目及方法………………………………………….. 74
第四章結果與討論
4-1 垃圾焚化底渣基本性質…………………………………… 88
4-1-1 焚化底渣物理特性…………………………………… 88
4-1-2 焚化底渣化學特性…………………………………… 104
4-2 垃圾焚化底渣溶出特性………………………………….. 114
4-2-1 毒性特性溶出試驗(TCLP)…………………………… 114
4-2-1-1 分粒徑底渣重金屬溶出特性…………………… 114
4-2-1-2 磷酸穩定化作用………………………………… 116
4-2-1-3 堆置熟化作用…………………………………… 117
4-2-2 可溶出量試驗(NEN 7341)…………………………... 119
4-2-2-1 分粒徑底渣重金屬可溶出特性………………… 119
4-2-2-2 磷酸穩定化作用………………………………… 121
4-2-2-3 堆置熟化作用…………………………………… 123
4-2-3 人工合成酸雨溶出試驗(SPLP)……………………… 125
4-2-3-1 磷酸穩定化作用………………………………… 125
4-2-3-2 堆置熟化作用…………………………………… 127
4-2-4 DIN 38414 S4 溶出試驗……………………………… 128
4-2-4-1 磷酸穩定化作用………………………………… 128
4-2-4-2 堆置熟化作用…………………………………… 129
4-2-5 pH 依存性試驗(pH stat test)…………………………. 131
4-2-6 管柱溶出試驗(NEN 7343)…………………………... 136
4.3 焚化底渣再利用管理系統.................................................. 141
4.3.1 國內現有底渣再利用管理法規…………………….. 141
4.3.2 國內底渣再利用管理系統初擬…………………….. 143
第五章結論與建議
5-1 結論……………………………………………………….. 152
5-2 建議……………………………………………………….. 152
參考文獻…………………………………………………………. 154
附錄A 焚化底渣初級篩分資源再生廠處理流程示意圖……… A-1
附錄B 磷酸穩定化焚化底渣重金屬溶出試驗數據…………… B-1
附錄C 堆置熟化作用焚化底渣重金屬溶出試驗數據…………. C-1
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指導教授 曾迪華(Dyi-Hwa Tseng) 審核日期 2003-7-11
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