不同焚化爐底碴物化性質比較分析

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陳韋伶(Wei-Lin Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

不同焚化爐底碴物化性質比較分析
(Analysis on the Physical and Chemical Property of bottom ash from Diverse Incinerator)

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摘要(中)

根據環保署統計台灣地區焚化爐產生灰渣量，在民國92年度達1,051,602公噸，這些灰渣目前幾乎完全採取掩埋方式處理。未來焚化爐數量增加中，因此尋求合理經濟有效的資源化處理方法是刻不容緩之工作。
本研究主要材料取自於樹林、新店、八里三座焚化爐焚化後再經鶯歌某資源處理廠處理之底碴，底碴依焚化後處理程序不同分為：焚化爐底碴、初級資源化處理底碴及水洗底碴，前兩者經過4.5個月貯存堆置，堆置方式分為露天堆置及室外水池兩種，於貯存期間觀察其物化性質之改變；就物理性質而言，於貯存前、後進行篩分析、比重、洛杉磯磨損率等試驗，結果顯示：貯存前後之底碴，其物理性質並無任何改變；而各家焚化爐間經單因子變異數分析結果為：顯示無顯著差異。化學性質方面，各家焚化爐之化學性質趨勢幾乎相同；於貯存期間定期取樣進行pH值、水溶性氯離子、毒物溶出、化學成分及礦物晶相鑑定等分析，比較其相關性；結果顯示：貯存過程中pH值有些微下降之趨勢、降雨使得氯鹽含量降低，廚餘分類回收更降低底碴中大量的氯鹽，而毒物溶出、化學成分及礦物晶相鑑定於貯存期間觀察並無差異，但由於此一部份涉及取得樣本數量之考量，故國內應針對焚化爐底碴化學性質檢驗樣本之取樣數多寡另行研究。
另一方面針對初級資源化處理底碴進行加州承載比四天浸水回脹試驗及砂漿棒體積變化量試驗，瞭解其應用之可行性；結果顯示：底碴應用於道路工程是可行的技術，而砂漿棒體積變化量試驗結果顯示，底碴對於鹼骨材反應而言，是屬於活性粒料，故應用在水泥混凝土工程方面尚有疑慮。

摘要(英)

According to the statistics from the Environmental Protection Administration, ash discharged by incinerators has been amounted to 1,051,602 tons by the year 2003. Burying is the strategy used to deal with them for the time being. However, as the construction of incinerators increases, the demand for economically effective way to recycle the waste is worth immediate attention.
Materials in this research are mostly obtained from the waste discharged by three incinerators of Shulin、Shindian、and Bali. Before being applied to this research, these waste also went through the recycling plant in Yingko. Varied from different operations, these Bottom ash are further divided into three categories: Incinerator bottom ash、bottom ash of elementary beneficial clearout and bottom ash of wet-clean. The previous two divisions undergoes a 4.5 month of storage period - either alfresco stack or outside in water. Observing its changes on physical change & chemistry during the storage period , we have discovered that abrasion test before and after the storage period reveal that its physical property had never changed. In addition, the ANOVA demonstrates that differences among three incinerators not distinct. On the other hand, judged from their chemical property , the Bottom ash of three incinerators are actually quite similar. Successive tests and analysis of PH level, chlorate, Toxic Characteristic Leaching Procedures, XRF and X-ray diffraction unfold that the pH level tend to go down as time goes by and that rainfall and recycling of kitchen leftovers greatly reduce the amount of chlorate contained in Bottom ash ,while the conclusion of Toxic Characteristic Leaching Procedures, and analysis of XFR and X-ray diffraction remain unchanged during this storage period. Nevertheless, based on the consideration of sample quantity, more researches should be done on the chemical property of incinerator Bottom ash.
Moreover, to realize its practicability, CBR & Potential Alkali Reactivity of Aggregates (Mortar-Bar Method) will also be operated on the Bottom ash produced by bottom ash of elementary beneficial clearout. The outcome tells us that bottom ash being utilized to the road-construction is feasible. On the contrary, concerning Alkali-Aggregate Reaction, Potential Alkali Reactivity of Aggregates (Mortar-Bar Method) proves Bottom ash is classified as active aggregate with which we should hesitate in applying to civil engineering.

關鍵字(中)

★ 物理性質
★ 貯存時間
★ 焚化爐底碴
★ 化學性質

關鍵字(英)

★ Incinerator bottom ash
★ storage period
★ physical change
★ chemistry

論文目次

目錄
第一章緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究內容與流程 2
1.4 預期成果 3
第二章文獻回顧 5
2.1 焚化爐底碴的來源及其基本特性 5
2.1.1 焚化爐底碴來源 5
2.1.2 焚化爐系統介紹 6
2.1.3 焚化底碴之物理性質 12
2.1.4 焚化底碴之化學性質 13
2.2 焚化底碴之氧化物型態 15
2.2.1 焚化底碴礦物型態之組成 16
2.2.2 焚化底碴礦物型態轉變之行為 16
2.3 焚化底碴資源化處理技術 19
2.3.1直接資源化 20
2.3.2 燒結資源化 20
2.3.3 電漿熔融資源化 20
2.3.4 固化資源化 20
2.4 國內外底碴資源再利用管理方式及相關規定 21
2.4.1 國外相關法令及管理方式 21
2.4.2 國內相關規範及再利用條件 28
2.5 國內外底碴再利用現況 29
2.5.1 國外應用現況 30
2.5.3 國內相關研究 31
2.6 底碴資源再利用注意要點 32
第三章、研究計劃與流程 34
3.1 試驗材料 34
3.1.1 焚化爐底碴 34
3.1.2 初級處理底碴 34
3.1.3水洗底碴 35
3.1.4 貯存方式及代碼編輯說明 36
3.2 試驗流程與項目 37
3.2.1 實驗配置 37
3.2.2 試驗項目及取樣計畫 38
3.3 研究設備及試驗方法 40
3.3.1 基本物理性質試驗 40
3.3.2 化學性質試驗 44
3.3.3 力學性質試驗 49
3.4 分析方法 51
第四章試驗結果與分析 55
4.1台北縣三家焚化底碴不同批次物理、化學性質試驗結果 55
4.1.1 單位重與空隙率試驗 57
4.1.2 比重與吸水率試驗 59
4.1.3 洛杉磯磨損率與含泥量試驗 63
4.1.4 毒物溶出（TCLP）試驗 65
4.2 台北縣三家焚化爐底碴同一批次之物理性質 67
4.2.1 物理組成 67
4.2.2 粒徑分佈情形 69
4.2.3 單位重試驗 70
4.2.4 比重試驗 72
4.2.5 洛杉磯磨損率與含泥量試驗 74
4.2.6 健性試驗 77
4.2.7 北市初級處理底碴與北縣水洗底碴的物性試驗比較 78
4.3 貯存熟化特性分析 80
4.3.1 氫離子濃度（pH值）與貯存時間的關係 81
4.3.2 細粒料水溶性氯離子與貯存時間的關係 83
4.3.3 毒物溶出（TCLP）與貯存時間的關係 84
4.3.4 化學成分與貯存時間的關係 88
4.3.4 礦物晶相的轉變與貯存時間的關係 93
4.3.5 北市初級處理底碴與北縣水洗底碴化學性質試驗結果分析 100
4.4 力學性質試驗 105
4.4.1 加州承載比四天浸水回脹試驗 105
4.4.2 水泥砂漿棒體積變化試驗 105
第五章結論與建議 107
5.1 結論 107
5.2 建議 108
參考文獻 109
附錄A 國內相關研究 i
附錄B 原始數據 xi
附錄C XRD物種鑑定 xx

參考文獻

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指導教授

林志棟(Jyh-Dong Lin)

審核日期

2004-7-18

推文