都市下水污泥熱裂解行為之研究

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：38

、訪客IP：3.147.89.75

姓名

周明憲(Ming-Hsien Chou) 查詢紙本館藏

畢業系所

環境工程研究所

論文名稱

都市下水污泥熱裂解行為之研究
(Pyrolysis behavior of municipal sewage sludge)

相關論文

★ 半導體業化學機械研磨殘液及盛裝容器資源化再利用可行性評估	★ 電子產業廢錫鉛銲材渣資源化操作條件探討
★ 台灣南部海域溢油動態資料庫-應用於海洋污染事故應變模擬分析	★ 都市廢棄物固態發酵高溫產氫之研究
★ 以印刷電路板鍍銅水平製程探討晶膜現象衍生之銅層斷裂	★ Thermite反應熔融處理都市垃圾焚化飛灰之研究
★ 焚化飛灰與下水污泥灰共熔之操作特性與卜作嵐材料特性之研究	★ 廢棄物衍生Thermite 熔融劑之研究
★ 廢棄物衍生Thermite熔融劑處理焚化飛灰-反應機制及重金屬移行之研究	★ 廢棄物鋁熱反應熔融處理焚化飛灰-熔渣基本特性研究
★ 廢鑄砂及石材污泥取代水泥生料之研究	★ 廢棄物衍生Thermite熔融劑處理焚化飛灰熔融物質回收之研究
★ 廢棄物衍生鋁熱熔融劑處理鉻污泥	★ 廢棄物衍生鋁熱熔融劑處理不鏽鋼集塵灰
★ 濕式冶煉鉻污泥配置廢棄物衍生鋁熱熔融劑回收鉻金屬之研究	★ 水洗前處理與添加劑對都市垃圾焚化飛灰燒結特性的影響

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

中文摘要
台灣地區隨著經濟的高度發展以及工商業活動的頻繁，都市生活污水的排放量將會逐年增加，政府想逐年提高下水道普及率3%，下水道普及率的提高將會衍生出污泥處理的問題。根據歐陽嶠暉教授(1998)的調查報告指出至2003年都市污水處理廠每天將產生18萬立方公尺的污泥量。到2009年污泥量將成長至每天40萬立方公尺。如此龐大的污泥量，必須妥善的處理和處置，否則將形成嚴重的環境負荷。
本研究採用高壓裂解程序處理都市下水污泥，探討溫度、時間與壓力等操作條件對下水污泥裂解後固體、液體及氣體產物之影響。實驗結果顯示，下水污泥在裂解過程會降低有機物含量且重金屬有濃縮現象，此現象隨著裂解溫度和裂解時間的增加而更加的明顯，和裂解壓力則無明顯之關係；下水污泥裂解後的液體產物種類繁多且複雜，以鏈狀脂肪族與環狀芳香族或環烷類為主；對下水污泥的液體與氣體產物而言，在較低溫時(如400ºC及450ºC)以直鏈脂肪族為主，而在較高溫時(如500ºC)則有多種芳香族及環狀有機化合物。在氣體產物上，所有的氣體濃度隨著裂解溫度之增加而增加，裂解壓力與氣體濃度呈負相關，但丙烯與正丁烷例外。

摘要(英)

Abstract
With continuing economic growth and industrial development, the population served by the sewer system has been increasing in Taiwan. To promote the service popularity, a "Sewer System Development Plan" has been launched, aiming at an 3% annual service increase. It is estimated that the daily generation of sewage sludge will amount to 400,000 cubic meter by the year 2009, as reported by Ouyang (1998). This substantial amount of sewage sludge will require proper treatment, disposal, and/or recycling.
This study investigated the treatment characteristics of sewage sludge, using a high-temperature, high-pressure pyrolysis process, with a focus on the effects of operational parameters, such as the pyrolysis temperature, pressure, and duration, on the properties of the pyrolysis products. The organic contents in the residues, accordingly, were decreased after pyrolysis. However, heavy metals with refractory volatility were concentrated. The results showed that at 400-450ºC, the main products in liquid and gaseous products were aliphatic compounds, whereas at 500ºC, various aromatic and naphthene organic compounds dominated. Most concentration of gaseous products increased with increasing temperature, but decreased with increasing pressure, with the exception that Propylene and Butane products increased with increasing temperature.

關鍵字(中)

★ 下水污泥
★ 高壓裂解
★ 資源化

關鍵字(英)

★ resource recycling
★ high-pressure pyrolysis process
★ sewage sludge

論文目次

目錄
第一章前言………………………………………………………..…….……1
1-1 研究緣起與目的…………………………………………….….…….…...1
1-2 研究內容…………………………………………………….….…….…...2
第二章文獻回顧…………………………………………………...…………3
2-1 下水污泥的產源及性質…………………………………….,….………...3
2-1-1 下水污泥產源與產量…………………….…………….………….3
2-1-2 下水污泥的基本特性………………………………….….……….6
2-2 下水污泥的處理處置方法……………………………………….……….9
2-2-1 下水污泥處理之目的……………………….…….….……………9
2-2-2 下水污泥處置之方法……………..…...........................................10
2-3 熱裂解………………………………………….…….………………......14
2-3-1 熱裂解原理及反應機制……………………….…………………14
2-3-2 下水污泥熱裂解相關研究文獻……………………………..…...17
第三章實驗材料與方法…………………………………………….……....25
3-1 實驗材料…………………………….………………………….………..25
3-1-1 下水污泥…………………………….………………….………...25
3-2 研究流程………….….………………………………………….……….26
3-3 研究設備……………….…………………………………….………......29
3-3-1熱裂解反應設備………………………….……………….……....29
3-3-2 分析設備…………………………………………….……………30
3-4 實驗步驟…………………….…………………………….……………..32
3-4-1 裂解實驗前準備工作………………………………….…………32
3-4-2 裂解實驗進行中之工作………….………………………………33
3-4-3 裂解實驗結束後之後續工作……….……………………………34
3-5 實驗條件配置……………..…………………………………………......35
3-6 分析項目及方法…………..…………………………………………......36
第四章結果與討論…………………………………………………….…....47
4-1 下水污泥的基本性質分析…………….………………………..…….…47
4-1-1 下水污泥的基本性質分析………………….………….………..47
4-2 裂解後的固體殘渣分析………………………………..…….………….51
4-2-1 下水污泥的可燃分裂解率……………………………………….51
4-2-2 下水污泥裂解後的固體殘渣元素分析…………….……………56
4-2-3 下水污泥裂解後的固體殘渣成分分析………………….………62
4-2-4 下水污泥裂解後的固體殘渣重金屬分析………………….……67
4-2-5 下水污泥裂解後的固體殘渣微結構觀察………………….……73
4-2-6 下水污泥裂解後的固體殘渣經800℃灰化後之晶相物種分析..75
4-3 裂解後的液體產物分析………………………………..……………......79
4-3-1 下水污泥裂解後的液體產物定性分析…………….……………79
4-3-2 下水污泥裂解後的液體產物成分分析………………….…........88
4-3-3 下水污泥裂解後的液體產物重金屬總量分析…………….……95
4-4 裂解後的氣體產物分析…………………….………………………….100
4-4-1 下水污泥裂解後的氣體產物定性分析……………….………..100
4-4-2 下水污泥裂解後的氣體產物定量分析…………………….…..103
4-5 熱裂解數據統計分析…………………….………………………….....109
第五章結論與建議…………………………………….………….….……112
5-1 結論…………………………………….………………….…….……...112
5-2 建議…………… ……………………….………………………………115
參考文獻…………………………………………………………………….116

參考文獻

參考文獻
A.M. Li, X.D. Li, S.Q. Li, Y. Ren, Y. Chi, J.H. Yan, K.F. Cen, “Pyrolysis of solid waste in a rotary kiln: influence of final pyrolysis temperature on the pyrolysis products”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol.50, p.149-162, 1999.
Bridle , T.R. , “Sludge Derived Oil：Wastewater Treatment Implication.” , Environ. Technol. Lett. 1982, 3, pp.151-156.
Butner, R. S., Sealock, L. J., and Elliott, D. C., “Development of Water Slurry Gasification System for High-Moisture Biomass”, Biotechnol. Bioengr. Symp. 1985, 15, pp.3-16.
Fu-Jun Tian, Bao-Qing Li, Yong Chen, Chun-Zhu Li, “Formation of NOX precursors during the pyrolysis of coal and biomass.part V. Pyrolysis of a sewage sludge”, Fuel, vol.81, p.2203-2208, 2002.
Galandak, J., and Racstain, M., “Design Consideration for Pyrolysis of Municipal Sludge” , J. Water Pollut. Control Fed. 1979, 51(2) , pp.370-377.
H. Lutz, G.A. Romeiro, R.N. Damasceno, M. Kutubuddin, E. Bayer, “Low temperature conversion of some Brazilian municipal and industrial sludges”, Bioresource Technology, vol.74, p.103-107, 2000.
H. Schmidt, W. Kaminsky, “Pyrolysis of oil sludge in a fluidized bed reactor”, Chemosphere, vol.45, p.285-290, 2001.
http://www.environet.org.tw/publication/monthly16_m3.htm 廢印刷電路板及邊料資源化技術
J.A. Caballero, R. Font, A. Marcilla, J.A. Conesa“Characterization of sewage sludges by primary and secondary pyrolysis”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol.40-41, p.433-450, 1997.
J.A. Menendez, M. Inguanzo, J.J. Pis, “Microwave-induced pyrolysis of sewage sludge”, Water research, vol.36, p.3261-3264, 2002.
Lilly Shen, Dong-Ke Zhang, “An experimental study of oil recovery from sewage sludge by low-temperature pyrolysis in a fluidized-bed”, Fuel, vol.82, p.465-472, 2003.
M. A. Aziz and Lawrence C. C. Koe , “Potential Utilzation of Sewage Sludge.” , Water Science and Technology 1990 , vol.22 , ISS.12 , pp.277-285.
M. Inguanzo, A. Dominguez, J.A Menendez, C.G. Blanco, J.J. Pis, “On the pyrolysis of sewage sludge: the influence of pyrolysis conditions on solid, liquid and gas fractions”, Journal of Analyticial and Applied Pyrolysis, vol.63, p.209-222, 2002.
M. Predel,W. Kaminsky, “ Pyrolysis of rape-seed in a fluidized-bed reactor”,Bioresource Technology, vol.66,p.113-117, 1998.
Prame Punnaruttanakun, Vissanu Meeyoo, Chatvalee Kalambaheti, Pramoch Rangsunvigit, Thirasak Rirksomboon, Boonyarach Kitiyanan, “Pyrolysis of API separator sludge”, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol.68-69, p.547-p.560, 2003.
Remigius Egwuonwu Okoli, George Balafoutas, “Landfill Sealing Potentials of Bottom Ashes of Sludge Cakes”, Soil and Tillage Research Volume 46, p.307~341, 1998.
R. Font, A. Marcilla, A.N. Garcia, J.A. Caballero, J.A. Conesa“Comparison between the pyrolysis products obtained from different organic wastes at high temperatures” Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol.32, p.41-49, 1995.
CNS中國國家標準，「肥料檢驗法─磷之測定」，總號8450，類號N4086。
CNS中國國家標準，「肥料檢驗法─鉀之測定」，總號8451，類號N4087。
CNS中國國家標準，「肥料檢驗法─鈣之測定」，總號13174，類號N4157。
CNS中國國家標準，「肥料檢驗法─鎂之測定」，總號12573，類號N4141。
NIEA R353.00C，「污泥及沉積物中重金屬檢測方法－酸消化法」，2002。
NIEA R201.13C，「事業廢棄物毒性特性溶出程序」，2003。
NIEA R213.20C，「一般廢棄物（垃圾）水分測定方法」，2003。
NIEA R205.01C，「廢棄物中灰分、可燃分測定方法」，2003。
NIEA R409.20C，「一般廢棄物（垃圾）中碳、氫、硫、氧、氮元素含量檢測方法－元素分析儀法」，2004。
大嵨吉雄、增田隆司、白石隆，「下水污泥的建設資材利用及實用化相關調查」，pp.195-206，1989。
日本下水污泥資源利用協議會，「下水污泥之建設資材利用」，建設省都市局下水道部監修，1991。
日本下水道協會，「下水道維持管理指針」，抽水機場、處理場設施編，1991。
日本下水道實務研究會，「新下水道事業」，第6卷，1999。
王鯤生、張景雲，「下水污泥油媒減壓脫水處理及回收有機資材之研究」，國立中央大學環境工程學研究所碩士論文(1999)。
王鯤生、鄭欽仁，「下水污泥灰發泡混凝土之輕質化與隔熱特性研究」，國立中央大學環境工程學研究所碩士論文(2004)。
江康鈺，「固體廢棄物」上課講義。
羋振明，「廢棄物處理技術」，科技圖書，1995。
林正芳、洪文宗，「都市污水廠污泥熱裂解之資源化研究」，國立台灣大學環境工程學研究所碩士論文(1996)。
邱承美，「儀器分析原理」，台北市科文出版社，1981。
柯以侃、吳明珠，「儀器分析」，1998。
陳陵援，「儀器分析」，台北市三民出版社，1997。
張怡塘等人，「廢棄物採樣與分析」，全威圖書有限公司，2003。
張慶源、曾昭衡，「紙類在氮氣中熱裂解產物分析:氣體產物」，國立台灣大學環境工程學研究所碩士論文(1994)。
張慶源、陳國清，「廢輪胎在氮氣中熱裂解主要產物分析」，國立台灣大學環境工程學研究所碩士論文(1995)。
郭春寶、陳榮輝，「木材熱裂解特性與生成物關係描述」，國立中正大學機械工程研究所碩士論文(2003)
郭春寶、張健民，「加熱速率於PE裂解的反應模式分析」，國立中正大學機械工程研究所碩士論文(2003)
楊義榮，「廢棄物加熱分解處理法」，工業污染防治，第四卷，第三期，pp.109-135，1985。
歐陽嶠暉，「下水道工程學」，長松出版社，1995。
歐陽嶠暉，「台灣下水道發展策略」，台灣下水道協會，2001。
歐陽嶠暉，「都市污水處理場之污泥處理與資源化再利用之研究」，內政部營建署委託研究計劃，1998。
魏玉麟、蔡佳雯，「油泥裂解與鉛固定化之研究」，東海大學環境科學系研究所碩士論文(2000)。
蕭蘊華等人，「環境工程化學」，滄海書局，1995。

指導教授

王鯤生(Kuen-Sheng Wang)

審核日期

2005-1-22

推文