博碩士論文 91326018 詳細資訊




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:3 、訪客IP:34.204.173.45
姓名 林柏勁(Ber-Jean Lin)  查詢紙本館藏   畢業系所 環境工程研究所
論文名稱 焚化底渣水洗所衍生廢水特性及處理可行性研究
(Characterization and Treatability Studies of Wastewater Derived from Water-Washing Incinerator Bottom Ash)
相關論文
★ 石油碳氫化合物污染場址健康風險評估之研究★ 混合式厭氧反應槽之效能探討
★ 新型改質矽藻土應用於吸附實廠含銅廢水之探討★ 焚化底渣特性及其再利用管理系統之研究
★ 工業廢水污泥灰渣特性及其再利用於水泥砂漿之研究★ 純氧活性污泥法處理綜合性工業廢水之研究
★ 零價鐵技術袪除三氯乙烯之研究★ 零價鐵反應牆處理三氯乙烯污染物之反應行為研究
★ 預臭氧程序提升綜合性工業廢水生物可分解性之研究★ 下水污泥灰渣應用於銅離子去除之初步探討
★ 纖維材料對於污泥灰渣砂漿工程性質之影響★ 纖維床生物反應器祛除甲苯與三氯乙烯之研究
★ 下水污泥灰渣特性及應用於水泥 砂漿之研究★ 以Microtox檢測方法評估實際廢水生物毒性之研究
★ 化學置換程序回收氯化銅蝕刻廢液之研究★ 零價鐵反應牆外加電壓去除水中三氯乙烯之研究
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]   至系統瀏覽論文 ( 永不開放)
摘要(中) 對灰渣及骨材而言,水洗是常採用的前處理方法,具有從材料表面洗出某些無益於利用之物質功效。但至目前為止,仍缺乏水洗廢水性質的相關文獻資料,故本研究主要目的在於瞭解垃圾焚化底渣水洗所衍生之廢水特性。另外,本研究更進一步以沉澱及過濾等傳統廢水處理方式,探討水洗廢水處理成效,同時並評估廢水循環再利用之可行性。
研究結果顯示,水洗廢水均維持高鹼性且pH大多大於11,且隨水洗時間增加,廢水SS、COD及總重金屬(如Pb、Zn、Cu、Cd、Cr)等濃度,基本上呈現增加的現象。且經水洗180分鐘後,濃度分別可達最高之31429 mg/L、3000mg/L及近百餘mg/L。在高液固比條件下水洗時,對廢水明顯具有稀釋的效果,且除COD外,各濃度稀釋倍數大致與液固比增加成正比關係。
若以L/S=5、水洗時間25分鐘之條件水洗時,廢水之SS、COD及總重金屬等之沉澱去除率分別為99%、76%及96%。且與沉澱+過濾之去除率差異不大。底渣水洗後,由質量平衡計算可知,重金屬約有8%分佈於廢水中,而經沉澱處理後,廢水中重金屬幾近完全沉澱於污泥中。沉澱污泥氧化態主要為SiO2及CaO,同時重金屬溶出濃度亦符合國內TCLP溶出標準。
以廢水經沉澱後之上澄液,回收再利用於底渣水洗時,廢水及上澄液之SS、COD及重金屬隨循環水洗次數增加,濃度有累積的現象,與初次水洗相較,廢水溶解性COD及Cl-濃度最高可提升2倍以上,但重金屬濃度增加幅度僅在10%內。至於廢水處理中之沉澱單元,對循環水洗所衍生廢水,大致仍維持穩定的去除率。對底渣而言,單位底渣之TDS及Cl-洗出量,隨重複水洗次數增加而降低,不過,單位底渣之重金屬洗出量,則較不受循環水洗次數增加而影響。
摘要(英) Water-washing process is a common pre-treatment because of the advantage of washing out undesired substances from the surface of ash and aggregate for improving their applications. However, little information concerning the properties of derived wastewater from water-washing process has been found in literature. Therefore, the main objective of this study was to examine the characteristics of wastewater derived from water-washing municipal solid waste incinerator (MSWI) bottom ash. In addition, the treatability of the wastewater by sedimentation/filtration and the feasibility of recycle and reuse the treated wastewater were evaluated.
The results of this study indicated that the water-washing wastewater was high alkaline with pH greater than 11. The concentrations of SS, COD, and total heavy metals (e.g. Pb, Zn, Cu, Cd, and Cr) in wastewater were basically increased with the increase of water-washing time, and the maximum concentrations after 180 min of washing were 31429 mg/L, 3000 mg/L and hundreds of mg/L, respectively. Increasing the ratio of liquid-to-solid (L/S) for washing, the concentration dilution effect was significant for the derived wastewater. Also, the dilution ratio of wastewater concentrations was proportioned to L/S ratio, except for COD.
For wastewater derived from water-washing under the conditions of 25 min of washing at L/S ratio was 5, the removal efficiency of SS, COD, and total heavy metals by simple gravity sedimentation was 99%, 76%, and 96%, respectively. The additional removal was insignificant if followed by filtration. According to the mass balance calculation, about 8% of total heavy metals were distributed in the wastewater when MSWI bottom ash was washed. However, most of the total heavy metals in wastewater were removed and settled down as a part of the sludge after sedimentation. The main oxide forms of settled sludge were consisted of SiO2 and CaO. In addition, the results of sludge leaching test revealed that the heavy metals concentration in leachate could meet the TCLP limits of Taiwan.
When the supernatant of treated wastewater by sedimentation was recycled and reused as the water for bottom ash washing, it found that the concentrations of SS, COD, and heavy metals in the following derived wastewater and treated supernatant were accumulated gradually with the increase of the recycle number. The maximum concentrations of soluble COD and chloride in wastewater became two times higher than that in original; however, the concentration of heavy metals was only 10% higher. Nevertheless, the removal efficiency of sedimentation could still maintain a stable performance for treating the recycle-derived wastewater. Based on the unit weight of bottom ash, the amounts of TDS and chloride washed out were reduced with the increase of the recycle number, but the effect was insignificant for heavy metals.
關鍵字(中) ★ 回收再利用
★ TCLP
★ 污泥
★ 過濾
★ 焚化底渣
★ 水洗
★ 沉澱
關鍵字(英) ★ sedimentation
★ water-washing
★ bottom ash
★ filtration
★ sludge
★ TCLP
★ recycle and reuse
論文目次 摘要…………………………………………………………………………I
ABSTRACT………….……………………………………….…………....Ⅱ
目錄…………………….……………………………………………….….Ⅲ
圖目錄…………………….…………………………………………….….Ⅳ
表目錄………………….……………………………………………….….Ⅶ
第一章 前言………………….……………………………………………01
1-1 研究緣起…………………………………………………………....01
1-2 研究目的與內容……………………………………………………02
第二章 文獻回顧………………………………………………………….04
2-1 焚化底渣的來源與分類………………..…………………...….04
2-2 焚化底渣之物化特性…………………………………………....…05
2-2-1 焚化底渣物理特性……………………………………...……05
2-2-2 焚化底渣化學特性………………………………………...…07
2-3 焚化底渣中重金屬來源及特性…..………….………………..….12
2-3-1焚化底渣中重金屬的來源與分佈…………………………..….12
2-3-2 影響底渣重金屬溶出因素及機制..…………………...…...…15
2-4 焚化底渣中水溶性氯離子的來源及影響………………………...18
2-5 灰渣砂礫料之水洗技術研究現況…………..…………………..…20
2-5-1 水洗的意義……………….………………………………..….20
2-5-2 影響灰渣水洗效果的因素….………………………………...21
2-5-3 各種水洗技術概況及效果….………………………………...23
2-6 水洗廢水物化處理技術………………………………………….28
2-6-1 水洗廢水性質………………………………………………...28
2-6-2 水洗廢水可能之處理技術………………………………...30
第三章 實驗材料及研究方法…………………………………………….36
3-1 研究方法……………………………………………………...…….36
3-1-1 實驗規劃……………………………………………...…….….36
3-1-2 方法概述…………………………..……………………………38
3-2 實驗材料…..………………………………………………………44
3-3 實驗設備與分析儀器……….………………………………..…….46
3-4 實驗方法……………………………………………………………50
3-4-1 底渣基本性質分析方法……………………………………...50
3-4-2 水洗廢水水質分析方法………………….…………………...55
第四章 結果與討論…………………………………………………….…60
4-1 水洗條件對底渣水洗廢水水質之影響…………………..….……60
4-1-1 水洗液固比之影響…………………………………..…………60
4-1-2 水洗時間之影響…………………………………..……………71
4-1-3 同批底渣多次水洗之影響……………………………………..83
4-2 水洗底渣的基本性質………………….……...……………………93
4-2-1 水洗底渣之物理特性………………..…………..……………93
4-2-2 水洗底渣之化學特性………………..……….....……………102
4-3 水洗廢水處理成效評估…….…………………………...…...117
4-3-1 沉澱處理………………………………..……….……………117
4-3-2 沉澱+過濾…………………………………………..……….135
4-3-3 底渣水洗處理之重金屬質量分佈………………….………..140
4-4水洗廢水上澄液回收再利用評估……………………………….143
第五章 結論與建議………………………………………………..…..153
5-1 結論………………………………………………………….153
5-2 建議……………………………………………………….…156
參考文獻………………………………………………………………….158
附錄A 實驗數據……….....……………………..………………….…附A-1
參考文獻 Abbas, Z., A. P. Moghaddam, and S. Britt-Marie, “Release of Salt from Municipal Solid Waste Combustion Residues,” Waste Management, Vol. 23, pp. 291-305(2003).
Abbas, Z., B. A. Andersson, and B. M. Steenari, “Leaching Behavior and Possible Resource Recovery from Air Pollution Control Residues of Fluidized Bed Combustion of Municipal Solid Waste,” Proceedings of 15th International Conference on Fluidized Bed Combustion,16–19 May, Savannah, USA: ASME (1999).
Belevi, H., D. M. Stämpfli, and P. Baccini, “Chemical Behaviour of Municipal Solid Waste Incinerator Bottom Ash in Monofills,” Waste Management and Research, Vol. 10, pp. 153-167(1992).
Bethanis, S., C. R. Cheeseman, and C. J. Sollars, “Properties and Microstructure of Sintered Incinerator Bottom Ash,” Ceramics International, Vol. 28, pp. 881-886(2002).
Chen, C. Y., “Comparative Studies on the Primary Treatment of Municipal Wastewater for Ocean Disposal,” Water Science and Technology, Vol. 28, pp. 1-7(1993).
Chimenos, J. M., M. Segarra, M. A. Fernandez, and F. Espiell, “Characterization of Bottom Ash in Municipal Solid Waste Incinerator,” Journal of Hazardous Materials, Vol. 64, pp. 211-222(1999).
Crosato-Arnaldi, A., G. Palma, E. Peggion, and G. Talamini, “Investigation on the Dehydrochlorination of Poly(vinyl chloride),” Journal of Polymer Science, Vol. 8, pp. 747(1964).
Derie, R., “A New Way to Stabilize Fly Ash from Municipal Incinerators,” Waste Management, Vol. 16, pp. 711-716(1996).
Eighmy, T. T., Eusdn, Jr, J. D. and P. M. Erickson, “Comprehensive Approach toward Understanding Element Speciation and Leaching Behavior in Municipal Solid Waste Incineration Electrostatic Precipitation Ash,” Environmental Science and Technology, Vol. 29, pp.629-646(1995).
Fernandez, M. A., L. Martines, M. Segarra, C. J. Garcle, and F. Esplell, “Behavior of Heavy Mentals in the Combustion Gases of Urban Waste Incinerators,” Environmental Science and Technology, Vol. 5, pp. 1040-1047(1992).
Filipponi, P., A. Polettini, R. Pomi, and P. Sirini, “Physical and Mechanical Properties of Cement-based Products Containing Incineration Bottom Ash,” Waste Management, Vol. 23, pp. 145-156(2003).
Gard, C., “Stabilicering av Cyclone aska fran FB Forbranning av Avfall-forstudie till design av Pilotanlaggning (Diploma work),” Department of Forest Products and Chemical Engineering, Chalmers University of Technology, Sweden(2000).
Giampaolo, C., S. Lo Mastro, A. Polettini, R. Pomi, and P. Sirini, “Acid Neutralisation Capacity and Hydration Behavior of Incineration Bottom Ash-Portland Cement Mixtures,” Cement and Concrete Research, Vol. 32, pp. 769-775(2002).
Griffths, R. A., “Soil-Washing Technology and Practice,” Journal of Hazardous Materials, Vol. 40, pp. 175-189(1995).
Johnson, C. A., M. Kersten, F. Ziegler, and H. C. Moor, “Leaching Behaviour and Solubility Controlling Solid Phases of Heavy Metals in Municipal Solid Waste Incinerator Ash,” Waste Management, Vol. 16, pp. 129-134(1996).
Kirby, C. S. and J. D. Rimstidt, “Interaction of Municipal Solid Waste Ash with Water,” Environmental Science and Technology, Vol. 28, pp. 443-451(1994).
Kosson, D. S., H. A. van der Sloot, and T. T. Eighmy, “An Approach for Estimation of Contaminant Release during Utilization and Disposal of Municipal Waste Combustion Residues,” Journal of Hazardous Materials, Vol. 47, pp. 43-75(1996).
Mangialardi, T., “Disposal of MSWI Fly Ash Through a Combined Washing-Immobilisation Process,” Journal of Hazardous Materials, Vol. 98, pp. 225-240(2003).
Mckinley, M. D., G. W. Warren, S. M. Lahoti, and S. Kandipati, “Stabilation and Hydromentallurgical Treatment of Fly Ash from a Muncipal Incinerator,” Journal of Hazardous Materials, Vol. 29, pp. 225-273(1992).
Mulder, E., “Pre-treatment of MSWI Fly Ash for Useful Application,” Waste Management, Vol. 16, pp. 181-184(1996).
Ontiveros, J. T., T. L. Clapp, and D. S. Kosson, “Physical Properties and Chemical Species Distributions within Municipal Waste Combustion Ashes,” Environmental Progress, Vol. 8, pp.200-206(1989).
Piantone, P., F. Bodenan, R. Derieb, and G. Depelsenairec, “Monitoring the Stabilization of Municipal Solid Waste Incinerator Fly Ash by Phosphation: Mineralogical and Balance Approach,” Waste Management, Vol. 23, pp. 225-243(2003).
Streenivasarao, K., G. W. Warren, M. D. Mckinley, and G. Gao, “Hydrometallurgical Treatment of Municipal Solid Waste Fly Ash for Simultaneous Detoxification and Metal Recovery,” Journal of Environmental Science and Health A, Vol. 32, pp. 122-1245(1997).
Wang, K. S., K. Y. Chiang, K. L. Lin, and C. J. Sun, “Effect of a Water -Extraction Process on Heavy Metal Behavior in Municipal Solid Waste Incinerator Fly Ash,” Hydrometallurgy, Vol. 62, pp.73-81 (2001).
Zhang, F. S., S. Yamasaki, and M. Nanzyo, “Waste Ashes for User Inagricultural Production: 1. Liming Effice, Contents of Plant Nutrients and Chemical Characteristics of Some Metals,” The Science of the Total Environment, Vol. 284, pp.215-225(2002).
Zhou, P., Huang, and S. Wei, “Heavy Mental Removal from Wastewater in Fluidized Bed Reactor,” Water Research, Vol. 33, pp. 1918-1924(1999).
王天送,「台灣地區海砂除鹽實驗研究」,土木水利,第二十三卷, 第一期,第3-17頁(1996)。
吳美惠、楊萬發,「砂石廠廢水處理規劃設計案例」,工業污染防治工程實務技術研討會論文集,pp.287~300(1994)。
吳慶隆,「焚化底灰粗粒徑替代道路基層材料之可行性探討」,淡江 大學水資源及環境工程研究所碩士論文(2001)。
李忠文,「焚化底渣水洗前處理及應用之探討」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文(2004)。
李冠蓁,「細粒徑之都市垃圾焚化底灰以磷酸穩定化處理之研究」, 淡江大學水資源及環境工程研究所碩士論文(2003)。
沈筱菁,「電聚浮除結合活性污泥法處理都市垃圾焚化底渣水洗廢水之研究」,淡江大學水資源及環境工程研究所碩士論文(2004)。
林月婷,「下水污泥焚化灰燒製輕質骨材與應用於混凝土材料之性質研究」,國立中央大學環境工程研究所碩士論文(2003)。
林正芳,「無機污泥材料化技術報告」,行政院環保署(2002)。
林秀玲,「利用電聚浮除法處理焚化飛灰水洗穩定廢水」,淡江大學水資源及環境工程研究所碩士論文(2003)。
林育丞,「焚化底渣與水泥扮合後之潛在問題探討」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文(2003)。
林忠逸,「水處理工程廢棄污泥及煉鋼廠爐渣燒製環保水泥之材料特性研究」,國立中央大學環境工程研究所碩士論文(2003)。
林信一、陳清南、楊萬發,「圾垃焚化灰渣之特性、管理現況與未來展望」,一般廢棄物焚化灰渣資源化技術與實務研討會,pp.13-27(1996)。
林敬智,「下水污泥灰渣應用於銅離子去除之初步探討」,國立中央大學環境工程研究所碩士論文(2000)。
孫世勤,垃圾焚化飛灰溶融處理技術,「93年度垃圾焚化飛灰資源化處理再利用技術論壇」,台北市(2003)。
孫常榮、劉建良、張君偉、王鯤生,「都市垃圾焚化飛灰重金屬溶出之化學性分析」,第十四屆廢棄物處理技術研討會,pp. 7-38~7-49(1999)。
徐慧玲,「石門水庫淤泥添加燃煤飛灰燒製建材之研究」,國立成功大學環境工程研究所碩士論文(1997)。
高思懷、王鯤生,「垃圾焚化底渣利用之研發建制及推廣計畫(第三 年)」,行政院環保署專題計畫(2000)。
張君偉,「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」,國立中央大學環境工程研究所碩士論文(2000)。
郭子豪,「經前處理垃圾焚化底灰作為水泥原料之研究」,國立成功大學環境工程研究所碩士論文(2001)。
陳一銘,「都市垃圾焚化飛灰水萃對其熱處理程序重金屬分佈之影響」,淡江大學水資源及環境工程研究所碩士論文(2003)。
陳明宏,「皮革廢水化學處理最佳化之研究」,大業大學環境工程研究所碩士論文(2003)。
陳迪華,「利用水泥以不同模擬工法固化垃圾焚化飛灰成效之研 究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文(1997)。
曾迪華、李釗,「焚化底渣特性及資源化再利用之研究」,國立中央 大學環境工程研究所委託研究案期末報告(2003)。
黃進修、魏勇華,「廢水處理廠無機性污泥再利用」,永續產業發展雙月刊,第九期,第71-78頁(2003)。
楊萬發,「水及廢水處理化學」,茂昌圖書有限公司(2002)。
溫鳳珍,「垃圾焚化底灰異味控制之研究」,國立台灣大學環境工程研究所碩士論文(2003)。
詹炯淵,「垃圾焚化飛灰管理對策之研究」,國立台灣大學環境工程研究所碩士論文(2001)。
廖紋蘭,「石化工業廢水二級處理出流水再生利用技術之可行性研究」,國立成功大學環境工程研究所碩士論文(2002)。
鄭文欽,「都市垃圾焚化底灰受鹽類影響重金屬釋出之研究」,淡江大學水資源及環境工程研究所碩士論文(2003)。
蕭幸國,「海砂除鹽之探討」,礦業技術,第三十卷,第一期,第35-40 頁(1992)。
蕭興臺、掌有文,「預拌混凝土廠清洗廢水回收再利用之可行性研究」,土木技術,第八卷,第十一期,第110-136頁(1995)。
謝函潔,「垃圾焚化飛灰吸附有機物與重金屬鉛、鎘的探討」,國立台灣大學環境工程研究所碩士論文(2001)。
謝政峰,「焚化底灰再利用於燒製紅磚可行性研究」,淡江大學水資源及環境工程研究所碩士論文(1999)。
蘇偉凱、黃家俊、曾昭桓,「以管柱與批次試驗比較垃圾焚化灰中無機離子之溶出」,第十二屆廢棄物處理技術研討會,pp.5-23~5-36 (1997)。
指導教授 曾迪華(Dyi-Hwa Tseng) 審核日期 2005-2-1
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   
網路書籤 Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡  - 隱私權政策聲明