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研究生: 戴照明
Dai, Chao-Ming
論文名稱: 淨水汙泥拌製控制性低強度材料之研究
Research of Water Treatment Sludge Cake in Controlled Low Strength Materials
指導教授: 李德河
Lee, Der-Her
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系碩士在職專班
Department of Civil Engineering (on the job class)
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 70
中文關鍵詞: 淨水汙泥餅控制性低強度材料
外文關鍵詞: Sludge Cake, Controlled Low Strength Materials
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  • 鑑於資源的日益枯竭、環保重要性及再利用的推廣,可解決國內部分廢棄物處理之困難,本研究探討淨水汙泥餅(以下稱汙泥餅)再利用於控制性低強度材料(CLSM)回填材料,汙泥餅取自台灣自來水公司高雄坪頂給水廠。研究目的為探討:(1)汙泥餅特性、(2)水膠比早強劑添加量對工作性之影響、(3)CLSM特性。汙泥餅與CLSM特性,包含物化及毒性溶出(TCLP)特性,並配合工作性(坍流度)及抗壓強度評估汙泥餅再利用於CLSM之影響。
    目前國內淨水場污泥的再利用方式目前以做為製磚為主,台灣地狹,可供開發建築之土地日漸減少,終將有飽和用罄之日,因此淨水污泥若能運用至管溝的回填,將落實污泥資源化永續再利用之理念。
    由試驗結果顯示,一般早強型CLSM水膠比範圍為1.1~1.2時,淨水污泥取代比例為40%以下,水泥用量250kg/m3,早強劑(氯化鈣)採用水泥用量的4%,可在4小時內完成初凝,符合早強型CLSM的要求。

    關鍵字:淨水汙泥餅 控制性低強度材料

    In view of the increasing depletion, environmental protection and promotion of the importance of recycling resources, waste disposal to resolve the difficulties of the domestic part of the present study was to investigate water sludge cake (hereinafter referred to as sludge cake) is reused for the Controlled Low Strength Material (CLSM ) backfill materials, sludge cake from the top floor Kaohsiung Taiwan water Supply Corporation to water. Objective To investigate: (1) sludge cake properties, (2) water-cement ratio influence on the work of the early strength agent addition amount, (3) CLSM characteristics. Sludge cake with CLSM features, including physical and chemical toxicity and dissolution (TCLP) characteristics, and with workability (slump flow degrees) and compressive strength of sludge cake to assess the impact of recycling on CLSM.

    目錄 圖目錄 表目錄 符號說明 第一章 前言 1 1-1 研究緣起 1 1-2 研究目的與內容 3 1-3 研究方法與流程 4 第二章 文獻回顧 6 2-1淨水污泥現況分析 6 2-1-1 淨水處理過程簡介 7 2-1-2 淨水來源及污泥產量 11 2-1-3 淨水污泥成分及特性 13 2-1-4淨水污泥資源再利用 16 2-2淨水污泥餅再利用之相關管理規範 18 2-3 淨水污泥運用於管溝回填之相關規定 21 2-3-1目前管溝回填工法介紹 21 2-3-2高雄市區挖掘道路管溝修護作業 22 2-3-3 高雄市區挖掘道路管溝挖掘路面修護之一般規定 23 2-4 控制性低強度材料(CLSM) 25 2-4-1 CLSM定義 25 2-4-2 CLSM基本性質 26 2-4-3 CLSM之特性 28 2-4-4 CLSM之材料組成 29 2-5國內CLSM相關規範 32 第三章 試驗計畫 37 3-1 實驗材料 37 3-2 CLSM配比設計 38 3-3試驗項目及方法 42 3-3-1 淨水污泥之基本物理性質試驗 42 3-3-2 淨水污泥之基本化學性質試驗 43 3-3-3 淨水污泥之試拌試驗 43 3-3-5 凝結時間試驗 47 3-3-6 抗壓強度試驗 48 第四章 試驗結果與分析 50 4-1 淨水污泥餅之物化、溶出分析 50 4-1-1 物化特性分析 50 4-1-2 毒性特性溶出程序(TCLP) 52 4-2 工作性試驗結果與分析 54 4-2-1水膠比對工作性之影響 54 4-3 抗壓強度試驗結果與分析 58 4-3-1水膠比對抗壓強度之影響 58 4-4淨水污泥餅應用於CLSM之成本分析 64 第五章 結論與建議 66 參考文獻 68 表目錄 表2-1台灣自來水公司各區淨水廠污泥量 12 表2-2淨水污泥化學成分(孫,2001) 14 表2-3淨水污泥之重金屬(孫,2001) 15 表2-4淨水污泥之TCLP溶出值(孫,2001) 15 表2-5淨水污泥再利用綜合評估(林,2003) 17 表2-6淨水污泥餅再利用之相關管理規範 19 表2-7回填材料28日以上齡期抗壓強度之判定接受辦法 27 表2-8粒料產製之CLSM性質要求規定表 30 表2-9一般混凝土與CLSM的異同 31 表2-10各機關對管溝回填材料規範之彙整 33 表2-11各關對管溝回填性質要求之彙整表 36 表3-1配比設計 40 表3-2 CLSM之基本物理性質試驗 42 表4-1平時期與颱風時期淨水污泥餅之元素組成 51 表4-2 平時與颱風時期淨水污泥餅之物化性質 52 表4-3 平時時期及颱風時期淨水污泥餅之TCLP試驗結果(單位:mg/L) 53 表4-4工作性試驗結果 55 表4-5抗壓強度試驗結果 59 表4-6水灰比與28天抗壓強度試驗數據 61 表4-7 CLSM之成本估算 64 圖目錄 圖1-1 研究流程 5 圖2-1淨水處理設備[資料來源:自來水公司水廠] 9 圖2-2 淨水處理流程圖(資料來源 台灣自來水公司http://www.water.gov.tw/public/Attachment/42717425066.pdf) 10 圖2-3 無機類工業汙泥(朱,2005) 13 圖2-4埋設斷面示意圖(高雄市政府標準圖) 25 圖3-1 CLSM配比設計流程 39 圖3-2 拌合機 44 圖3-3 材料拌合 44 圖3-4坍度及坍流度試驗 46 圖3-5凝結時間試驗 47 圖3-6抗壓強度試體製做 49 圖3-7抗壓強度試驗 49 圖4-1淨水污泥取代比例與坍度之關係 56 圖4-2淨水污泥取代比例與坍流度之關係 56 圖4-3齡期與單軸抗壓強度之關係 60 圖4-4水灰比與單軸抗壓強度之關係 62 圖4-5水灰比與單軸抗壓強度之關係 62

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