焚化飛灰無害後取代水泥熟料可行性之研究

A Feasibility Study on Cement Replacement Material for Non-Hazardous MSWI Fly Ash

沈奕銘(Y-Ming Shen)

指導教授 ： 章裕民

國立臺北科技大學/工程學院/環境工程與管理研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2013.00765

摘要

隨著台灣經濟快速的發展，人民的生活品質提高，因而產生大量的都市固體廢棄物(municipal solid waste, MSW)，除了持續推動源頭減量外，焚化處理所衍生的飛灰亦屬有害廢棄物，須經過適當的處理，才可減低對環境的衝擊。本研究利用加熱酸解與鹽析中和處理飛灰的有害性，先取得無害化飛灰產物確認工作，再探討飛灰無害化應用摻配於水泥熟料的可能性。
實驗結果顯示前處理後，氧化矽由25.97%降為18.77 %，氧化鐵由5.03 %降為2.65 %，氧化鋁由3.64 %降為3.01 %，氧化鈣由26.46 %降為17.44 %，鉛TCLP削減率約在74 % ~89 %之間，氯全含量削減率約在15 % ~45 %之間，戴奧辛含量可由原來之2.110 降為0.055 （ng I-TEQ/g•dw），戴奧辛之破壞效率可達98 %。由添加飛灰的水泥漿體特性實驗結果得知飛灰取代部份水泥有改善水泥漿體流動性之趨勢；由泌水實驗發現，飛灰取代量增加，泌水量愈大；而當飛灰取代量增加也會延長凝結時間；以抗壓強度而言，水膠比0.37 飛灰取代率5 %之試體於28天抗壓強度僅略低於純水泥漿體試體，而取代率10 %試體於28 天抗壓強度更高於純水泥漿體，因此可推估當飛灰於低度取代(5 %、10 %)條件下，摻配飛灰之水泥漿體的抗壓強度具有超越純水泥漿體之潛勢，其性質上的變化亦可做為日後工程上參考依據。

關鍵字

加熱酸解處理 ； 焚化飛灰 ； 戴奧辛 ； 重金屬 ； 飛灰水泥

並列摘要

The object of this thesis is to study destroying the hazardous and toxic of fly ash to obtain the non-hazardous fly ash, and to explore the properties of the MSWI fly ash slag to evaluate the feasibility of its reuse as a substitute for part of the cement required by thermal degradation with salting precipitation.
The results obtained from this study indicate that thermal degradation pretreatment will reduce SiO2 from 25.97% to 18.77 %, Fe2O3 from 5.03% to 2.65 %, Al2O3 from 3.64% to 3.01 %, CaO from 26.46 % to 17.44 %, and the lead TCLP reduction rate of about 74 percent to 89 %, and the chloride reduction rate of about 15% to 45%, and the dioxin content to be reduced from 2.110 down to 0.055 (ng I-TEQ / g • dw), the reduction efficiency of PCDDs/Fs could reach 98%.
Fly ash reuse as a substitute for part of the cement matrix to improve its fluidity performance, including: (1) The fluidity value of fly ash slag substitution increases with a higher W/C ratio, and increases with the substitution percentages. (2) Setting time with an fly ash substitution increases. (3) When the W/C = 0.37 and the curing age = 28 days, with a 5% cement-replacement , the Fly Ash-Cement Paste(FC) compressive strength was similar to Ordinary Portland Cement Paste(OPC), and when the 10% cement-replacement at the age of 28 days, the compressive strength was higher than OPC, therefore when FC under the conditions of low cement-replacement(5% or 10%) there will having greater compressive strength than that without the substitution. Changes in the physical and chemical properties can be used as engineering of reference.

並列關鍵字

Thermal Degradation ； MSWI Fly Ash ； Dioxins ； Fly Ash Cement

參考文獻

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