台灣垃圾多由焚化法處理，焚化後將產生大量飛灰與底渣，其中飛灰多以水泥固化後進入衛生掩埋場掩埋，每年大量的飛灰對於台灣掩埋場負擔相當吃重，為了改善其問題，將飛灰資源化勢必已成為未來趨勢。本研究團隊曾以乾壓法製作平板陶瓷濾膜，但乾壓法模具製作成本較高，且因粉料鋪填不平整、生坯結構穩定性不佳，導致燒結完的濾膜形變量過大而無法使用。
    本研究嘗試澆鑄法以改善粉料鋪填不均問題並提升生產效率，首先調配粉料並加入50 wt.%解膠水，避免漿料過於黏稠凝結成水泥般的稠狀物;使用攪拌器以轉速600 rpm持續10分鐘使漿料更加均勻，再倒入石膏模具內利用石膏吸水的特性使漿料水分被石膏吸收，泥料則會累積於石膏模上形成坯體，待石膏將泥料表面水分吸乾即可拆模，放置於105 oC烘箱將坯體剩餘水分去除，再進行燒結。
    研究結果顯示最佳燒結條件為850 oC持溫30 min。最佳之配比為玻璃、研磨灰、高嶺土、蛙目土、葉長石各20 %，其不僅有最高之清水過濾通量43 m3/m2/d，抗彎強度達6.9 MPa且體積變化率及燒失率僅為10 %左右。

Most of the municipal solid waste is treated by incineration in Taiwan, while a large amount of ashes will be remained. The fly ash is mostly solidified by cement and then disposed by sanitary landfilling, it puts a heavy burden on landfills. In order to improve this problem, the recovery of fly ash will be the majority in the future.The research team used to apply the dry pressing method to make the green body of ceramic filter membrane, but the mold cost is expensive, the powder filling were difficult to make even, the structural of the green body were unstable, which induced the deformation of the sintered samples were too large usually.
    In this study, the pouring method was replaced to overcome the problems and increase the production efficiency during the green body manufacturing. The blended powder was added 50 wt. % of anti-gelling agent, mixed by 600 rpm for 10 min by an agitator, then poured into a gypsum mold. The green body was formed after the moisture was absorbed, then placed in an oven at 105 o C to drying before sintering.
    The results showed that, when the sintering temperature was 850 oC and hold for 30 min, the optimum raw additives for grind ash were glass, kaolin, gairome clay, castorite and mullite, and the ratio was 20% for each one. The sintered specimen has the highest pure water flux of 43 m3/m2/d, bending strength was 6.9 MPa, the volume deformation rate and ignition loss rate were only about 10%

第一章 緒論	1
1.1研究緣起	1
1.2研究內容	2
1.3研究目的	3
第二章 文獻回顧	4
2.1飛灰之種類來源與物化特性	4
2.1.1飛灰之種類來源	4
2.1.2飛灰之物理特性	5
2.1.3飛灰之化學特性	5
2.1.4焚化飛灰之毒性溶出特性及水洗處理	6
2.2機械化學濕式研磨	7
2.2.1機械化學原理	7
2.2.2機械化學運作過程	8
2.2.3機械化學之應用	9
2.2.4各種參數對機械化學製程的影響	10
2.3廢玻璃介紹	11
2.4高嶺土介紹	12
2.5莫來石介紹	12
2.6蛙目土介紹	12
2.7葉長石介紹	13
2.8 燒結原理	13
2.8.1固相燒結(Solid-state Sintering)	14
2.8.2液相燒結(Liquid Phase Sintering)	14
  2.8.3多孔陶瓷燒結技術	15
2.7薄膜應用MBR (MF)	16
2.7.1不同材質之MBR比較	17
第三章 研究方法	19
3.1實驗設計	19
3.2 實驗原料及前處理	22
3.2.1原料及前處理	22
3.2.2生坯調質	25
3.2.3 漿體調配	26
3.2.4 生坯成型	26
3.2.5 燒結	28
3.2.6陶瓷膜功能測試：	28
3.3實驗流程	29
3.4樣品檢驗項目及分析方法	30
3.4.1原料分析	30
3.4.2 陶瓷濾膜分析	32
3.5實驗設備及分析儀器	34
3.5.1實驗設備	34
3.5.2分析儀器	43
第四章 結果與討論	50
4.1原料基本特性	50
4.1.1飛灰基本特性	50
4.1.2高嶺土基本特性	54
4.1.3 莫來石基本性質	57
4.1.4 葉長石基本性質	59
4.1.5 蛙目土基本性質	61
4.1.6 玻璃基本性質	63
4.2 鐵球研磨灰與氧化鋁球研磨灰比較	65
4.3 澆鑄成型法取代乾壓製程法的可行性	67
4.4研磨灰摻配高嶺土與玻璃燒結體之機械特性與清水通量	72
4.4.1研磨灰摻配高嶺土與玻璃燒結體之機械特性	72
4.4.2研磨灰摻配高嶺土與玻璃燒結體之清水通量	75
4.5研磨灰摻配高嶺土與莫來石燒結體之機械特性與清水通量	76
4.5.1研磨灰摻配高嶺土與莫來石燒結體之機械特性	76
4.5.2研磨灰摻配高嶺土與莫來石燒結體之清水通量	79
4.6摻配葉長石與研磨灰燒結體之機械特性與清水通量	80
4.6.1摻配葉長石與研磨灰燒結體之機械特性	81
4.6.2摻配葉長石與研磨灰燒結體之清水通量	83
4.7研磨灰摻配葉長石與莫來石燒結體之機械特性與清水通量	85
4.7.1	研磨灰摻配葉長石與莫來石燒結體之機械特性	85
4.7.2	研磨灰摻配葉長石與莫來石燒結體之清水通量	87
4.8 相同製程，不同構型之清水通量	89
4.9陶瓷濾膜之基本分析	91
4.9.1陶瓷膜材料之SEM分析	91
4.9.2陶瓷膜材料之XRD分析	95
4.9.3陶瓷膜材料之比表面積及孔徑分析	98
4.9.4陶瓷膜材料之毒性溶出試驗(TCLP)	100
4.9.5 陶瓷膜三相圖分析	102
第五章 結論與建議	103
5.1結論	103
5.2建議	104
參考文獻	105

 
圖目錄
圖2. 1飛灰多段水洗後水洗廢液氯離子含量變化 (莊氏，2005)	7
圖2. 2 固相燒結機制(黃坤祥，2003)	14
圖2. 3液相燒結機制(黃坤祥，2003)	15
圖3. 1 60 %玻璃與20 %高嶺土與20 %飛灰熱分析DTA圖	20
圖3. 2水洗攪拌	22
圖3. 3水洗灰餅塊	23
圖3. 4 研磨機	23
圖3. 5 乾壓法製作陶瓷濾膜	27
圖3. 6 澆鑄法製作陶瓷濾膜	27
圖3. 7 實驗流程圖	29
圖3. 8 電熱式乾燥烘箱	34
圖3. 9 電加熱式矩形高溫爐	35
圖3. 10 毒性特性溶出程序(TCLP)裝置	36
圖3. 11 板框式壓濾脫水機	37
圖3. 12 研磨機	38
圖3. 13 清水通量系統	39
圖3. 14 陶瓷濾膜過濾裝置	39
圖3. 15法蘭及墊片	39
圖3. 16 混合攪拌機	40
圖3. 17 石膏模具	41
圖3. 18 鐵製模具	41
圖3. 19 氣密試驗裝置	42
圖3. 20電感耦合電漿體光學發射光譜儀	43
圖3. 21掃描電子顯微鏡	44
圖3. 22三點抗彎試驗機	45
圖3. 23 X射線螢光分析儀	46
圖3. 24粒徑分析儀	46
圖3. 25比表面積分析儀BET	47
圖3. 26熱分析儀	48
圖3. 27壓模機	49
圖4. 1焚化飛灰外觀	51
圖4. 2水洗灰外觀	51
圖4. 3研磨飛灰外觀	51
圖4. 4飛灰粒徑分析	52
圖4. 5高嶺土外觀	55
圖4. 6高嶺土粒徑分析	55
圖4. 7 高嶺土熱分析DTA圖	56
圖4. 8莫來石外觀	58
圖4. 9莫來石粒徑分析	58
圖4. 10葉長石外觀	60
圖4. 11葉長石粒徑分析	60
圖4. 12蛙目土外觀	62
圖4. 13蛙目土粒徑分析	62
圖4. 14玻璃外觀	64
圖4. 15玻璃粒徑分析	64
圖4. 16乾壓與澆鑄之清水通量試驗	69
圖4. 17 乾壓與澆鑄之燒失率	69
圖4. 18乾壓與澆鑄之體積變化率	70
圖4. 19乾壓與澆鑄之抗彎強度	70
圖4. 20乾壓與澆鑄之吸水率	71
圖4. 21乾壓與澆鑄之比重	71
圖4. 22配比424外觀	72
圖4. 23 622與523之燒失率	73
圖4. 24 622與523之體積變化率	74
圖4. 25 622與523之抗灣強度	74
圖4. 26 622與523之吸水率	74
圖4. 27 622與523之比重	75
圖4. 28 622與523之清水通量試驗	76
圖4. 29 KM20與KM11與KM02之燒失率	77
圖4. 30 KM20與KM11與KM02之體積變化率	77
圖4. 31 KM20與KM11與KM02之抗彎強度	78
圖4. 32 KM20與KM11與KM02之吸水率	78
圖4. 33 KM20與KM11與KM02之比重	79
圖4. 34 KM20與KM11與KM02之清水通量試驗	80
圖4. 35 FY13與FY31與KM20之燒失率	82
圖4. 36 FY13與FY31與KM20之體積變化率	82
圖4. 37 FY13與FY31與KM20之抗彎強度	82
圖4. 38 FY13與FY31與KM20之吸水率	83
圖4. 39 FY13與FY31與KM20之比重	83
圖4. 40 FY13與FY31與KM20之清水通量試驗	84
圖4. 41 KM20與YM11與YM02之燒失率	85
圖4. 42 KM20與YM11與YM02之體積變化率	86
圖4. 43 KM20與YM11與YM02之抗彎強度	86
圖4. 44 KM20與YM11與YM02之吸水率	87
圖4. 45 KM20與YM11與YM02之比重	87
圖4. 46 KM20與YM11與YM02之清水通量試驗	88
圖4. 47配比KM20不同構型之濾膜	90
圖4. 48配比622不同構型之濾膜	90
圖4. 49配比622正面 SEM分析	92
圖4. 50配比622剖面SEM分析	92
圖4. 51配比KM20正面SEM分析	93
圖4. 52配比KM20剖面SEM分析	93
圖4. 53配比YM11正面SEM分析	93
圖4. 54配比YM11剖面SEM分析	94
圖4. 55配比622之XRD分析	95
圖4. 56配比KM20之XRD分析	96
圖4. 57 配比KM11之XRD分析	96
圖4. 58 配比YM11之XRD分析	97
圖4. 59 KM20累積比表面積分析	98
圖4. 60 FY13累積比表面積分析	99
圖4. 61 YM11累積比表面積分析	99
圖4. 62 原料混合配比之三相圖	102


	
	 
表目錄
表2. 1原灰與水洗灰與研磨灰之元素分析(吳氏，2019)	6
表2. 2玻璃成分分析表(吳氏，2019)	11
表2. 3 高嶺土與蛙目土之陶藝工坊功用(廖氏，2003)	13
表2. 4 陶瓷平板MBR膜與有機膜之特性比較 (吳氏，2020)	18
表4. 1原灰與水洗灰與研磨灰元素分析…………………………………………..53
表4. 2焚化飛灰之重金屬總量	53
表4. 3焚化飛灰重金屬毒性溶出試驗	54
表4. 4高嶺土成分分析	57
表4. 5莫來石元素分析	59
表4. 6葉長石元素分析	61
表4. 7蛙目土元素分析	63
表4. 8玻璃元素分析	65
表4. 9鐵球及氧化鋁球研磨灰之重金屬毒性溶出試驗	66
表4. 10乾壓法與澆鑄法之機械性能比較	68
表4. 11乾壓法與澆鑄法之清水通量比較	68
表4. 12研磨灰摻配高嶺土、玻璃燒結體之機械特性比較	73
表4. 13研磨灰摻配高嶺土、玻璃燒結體之清水通量	75
表4. 14研磨灰摻配高嶺土、莫來石燒結體之機械特性	77
表4. 15研磨灰摻配高嶺土、莫來石燒結體之清水通量	79
表4. 16摻配葉長石與研磨灰燒結體之機械特性	81
表4. 17摻配葉長石與研磨灰燒結體之清水通量	84
表4. 18研磨灰摻配葉長石與莫來石燒結體之機械特性	85
表4. 19研磨灰摻配葉長石與莫來石燒結體之清水通量	87
表4. 20 KM20柱狀燒失及吸水率	89
表4. 21 KM20柱狀之清水通量	89
表4. 22不同燒結氣氛及氮氣流量之毒性溶出試驗(吳氏，2019)	100
表4. 23陶瓷膜材料之毒性溶出試驗	101

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