都市垃圾焚化後會產生大量飛灰與底渣，其中飛灰常以水泥固化後再進行衛生掩埋，因台灣地狹人稠的環境，替飛灰找到別的出路刻不容緩。 
本研究團隊已開發將焚化飛灰水洗穩定後，適當摻配於粉壓法製作平板陶瓷濾膜之製程，品質已達到市售日本陶瓷濾膜的過濾能力，但機械強度尚須改善。本研究嘗試改以澆鑄法製作管狀之陶瓷膜，以改善片狀膜之機械強度，並利於後續組裝廢水處理系統之過濾模組。 
首先調配粉料並加入適量解膠水，以避免漿料過於黏稠。使用攪拌器使漿料均勻混合，再倒入石膏模具內使漿料水分被吸收，待泥料表面水分吸乾後脫模，再置於烘箱中將剩餘水分去除，以 800 OC 進行燒結；成品測試純水、生活污水過濾能力，分析 SEM、TCLP、XRD、健度等，以確保其功能並預防二次污染。
研究結果顯示，最佳之配比為玻璃、穩定灰、高嶺土、蛙目土、葉長石各 20 %並額外添加 5%之矽藻土，體積變化率及燒失率僅為 10 %左右，而純水通量22.85 m3/m2/d，以 2000 mg/L 污泥進行過濾能力測試，其出流水之懸浮固體皆為0 且通量達 0.387 m3/m2/d，接近市售陶瓷膜之通量 0.5 m3/m2/d。

Municipal solid waste incineration will produce a large amount of fly ash and bottom ash. Among them, fly ash is solidified by cement before sanitary landfill usually. Because of Taiwan’s narrow and densely populated environment, finding another way out for fly ash is urgently. 
Our research team used to pretreat the incinerator fly ash, then blended in the feedstock, used the powder pressing method to make flat ceramic filter, which 
achieved the filtration capacity of commercialized ceramic membranes, however, the strength needs to be enhanced. In this study, the tube-type ceramic membranes were produced by pouring mold method to improve the mechanical strength, and help the assembling of the filter set to be used in wastewater treatment system. 
Firstly, mix the powder with other feedstocks and glue water uniformly, then pour the slurry into a gypsum mold to absorb the water, then dried the green body in an oven followed by sintered to 800 OC. The products were tested by pure water/sewage filtration capacity, and the SEM, TCLP, XRD, soundness were analyzed to ensure its function and to prevent the secondary pollutions.  
The results indicated that, the prescription of glass: stabilized ash: kaolin: Gairome clay: petalite for 20% each, and add 5% diatomite additionally, the volume 
deformation rate and ignition loss were only about 10%, The pure water flux was 22.85 m3/m2/d; at sludge concentration 2000 mg/L, the suspended solids of the 
effluent were all 0, and the flux reached 0.387 m3/m2/d, it was close to commercialized ceramic membrane.

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飛灰之來源與物理化學特性4
2.1.1飛灰之來源4
2.1.2飛灰之物理特性4
2.1.3飛灰之化學特性5
2.1.4焚化飛灰之重金屬溶出特性及水洗處理6
2.2機械化學濕式研磨6
2.2.1機械化學原理6
2.2.2機械化學運作過程8
2.2.3機械化學之應用8
2.2.4各種參數對機械化學製程的影響10
2.3陶藝工業材料簡介10
2.3.1玻璃10
2.3.2高嶺土11
2.3.3蛙目土12
2.3.4葉長石12
2.4 主要燒結原理(成分調整、造孔劑、燒結溫度)12
2.4.1固相燒結(Solid-state Sintering)13
2.4.2液相燒結(Liquid Phase Sintering)13
2.4.3多孔陶瓷燒結技術14
2.5 陶瓷MBR技術15
第三章 研究方法18
3.1實驗設計18
3.2實驗流程20
3.3 實驗原料及前處理20
3.3.1 原料及前處理20
3.3.2漿體調配24
3.3.3生胚成型25
3.3.4燒結26
3.3.5陶瓷膜功能測試26
3.4樣品檢驗項目及分析方法27
3.4.1原料分析27
3.4.2陶瓷濾膜分析29
3.5實驗設備及分析儀器32
3.5.1實驗設備32
3.5.2分析儀器42
第四章 結果與討論46
4.1原料的基本性質46
4.1.1飛灰基本性質46
4.1.2葉長石基本性質52
4.1.3蛙目土基本特性54
4.1.4高嶺土基本特性56
4.1.5玻璃基本特性58
4.1.6矽藻土基本特性60
4.2陶瓷濾膜構型變更62
4.3管狀陶瓷濾膜之性能63
4.3.1陶瓷膜燒結體之機械特性63
4.3.2陶瓷膜燒結體之純水通量及過濾能力64
4.4添加不同比例矽藻土製成陶瓷膜之性能70
4.4.1添加不同比例矽藻土製成陶瓷濾膜之機械特性70
4.4.2添加不同比例矽藻土製成陶瓷濾膜之純水通量及過濾能力71
4.5 陶瓷膜分析76
4.5.1 光學顯微鏡分析76
4.5.2 XRD分析78
4.5.3重金屬溶出試驗81
4.6管狀陶瓷膜製成之問題84
第五章 結論與建議86
5.1結論86
5.2建議87
參考文獻88

 
圖目錄
圖2.4. 1固相燒結機制(黃坤祥，2008)13
圖2.4. 2液相燒結機制(黃坤祥，2008)14
圖3.2. 1實驗流程圖20
圖3.3. 1水洗攪拌21
圖3.3. 2水洗灰餅塊22
圖3.3. 3研磨機22
圖3.3. 4已脫模之生坯25
圖3.3. 5 F800之熱分析DTA圖26
圖3.5. 1電熱式乾燥烘箱32
圖3.5. 2電加熱式矩形高溫爐33
圖3.5. 3毒性特性溶出程序(TCLP)裝置34
圖3.5. 4板框式壓濾脫水機35
圖3.5. 5研磨機36
圖3.5. 6純水通量系統37
圖3.5. 7法蘭及墊片37
圖3.5. 8陶瓷濾膜過濾裝置38
圖3.5. 9混合攪拌機39
圖3.5. 10石膏模具(短)40
圖3.5. 11石膏模具(長)40
圖3.5. 12氣密試驗裝置41
圖3.5. 13電感耦合電漿體光學發射光譜儀42
圖4.1. 1焚化飛灰外觀47
圖4.1. 2水洗灰外觀47
圖4.1. 3研磨飛灰外觀47
圖4.1. 4飛灰粒徑分析48
圖4.1. 5葉長石外觀52
圖4.1. 6葉長石粒徑分析52
圖4.1. 7蛙目土外觀54
圖4.1. 8蛙目土粒徑分析.55
圖4.1. 9(a)未活化高嶺土	(b)活化高嶺土56
圖4.1. 10高嶺土粒徑分析56
圖4.1. 11玻璃外觀58
圖4.1. 12玻璃粒徑分析58
圖4.1. 13矽藻土粒徑分析60
圖4.2. 1漿體稠度過高之生坯脫模情形62
圖4.3. 1陶瓷膜燒結體之純水通量及壓力66
圖4.3. 2 F800過濾後之出流水67
圖4.3. 3 F850過濾後之出流水67
圖4.3. 4 LF800過濾後之出流水68
圖4.3. 5 LF850過濾後之出流水68
圖4.3. 6 F800污水過濾通量及壓力變化69
圖4.3. 7 LF800污水過濾通量及壓力變化69
圖4.4. 1 研磨灰摻配矽藻土之陶瓷膜純水通量及壓力72
圖4.4. 2 FS03過濾後之出流水73
圖4.4. 3 FS05過濾後之出流水74
圖4.4. 4 FS03污水連續通量及壓力74
圖4.4. 5 FS05污水連續通量及壓力75
圖4.5. 1 F800 表面之顯微分析圖76
圖4.5. 2 F800 剖面之顯微分析圖76
圖4.5. 3 F850 表面之顯微分析圖76
圖4.5. 4 F850 剖面之顯微分析圖77
圖4.5. 5 LF800 表面之顯微分析圖77
圖4.5. 6 LF800 剖面之顯微分析圖77
圖4.5. 7 FS03 表面之顯微分析圖77
圖4.5. 8 FS03 剖面之顯微分析圖78
圖4.5. 9 FS05 表面之顯微分析圖78
圖4.5. 10 FS05 剖面之顯微分析圖78
圖4.5. 11 F800之XRD分析圖79
圖4.5. 12 FS03之XRD分析圖80
圖4.5. 13 FS05之XRD分析圖80
圖4.5. 14原料混合配比之三相圖82
圖4.6. 1破裂之短管陶瓷濾膜84
圖4.6. 2破裂之長管陶瓷濾膜84
圖4.6. 3完整短管陶瓷濾膜85
圖4.6. 4完整長管陶瓷濾膜85
 
表目錄
表2.1. 1原灰與水洗灰與研磨灰之元素分析(周氏，2020)5
表2.3. 1玻璃成分分析表(吳氏，2019)11
表2.3. 2高嶺土與蛙目土之陶藝工坊功用(廖氏，2003)12
表2.5. 1陶瓷平板MBR膜與有機膜之特性比較 (林氏，2015)17
表3.3. 1生胚調質表24
表4.1. 1原灰、水洗灰及研磨灰元素分析49
表4.1. 2焚化飛灰之重金屬總量50
表4.1. 3焚化飛灰重金屬毒性溶出試驗51
表4.1. 4葉長石元素分析53
表4.1. 5蛙目土元素分析55
表4.1. 6高嶺土成分分析57
表4.1. 7玻璃元素分析59
表4.1. 8矽藻土成分分析61
表4.3. 1研磨灰摻配葉長石與蛙目土燒結體之機械特性63
表4.3. 2陶瓷膜燒結體之純水通量及壓力65
表4.4. 1添加不同比例矽藻土燒結體之機械特性70
表4.4. 2添加矽藻土製成陶瓷濾膜之純水通量及壓力71
表4.5. 1重金屬毒性特性溶出試驗81
表4.5. 2管狀陶瓷膜燒結體之健度83

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