瓷磚研磨污泥顆粒分離技術之開發與研究

1. 瓷磚研磨污泥顆粒分離技術之開發與研究 張坤森，國立聯合大學環境與安全衛生工程學系副教授 許偉哲，國立聯合大學環境與安全衛生工程學系研究生 蕭辰翰，國立聯合大學環境與安全衛生工程學系學生 曾昭珽，國立聯合大學環境與安全衛生工程學系學生 出處：中華民國環境工程學會2007 研討會 學生：劉嘉宇 老師：呂明和

2. 前言 • 瓷磚製程中，高壓成型機製成磚坏，再經1,200 °C燒成窯燒成半產品，因半產品未完全平整，故需經研磨片之研磨，研磨過程磚坏粉屑及研磨片掉落顆粒（如金鋼砂、菱苦土等），均匯流至污水處理廠，再經混凝、沉澱、脫水，所產生之污泥即瓷磚研磨污泥。 • 本研究先針對磚坏粉屑與研磨掉落顆粒之物化特性，進行差異分析比較，初步擬定數種分離方法，如：水力沉降、比重分離、篩選分離等。本文即是利用顆粒粒徑及比重差異之特性，進行直筒沉降分離之研究。

3. 研究材料及方法 • 瓷磚研磨污泥之採樣與基本物化性質分析 研磨污泥之基本物化性質分析主要依據環保署標準檢測方法 包括：比導電度、pH值（NIEA R208.03C）、水分（NIEA R203.01T）、灰分（NIEA R205.01C）等。 • 研磨污泥粒徑分析: 加入適量之蒸餾水，並以ASTM＃170篩網過篩，排除粒徑＞88 μm之顆粒後，利用雷射粒子計數器(HIAC Model 8000A)分析粒徑範圍介於2–80 μm之顆粒數。

5. 直筒沉降分離設備: 此設備具有數個可控制之截留板，可依規劃之單顆粒沉降長度與沉降時間操作控制點之截留板，以截留粒徑小於預定尺度之顆粒。

6. 操作流程:利用比重及粒徑差異，將已知乾重之研磨污泥加水充分攪拌後，由直筒上方置入，在預定截留之時間轉動控制點之截留板，阻斷粒徑小於預定尺度之顆粒；最後抽取截留板上之溶液及污泥，經由固液分離、烘乾、秤重等，即可得知截留板上顆粒質量佔全部研磨污泥質量之比例。操作流程:利用比重及粒徑差異，將已知乾重之研磨污泥加水充分攪拌後，由直筒上方置入，在預定截留之時間轉動控制點之截留板，阻斷粒徑小於預定尺度之顆粒；最後抽取截留板上之溶液及污泥，經由固液分離、烘乾、秤重等，即可得知截留板上顆粒質量佔全部研磨污泥質量之比例。

7. 顆粒分離之實驗規劃:

11. 結果與討論 • 研磨污泥之物化性質分析結果。由表可知，研磨污泥母樣之pH值為7.4 ± 0.5，屬於中性物質。比導電度為5.0 ± 0.1 ms/cm，顯示污泥略具有電解質。三成分分析結果水分為30.5 ± 1.4%、灰分為63.4 ± 1.1%、可燃分為6.1 ± 2.5%。

12. 研磨污泥粒徑分析:由粒徑分佈圖可知，研磨污泥粒徑變化最大之範圍為20–50 μm；粒徑＜75 μm顆粒之重量約佔研磨污泥樣品總重量95%，粒徑＜50 μm顆粒約佔85%，粒徑＜20 μm約佔11%，至於粒徑＞88 μm約佔5%。

13. 結論與建議 • 瓷磚廠研磨污泥之基本物化性質分析結果，pH值為7.4、比導電度為5.0ms/cm，水分、灰分、可燃分分別為30.5%、63.4%、6.1%。 • 由研磨污泥粒徑分析可知，此相較實驗-III粒徑＜75 μm污泥回收率86.3%，約有9%之差距，亦證實粒徑＜75 μm污泥能回用於製程，則至少可以回用86%之研磨污泥。 • 未來本研究將針對顆粒分離實驗所截留之污泥，進行組成及比例分析，並探討截留污泥是否可回用於製程。此外，將以目前實驗結果為基礎，進一步改良沉降法及探討其他分離方法，以開發較佳之研磨污泥分離方法。