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以濕式化學合成法搭配分散劑製備零價金屬降解水中五氯酚鈉之研究

五氯酚鈉為於環境中為一種難分解的有機化合物，一但污染土壤及地下水，則經由生物累積而進入人體內，而造成嚴重的人體病變、致畸型或癌症等危害。零價金屬具有強大的還原能力，又以零價鐵最為被廣泛使用於處理地下水中污染技術。 本研究使用濕式化學合成法搭配羧甲基纖維素鈉（CMC）和檸檬酸（CA）做為分散劑製備單一及複合零價金屬，以降解水中五氯酚鈉的降解率做為測試分析並探討不同金屬添加量、反應時間、及不同分散劑等參數對五氯酚鈉降解效率之影響，並測量水樣之pH值、氧化還原電位(Oxidation Reduction Potential, ORP)以利於比較參數之影響。在24小時降解試驗測得零價鐵鎳雙金屬有最好的降解效果，降解率98.6%。分析比表面積的結果表明在溼式化學合成前添加CMC，零價金屬的比表面積可以有效地從39.9 m2/g提高到197.2 m2/g。在溫度25℃、水樣體積20 mL、水樣濃度300 mg/L、金屬克數1 g的條件下，以濕式化學合成法搭配羧甲基纖維素鈉（CMC）中的零價鐵鎳雙金屬降解試驗在24小時內降解效果從15.8％提高至98.6％。動力學試驗發現零價金屬降解五氯酚鈉試驗符合一階反應動力學。反應速率常數為2.53×10-3 min-1。

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有機廢棄物微生物燃料電池產電與電解電池產氫之研究

中文摘要 對於廢棄物排放量逐年遞增，加上原物料上漲及環保意識，其在處理及資源化方面，將朝向資源化潛力發展，如廚餘、下水道污泥與畜牧業之糞便等。有機廢棄物經厭氧處理，藉由微生物分解有機物轉化為電能及氫能，但以固體廢棄物之研究甚少，因此，將模擬都市固體廢棄物配製合成垃圾 (Synthetic MSW) 作為微生物燃料電池 (Microbial fuel cell, MFC) 與微生物電解電池 (Microbial electrolysis cell, MEC) 之基質，探討本實驗篩選產氫菌之最佳生長環境因子與產氫效率，並馴化微生物燃料電池之藻類，作為微生物電解電池之電力來源，評估整體功率與藻類產油量之相關性。 單槽式微生物電解電池工作體積4公升，進料量依固體物停留時間 (Solid retention time, SRT) 20天為200 mL d-1合成垃圾基質，出料之消化產物進行各項參數分析；結果顯示，在不同電壓 (0 V、0.3 V、0.6 V、0.9 V, Cathode PEM) 與不同電極 (0.6 V, Cathode PEM、MEA) 操作條件下，累積產氣量以0.9 V 之陰極PEM (0.9V Cathode PEM) 與0.6 V之MEA (0.6V MEA) 為最佳條件，分別是40,050 mL與57,800 mL，在pH 5.4 ~ 6.0、ORP -200 ~ -300 mV與EC 0.74 ~ 1.65 mS cm-1的環境因子，每克VS可獲得最大產氣量80 ~ 85 mL g-1VS；並以不同預處理方式篩選厭氧污泥，找尋適合合成垃圾基質之操作條件，且提高氫氣純度，其中以酸篩條件氫氣濃度可高達57.20 %，其次為未處理41.90 %，證實當pH 在4 ~ 5之間呈現酸化現象可有效抑制甲烷菌，且提高氫氣純度。 雙槽式微生物燃料電池工作體積各為1.5公升，陽極依固體物停留時間20天計算進料量為75 mL d-1，出料之消化產物比照微生物電解電池參數分析，陰極以藻類生成氧氣作為電子接受者，並分析藻類油脂含量，且將兩種反應槽串聯 (Algae MFC - MEC)，以微生物燃料電池電力供給微生物電解電池產氫 (MEA)；結果顯示，串聯後可提高電壓0.84 V、功率密度5.46mW m-2及油脂量430.5 mg g-1，但因電阻累加而降低電流密度為24.3 mA m-2；在Algae MFC - MEC產能效率方面，電子還原效率與氫氣還原效率最高可達到8.41 % 與6.15 %，而庫倫效率為28.68 %，略低於以電源供應器供給電力之反應槽，但與施加0.6 V, Cathode PEM相比，氫氣純度明顯差相10 %，每克VS可獲得最大產氫量為101.9 mL-H2 g-1VS。

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電容去離子技術去除水中氨氮之基礎研究

中文摘要 本研究分別以套裝式CDI設備與自組CDI模型廠進行NH4+-N去除之研究，套裝式CDI設備分別探討HRT、濃度、及離子干擾等因子之影響，而自組CDI模型廠探討因子包括HRT、濃度、電壓等因子。研究結果顯示，套裝式CDI設備去除NH4+-N在NH4+-N濃度為100 mg/L之條件下，其去除率可達53%，不同HRT對氨氮之去除率約為44~53%，顯示溶液與活性碳電極接觸時間也是重要參數之一。而不同NH4+-N濃度之實驗結果發現，高濃度條件下有較佳之去除率。此外不同價數陽離子之干擾，實驗結果顯示，三價離子比一價離子之干擾現象明顯，導致NH4+-N吸附效率降低。 此外研究結果顯示，自組CDI模型廠去除NH4+-N，以不同HRT做為參數，結果顯示HRT較長，增長極板與溶液接觸時間，使去除率有增加之情況， NH4+-N去除率約從59 %升高至78 %，以不同NH4+-N濃度20、40、60、80、100 mg/L實驗結果顯示，低濃度20 mg/L去除率可達87 %，高濃度100 mg/L，NH4+-N去除率則僅有20%，此外以電壓1V~1.8 V做為參數，結果顯示較高電壓有較佳之氨氮去除率，去除率從32%升高至68%，綜合上述之結果顯示在高濃度下NH4+-N去除率則不佳，電壓則以1.8 V做為最佳參數。計算其能源消耗，結果顯示不同HRT以0.89 min為最高，該設備操作1小時用電量為0.027 kW-h，不同濃度則以NH4+-N 100 mg/L為最高，其該設備操作1小時用電量為0.00047 kW-h，不同電壓則以1.8 V用電量最高，該設備操作1小時用電量為0.00085 kW-h。

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流體化床磷酸鈣結晶回收污水處理廠磷之研究

本研究以流體化床磷酸鈣結晶技術，回收處理公共污水廠之含磷濃縮液為目的，首先於實驗室進行評估試驗，利用人工配製合成污水，進行磷酸鈣介穩區試驗，之後以水力停留時間、pH值、Ca/P莫耳比等變因，找出磷酸鈣最佳操作條件，並依試驗結果作為模型廠試驗之操作參考，進行模型廠磷酸鈣結晶評估試驗。 HAP實驗室評估試驗結果顯示，當PO43--P濃度為50 mg/L時，pH值於8.0-8.5，可使流體化床達介穩定區。磷酸鈣合成污水試驗，以pH值8.6、Ca/P莫耳比1.75為最佳操作條件，其結晶效率約為55-60%，去除率約為60%，而脫水濾液於此條件下，亦有相同結晶成效，且去除效率更佳。模型廠操作結果顯示當濃度於25-30 mg/L，pH為 9.0操作下，平均結晶率為52.0%。PO43--P濃度調整至100 mg/L時，平均結晶率及去除率為75.0%及83.7%。當初始PO43--P濃度較高時，結晶反應較不易受水體中雜質所干擾，以PO43--P 25 mg/L及100 mg/L比較，其結晶產物晶XRD分析後，以PO43--P 100 mg/L結晶物之晶型較為明顯。另外，試驗產出之結晶珠含水率為6-10%，經XRD分析為Ca5(PO4)3(OH)及CaHPO4‧2H2O型態之複合磷酸鈣產物。ICP分析結果僅測出微量Cr、Cu、Zn金屬。

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探討電動力法(CEEK)處理實地鉛污染土壤之成效與關鍵因子

本研究以近實場規模之電動力法(Circulation-Enhanced Electrokinetics， CEEK)整治南投市某處鉛污染土壤，藉由現地實驗了解近實場規模之電動力法技術的關鍵因子，進而掌握最佳去除效益及操作參數，最後獲得整治復育技術的經濟成本效益。本試驗操作參數包括：系統操作液(0.01 M EDTA-2Na、0.01 M Na2CO3)、電極板 (陽極：石墨板、陰極：不鏽鋼板)、電壓梯度1 V cm-1、定電流10 A、定電壓60 V等。 本研究進行63天污染土壤整治，實驗結果顯示本試驗污染土壤中鉛去除率可達約64%，平均土壤鉛濃度可從7,246 mg/Kg降至約2,612 mg/Kg，對於1.0平方公尺的鉛污染土壤每去除1 %所需的操作電費約為 9.84元，此數據與過去模場試驗的8.82元頗為接近；近實場規模操作下，土壤的pH值及導電度維持在中性及穩定的狀態，呈現電動力整治系統對土壤衝擊低，並且系統電流及電壓均維持在穩定的狀態。同時，系統溫度接近大氣氣溫、操作液及相關設施的穩定性佳，電動力整治方法處理後的土壤肥力略降，需要添加適量的Ca、P當肥料方能回復肥力。

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利用TiO2電極檢測生活污水中COD之研究

現階段在化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）的檢測發展，檢測時間短與儀器自動化已然成為現代趨勢，而現階段電化學方法已被應用在其中。電化學方法主要是利用電解過程中所消耗的電量來求得反應物質含量，在電解過程裡會發生直接氧化與間接氧化兩種反應，藉著反應後產生的電流換算成電量，再與其反應物濃度製備成檢量線；本研究主要利 用TiO2電極結合電化學分析方法檢測水中COD，並藉由品管統計分析，評估TiO2電極檢測COD時之精密度與相對誤差，最後以試驗室規模為基礎發展自動化設備。 本試驗使用二氧化鈦為陽極板，再以電化學Amperometric方法進行試驗並製備檢量線，其試驗結果顯示，在1.5 V電壓下，其0至180 mg L-1 COD濃度，R2值為0.9623；0~290 mg L-1COD濃度範圍，R2值為0.9079；0~700 mg L-1 COD濃度，R2值為0.9364。原型機檢測實廠生活污水，在0至179 mg L-1 COD濃度範圍下，R2值為0.9771；0~216 mg L-1COD濃度範圍，R2值為0.9737。本方法相較於傳統的檢測法，利用電化學方法檢測COD，可達到不使用對環境衝擊之藥劑、分析時間短、操作簡單及自動化等優勢。 關鍵詞：二氧化鈦、化學需氧量、污水檢測、電化學分析

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流體化床磷酸銨鎂結晶回收污水處理廠磷之研究

磷(Phosphorus, P)是所有生物的生命元素，為作物收成的限制因子，是一種無法製造或合成之元素，在地球上與水及能源同屬有限資源。在污水處理廠下水污泥中富含磷，如何有效回收再利用，將磷成為循環利用之資源，為國內永續發展之課題。本研究採流體化床結晶技術（Fluidized-Bed Crystallization Technology, FBC）進行磷回收，回收成份為磷酸銨鎂(MgNH4PO4．6H2O, MAP)，期能作為緩釋肥料或其他工業產品原料。 研究結果顯示，介穩區主要影響以pH值為主，另Mg/P莫耳比影響甚小。異相結晶以合成污水於PO4-P濃度100、200及300 mg/L條件下，磷結晶率分別為77%、68%及66%；實廠污水以台中福田水資源回收中心污泥脫水濾液為對象，控制PO4-P：50 mg/L進行十五天實驗，操作於pH值9.0、Mg/P莫耳比1.2條件下，磷結晶率可達80%，經SEM分析顯示，表面具針狀晶型結構，但並非所有表面晶型均為磷酸銨鎂之結構，部份表面呈現為無特定結晶型態，結晶物之含水率約5.0 - 10.0%， EDS分析顯示Mg/P莫耳比為0.8，結晶型態為MgNH4PO4．6H2O，並分析八項有害重金屬含量皆低於肥料管制標準；而脫水濾液於低PO4-P濃度(15 mg/L)條件下，磷結晶率為30%，磷回收成效有限。 均相結晶以合成污水於PO4-P濃度100、200及300 mg/L，依異相成核最佳pH值及Mg/P莫耳比參數條件下，得出磷結晶率為58%、65%及68%，產出結晶珠粒徑大小皆約1.0 - 3.0 mm，含水率4.0 - 7.0%；PO4-P濃度100 mg/L之結晶珠EDS分析得出Mg：N：P＝1.0：0.6：1.0比例，結晶型態為MgNH4PO4．6H2O。 均相與異相結晶技術主要差異在於初始成核、過飽和度及截面流速之條件，而控制過飽和度為結晶技術之關鍵點。異相結晶以合成污水及實廠脫水濾液於PO4-P濃度50 mg/L條件下，磷結晶率分別為74%及69%，顯示合成污水結晶成效較佳。當均相與異相結晶以合成污水於PO4-P濃度為200 mg/L條件下，磷結晶率分別為65%、68%，另PO4-P濃度為300 mg/L條件下，其磷結晶率分別為68%、66%，顯示均相與異相結晶之成效並無顯著差異。

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STS教學運用於太陽能水耕栽培之研究

本研究旨在探討實施STS教學運用於太陽能水耕栽培之研究教學活動，對於國小二年級學童能源認知與態度的影響。研究工具為研究者以自編的「國小低年級學生能源認知、態度問卷」為工具，研究對象為台中市大里區某國小二年級學童，以研究者任教的班級為實驗組學生，男生14人、女生15人，共 29位學童；並以二年級另一個班級為對照組，男生13人、女生16人，共 29位學童。其中實驗組學生實施八週之STS教學運用於太陽能水耕栽培之研究課程教學，對照組實施一般教學同時補充能源認知相關概念，並在教學前後以「國小低年級學生能源認知、態度問卷」進行施測，以獲知學童的學習成效。研究結果資料以描述性統計及使用成對樣本t檢定了解教學前後學生在能源認知、態度表現是否有顯著差異。 研究結果歸納如下: 一、實驗組與對照組學童實施教學活動前後，在能源認知表現上，皆有顯 著差異，STS教學法與傳統教法教學對於學生認知學習皆有成效。 二、實驗組與對照組學童實施教學活動後，實驗組學童在能源態度上表現 優於對照組，且達到顯著差異，證明STS教學法的確能引導學生對 於自身環境的關懷，養成學生負責任的公民行為之教育。 依據研究結果提出建議，以提供學校行政單位、教師未來實施STS教學及後續研究之參考。

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臺中地區營造業實施綠色採購的現況調查研究

隨著環保觀念與綠色消費風潮的興起，居住環境的健康與環保問題受到大眾的重視。本文探討臺中地區營造業實施綠色採購之現況和可能遭遇的阻礙。為了瞭解營造業目前對於綠色採購所面臨的障礙及不同背景下採購決策方式，透過文獻回顧設計出臺中地區營造業之綠色採購實施現況問卷，並且針對營造業者進行問卷調查。本研究調查結果，回收有效問卷共262份，並採用SPSS統計軟體進行調查內容分析。 調查結果顯示，臺中地區營造業受訪者不論有無環保績優認證及環境管理系統認證，68.7%普遍對政府的綠色採購制度認知不足。營造業使用建材與施工方法考量重視成本為主。統計問卷調查中95.4%的受訪者對於政府採購法第96規定「優先採購取得政府認可之環境保護標章使用許可，而其效能相同或相似之產品，並得允許百分之十以下之價差」法令認知上表示不認同。但因應趨勢潮流，臺中地區營造業94.3%受訪者對於綠色採購政策執行雖有意願配合，但問卷調查資料中顯示，69.8%的受訪者對於綠色採購主要以1~5%採購金額比例為主要考量範圍，多數公司都以小額比例採購模式或採取觀望態度，目前政府對於採購金額比例無強制性法令規範。 臺中地區營造業執行綠色採購所遭遇的阻礙，採購上選擇有環保標章認證的綠建材，94.7%的受訪者認為將會增加業者建造的成本，相對該商品在市場上可替換或選擇的產品種類太少，然而供應相關產品及服務廠商也不多的狀態下，對於推行綠色採購上將造成一定程度的困難。

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營建工程空污費網路申報政策之研究-以臺中市為例

隨著網路資訊科技的普及應用，政府逐將網路科技導入公共事務中，在推動網路化及數位化政策中，以網路申報最為貼近民眾服務項目，可減少紙張使用量及減少往返時交通工具使用之油耗，並提升便民服務，藉以達成節能減碳效益之目標。 本研究回顧網路申報相關文獻，並整合目前臺中市政府環保局營建工程空污費網路申報作業，以實際受理案件經驗，建構問卷內容，經過專家學者意見修正及估評準則重要性勾選，歸納5項評估要素及20項評估準則，建立提升營建工程空污費網路申報率之層級架構。 調查問卷以營建業主、承造單位、公務單位及代辦業者為對象，運用層級分析法來獲得重要性權重及其優先排序，分析出提升營建工程空污費網路申報率之評估要素及評估準則，結果如下： 1.以5項評估要素中，最為重要為「政策層面」(0.284)，接續為「技術層面」(0.231)、「環境層面」(0.195) 、「宣導層面」(0.195) 、「管理層面」(0.095)。 2.評估準則調查結果顯示，最為優先重視的前5項，依序為「整合建管、廢管跨單位合作網路申報」（0.460）、「加強資訊安全，降低民眾顧慮」（0.405）、「減少申報附件，提升使用意願」（0.367）、「提升減碳效益，降低經濟成本」（0.361）、「提供服務專線指導操作說明」（0.335）。 透過問卷調查研究結果提出建議，以供相關單位在執行營建工程空污費網路申報政策規劃參考。