臺北科技大學環境工程與管理研究所學位論文
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本研究針對台南縣三處加油站污染場址，分析現場實地操作因子，及其所運用之工法，透過現地操作及實地監測土壤及地下水採樣數據進行評估。三處加油站所運用之改善工法皆為目前國內使用最普及之整治技術，包括土壤開挖處理法、生物復育法、空氣注入法(AS)、土壤氣體抽除法(SVE)、地下水抽除處理(P&T)、現地化學氧化法。雖為相同工法但因三階段串聯組合不同，改善成效亦有所差異。 油品類汙染場址之最佳化整治列車，可大略區分為三個階段之處理方式。分別針對高、中、低不同濃度污染之土壤及地下水進行處理。若加油站場址地質為透水透氣性不佳之土壤，整治列車串聯式土壤改善處理之第一階段，可運用土壤開挖處理法，將高污染濃度之土壤先行挖除後，再進行離地生物復育處理，並以SVE系統改善殘存於現地之高污染土壤，第二∼三階段，則維持第一階段之SVE系統持續操作。地下水改善處理第一階段，則先運用P＆T系統將高污染濃度地下水先行抽除，水中若有浮油，宜增設浮油回收系統。AS系統應搭配SVE抽除並採間歇性抽汲方式，可避免將污染物向外推出，再輔以化學氧化法加強分解污染物。化學氧化Persulfate法，較化學氧化Fenton法反應影響圈半徑更大，且所需藥劑量較低。第二階段同第一階段系統持續操作，第三階段則視地下水污染濃度加以適時修正。
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城市為溫室氣體重要的排放來源，現今溫室氣體減量已成為全球共同推動之目標，故構築「低碳城市」（Low Carbon Cities, LCC）已蔚為一股世界新風潮，各地方政府推動低碳城市冀能以最大限度減少城市溫室氣體的排放，同時掌握正確的排放量推估，進一步規劃相關管制策略。 本研究依據政府間氣候變化專家委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）之「溫室氣體統計初步準則」為參考基準，推估A縣市各部門的CO2排放量，且針對A縣市CO2總排放量與人均值作國家與縣市別比較，並給予各部門CO2減量建議措施。研究結果得知，2008年台灣CO2總排放量為261.97百萬公噸，此與美國(5711.76百萬公噸)、中國(6362.23百萬公噸)及日本(1153.67百萬公噸)等國相比，其排放量依序為中國>美國>日本>台灣。再則，本研究推估得知2008年A縣市總排放量為4.85百萬公噸；此與台北縣(19.17百萬公噸)、台中縣(35.76百萬公噸)及高雄市(57.06百萬公噸)相比發現，其總排放量依序為高雄市>台中縣>台北縣>A縣市。就每人每年CO2平均值而言，世界各國排序為美國>台灣>日本>中國；而國內各縣市部份，則為高雄市>台中縣>A縣市>台北縣；藉由推估結果，並運用多準則決策分析方法(Multi-Criteria Analysis,MCA)擬定A縣市可行管制措施之建議及透過專家問卷針對擬定措施進行權重加總，藉以優選出5項具潛力之措施減量成效評估分析，最後案例探討結果發現，以2010年為基準年，採取具潛力措施後，CO2總排放量可由原先的2,620公斤/年，降為1,867公斤/年，降幅可高達29%。
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本研究以高溫煅燒法備製出含氮二氧化鈦N-TiO2光觸媒，應用於連續式可見光光催化系統，經由可見光激發反應生成電子-電洞對，產生e-與h+同步進行氧化與還原作用，再以創新概念結合離子交換膜透析程序，併同處理極度氧化態的六價鉻Cr(VI)與極度還原態的奈磺酸鹽NS，以更進一步對於含氮二氧化鈦N-TiO2光觸媒之使用壽命、結合離子交換膜透析程序之差異性，及目標污染物之實驗影響因子之反應機制進行探討。 在連續式可見光光催化系統結合離子交換膜透析程序中，固定無機污染物Cr(VI)濃度50 mg/L、水力停留時間60 min、電流密度4.0 mA/cm2，以及燈源λmax = 419 nm，在含氮二氧化鈦N-TiO2光觸媒之使用壽命部分，N-TiO2光觸媒併同處理目標污染物之去除效率於62小時之前，可達95%以上，相較於未改質光觸媒併同處理目標污染物之去除效率僅在48小時之前，主因是表面將會被目標污染物佔據，而產生光觸媒毒化現象，直接影響觸媒的使用性。然於是否結合離子交換膜透析程序之差異性方面，結合離子交換膜透析程序，相較於無結合離子交換膜透析程序，亦能增加15%左右之去除效率，且電流密度4.0 mA/cm2亦不影響本研究併同處理目標污染物之同步氧化還原反應，也不造成薄膜嚴重阻塞。而於不同pH值3.0 ~ 10.0、不同光觸媒劑量0.5 ~ 2.0 g/L及不同電洞捕捉劑濃度0 ~ 400 mg/L條件下，探討併同處理目標污染物與影響因子之反應機制，本實驗結果顯示，經反應10小時後，隨著pH值由3.0 ~ 10.0，併同處理之去除效果增加，於pH值為3.0時，併同處理目標污染物之去除效果達95%以上，然在本研究添加光觸媒劑量於0.5 ~ 1.0 g/L範圍內，隨著光觸媒劑量增加併同處理之反應效果亦增加，於光觸媒添加量為1.0 g/L時，併同處理目標污染物之去除效果達95%以上，而本研究添加電洞捕捉劑濃度部分，則是在50 mg/L時，併同處理目標污染物之去除效果達95%以上為最佳。 有機污染物NS經由連續式可見光光催化系統結合離子交換膜透析程序與無機污染物Cr(VI)併同處理後，會生成SO42-，經由計算將有機污染物NS與SO42-換算成S，是將近1：1的轉換率，故有機污染物NS as S與SO42- as S呈現質量平衡之狀態。根據實驗結果亦可顯示，併同處理反應10小時後，有32%左右的總有機碳TOC損失，以無機碳CO2型態方式逸散至空氣中，但其仍有68%以上的有機物仍以未知的型態存在於水體中，因此利用氣相層析質譜儀(GC/MS)進行分析，所生成之副產物包含了二氧化碳、SO42-，以及低分子量之有機酸-甲酸。而反應速率常數之評估，本研究為假一階反應，反應速率常數會隨著pH值、光觸媒劑量及電洞捕捉劑濃度不同，而有一定之趨勢關係，pH值為3.0時，反應速率常數kobs值分別為k Cr(VI) 0.2027 hr-1及kNS 0.1712 hr-1，光觸媒劑量為1.0 g/L時，反應速率常數kobs值分別為k Cr(VI) 0.2227 hr-1及kNS 0.2150 hr-1，至於當電洞捕捉劑濃度50 mg/L，反應速率常數kobs值，分別為k Cr(VI) 0.1326 hr-1及kNS 0.1448 hr-1。
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煉鋼集塵灰因含有大量重金屬而被列為有害廢棄物，然而目前台灣地區每年產生之煉鋼集塵灰大於可處理量，顯示有許多煉鋼集塵灰仍是廠內暫存。為有效解決煉鋼集塵灰之處理問題，本研究將煉鋼集塵灰摻配變高嶺石及鹼性活化液製成煉鋼集塵灰無機聚合固化體，探討不同SiO2/Na2O比與SiO2/Al2O3比對煉鋼集塵灰無機聚合固化體之抗壓強度、顯微結構與重金屬固化效果之影響，並進一步探討煉鋼集塵灰無機聚合固化體之長期穩定性及環境溶出行為。 由研究結果顯示，以SiO2/Na2O比1.25及SiO2/Al2O3比2.0製作之煉鋼集塵灰無機聚合固化體具有較佳之抗壓強度，固化體養護28天之抗壓強度可達22.9MPa，而固化體中之重金屬溶出濃度可符合毒性特性溶出試驗標準。在顯微結構方面，由XRD之分析結果顯示，煉鋼集塵灰無機聚合固化體主要結晶相為ZnFe2O4；而由SEM分析可以發現，煉鋼集塵灰無機聚合固化體表面呈現緻密但附著些許小顆粒；此外由FTIR分析結果顯示，煉鋼集塵灰無機聚合固化體具有T-O-Si鍵(T=Si或Al)之非對稱伸縮震動吸收峰。 由養護28天之煉鋼集塵灰無機聚合固化體的60天半動態溶出試驗結果顯示，煉鋼集塵灰中之重金屬於煉鋼集塵灰無機聚合固化體中具有長期穩定性，其中以SiO2/Na2O比1.25、SiO2/Al2O3比2.0所製作之煉鋼集塵灰無機聚合固化體較SiO2/Na2O比1.0、SiO2/Al2O3比2.49製作之煉鋼集塵灰無機聚合固化體的長期穩定性為佳。而在顯微結構方面，由FTIR分析結果顯示，隨著萃取時間之增加，煉鋼集塵灰無機聚合固化體中T-O-Si鍵(T=Si或Al)之非對稱伸縮震動吸收峰會往高波數位移；而由SEM分析結果顯示，經萃取後之煉鋼集塵灰無機聚合固化體表面由於酸性溶液的侵蝕會有些許孔洞；由XRD分析結果顯示，隨著萃取時間之增加，煉鋼集塵灰無機聚合固化體之主要晶相仍為ZnFe2O4。 本研究進一步利用地球化學模擬軟體(Visual MINTEQ)針對煉鋼集塵灰與煉鋼集塵灰無機聚合固化體中重金屬之環境溶出行為進行模擬，由研究結果顯示，煉鋼集塵灰及其無機聚合固化體於高pH環境中Si的溶出不似Quartz之溶出行為，而於不同pH環境中Al的溶出則均近似於Ettringite的溶出行為。又Ca的溶出於不同pH環境中有極大之差異，煉鋼集塵灰由高pH值至低pH值之Ca的溶出分別近似於Gypsum、Calcite與Gypsum的溶出行為，而煉鋼集塵灰無機聚合固化體由高pH值至低pH值之Ca的溶出分別近似於Calcite、Ettringite與Gypsum的溶出行為。另外，煉鋼集塵灰與煉鋼集塵灰無機聚合固化體中重金屬Pb、Zn與Cd的溶出則分別近似於PbO、Zn(OH)2、CdO及Cd(OH)2之溶出行為。
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環保署推動垃圾零廢棄政策，96年以後垃圾將不進掩埋場，即不再興建掩埋場，轉而推動金門縣垃圾轉運台灣焚化處理。本研究藉由文獻蒐集，比較國內外目前離島垃圾轉運案例及轉運方式間之差異、優缺點，並由深入訪談，了解金門縣各機關推動垃圾轉運的意願及共識，以個案分析探討垃圾轉運之陸運及海運交通狀況、垃圾轉運站設場址、轉運地點、轉運方式及成本等，也透過SWOT分析評估，了解金門縣垃圾轉運政策之利弊、優劣勢及政策推動之機會與威脅，最後經綜合評估金門縣垃圾轉運至台灣焚化處理之可行性。 本研究發現推動垃圾轉運台灣本島焚化處理，就經濟面採用掩埋方式處理每噸垃圾掩理處理費用約計新台幣4,598元，而垃圾轉運台灣焚化處理以太空包＋開天式貨櫃裝櫃轉運方式辦理，每公頓垃圾轉運費約新台幣4,213元，因此，金門縣垃圾轉運台灣本島焚化處理較在地掩埋成本低；而政策面經深入訪談發現，各相關業務主管、各鄉鎮公所環保課長或清潔隊隊長、掩埋場清潔隊隊員及金門縣船運業者對垃圾轉運政策非常贊成。另根據SWOT 分析顯示推動金門縣垃圾轉運政策是利多於弊，就內部環境評估而言，其優勢條件較劣勢多，在外部環境評估部分，有利於政策推動之機會也較外在威脅來的多；另技術面目前國內已有屏東縣琉球鄉、連江縣、澎湖縣等案例可循，均有此經驗，且太空包＋開天式貨櫃裝櫃轉運方式不需較高技術，而此種垃圾轉運方式應可以有效運，此外環境面以太空包＋開天式貨櫃裝櫃轉運方式，可預防臭味及污水滲漏等二次污染問題，且就金門縣長期發展而言，以掩埋方式處理垃圾是較不利於生態環境的；另垃圾轉運前處理之二次分類可提高資源回收率，並可延長掩埋場50倍的使用年限。 因此，推動金門縣垃圾轉運至台灣本島焚化處理就經濟面、政策面、技術面、環境面皆對金門縣垃圾處理有正面性效益，此政策是可行的，對環境永續發展是一大助力，也能減少金門縣未來發生垃圾危機。
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近年來溫室氣體造成地球暖化，氣候變遷帶來的災害已經成為國際上不得不關注的問題。企業也因此受到氣候變遷帶來的衝擊，無論是立即的危害或是潛在的危機，對企業都是一種莫大的威脅與挑戰。因此企業在綠色供應鏈中的碳管理的策略上將更加重視。 許多跨國企業的社會責任報告書中，已公開其主要的供應商，並要求這些公司揭露其碳資訊，在這些企業中不乏台灣工業大型廠商。換句話說，台灣電子產業將直接受到國際大廠的要求執行相關碳管理策略與揭露其碳排放量。台灣雖然是非京都機制會員國之ㄧ，但受到跨國企業大廠的對溫室氣體排放減量的壓力下，勢必也要為排量減量負起共同的責任。 本研究將針對台灣電子相關產業對於綠色供應鏈中各個階段的碳管理策略，廣泛蒐集國際跨國企業在碳管理方面的實務做法，利用文獻整理出企業在各階段所適用的碳管理策略，以及跨國企業在評選供應商所重視的碳管理方面要求，彙整出企業在綠色供應鏈中碳管理各階段主要的方法，將企業碳管理策略分為四個階段，共19個碳管理相關策略。利用企業問卷回覆來分析企業對於碳管理策略的重要性認知與目前執行程度。進一步了解台灣電子產業在綠色供應鏈中碳管理的作法與目前執行的程度。 透過研究結果顯示，台灣大型電子企業對於「產品導入綠色設計」、「原料選擇」、「提升能源效率」、「包裝減量與回收再利用」等碳管理策略的重要性認知與執行程度最高。台灣產業受到客戶要求做碳資訊揭露與使用國際標準碳管理的情況下，對供應鏈管理階段的碳策略也產生顯著的影響。
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目前檢測室內空氣品質之設備除有符合環檢所公告之標準分析儀外，另有商業化直讀儀，這類的直讀儀具有及時分析、體積小便於攜帶、安靜、操作簡單、儀器價格及檢測費便宜等優點。因此本研究利用符合公告檢測方法之標準分析儀對直讀儀進行相對準確度測試查核(Relative Accuracy Test Audit，RATA)，期藉由本研究之相對準確度測試增加直讀儀數據的可信度。 本研究分兩部分，首先是建立直讀儀的校正及相對準確度測試的研究方法，再針對幾種直讀儀套用前述建立之校正方法後，在不同條件下與標準分析儀進行相對準確度測試查核。 由實驗結果得知，直讀儀可利用建立檢量線，經線性迴歸修正後增加數據可信度。當檢測濃度在第二類的「室內空氣品質建議值」50％以上時，CO整體之相對準確度較佳，分別為3.26％及5.40％，CO2次之，最後是O3；在建議值50％以下時，CO相對準確度為4.91％及7.22％，CO2最佳可達5.81％，O3為9.36％。由此可知直讀儀在低濃度時之相對準確度較差。就溫度條件而言，直讀儀在操作條件20℃~25℃時相對準確度較佳。
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本研究目的透過文獻回顧，瞭解永續發展對經濟、社會與環境的影響與趨勢，從文獻中找出零售商之永續議題及發展成問卷，以深入探討小型零售業永續發展之道。企業永續發展的演進，企業不以賺錢為唯一目標。 本問卷乃透過整理有關企業永續之國內外相關文獻，並參考耶魯大學Esty與Winston兩位教授所提出之AUDIO分析工具，分別從考量面、上游、下游、議題、機會五個向度來分析及永續性報告指南架構，並應用本研究之小型LED照明零售商。調查對象以從事LED綠色能源並致力於環保及永續的小型LED照明零售業者。 本研究小型LED零售商之永續性架構三大主軸。第一主軸為『經濟面』-涵蓋三項議題，以了解經濟成功。第二主軸則為『社會責任面』-涵蓋十項議題，了解企業社會責任層面的架構與狀況。第三主軸為『環境責任面』-涵蓋十五項議題，了解企業對環境層面的績效資訊與概況。以上問卷議題共計二十八項。經調查七十五家企業後，所得數據以SPSS分析與統計。將研究分析並總結歸納出七項結論如下。 (1) 小型零售商未來一定會被要求負起節能減碳的責任。(2) 企業問卷的結 果顯示，LED零售商對永續生產與消費非常重視，因此小型LED照明零售商應即早配合政府的綠政策。(3)小型LED零售商對於永續性的重要認知非常高，占89%，但大多數企業(81.3%)並未建立永續工具。另外LED零售商最重視議題是與客戶的關係，最不重視議題是對社區繁榮有貢獻。認為獲利上無法突破的關鍵是競爭力、創新力、獲利力與永續管理工具。(4) LED零售商的永續性的實施程度均低(低於50%)，此為目前小型獨立零售商的通病。(5)永續性重要認知與實際實施比較未見落差，首要議題均是與客戶的關係，而落後議題均是對社區繁榮有貢獻。(6)成立時間的長短與實施情況並未有太大差異，實施落後議題均是對社區繁榮有貢獻。(7)新成立的公司(成立5年以下)對社會公平、降低廢棄物與省水等議題的實施，優於成立較長的公司。意味著新公司有新思維，會配合社會與環境趨勢發展。 依據本研究的結論，分別針對小型LED照明零售商、政府與將來研究三方面提出建議，以促使台灣即早進入綠社會，達到節能與減少二氧化碳排放，詳細請參閱本論文第五章結論與建議。
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本研究以奈米過濾（Nanofiltration）結合流體化結晶床（Fluidized bed crystallizers）系統程序，處理工業製程含銅（Cu2+）、鎳（Ni2+）重金屬廢水並達到場內水再生循環利用可行性探討。 研究結果顯示，設定進流水 pH 值為 3 時，奈米薄膜對銅離子截留率為 98.8%、鎳離子截留率為 99.1%，可達到純化二價金屬離子之目的。離子截留效率受到進流水總離子強度大小的影響，進流離子濃度越高，流通量越小，且截留效果越差。此外，奈米薄膜對具相同電性的銅（Cu2+）、鎳（Ni2+）離子截留率取決於離子水合能的大小。當系統操作壓力為 80 psi及低 pH 值，且體積迴流率達到95% 時，銅、鎳離子濃度可濃縮至原水濃度的 22 倍及 28 倍。 流體化結晶床系統中於較佳的操作條件下，以粒徑 0.25∼0.45 mm 為結晶擔體，當碳酸鈉加藥比為 CT/Metal = 6.0，7.0、pH 值 = 8，9、水力停留時間為 20 min 及擔體量 0.382 g/L 時，銅、鎳離子有約 50% 結晶比例且去除效率可達到 99%。在連續操作方面，當進流的銅、鎳離子濃度為 1000 mg/L 時，去除反應不會因操作時間長而降低處理能力，處理過程中所考慮的僅因擔體的增大致使水力停留時間縮短。就反應後進行結晶擔體表面的結構觀察發現，分別為藍色及綠色結晶物覆蓋在擔體上，而經由SEM影像圖可觀測在擔體表面上被棉絮狀物體所覆蓋，且隨時間增加，擔體有增大且呈現團狀及塊狀結晶物；在連續操作後之擔體結晶量於銅離子為 505.2 g/kg-sand、鎳離子為 526.8 g/kg-sand，含量約為總結晶物的 1/8。
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為提升國民良好生活環境，國內積極推動發展污水下水道之建設，污泥產量隨之增加。本研究比較超音波及臭氧前處理技術，結合歐美及日本先進國家之已開發高溫嗜熱菌污泥減量技術，比較此三種污泥減量技術之最適化去除效率，以超音波前處理結合高溫好氧消化為最佳前處理技術。 超音波前處理之特色為將污泥膠羽破壞使顆粒變小，提升較難溶出之有機質溶出速率，減少消化時間及剩餘污泥產量。將下水污泥予以超音波水解處理之目的，在於提升後續高溫好氧消化之污泥減量效率。高溫好氧消化技術具備下列幾項特點：(1)使有機廢棄污泥之產量大幅降低；(2)縮短污泥停留時間；(3)對致病菌具有殺菌之能力。 本研究探討污泥減量技術之最適化去除效率，為達到污泥減量之目的，應用污水廠質量平衡模式比較各影響因子對於污泥產生量之影響，得其影響因子依序為污泥含水率、污水處理等級、污水量等，並評估前處理技術減量效率對污泥減量及污泥最終處置費用之影響，綜合討論前處理減量技術之污泥減量及污泥最終處理費用之關係；此外，亦以環境面、社會面、管理面等三面向，評估最適化前處理污泥減量技術之優勢與劣勢並討論其實廠可行性。 本研究以超音波前處理結合高溫好氧消化為最適化前處理技術，相較於本研究其他前處理技術，其優勢為污泥消化時間短、污泥減量處理效率高等，可進一步減少污泥最終處置費用，為具有發展潛力之創新污泥減量技術。