垃圾焚化產生的飛灰需要處理至低於毒性特性溶出程序(TCLP)溶出標準才能進掩埋場或再利用，因新北市地狹人稠，大量的飛灰若選擇以水泥固化再掩埋方式處理，在未來將會導致掩埋地不敷使用。本研究所探討的坡縷石穩定製程(黃郁凱，2015)，其研磨後穩定化物通過再利用管理標準，但仍處於實驗室階段且其對新北市生態系統品質(Ecosystem quality)、人體健康(Human health)、資源(Resources)、氣候變遷(Climate change)以上四層面的影響及進入實廠可行性待考量，因此以情境分析方式進行生命週期評估以探討以上四層面的影響，以IMPACT 2002+為衝擊評估方法並選擇標準化方式為損害層級類別，由生命週期評估軟體GaBi ts運算並以廢棄物管理為系統邊界，功能單位為在新北市處理1 ton垃圾焚化飛灰，使飛灰穩定化重金屬符合再利用管理標準。本研究將衝擊評估分成三個部分：第一部分為坡縷石穩定製程中各程序比較，第二部分為第一部分各程序加入再利用成紅磚情境再作各程序比較，第三部分為第二部分的衝擊評估結果與(黃泰元，2015)固化掩埋製程比較。第一部分各程序的最大考量層面皆為可吸入性無機物對應損害類別層級之人體健康，係以台灣電力製程所排放可吸入至呼吸道粒狀污染物的潛在風險最大。第二部分研磨3小時前最大考量面為全球暖化500年對應損害類別層級之氣候變遷，係以窯燒程序燃燒生煤所排放二氧化碳、再利用成紅磚情境之機具耗用柴油、台電以火力發電為主要供電來源，以上三項影響氣候變遷的潛在風險最大；研磨3小時後最大考量層面改為人體健康，衝擊評估結果與第一部分相同。第三部分將(黃泰元，2015)固化掩埋製程的衝擊評估結果和第二部分相比，除了氣候變遷之外，人體健康、資源、生態系統品質與加總後四層面的影響數據均以固化掩埋製程較大。

MSWI fly ash need to be processed so that its toxicity is below the toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) standard before being accepted into a landfill or reused. Currently there are no appropriate ways of reusing the tons of fly ash stabilized by cement solidification and landfill is its final disposal. However, there will not be adequate room for landfill, since New Taipei City is densely populated. The stabilization process discussed in the research can use the resultant as raw materials for potential products, but its effects on the Ecosystem quality, Human health, Resources, Climate change in New Taipei City and the feasibility of transforming the resultant into products are unknown. Accordingly, the above four effects are discussed based on the life cycle assessment by the scenario analysis. In the procedure of assessment, the impact assessment method for IMPACT 2002+, the GaBi software, the system boundary for waste management, and the functional unit for stabilized one ton of MSWI fly ash in New Taipei City are chosen so that the resultant can meet the standard of reuse. The impact assessment is separated into three parts: in the first and second parts, the comparison of the results of the impact assessment for each procedure is made, but in the second part is added the scenario of the reuse of the resultant as the red brick, and in the third part the impact assessment for the second part and the process for stabilization of MSWI fly ash by cement solidification then sanitary landfill is compared. Of the four effects in each procedure discussed in the first part, the greatest is the effect on Human health, which, according to research, is contributed mostly by Taipower. The major effect of the four effects in the second part in the procedure of transforming the resultant into red bricks is Climate change, but when the milling time is extended to more than 3 hours, the major effect in each procedure changes from Climate change to Human health which is the same result as the first part. The major effect of the four effects in the third part in the process of cement solidification is Human health, and second to it is Climate change. Except Climate change, the other three effects of the process of cement solidification is greater than those of the other process, and the total impact is larger too.

第一章 緒論	1
1-1 研究背景與動機	1
1-2 研究目的	1
第二章 文獻探討	3
2-1 垃圾焚化飛灰簡介	3
2-1-1 垃圾焚化飛灰之物理特性	4
2-1-2 垃圾焚化飛灰之化學特性	4
2-2 坡縷石簡介	5
2-2-1 坡縷石特徵	6
2-2-2 坡縷石之物理特性	6
2-2-3 坡縷石之吸附性	7
2-2-4 坡縷石在環境方面的應用	8
2-3 坡縷石穩定化製程	8
2-3-1 焚化飛灰水萃前處理程序	8
2-3-2 坡縷石吸附水萃液程序	10
2-3-3 研磨穩定化程序	12
2-4 再利用成紅磚情境	13
2-4-1 紅磚簡介	13
2-4-2 製磚原料	13
2-4-3 飛灰添加於紅磚進料燒結特性研究	13
2-4-4 紅磚製程	13
2-5 固化掩埋製程	14
2-5-1 焚化飛灰水萃前處理程序	14
2-5-2 水泥水合混鍊程序	14
2-5-3 固化體養生乾燥程序	14
2-6 生命週期評估簡介	14
2-6-1 生命週期評估所遵從的ISO規範之簡介	16
2-6-2 ISO 14040所提及之用語與定義	17
2-6-3 生命週期評估的實行架構	19
2-6-4 生命週期評估各階段簡介	20
2-6-5生命週期評估軟體GaBi簡介	34
第三章 研究流程與資料盤查	36
3-1 研究流程	36
3-2 情境分析法	37
3-3 坡縷石穩定製程中各程序之生命週期評估	38
3-3-1 目標與範疇界定	38
3-3-2 生命週期盤查分析	39
3-4 坡縷石穩定製程加入再利用成紅磚情境各程序之生命週期評估	48
3-4-1 目標與範疇界定	48
3-4-2 生命週期盤查分析	49
3-5 第二部分結果與固化掩埋製程之生命週期評估比較	50
3-5-1 目標與範疇界定	50
3-5-2 生命週期盤查分析	50
第四章 結果與討論	53
4-1 坡縷石穩定製程各程序之生命週期評估	53
4-1-1 生命週期衝擊評估	53
4-1-2生命週期結果與闡釋	69
4-1-3 探討以台灣電力改焚化廠發電對四層面影響	72
4-2 坡縷石穩定製程加入再利用成紅磚情境各情境之生命週期評估	76
4-2-1 生命週期衝擊評估	76
4-2-2 生命週期結果與闡釋	92
4-3 第二部分結果與固化掩埋製程之生命週期評估比較	93
4-3-1 生命週期衝擊評估	93
4-3-2 生命週期結果與闡釋	96
第五章 結論與建議	97
5-1 結論	97
5-2 建議	97
參考文獻	98
附錄	104
資源化產品品質標準	104

圖目錄
圖2-1 坡縷石之電子顯微鏡倍率放大x15,000	6
圖2-2 飛灰多段水萃廢液氯離子含量變化	9
圖2-3 飛灰多段水萃廢液重金屬含量變化	10
圖2-4 時間對吸附量的影響	11
圖2-5 LCA為產品製程找出環境問題並提出決策建議的工具之一	15
圖2-6 生命週期模型和生命週期評估流程	16
圖2-7 ISO 14044指導在盤查分析階段確立功能單位和系統邊界流程	17
圖2-8 單元過程介紹	18
圖2-9 坡縷石穩定製程之單元過程	19
圖2-10 生命週期評估之系統邊界選取	21
圖2-11 IMPACT 2002+之衝擊類別	22
圖2-12 IMPACT 2002+中點類別層級標準化對應方式	23
圖2-13 IMPACT 2002+損害類別層級標準化對應方式	24
圖2-14 IMPACT 2002+已標準化的損害類別層級標準化對應方式	25
圖2-15 不確定性對於LCI和中點法以及終點法之比較	29
圖2-16 解釋環境衝擊之因果鏈	30
圖2-17 衝擊評估標準化示意圖	32
圖3-1 研究流程	36
圖3-2 第一部分系統邊界	38
圖3-3 坡縷石穩定製程質量平衡流程圖 [ton]	40
圖3-4 第二部分系統邊界	49
圖3-5 第三部分系統邊界	50
圖3-6 固化掩埋製程質量平衡流程圖	51
圖4-1非再生能源資源排放之盤查分析結果	55
圖4-2 非再生元素排放之盤查分析結果	55
圖4-3 非再生資源排放之盤查分析結果	56
圖4-4 暫存貨物排放之盤查分析結果	56
圖4-5 無機物排放至空氣之盤查分析結果	57
圖4-6 其他物質排放至空氣之盤查分析結果	57
圖4-7 其他物質排放至淡水之盤查分析結果	58
圖4-8 能源使用非再生能源資源之盤查分析結果	59
圖4-9 能源使用再生能源資源之盤查分析結果	60
圖4-10 能源使用其他物質排放至空氣之盤查分析結果	60
圖4-11 能源使用其他物質排放至淡水之盤查分析結果	61
圖4-12 第一部分Monte Carlo analysis	66
圖4-13 第一部分敏感度分析	67
圖4-14 第一部分標準化結果	69
圖4-15 第一部分各程序中點類別層級 [pers.y]	71
圖4-16 第一部分電力來源改日本焚化廠發電損害類別層級分類至四層面再標準化	75
圖4-17 非再生能資源排放之盤查分析結果	77
圖4-18 非再生元素排放之盤查分析結果	78
圖4-19 非再生資源排放之盤查分析結果	78
圖4-20 可再生資源排放之盤查分析結果	79
圖4-21 暫存貨物排放之盤查分析結果	79
圖4-22 無機物排放至空氣之盤查分析結果	80
圖4-23 能源使用非再生能資源之盤查結果	81
圖4-24 能源使用可再生能資源之盤查結果	81
圖4-25 第二部分第一次Monte Carlo analysis	84
圖4-26 第二部分第一次敏感度分析	85
圖4-27 第二部分第二次Monte Carlo analysis	86
圖4-28 第二部分第二次敏感度分析	87
圖4-29 第二部分標準化結果比較	92
圖4-30 第三部分標準化結果比較	96

表目錄
表2-1 台灣垃圾焚化飛灰重金屬含量、化學成分	4
表2-2 臺北市木柵和北投焚化廠垃圾焚化飛灰物理性質	4
表2-3 台灣垃圾焚化飛灰重金屬主要來源	5
表2-4 台灣垃圾焚化飛灰重金屬TCLP之比較	5
表2-8 坡縷石化學組成	6
表2-5 坡縷石元素組成	7
表2-6 物理吸附與化學吸附之特性差異	8
表2-7 不同吸附劑之吸附能力比較	10
表2-8 不同坡縷石添加量吸附100ml飛灰水萃液重金屬濃度變化	11
表2-9 吸附水萃液的坡縷石和水萃灰共同研磨後TCLP溶出量	12
表2-10 解釋當量和權重	15
表2-11 坡縷石穩定製程的投入之數據	19
表2-12 坡縷石穩定製程的產出之數據	19
表2-13 IMPACT 2002+損害衝擊類別單位之解釋說明	24
表2-14 IMPACT 2002+中點衝擊類別之解釋說明	26
表2-15 IMPACT 2002+中點類別層級標準化因子	27
表2-16 IMPACT 2002+損害類別層級再標準化因子	28
表2-17 IMPACT 2002+已標準化的損害類別層級再標準化因子	28
表2-18 溫室氣體的全球暖化潛勢及生命期	31
表3-1 新北市垃圾焚化飛灰資料表	37
表3-2 第一段水萃程序模擬及操作條件	42
表3-3 第二段水萃程序模擬及操作條件	43
表3-4 吸附程序模擬及操作條件	44
表3-5 混合程序模擬及操作條件	45
表3-6 研磨程序模擬及操作條件	45
表3-7 研磨的脫水單元模擬及操作條件	46
表3-8 第一段水萃設備和能源用量	46
表3-9 第二段水萃設備和能源用量	47
表3-10 坡縷石吸附水萃液設備和能源用量	47
表3-11 研磨穩定流程設備和能源用量	47
表3-12 穩定化階段之盤查清單	48
表3-13 穩定化階段電力用量	48
表3-14 再利用成紅磚情境能資源用量	49
表3-15 再利用成紅磚情境製造階段之盤查清單	49
表3-16 固化掩埋製程包含水萃前處理程序盤查清單	52
表3-17 固化掩埋製程包含水萃前處理程序電力用量	52
表3-18 固化掩埋製程包含水萃前處理程序柴油用量	52
表4-1 第一部分盤查分析結果 Emissions for Mass [ton] (Ⅰ)	53
表4-2 第一部分盤查分析結果 Emissions for Mass [ton] (Ⅱ)	54
表4-3 第一部分盤查分析結果 Emissions for Mass [ton] (Ⅲ)	55
表4-4 第一部分盤查分析結果 Energy Use for net calorific value [kWh] (Ⅰ)	58
表4-5 第一部分盤查分析結果 Energy Use for net calorific value [kWh] (Ⅱ)	59
表4-6 第一部分各程序特徵化	62
表4-7 第一部分各程序損害類別層級	63
表4-8 第一部分球磨機電力加倍特徵化	64
表4-9 第一部分球磨機電力加倍損害類別層級	65
表4-10 第一部分敏感度分析	66
表4-11 第一部分各程序損害類別層級分類至四層面	67
表4-12 第一部分各程序損害類別層級分類至四層面再標準化	67
表4-13 第一部分球磨機電力加倍損害類別層級分類至四層面	68
表4-14 第一部分球磨機電力加倍損害類別層級分類至四層面再標準化	68
表4-15 第一部分各程序中點類別層級	70
表4-16 第一部分電力來源改日本焚化廠發電特徵化	73
表4-17 第一部分電力來源改日本焚化廠發電損害類別層級	74
表4-18 第一部分電力來源改日本焚化廠發電損害類別層級分類至四層面	74
表4-19 第一部分電力來源改日本焚化廠發電損害類別層級分類至四層面再標準化	75
表4-20 第二部分盤查分析結果 Emissions for Mass [ton] (Ⅰ)	76
表4-21 第二部分盤查分析結果 Emissions for Mass [ton] (Ⅱ)	77
表4-22 第二部分盤查分析結果Energy Use for net calorific value [kWh]	80
表4-23 第二部分各程序特徵化	82
表4-24 第二部分各程序損害類別層級	83
表4-25 溫室氣體排放當量	84
表4-26 第二部分第一次敏感度分析	85
表4-27 第二部分第二次敏感度分析	86
表4-28 第二部分各程序損害類別層級分類至四層面	87
表4-29 第二部分各程序損害類別層級分類至四層面再標準化	88
表4-30 第二部分球磨機電力加倍特徵化	89
表4-31 第二部分球磨機電力加倍損害類別層級	90
表4-32 第二部分球磨機電力加倍損害類別層級分類至四層面	91
表4-33 第二部分球磨機電力加倍損害類別層級分類至四層面再標準化	91
表4-34 第三部分特徵化數據	94
表4-35 第三部分損害類別層級分類至四層面	95
表4-36 第三部分損害類別層級分類至四層面再標準化	95

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經濟部標準檢驗局 (2006)，“ISO/CNS 14044：環境管理-生命週期評估-要求事項與指導綱要”，臺北市。

羅時麒 (2005)，“以系統性機率模式鑑定、量化與整合生命週期評估之不確定性”，博士論文，國立臺灣大學。

蕭瓊茹 (2012)，“資源回收再利用產品之環境衝擊評估-以燈管及乾電池為例”，碩士論文，國立臺北科技大學。

李佳禾 (2004)，“生命週期評估與環境績效分析研究─以人造纖維產品為例”，碩士論文，國立成功大學。