飛灰資源化為目前處理飛灰最佳的可行方案，但是在研發資源化技術過程中，必須同時考慮，資源化對整體環境的負載，以免解決了飛灰的問題，卻帶來更多的環境問題；因此如果能在研發的階段便導入生命週期思維，並模擬評估日後實廠的狀況，如此一來便能更清楚的掌握研發的方向，進而使日後研發出來飛灰資源化的技術對總體環境負載能降到最低。本研究運用生命週期評估技術，來模擬都市焚化飛灰資源化實廠化後對環境的影響，並使用生命週期軟體Simapro來分析；在此資源化的技術是以本研究室研發的焚化飛灰資源化為環保紅磚之技術為模擬分析的方向並提出改進方案；比較一般傳統紅磚、環保紅磚及將經生命週期評估後改進之第二代環保紅磚進行比較，以利日後研發及實廠建設之參考。
    結果發現利用焚化飛灰製作成環保紅磚原料之製程中，磷酸的使用對環境所造成的環境負荷最大、其次是電力的使用。而針對此結果，本實驗提出使用廢磷酸來取代磷酸的使用建議，且經過假設模擬後發現，可以大量的減少環境負荷。最後比較一般紅磚、環保紅磚及第二代環保紅磚的單點得分後可發現，一般紅磚的分數為3.77E-03 Pt、環保紅磚的分數為4.05E-03 Pt，兩者僅相差了2.08E-04 Pt，兩者相差十分接近，本結果完全顛覆了外界對飛灰資源化的觀感，在此之前普遍認為飛灰資源化為高耗能、對環境衝擊大，但整體來看，其實差距不大，而日後若能使用廢磷酸來穩定重金屬，此製成的第二代環保紅磚，其分數便少於紅磚為3.44E-03 Pt，因此對環境相對最友善，因此可作為日後研發的方向。

The recovery is the best way to the management of municipal solid waste incinerator (MSWI) fly ash. However, we have to consider that the whole environmental load affected by recovery process for fear of causing more environmental problems after solving the problem of fly ash. Thus, if the Life Cycle Thinking could be introduced at the initial stage of research and full-scale simulated assessment, we might have a clear direction and improved skill for fly ash recovery to reduce the whole environmental load. In this study, Life Cycle Assessment was applied to simulate the environmental influence of in-plant recovery of fly ash and the Life Cycle program “Simapro” was adopted to perform this study. The technology assessed here was the recovery of fly ash for green brick manufacture which was developed from our research team. The improvement project was presented after the assessment and comparison of traditional bricks, green bricks and 2nd green bricks.
    The results indicated that the use of phosphoric acid has the biggest environmental load in the process of green brick manufacture and power was the next. Therefore, waste phosphoric acid was suggested for the substitute in the experiment and we found that it can reduce environmental load substantially. Finally, comparing with traditional brick, green brick and 2nd green brick, we found that single score of traditional bricks was 3.77E-03 Pt, the green brick was 4.05E-03 Pt. The difference between these two was only 2.08E-04 Pt. Before the assessment, people usually considered that the recovery of fly ash was high-energy consumption and high impact to environment. However, the results showed that recovery of fly ash didn’t spend much more than the traditional process, and further, if waste phosphoric acid was adopted for substitute in the production process of 2nd green brick, the single score was reduced to 3.44E-03 Pt which was less than the single score of traditional brick. Therefore, the process of 2nd green brick was the friendliest technology to environment that could be the further direction of research in the future.

總目錄
中文提要	I
英文提要	II
總目錄	IV
圖目錄	VII
表目錄	IX
第一章 緒論	1
1-1 研究背景與動機	1
1-3 研究範圍與名詞解釋	3
1-3-1 研究範圍	3
1-3-2 名詞解釋	3
1-4 研究架構	4
第二章  文獻探討	5
2-1 焚化飛灰簡介	5
2-1-1 焚化飛灰物理特性	6
2-1-2 焚化飛灰的化學組成	7
2-2 焚化飛灰中戴奧辛之特性	7
2-3 焚化飛灰再利國內相關研究	8
2-4 紅磚簡介	10
2-4-1 製磚原料	10
2-4-2 紅磚製程	11
2-4-3 紅磚的工程性質	11
2-4-4 紅磚原料黏土資源	12
2-5 飛灰資源化為紅磚進料之流程	13
2-5-1 水萃流程	13
2-5-2 磷酸對飛灰中重金屬之穩定	13
2-5-3 飛灰研磨粉體技術	14
2-6 環保紅磚燒結特性研究	15
2-6-1 環保紅磚的製造流程	15
2-6-2 材料添加比例探討	15
2-6-3 環保紅磚的利基分析	16
2-7 生命週期評估	16
2-7-1 簡介	16
2-7-2 生命週期評估的實行架構	17
2-8 SimaPro軟體的簡介	21
2-9 評估方法Eco-Indicator 99 簡介	24
2-9-1 特徵化	24
2-9-2 損害評估	26
2-9-3 常態化	27
2-9-4 加權	28
2-9-5 單點得分	29
2-10 盤查工具的介紹	29
第三章  研究流程與資料盤查	31
3-1 研究流程	31
3-2 飛灰資源化為紅磚進料之製程資料建立	32
3-2-1 製程設計	32
3-2-2 相關資料的模擬	33
3-2-3 原料及操作條件	36
3-2-4 設備資料建立	42
3-3 紅磚實廠資料收集與盤查	44
3-3-2 第一階段實施方法	44
3-3-3 第二階段實施方法	46
3-3-4 第三階段盤查資料建立	47
3-4 紅磚盤查資料建立	47
3-4-1 紅磚盤查說明	47
3-4-1 紅磚盤查資料建立	48
第四章  結果與討論	65
4-1 飛灰資源化為紅磚進料之生命週期評估	65
4-1-1 目的及範圍界定	65
4-1-2 定義功能單位	66
4-1-3 盤查資料	66
4-1-4 衝擊評估	67
4-2紅磚進料以廢磷酸取代磷酸之生命週期評估比較	90
4-2-1目的及系統範圍	91
4-2-3 盤查資料	92
4-2-4 衝擊評估	93
4-3 環保紅磚製程探討	108
4-3-1 紅磚製程與環保紅磚製程之差異	108
4-3-2 飛灰資源化為紅磚進料之投放點討論	108
4-3-3 製程改善	111
4-3-4 飛灰資源化環保紅磚進料之投料比例說明	111
4-3-5 模擬環保紅磚盤查資料之假設	113
4-4環保紅磚之生命週期評估	113
4-4-1 目的及範圍的界定	113
4-4-2 定義功能單位	114
4-4-3 盤查資料	114
4-4-4衝擊評估	115
4-5 紅磚、環保紅磚及第二代環保紅磚比較	138
4-5-1 目的及範圍界定	138
4-5-2 定義功能單位	139
4-5-3 盤查資料	140
4-5-4 衝擊評估	142
第五章  結論與建議	156
5-1 結論	156
5-2建議	157
第六章  參考文獻	158
 
圖目錄
圖1–1 環保紅磚與傳統紅磚之比較	3
圖2–1 生命週期評估方法架構圖	18
圖2–2 樹狀圖圖例	23
圖3–1 研究設計流程	31
圖3–2 飛灰製程各單元說明圖	33
圖3–3 飛灰資源化為紅磚進料完整流程圖	35
圖3–4 水萃及填質研磨穩定物質向圖	41
圖3–5 組織架構圖	45
圖3–6 醒土流程表	50
圖3–7 練土流程圖	52
圖3–8 練土製坯流程圖	55
圖3–9 疊坯乾燥流程圖	58
圖3–10 隧道窯風向圖	60
圖3–11 窯燒流程圖	61
圖4–1 飛灰資源化為紅磚進料製程範圍	65
圖4–2 飛灰資源化為紅磚進料製程盤查	67
圖4–3 飛灰資源化為紅磚進料特徵化 結果圖	68
圖4–4 致癌物 特徵化樹狀圖	70
圖4–5 可吸入性有機物 樹狀圖	71
圖4–6 可吸入性無機物 特徵化樹狀圖	72
圖4–7 氣候變遷 特徵化樹狀圖	73
圖4–8 輻射 特徵化樹狀圖	74
圖4–9 臭氧層 特徵化樹狀圖	75
圖4–10 生態毒性 特徵化樹狀圖	76
圖4–11 酸化/優氧化 特徵化樹狀圖	77
圖4–12 土地使用 特徵化樹狀圖	78
圖4–13 礦物 特徵化樹狀圖	79
圖4–14 石化燃料 特徵化樹狀圖	79
圖4–15 飛灰資源化為紅磚進料 損害評估圖	81
圖4–16 人體健康 損害評估樹狀圖	82
圖4–17 生態系統品質 損害評估樹狀圖	83
圖4–18 資源消耗 損害評估樹狀圖	84
圖4–19 飛灰資源化為紅磚進料 常態化圖	85
圖4–20 飛灰資源化為紅磚進料 權重圖	87
圖4–21 飛灰資源化為紅磚進料 單點得分圖	89
圖4–22 飛灰資源化為紅磚進料製程範圍	91
圖4–25 特徵化比較圖	98
圖4–26 損害評估比較圖	100
圖4–27 常態化比較圖	102
圖4–28 權重比較圖	104
圖4–29 單點得分比較圖	106
圖4–30 飛灰資源化為紅磚進料投料點評估圖	110
圖4–31 不同配比下環保磚的強度	112
圖4–32 系統範圍圖	114
圖4–33 環保紅磚盤查資料	115
圖4–34 環保紅磚特徵化分析	116
圖4–35 致癌物特徵化樹狀圖	118
圖4–37 可吸入性無機物特徵化樹狀圖	120
圖4–38 氣候變遷特徵化樹狀圖	121
圖4–39 輻射特徵化樹狀圖	121
圖4–41 生態毒性特徵化樹狀圖	123
圖4–42 酸化/優氧化特徵化樹狀圖	123
圖4–44 礦物特徵化樹狀圖	124
圖4–45 石化燃料特徵化樹狀圖	125
圖4–46 損害評估人體健康圓餅圖	126
圖4–47 損害評估生態系統品質圓餅圖	126
圖4–49 環保紅磚損害評估圖	128
圖4–50 環保紅磚常態化圖	131
圖4–51 環保紅磚權重圖	133
圖4–52 特徵化因子之單點得分百分比圖	135
圖4–53 單點得分總分圓餅圖	136
圖4–54 單點得分圖	137
圖4–55 紅磚系統範圍	139
圖4–56 環保紅磚系統範圍圖	139
圖4–57 紅磚製程盤查資料圖	140
圖4–58 環保紅磚製程盤查資料圖	141
圖4–59 第二代環保紅磚盤查圖	142
圖4–60 特徵化比較圖	147
圖4–61 損害評估比較圖	149
圖4–62 常態化比較圖圖	151
圖4–63 權重比較圖	153
圖4–64 單點得分比較表	155

 
表目錄
表2–1 Particlesize distribution (wt.%) of MSWI fly ash	6
表2–2 國內外焚化飛灰元素分析結果（單位：%）(蘇氏，2001)	7
表2–3 CNS 382 建築用普通磚之規格	11
表2–4 人體健康損害評估範疇因子表	26
表2–5 生態品質系統損害評估範疇因子表	27
表2–6 資源耗用損害評估範疇因子表	27
表2–7 Eco-Indicator 99 常態化效應因子	28
表2–8 Eco-Indicator 99 評價加權因子	28
表3–1 台北市焚化飛灰資料表	33
表3–2 第一段水萃模擬及操作條件	37
表3–3 第二段水萃操作條件	38
表3–4 調質穩定研磨操作條件	40
表3–5 第一段水萃製程設備及與用能源評估表	42
表3–6 第二段水萃製程設備及與用能源評估表	43
表3–7 調質穩定設備及與用能源評估表	44
表3–8 醒土盤查資料表	49
表3–9 練土資料盤查表	53
表3–10 去雜質破碎盤查表	53
表3–11 混練製坯資料表	56
表3–12 疊坯乾燥資料表	59
表3–13 窯燒盤查資料表	63
表4–1 飛灰資源化為紅磚進料 特徵化表	69
表4–2 飛灰資源化為紅磚進料 損害評估表	80
表4–3 飛灰資源化為紅磚進料 常態化表	84
表4–4 飛灰資源化為紅磚進料 權重表	86
表4–5 飛灰資源化為紅磚進料 單點得分表	88
表4–6 致癌物 特徵化表	93
表4–7 在可吸入性有機物 特徵化表	94
表4–8 可吸入性無機物 特徵化表	94
表4–9 氣候變遷特徵化表	95
表4–10 輻射特徵化表	95
表4–11 臭氧層特徵化表	95
表4–12 生態毒性特徵化比較表	96
表4–13 酸化/優氧化特徵化表	96
表4–14 土地使用特徵化表	97
表4–15 礦物特徵化表	97
表4–16 石化燃料特徵化表	97
表4–17 損害評估表	99
表4–18 常態化表	101
表4–19 權重表	103
表4–20 單點得分比較表	107
表4–21 投料點整理表	109
表4–22 黏土與飛灰資源化為環保紅磚進料配比	112
表4–23 特徵化表	117
表4–24 損害評估表	129
表4–25 常態化總分表	130
表4–26 常態化個別分數表	130
表4–27 權重表	132
表4–28 單點得分表	134
表4–29 單點得分總分表	135
表4–30 致癌物特徵化比較表	143
表4–31 可吸入性有機物特徵化比較表	143
表4–32 可吸入性無機物特徵化比較表	143
表4–33 氣候變遷特徵化比較表	144
表4–34 輻射特徵化比較表	144
表4–35 臭氧層特徵化比較表	144
表4–36 生態毒性特徵化比較表	145
表4–37 酸化/優氧化特徵化比較表	145
表4–38 土地使用特徵化比較表	145
表4–39 礦物 特徵化比較表	146
表4–41 損害評估表	148
表4–42 常態化比較比	150
表4–43 權重表	152
表4–44 單點得分表	154

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