臺灣博碩士論文加值系統

目前大氣層溫室氣體大量增加，使正常的溫室效應額外增多，形成地球暖化，造成氣候變遷，進而釀成災害。如何減少溫室氣體（尤其是CO2）的排放，是各界努力與研究的方向。人工濕地是現今廣被利用處理廢污水的方式之一，其CO2減量成效如何？是值得探討課題。
本研究期望建立一套人工濕地的CO2減量評估模式，利用人工濕地現況數據，建立運算流程，進而評估使用年限(內)減碳成效、預測CO2排放(削減)量。
本研究選擇台灣地區18處人工濕地，使用20年計，由三個面向作探討：
①以人工濕地水質淨化功能模擬設計污水廠，再以生命週期評估(LCA)的觀點，估算污水廠CO2排放量，視為人工濕地淨化功能CO2削減量，
②初期建設時建材CO2排放量，
③水生植物CO2吸存量。
以Excel試算表方式進行數據估算，內嵌相關公式，加總後(①-②+③)得人工濕地之CO2總減量。
本文先以屏東麟洛人工濕地建立運算流程，另17處經計算後，彙整數據，建立表圖研判分析：18處人工濕地平均CO2總減量，與其模擬污水廠平均CO2減量相較，第1年人工濕地比污水廠增加485噸CO2排放量；第2年雖仍未達減量成效，但已比污水廠減少24噸CO2排放量；直至第3年開始，人工濕地CO2減量效果開始產生，而污水廠CO2持續排放，與年俱增。在18處人工濕地中，平均在第1年到第4年期間，CO2減量成效開始發揮，整體而言，第3年就可達到CO2減量效果。研究發現，人工濕地水力負荷與人工濕地CO2開始有減量成效時間(年)之間，具顯著的對數相關性，即水力負荷愈大，開始減量時間(年)愈短。
另經整理歐文生以LCA方法推估計算結果，人工濕地CO2排放量36.48㎏/m2；水生植物CO2吸存量整理平均陳翠環研究數據，結果約162t/ha/year。本研究18處人工濕地，妥善操作10年CO2共可減量約51000公噸，以每人每年平均CO2排放量11.66公噸計，可吸收約4370人CO2排放量。
在運算過程中亦發現，人工濕地經營時間愈久，CO2減量成效愈顯著，可見良好且持續的人工濕地管理，除可提高污染削減能力外，亦可避免植生不良造成濕地陸域化，有助於發揮CO2減量效果。總之，人工濕地雖然需要時間醞釀與妥善的管理，但其CO2減量成效比實體污水廠更有期待性的價值。

Currently, a large number of greenhouse gases in the atmosphere increased, causing global warming and climate changing, and thus lead to disaster. How to reduce emissions of greenhouse gases (especially CO2), is a very important direction which people in all walks of life work hard and research on to. Constructed wetland is one of the main fashion people using in treating waste water. As a result, the constructed wetland’s effectiveness of CO2 reduction is a worth discussion subject. In this research, to establish an assessing model is used to measurs the CO2 emission of the constructed wetland. The model makes use of the state data of the constructed wetland, establishing formula to evaluate the effectiveness of the reduction of CO2 emission.
This study takes 18 constructed wetlands in Taiwan, setting two decades, exploring in three directions:
Firstly, Using the water purification function of the constructed wetland analog design wastewater treatment plant, and then, with point of view of life cycle assessment (LCA), to estimate the CO2 emissions of the wastewater treatment plant, as the CO2 reduction of the constructed wetland functions①.
Secondly, the CO2 emissions of building materials in the initial construction②.
Thirdly, the CO2 sequestration of a quatic plants③.
And then, using Excel spreadsheet to conduct data-estimating, embedded formula, add up (①-②+③) was the constructed wetland total CO2 reduction.
The study first took the constructed wetlands in Pingtung Linluo to establish operational processes, and then calculated the other 17 constructed wetlands, aggregated data to establish the chart. Comparing the average CO2 reduction of the 18 constructed wetlands and the simulated wastewater treatment plant, constructed wetland increased by 485 tons of CO2 emissions in the first year. In the second year, constructed wetlands have not yet reached the effectiveness of reduction, but the CO2 emissions have already lower than the wastewater treatment plant of 24 tons. Until the third years, the CO2 reduction effect of constructed wetlands started generating, however, the wastewater treatment plant continued to discharge CO2, increase with years. In 18 constructed wetlands, the effectiveness of CO2 reduction began to play in an average of a period of one year to four years. Overall, the effect of CO2 reduction can be achieved in three years. The study has shown that, hydraulic loading and artificial wetlands CO2 reduction effectiveness of time, have an obvious logarithmic correlation, that is, the greater the hydraulic loading, the shorter reduction time (years).
To organize the LCA method estimated results by Wen-Sheng Ou, the CO2 emissions of wetland are 36.48 kg/m2. Stock of CO2 absorption on aquatic plants, processing the results of Cui-Huan Chen research institution are approximately 162 ton/ha/year. 18 wetlands in this study, 10 years proper operation can totally reduce about 51,000 metric tons CO2, Average of 11.66 metric tons of CO2 emissions per person per year, can absorb CO2 emissions of some 4,370 persons.
During the operation, we also found that the longer constructed wetland operating time is, the more significant CO2 reduction effect is. As a result, not only continuous artificial wetland management can improve pollution reduction capabilities, but it can also avoid landconducive which caused by poor wetland vegetation. In the long run, elaborating the effective of CO2 reduction. In short, although constructed wetlands need time brewing with proper management, the effectiveness of CO2 reduction is much more promising than the wastewater treatment plant.

摘要 I
ABSTRACT II
誌 謝 IV
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 1
第二章 文獻回顧 2
2.1地球暖化 2
2.1.1溫室效應 2
2.1.2地球暖化的影響及因應現況 3
2.2人工濕地 4
2.2.1人工濕地簡介與定義 4
2.2.2人工濕地類型與淨化機制 5
2.2.3人工濕地配置及單元規劃 9
2.2.4人工濕地碳循環 10
2.3污水處理設備 11
2.3.1污水處理設施簡介 11
2.3.2活性污泥法處理單元概述 12
2.3.3活性污泥法設計概要 13
2.4水生植物 14
2.4.1水生植物的功用與種類 14
2.4.2人工濕地水生植物植生率 14
2.4.3水生植物二氧化碳吸存量推估 15
2.5建築物生命週期二氧化碳排放量 17
2.5.1生命週期評估 17
2.5.2 簡約式生命週期評估 18
2.5.3建築物生命週期二氧化碳排放量推估 18
2.6人工濕地初期建設時二氧化碳排放量推估 20
第三章 研究方法 22
3.1 研究架構流程 23
3.2估算人工濕地水質淨化功能模擬污水廠二氧化碳排放量 24
3.3估算人工濕地初期建設時二氧化碳排放量 25
3.4估算人工濕地水生植物二氧化碳吸存量 26
第四章 結果與討論 27
4.1不同需氧量計算公式之比較 27
4.2屏東麟洛人工濕地CO2總減量計算流程 36
4.2.1使用期限前各年之計算 39
4.2.2使用期限之計算 40
4.2.3二氧化碳總減量與模擬設計之污水廠二氧化碳減量之比較 41
4.3 18處模擬污水廠二氧化碳排放量 42
4.4 18處人工濕地二氧化碳總減量 44
4.5 18處人工濕地與模擬之污水廠二氧化碳減量之比較 57
4.6影響減碳成效因素 58
第五章 結論與建議 62
參考文獻 63
附錄 65

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