臺灣博碩士論文加值系統

全球人口持續成長使得產業因應快速發展，不論在食、衣、住、行、育、樂各方面，其皆需要消耗自然資源。然而資源有限，唯有將資源進行回收及再生，進而回到生產鏈中再次利用以提高資源使用效率。而在經濟發展的同時，廢棄物伴隨著產生，廢棄物不僅危害環境亦對人體健健康造成影響，廢棄物處置不容小覷，若能將廢棄物資源化再利用，則是將廢棄物作為資源，以達到物質循環以及永續發展。
過去因金融海嘯造成全球性經濟衰退，台灣產業面臨挑戰，進行了產業轉型與重組，以及發展優勢關鍵技術。透過「傳統產業全面升級」、「新興產業加速推動」及「製造業服務化、服務業國際化科技化」等三大主軸，促進我國產業結構調整與優化。台灣四大重點產業發展：金屬機械工業、資訊電子工業、化學工業、民生工業，其中半導體、液晶顯示器、發光二極體、太陽能電池及其他光電材料與元件之製程容易產生氫氟酸廢液與氟化鈣污泥。
若將氫氟酸廢液與氟化鈣污泥進行資源再利用，則能將廢棄物再投入生產鏈中。將氫氟酸廢液添加氯化鈣已得到氟化鈣污泥，再經由旋窯處理、攪拌、壓球、烘乾以再生成再生螢石。再生螢石應用在我國的鋼鐵業煉鋼造渣脫磷的主要助熔劑，以及應用在陶瓷、玻璃等工業製程。鑒於氟化鈣污泥資源化之高附加價值，本研究即選定氟化鈣污泥為研究標的，並經由生命週期觀點評估氟化鈣污泥資源化之減碳效益。
而本研究針對天然螢石與氟化鈣污泥經由資源化處置方式生成之再生螢石，兩者之碳足跡進行比較。訂定其功能單位為進口一公噸天然螢石；資源化生成一公噸再生螢石。其範疇邊界包含原料運輸（在此研究中為氟化鈣污泥及其他輔助原料之運輸）、處理階段以及廢棄處置階段，各階段之能資源投入以及運輸所需要的燃料投入。經由盤查資源化廠商之結果計算，將原生料與再生料之碳足跡比較並進行分析，碳足跡結果：1公噸天然螢石之碳足跡為270 kg CO2e；1公噸再生螢石之碳足跡為297.87 kg CO2e。計算所得之減碳效益為-27.87 kg CO2e。
結果表明，再生螢石的碳足跡比天然螢石高，這意味著再生螢石在減少碳排放的部分仍有改善空間，例如可以透過加強原料運輸供應鏈設計和節能措施引進、節能減碳設備，加強儀器運行監控等。期望提供台灣氟化鈣污泥資源再生廠後續改善之參考。

Rapid population growth brings waste management to top issue among the globe. Waste was one of the main source of greenhouse gas （GHG） emission. In the past, due to global financial crisis in 2007-2008, Taiwanese industries faced challenges such as restructuring industries. Through three main topics: upgrading traditional industries, promoting new industries and customizing manufacturing and internationalizing and technologizing customer services, enterprises promote Taiwans industrial restructuring and optimization. The main industrial development in Taiwan produced high amount of hydrofluoric acid and calcium fluoride sludge.
Calcium fluoride sludge and hydrofluoric acid are the primary wastes from electronic industries such as semiconductors, liquid crystal displays, light-emitting diodes, solar cells. The accumulation of the waste has become a major problem of Taiwan’s electronic industry. Improper management or handling the electronic waste would cause serious health and environmental issues; however, through recycling, we are able to recover and transform waste into artificial fluorite （CaF2） and sodium fluorosilicate （NaSiF6）, which produce economic and environmental benefits. CaF2 can be applied as fluxing agent to replace raw fluorite in the steel industry. Moreover, both materials can be used as substitutes for cement in construction. The main objective of this study is to analyze environmental benefits: the GHG reduction between raw and artificial fluorite from life cycle perspective.
In this study, we discuss and compare fluorite and regeneration of fluorite from calcium fluoride sludge and their carbon footprints. A functional unit of fluorite is 1 ton fluorite; a functional unit of regenerated fluorite is 1 ton recycled fluorite. The scope boundary includes the transportation of raw materials (transportation of calcium fluoride sludge and other auxiliary materials in this study), the treatment phase and the disposal phase including input of energy resources and fuel required for transportation. Data for calculating carbon footprints is collected from actual inventory and literatures and calculated through SimaPro 8.0.2, a commercial software.
The result after calculating: carbon footprint of 1 functional unit of natural fluorite is 270 kg CO2e; carbon footprint of 1 functional unit of regenerated fluorite is 297.87 kg CO2e. The carbon reduction benefit is -27.87 kg CO2e. Although this study is based on case studies in Taiwan, the results and recommendations for improvements are expected to be applicable for strengthening and implementing appropriate legislation and policies outside Taiwan. Furthermore, the primary data and quantitative information presented in this study can serve as a secondary source of information for future studies.

摘要 i
ABSTRACT iii
致謝 vi
目錄 vii
表目錄 x
圖目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機及目的 3
1.3 研究範圍與限制 5
1.4 研究流程 6
第二章 文獻回顧 8
2.1 氟化鈣污泥介紹 8
2.1.1 氟化物之性質 8
2.1.2 氟化鈣污泥來源 8
2.1.3 含氟廢水之資源化處理方式 9
2.1.4 螢石的介紹： 12
2.1.5 台灣螢石之現況 15
2.2 國內外廢棄物資源化現況 19
2.2.1 發展情形 19
2.2.2 氟化鈣污泥再利用 20
2.2.3 廢棄物資源化生命週期評估 23
2.2.4 下水道污泥資源化方法 27
2.3 生命週期評估 31
2.3.1 生命週期評估的發展 31
2.3.2 生命週期評估方法 32
2.3.3 生命週期評估軟體介紹 36
2.4 碳足跡評估 39
2.4.1 碳足跡介紹 39
2.4.2 碳足跡應用 40
2.4.3 碳足跡計算準則 41
2.4.4 碳足跡計算 41
2.4.5 台灣碳標籤 42
第三章 研究方法 43
3.1 螢石之生命週期評估 43
3.1.1 天然螢石之生命週期評估 44
3.1.2 再生螢石之生命週期評估 47
3.2 研究案例介紹：資源化廠商─台灣A公司 48
第四章 結果與討論 51
4.1 天然螢石之碳足跡評估 51
4.1.1 評估過程 51
4.1.2 計算結果 57
4.2 再生螢石之碳足跡評估 58
4.2.1 評估過程 58
4.2.2 計算結果 65
4.3 螢石碳足跡評估及效益評估結果討論 67
第五章 結論與建議 69
5.1結論 69
5.2 建議 70
參考文獻 71
英文文獻 71
中文文獻 73
網頁資料 75

英文文獻
1.Aldaco, R., Garea, A., & Irabien, A, " Calcium fluoride recovery from fluoride wastewater in a fluidized bed reactor, " Water Research, vol. 41, no. 4, 2007, pp. 810-818.
2.Aldaco, R., Garea, A., Fernández, I., & Irabien, A, " Resources reduction in the fluorine industry: fluoride removal and recovery in a fluidized bed crystallizer, " Clean Technologies and Environmental Policy, vol. 10, no. 2, 2008, pp. 203-210.
3.Allegrini, E., Vadenbo, C., Boldrin, A., & Astrup, T. F, " Life cycle assessment of resource recovery from municipal solid waste incineration bottom ash, " Journal of Environmental management, vol. 151, 2015, pp. 132-143.
4.Deal, G. G. N. Policy Brief, United Nations Environment Programme, 2009.
5.European Commission (EC), Waste Framework Directive, 2008.
6.Finkbeiner, M, " Carbon footprinting—opportunities and threats, " The International Journal of Life Cycle Assessment, vol. 14, no. 2, 2009, pp. 91-94.
7.Fiorentino, G., Ripa, M., Protano, G., Hornsby, C., & Ulgiati, S, " Life Cycle Assessment of Mixed Municipal Solid Waste: Multi-input versus multi-output perspective," Waste Management, vol. 46, 2015, pp. 599-611.
8.Hoornweg, D., & Bhada-Tata, P, " What a waste: a global review of solid waste management, " Urban development series knowledge papers, vol. 15, 2012, pp. 1-98.
9.Hsiung, J. S., Huang, Y. C., Li, K. C., & Yang, S, " Study on the influence of additives in an industrial calcium fluoride and waterworks sludge co-melting system, "Journal of environmental management, vol. 84, no. 4, 2007, pp. 384-389.
10.Huang, T. Y., & Chuieh, P. T, " Life Cycle Assessment of Reusing Fly Ash from Municipal Solid Waste Incineration, " Procedia Engineering, vol. 118, 2015, pp. 984-991.
11.Huang, Y. C., Li, K. C., & Chiang, H. H, " Recovering industrial sludge-derived slag as fine aggregate, " Journal of Environmental Science and Health, vol. 40, no. 1, 2005, pp. 193-202.
12.Karak, T., Bhagat, R. M., & Bhattacharyya, P, " Municipal solid waste generation, composition, and management: the world scenario, " Critical Reviews in Environmental Science and Technology, vol. 42, no. 15, 2012, pp. 1509-1630.
13.Lee, T. C., & Liu, F. J, " Recovery of hazardous semiconductor-industry sludge as a useful resource, " Journal of hazardous materials, vol. 165, no. 1, 2009, pp. 359-365.
14.Liang, Y. J., Chai, L. Y., Min, X. B., Tang, C. J., Zhang, H. J., Ke, Y., & Xie, X. D, " Hydrothermal sulfidation and floatation treatment of heavy-metal-containing sludge for recovery and stabilization, " Journal of hazardous materials, vol. 217, 2012, pp. 307-314.
15.Low, R., Calcium fluoride remanufacturing-profitable application of sustainable manufacturing, Glasgow: Presented at the Seventh World Congress of Chemical Engineering, 2005.
16.Mohapatra, P. K., Siebel, M. A., Gijzen, H. J., Van der Hoek, J. P., & Groot, C. A, " Improving eco-efficiency of Amsterdam water supply: a LCA approach, " Journal of water supply: Research and technology-AQUA, vol. 51, no. 4, 2002, pp. 217-227.
17.Murakami, T., Ishida, T., Sasabe, K., Sasaki, K., & Harada, S, " Characteristics of melting process for sewage sludge, " Water Science and Technology, vol. 23, no. 10-12, 1991, pp. 2019-2028.
18.Programme des Nations Unies pour lenvironnement, Towards a green economy: Pathways to sustainable development and poverty eradication, United Nations Environment Programme, 2011.
19.SET, A, Guidelines for Life-Cycle Assessment: A" Code of Practice. Society of Environ mental Toxicology and Chemistry, Florida: Pensacola, 1993.
20.Szymanski, M, The Mounting Problem: Worlds Cities Produce up to 10 Billion Tonnes of Waste Each Year, UN Study Estimates, UNEP NEWS CENTRE, 2015.
21.Tingley, D. D., & Davison, B, " Developing an LCA methodology to account for the environmental benefits of design for deconstruction, " Building and Environment, vol. 57, 2012, pp. 387-395.
22.Umeda, Y., Takata, S., Kimura, F., Tomiyama, T., Sutherland, J. W., Kara, S., ... & Duflou, J. R, " Toward integrated product and process life cycle planning—An environmental perspective, " CIRP Annals-Manufacturing Technology, vol. 61, no. 2, 2012, pp. 681-702.
 
中文文獻
1.譚鐵鵬，「日本的下水污泥熔融處理及爐灰的建材資源比」，遼寧：環境科技，第十六卷，第一期，1996，第87-92頁。
2.何源、黄瑛、王瑞慧及洪鋒，「氟化鈣污泥處置及資源化利用」，環境監測管理與技術，第二期，2014，第12-16頁。
3.楊金林、張红梅、姚燕燕及謝建宏，「常溫浮選螢石研究」，化工礦物與加工，第三十四卷，第八期，2005，第5-7頁。
4.王方圓及蔣正海，「含氟特種污泥理化特性分析及資源化利用研究」，金華職業技術學院學報，第六卷，第一期，2006，第13-14頁。
5.建國，固體廢物處置與資源化，化學工業出版社，2008。
6.施惠生，「利用水泥窯處理污水廠污泥的應用研究」，水泥，第七卷，2002，第8-10頁。
7.三橋規宏，朱麗真譯，綠色復甦時代-企業打敗不景氣的新藍海策略，台北：商業周刊，2009。
8.王懷宇，「世界螢石(氟石)生產消費及國際貿易」，中國非金屬礦工業導刊，第六卷，2009，第54-58頁。
9.吳志俊，「浙江螢石史話」，浙江冶金，第三卷，第十二期，1997。
10.范景雯，以投入產出生命週期評估探討台灣自來水供水系統之碳足跡，碩士論文，國立臺北科技大學環境工程與管理研究所，台北，2012。
11.張韋豪，台灣半導體產業環境管理與碳足跡現況及生命週期評估軟體需求探討，碩士論文, 國立臺北科技大學環境工程與管理研究所，台北，2011。
12.行政院環境保護署，「污泥處理現況檢討及因應策略」，2014。
13.顏志龍，廢棄物資源化碳足跡評估之研究──以乾電池及照明光源為例， 碩士論文， 國立臺北科技大學環境工程與管理研究所，台北，2015。
14.經濟部工業局，光電業廢棄物資源化應用技術手冊，2003。
15.經濟部工業局，半導體業廢棄物資源化技術手冊，2001。
16.許麗娟、梁又仁、潘復華、李長平、許志福，污泥行業別現況調查與鑑識技術開發研究，行政院環境保護署環境科技論壇，2013
17.吳天基，「談永續循環廢棄物資源化」，永續產業發展季刊，第59期，2012，第81-84頁。
18.游宏偉，廢物品資源化比率之研究，國立臺北科技大學環境工程與管理研究所，台北，2005。
19.謝錦松、黃正義，固體廢棄物處理，台北：高立圖書有限公司，2011，第9頁。
20.錢易、唐孝炎，環境保護與可持續發展，北京：高等教育出版社，2010。
21.江玄政，「生命週期評估技術應用之介紹」，環保資訊月刊，第57期，2003。
22.施勵行，綠色創新與產品開發，台中：滄海書局，2010。
23.袁紹英，「我國產品碳足跡標示制度之推動」，永續產業發展季刊，第54期，2011，第3頁。
 
網頁資料
1.香港貿易發展局， http://www.hktdc.com/tc/，2016。
2.中國選礦技術網，http://www.mining120.com/Html/1408/20140828_38118.asp，2016。
3.聯合國環境規劃署，http://www.unep.org/，2016。
4.行政院環境保護署，台灣產品碳足跡資訊網，https://cfp.epa.gov.tw/carbon/defaultPage.aspx，2016。
5.經濟部2020年產業發展策略，http://www.moea.gov.tw/AD/Ad01/content/ContentDetail.aspx?menu_id=3571，2016。
6.行政院環保署資源回收電子報，http://recycle.epa.gov.tw/epa/rpaper/10212/view/internal_news.html，2013。
7.經濟部工業局，科技產業廢棄資源物之再利用現況分析-氫氟酸廢液及氟化鈣污泥為例，file:///C:/Users/CESM/Downloads/2145.pdf，2016。
8.行政院環保署事業廢棄物申報及管理資訊系統，http://waste.epa.gov.tw/prog/IndexFrame.asp?Func=5，2016。
9.絲路能源服務集團有限公司，http://www.silkroadenergy.com.hk/index.php/zh-tw/，2016。
10.林國權，氟化學系列（一）：全球螢石市場概況，塑料技術—技術文壇， http://ibuyplastic.com/tech_center/tech_paper/tech_detailcontent.phtml?id=771&IBP_SID=b3f3f0eaf8e0a27c2c980ca12150626c，2013。
11.財政部關務署，統計資料庫查詢網站，https://portal.sw.nat.gov.tw/APGA/GA01，2015。
12.行政院環保署，環保法規，http://www.epa.gov.tw/lp.asp?ctNode=30596&CtUnit=793&BaseDSD=7&mp=epa，2016。
13.臺北市政府工務局衛生下水道工程處，下水污泥減量與資源化-臺北市迪化污水處理廠污泥乾燥再利用，http://www.sso.gov.taipei/，2015。
14.財團法人台灣建築中心-綠建材，http://www.tabc.org.tw/tw/，2016。
15.中崗科技有限公司，www.ixon.com.tw/，2016。
16.google map，http://www.google.com.tw>maps，2016。
17.韓國浦項製鐵集團公司，www.posco.co.kr，2016。
18.國際集裝箱運輸SeaRate.com，https://www.searates.com/cn/，2016。