休閑資源暨綠色產(chǎn)業(yè)學(xué)系污染預(yù)防基本原理與實(shí)務(wù)課件

1、休閒資源暨綠色產(chǎn)業(yè)學(xué)系 污染預(yù)防 基本原理與實(shí)務(wù) 指導(dǎo)教授：胡子陵 教授 碩士班學(xué)生：洪惠貞 學(xué)號(hào)：D09914007 日期：2011年01月15日第九章 環(huán)境設(shè)計(jì) 9.1 前言 9.2 綠色化學(xué) 9.3 拆解/拆除的設(shè)計(jì) 9.4 包裝9.1 前言傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)，是使用公司所 能取得的技術(shù)，在儘可能壓低成本的 情況下做出高成本的產(chǎn)品。美國(guó)技術(shù)評(píng)估辦公室創(chuàng)造了綠色設(shè)計(jì) ：在設(shè)計(jì)程序中，產(chǎn)品的環(huán)境特質(zhì)被 當(dāng)作設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，而不是設(shè)計(jì)的限制。 9.1 前言綠色設(shè)計(jì)廢棄物預(yù)防較佳的物料管理減少：重量 毒性 能源消耗延長(zhǎng)：使用壽命使有利於：再製造 循環(huán) 堆肥 能源回收綠色設(shè)計(jì)的雙重目標(biāo)9.1 前言本章

2、重點(diǎn)：環(huán)境設(shè)計(jì)（DFE）定義： 1. 將環(huán)境考量納入產(chǎn)品與製成工程設(shè)計(jì)步驟的一 種措施。 2.執(zhí)行污染預(yù)防、能源效率與其他資源節(jié)約方 法，以降低產(chǎn)品對(duì)人體健康與環(huán)境之衝擊。9.1 前言產(chǎn)品設(shè)計(jì)製造使用後使用（解體） 加工物料取得處置再利用拆解產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)考量的主要因素9.1 前言產(chǎn)品被設(shè)計(jì)易於拆解，使產(chǎn)品的組件容易再 利用/循環(huán)，減少了需要掩埋處置的廢棄物量。好的設(shè)計(jì)可以減少所需要的原料量，因而減 緩資源耗竭的壓力。物質(zhì)的再使用也比使用原生物料更省能源。9.2 綠色化學(xué)也稱為綠色化學(xué)或清潔化學(xué)定義： 1.一種能將有害物質(zhì)之產(chǎn)生與使用量減至最 少的合成化學(xué)。 2.為了資源減量所使用的化學(xué)；包括了

3、減少或消 除來(lái)自製成的有害物質(zhì)之使用或產(chǎn)生包括原 料、反應(yīng)劑、溶劑、產(chǎn)物與副產(chǎn)物在內(nèi)。9.2 綠色化學(xué)目的： 研發(fā)與促成實(shí)現(xiàn)重要工業(yè)化學(xué)替代合成， 以防止環(huán)境污染。經(jīng)由替換較豐富的或是可更新的物料，用來(lái)評(píng)估 一個(gè)合成途徑的輸入物至是否能夠減少嚴(yán)重不足 的資源使用量。9.2.1 廢棄物來(lái)源 一、所有化學(xué)物質(zhì)合成反映都會(huì)形成污染，特別 是會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)品的反應(yīng)。意謂著將有大 量廢棄物要分離與處置。 AB CD A與B是反應(yīng)物 C是所要的產(chǎn)物 D是副產(chǎn)物 二、來(lái)源是由第二階段反應(yīng)所產(chǎn)生的副產(chǎn)物廢棄物。 AB C（需要的反應(yīng)） AB D（不需要的反應(yīng)）9.2.1 廢棄物來(lái)源 三、廢棄物來(lái)自一系列反應(yīng)。

4、所要產(chǎn)品並非最終產(chǎn)物，而 是中間產(chǎn)物。 AB C D C會(huì)繼續(xù)反應(yīng)，形成D 四、有一些來(lái)自有機(jī)合成反應(yīng)的廢棄物來(lái)自原料受到化學(xué) 物質(zhì)污染，或是來(lái)自與主要反應(yīng)平行進(jìn)行的反應(yīng)產(chǎn) 物，或反應(yīng)所使用的催化劑。 綠色化學(xué)科技替代性合成途徑： 1.催化/生物催化 2.自然反應(yīng)程序 3.較無(wú)毒性與可更新的替代原料 4.採(cǎi)用對(duì)人體健康與環(huán)境無(wú)負(fù)面影響的溶劑。 5.增加反應(yīng)的選擇性病降低廢棄物量與排放量。較安全的化學(xué)物質(zhì)設(shè)計(jì) 1.選用毒性較低之化學(xué)物質(zhì) 2.面臨意外事故發(fā)生之暴露，本身是安全的9.2.2 替代性合成途徑藉著改變?cè)铣煞磻?yīng)初始物質(zhì)，減少或消除許多不必要的中間產(chǎn)物，可以利用催化劑或生物催化劑提高產(chǎn)率

5、。 一、替代性原料 使用較具環(huán)境友善度的原料或是採(cǎi)取叫有效 率的利用方式，減少所需要的原料用量。 如：生物物質(zhì)取代石油為基礎(chǔ)的原料。 兩種主要型態(tài)的生物物質(zhì)：澱粉和木質(zhì) 纖維素9.2.2 替代性合成途徑 二、催化 催化劑是一種修正化學(xué)反應(yīng)機(jī)制與速 率的物質(zhì)。他們介入反應(yīng)，但本身並不會(huì) 轉(zhuǎn)化，因此可以再度使用。 在廢棄物減量中，催化劑所扮演的主 要角色是促成高率與低廢棄物量的製程。 範(fàn)圍包括：氧化、氫化、酯化、聚合化與 芳香族替置。9.2.4 設(shè)計(jì)較安全的化學(xué)物質(zhì)用新的、較不具有害性的化學(xué)物質(zhì)取代有 害的工業(yè)化學(xué)物質(zhì)。定義：應(yīng)用結(jié)構(gòu)-活性之關(guān)係與分子之操 控，以獲得在毒理效應(yīng)與使用目的效能之 間

6、最佳化的結(jié)果。9.2.4 設(shè)計(jì)較安全的化學(xué)物質(zhì) 1、減少暴露於該化學(xué)物質(zhì)的量 設(shè)計(jì)使其在環(huán)境中很快的分解為較無(wú) 毒性的物質(zhì)。 2、減低或消除這些化學(xué)中間產(chǎn)物或最終 產(chǎn)物中會(huì)產(chǎn)生毒性或有害性的不純物 質(zhì)。9.3 拆解/拆除的設(shè)計(jì)產(chǎn)品所產(chǎn)生的主要環(huán)境問(wèn)題往往是與最終處置有關(guān)。是一種經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，也不利於環(huán)境。希望將產(chǎn)品做成可再製造、再循環(huán)、可堆肥或 安全焚化並做能源回收之商品。9.3.1 循環(huán)與再利用再利用，也稱為拆解或再製造解釋：在某一物品達(dá)到使用壽命在增加其用途 的作法。過(guò)程：包括收集、拆解、出售與再利用原產(chǎn)品 中的有價(jià)成分。範(fàn)圍：涵蓋了原產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料科學(xué)、新科技 與合作策略。9.3.1 循

7、環(huán)與再利用循環(huán) 解釋：將一種回收的物質(zhì)重新改變或再處理， 然後用在一個(gè)新產(chǎn)品上。過(guò)程：大部分循環(huán)發(fā)生在工廠裡，未必與消費(fèi) 的產(chǎn)品有關(guān)。是否回收或再利用，主要取決於經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)因 素。9.3.2 循環(huán)/再利用的位階減少物質(zhì)含量再利用組件/翻新組件再製造循環(huán)物質(zhì)熱化、能源回收掩埋最佳最差9.3.3 循環(huán)立法1994年 歐盟包裝及包裝廢棄物指令：回收塑膠、剛、木材、玻璃與紙類至少15。取回法：最終會(huì)強(qiáng)制要求製造商在產(chǎn)品到達(dá)使用年限石油消費(fèi)者處取回所有產(chǎn)品。1991年 德國(guó)的循環(huán)回收與廢棄物管理法案9.3.4 有效再利用/循環(huán)的要求要使得再製造符合經(jīng)濟(jì)性，產(chǎn)品必須設(shè)計(jì)成可輕易且快速拆解成組件的式樣。 1

8、.設(shè)計(jì)成容易拆解 2.減少組合得操作次數(shù) 3.組件及介面之簡(jiǎn)化及標(biāo)準(zhǔn)化 4.組件模組化 5.選用容易回收再利用的物質(zhì) 6.將使用的物料量降至最低 7.使用可共容的物質(zhì) 8.將零件整合化 9.將物料做標(biāo)記以利分離 10.儘可能使用水溶性的黏著劑9.3.5 拆解策略拆解的目的 1.要獲得最高可能回收利益，要要多少回收程 序？ 2.是否有特定的拆解順序能夠獲得最大的回收利 益？ 3.回收特定的組件是否優(yōu)於回收全部的組件？ 4.什麼樣的設(shè)計(jì)特性有利於拆解，它們?nèi)绾芜\(yùn) 用？9.3.5 拆解策略拆解分析方法 一、物質(zhì)回收機(jī)會(huì)之可行性研究 二、產(chǎn)生最佳化的拆解程序：可以獲得最大回收 利益 三、拆解之最佳化：

9、就成本、獲益與拆解程度進(jìn) 行最佳化9.3.6 廢棄物交換可以幫助事業(yè)單位找到市場(chǎng)或最終的使用者。是一種服務(wù)，它確定生產(chǎn)者與副產(chǎn)品的市場(chǎng)、過(guò) 剩的原物料以及其他的廢棄物料。兼具成本效益與環(huán)境保護(hù)，產(chǎn)生廢棄物的事業(yè)單 位可以省下處置或運(yùn)氣的費(fèi)用，清初可貴的貯存 空間，並且減少法令上的文書(shū)作業(yè)。接收者不能妥善處理或處置廢棄物，產(chǎn)生源也要 負(fù)法律責(zé)任。9.4 包裝進(jìn)入掩埋場(chǎng)的固體廢棄物中占最大部分- 約佔(zhàn)30的是包裝材料。儘可能使用最少量的包裝材料，又能維持包裝的 功能，並且減少包裝材料可能具有的毒性物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境中。9.4.1 減少包裝量減少包裝材料量 1.不做包裝，直接運(yùn)銷。 2.使用可再利用的物質(zhì)。 3.改進(jìn)產(chǎn)品，使需要較少包裝量。 4.減輕包裝材料密度。物質(zhì)替換 1.使用可循環(huán)回收的物質(zhì)。 2.使用可分解的物質(zhì)