112 高普考普通考試 環境工程 空氣污染與噪音控制技術概要 考古題詳解

核心觀念

以命題當年（民國 112 年）法規為準，《空氣污染防制法施行細則》第 2 條第 5 款將「異味污染物」定義為：具有氣味，足以引起厭惡或其他不良情緒反應之污染物。

定義的重點在於氣味造成的感受與反應；污染物不必達到特定毒性或濃度，才可能構成異味污染物。

解題方法

題目分成兩個部分作答：

1. 先依施行細則寫出法定定義。
2. 再按典型物質的化學性質歸納三大類，並各舉代表物質。

三大類典型物質

1. 含硫化合物：如硫化氫（H₂S）、甲硫醇（CH₃SH）、硫化甲基。
2. 含氮化合物：如氨（NH₃）、胺類。

核心觀念

本題考查噪音危害防制的三個介入層次：控制噪音源、阻斷傳播途徑、降低受音者暴露。噪音防制可依「源頭—途徑—受音者」逐層處理；題目要求各列舉兩種可行方案，並不涉及噪音值計算或特定法條。本題不涉及法條。

解題方法

先確認方案作用在哪一個層次，再各列兩項具體措施：

• 噪音源控制：使設備或作業本身少產生噪音。
• 阻絕噪音傳輸途徑：在噪音源與受音者之間減少聲音傳播。
• 減少受音者暴露量：降低人員接觸噪音的時間或強度。

作答時要避免將不同層次混為一談，例如耳塞是降低受音者暴露，不是控制噪音源。

各項方案

（一）噪音源控制

1. 選用低噪音設備，並定期保養維修：採用低噪音機具，維持轉動部件平衡、軸承與齒輪正常，避免磨耗、鬆動或撞擊造成額外噪音。
2. 改善設備或作業方式：降低機械轉速、減少高噪音製程，或以低噪音設備取代高噪音設備；必要時在機械外殼加裝吸音或隔振材料，減少設備本體發聲。

（二）阻絕噪音傳輸途徑

核心觀念

本題考查煙道氣脫硫中「氣液接觸、鹼性吸收與後續產物處理」的基本原理，並比較濕式與半乾式系統的流程及操作特性。

兩種技術都以鹼性吸收劑中和煙氣中的二氧化硫。常見吸收劑包括石灰石（$CaCO_3$）或石灰（$Ca(OH)_2$）；反應後生成亞硫酸鹽，進一步氧化時可形成硫酸鹽。兩者的主要差異在於：濕式系統以液體漿液吸收，產物維持濕態；半乾式系統則將漿液霧化，讓液滴吸收 $SO_2$ 後迅速蒸發，使反應產物以乾燥固體形式排出。

解題方法

依序比較「吸收劑與氣體如何接觸」、「反應產物如何處理」，再由流程推導耗水、去除效率、腐蝕與廢水等優缺點。

濕式脫硫

煙氣在吸收塔內與石灰石或石灰漿液充分接觸，$SO_2$ 溶入液相後與鹼性吸收劑反應。以石灰石為例，氧化生成石膏的總反應可簡化表示為：

反應產物以漿液形式排出，經固液分離後可取得石膏；未反應吸收劑及液體則可依設計循環使用或排放。煙氣離開吸收塔時通常接近水蒸氣飽和，常需設置除霧器以降低液滴夾帶。

半乾式脫硫

半乾式系統常稱噴霧乾燥吸收法（spray dryer absorber, SDA）。先將石灰漿液霧化噴入吸收塔，使液滴與煙氣接觸；$SO_2$ 在液滴表面溶解並與鹼性物質反應。液滴中的水分隨後被高溫煙氣蒸發，反應生成物及未反應吸收劑乾燥成固體粉末，再由袋式集塵器或其他集塵設備捕集。

其要點是「反應時有液滴，排出時以乾燥固體為主」；因此雖然使用漿液，整體流程不會像濕式系統產生大量脫硫廢水。

濕式與半乾式比較

核心觀念

本題考活性碳固定床吸附 VOCs 時，出口濃度如何隨操作時間變化，以及突破曲線如何反映床層的吸附狀態與活性碳利用率。

將出口 VOCs 濃度 $C$ 除以進流濃度 $C_0$，繪製其對操作時間 $t$ 的變化，即為貫穿曲線：

其中 $C_0$ 為進流 VOCs 濃度，$C$ 為管柱出口濃度。床層入口端的活性碳先吸附 VOCs，形成吸附區；隨操作進行，吸附區逐漸往出口端移動。出口濃度開始上升時，表示吸附質已接近或進入床層出口端，管柱即將失去有效處理能力。

解題方法

作答時先畫出典型的 $C/C_0$ 對時間曲線，再說明曲線各階段代表的床層狀態，最後連結突破時間與完全飽和時間，解釋活性碳利用率。

C/C₀
1.0 │ ───────── 飽和區
 │ ____/
 │ __/
 │ _/
 │ _/
 │_________________/
0 └────────────────────────────────── t
 ↑ ↑
 突破時間 飽和時間
 tB ts

• **初期：**床層尚有充足吸附容量，出口濃度很低，$C/C_0 \approx 0$。
• **突破階段：**吸附區向出口端移動，出口濃度逐漸上升。當出口濃度達到操作或排放標準所定的突破判定值時，對應時間稱為突破時間 $t_B$。常以 $C/C_0=0.05$ 或 $0.10$ 作為判定值，但實際門檻依題目或操作規範而定。
• **飽和階段：**床層大部分吸附容量已耗盡，出口濃度接近進流濃度，即 $C/C_0 \to 1$；完全飽和時間記為 $t_s$。

理想情況下，突破曲線呈 S 形。曲線越陡，代表吸附區越集中、移動前緣越清楚；曲線越平緩，表示吸附區較分散，出口濃度會在較長時間內逐步升高。