114 高普考高考三級 環保技術 環境污染防治技術 考古題詳解

（一）氣狀污染物的控制技術及原理（16 分）

核心觀念

以命題當年（民國 114 年）法規為準，《空氣污染防制法施行細則》第 2 條將氣狀污染物列為空氣污染物的一類，包括硫氧化物（SOx）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氫化合物（CxHy）、氯化氫（HCl）、二硫化碳（CS₂）、鹵化烴類、全鹵化烷類及揮發性有機物（VOCs）等。

氣體控制技術可依污染物的溶解性、吸附性、沸點及可燃性選擇。以下列舉四種常用技術。

解題方法與控制原理

1. 吸收法（洗滌法） 使含污染物的氣體與液體密切接觸，利用污染物在液相中的溶解或化學反應，將污染物由氣相轉移至液相。 例如以鹼液吸收酸性氣體 SO₂、HCl；以水或適當吸收液處理易溶性氣體。提高氣液接觸面積、接觸時間及吸收液反應能力，通常有助於提升去除效果。吸收後須處理含污染物的廢液。

2. 吸附法 使廢氣通過具有多孔表面的固體吸附劑，例如活性碳或沸石，藉由表面作用力將氣體分子留在吸附劑孔隙與表面，降低排氣中的污染物濃度。常用於低濃度 VOCs 或具吸附性的有機蒸氣；吸附劑達飽和後須更換或再生，並處理脫附出的污染物。

3. 冷凝法 將廢氣冷卻，或加壓後再冷卻，使可凝結蒸氣的飽和蒸氣壓下降，促使污染物由氣相凝結成液體而分離。適用於濃度較高、具有回收價值且容易凝結的有機蒸氣；冷凝後的液體可回收或另行處理。

4. 燃燒／氧化法 將可燃性氣狀污染物在足夠的溫度、停留時間及氧氣供應下氧化，使其轉化為較穩定的產物。熱氧化可將有機污染物氧化成 CO₂ 和 H₂O；觸媒氧化則利用觸媒降低反應所需溫度。若燃燒不完全，可能產生 CO 或未燃燒有機物，因此須維持適當操作條件。

解題技巧

（一）污泥體積指數（SVI）的用途

核心觀念與定義

污泥體積指數（Sludge Volume Index, SVI）是評估活性污泥沉降與濃縮特性的操作指標。它表示曝氣槽混合液靜置沉降 30 分鐘後，每克乾污泥所占的沉降污泥體積，單位為 $\mathrm{mL/g}$。

若量得 30 分鐘污泥沉降比為 $S_{30}$（%），MLSS 以 $\mathrm{mg/L}$ 表示，則：

用途

1. 判斷污泥沉降性與濃縮性： SVI 越高，通常代表污泥沉降、濃縮較差；SVI 越低，通常表示污泥較易沉降。
2. 監控污泥膨化： SVI 持續偏高，常反映絲狀菌過度生長或污泥膨化風險，可能造成二沉池固液分離不良及出流水懸浮固體增加。
3. 協助操作控制： 可配合污泥沉降比、MLSS、出流水水質等資料，判斷污泥迴流、排泥及曝氣操作是否需要調整。

一般操作正常的活性污泥 SVI 約為 $50$ 至 $100\ \mathrm{mL/g}$；實際判讀仍須考量污泥種類、廢水特性與操作條件，不能只以單一數值判定系統狀態。

（二）厭氧反應系統與活性污泥系統的優缺點比較

核心觀念

活性污泥系統主要在好氧條件下，由懸浮微生物氧化分解有機物，通常須供應空氣並產生剩餘污泥。厭氧反應系統則在缺氧環境中，由厭氧微生物分階段分解有機物，最終可產生甲烷等沼氣。比較時可從能源、污泥量、處理效率、操作條件與出流水需求切入。

厭氧系統的主要優點

核心觀念

本題考「廢棄物處理的目標」及《廢棄物清理法》第 15 條所定應回收廢棄物的特性分類。應回收廢棄物是中央主管機關指定回收的廢棄物；其可能具有不易清除處理、含長期不易腐化成分、含有害物質成分，或具回收再利用價值等性質。

以下以命題當年（民國 114 年）法規為準。

解題方法

第一小題直接列出「無害化」以外的三項處理目標，並說明各自的工程意義。第二小題則按應回收項目的「容器類」與「物品類」整理，列出公告性質包括「不易清除、處理」的品項；作答時要注意題目問的是具有該項性質的廢棄物，不是把所有應回收項目不加區分地列出。

（一）廢棄物處理的另外三項目的

1. 減量化：減少廢棄物的重量或體積，降低運輸、處理及最終處置所需的容量。例如焚化使可燃物轉為燃燒氣體與灰渣，能減少原廢棄物體積。
2. 安定化：降低廢棄物繼續分解、腐敗、產生惡臭或污染物釋出的可能性，使其性質趨於穩定。例如有機廢棄物經堆肥腐熟後，較不易繼續腐敗發臭。
3. 資源化：回收廢棄物中的物質或能量，使其再利用，減少原生資源消耗及最終處置量。例如回收金屬、塑膠再製，或利用焚化廢熱發電。

（二）具有「不易清除、處理」性質的應回收廢棄物

核心觀念

本題考查地下儲槽洩漏後，有機污染物在土壤、地下水與土壤氣體之間的分布與遷移，以及石油碳氫化合物污染土壤的現地整治方法。

有機液體進入地下後，會受密度、溶解度、揮發性、土壤孔隙與地下水流向影響，可能形成不同相態的污染。石油類污染物多屬輕非水相液體（LNAPL），密度通常小於水；部分氯化溶劑則可能屬重非水相液體（DNAPL），密度大於水。

（一）地下環境介面的污染情境

解題方法

依污染物進入地下後的相態與所在介面分類：未飽和土壤孔隙、土壤氣體、地下水，以及水面或低滲透層附近的非水相液體。作答時要呈現「源區—遷移—介面」的概念。

作答

1. 土壤固相吸附污染 有機污染物可吸附於土壤有機質或細粒土壤表面，使污染留存在土壤中；疏水性及高分子量石油成分通常較容易被吸附，並可能形成長期污染源。

2. 未飽和帶孔隙中的非水相液體污染 洩漏液體向下滲入未飽和土壤，部分以非水相液體（NAPL）占據孔隙，形成污染源區。液體也可能被毛細力滯留於孔隙中，稱為殘留相。

3. 土壤氣體污染 揮發性有機物由液相或受污染土壤逸散至孔隙氣體中，形成土壤氣體污染；污染蒸氣可沿土壤孔隙擴散，並有進入建築物造成室內氣體侵入的風險。

4. 地下水溶解相污染 可溶性成分溶入地下水，隨地下水流向形成溶解相污染羽。污染羽可能延伸離開原洩漏位置；低溶解度成分也可持續由殘留非水相液體溶出，造成長期污染。

5. 地下水面上的輕非水相液體（LNAPL） 密度小於水的石油類液體向下移動至地下水面後，常在水面上方聚積並沿水面側向擴展；地下水位升降時，LNAPL 也可能在毛細帶形成垂直分布的污染區。

6. 低滲透層或較深地層中的重非水相液體（DNAPL） 密度大於水的有機液體可穿過地下水面繼續向下移動，並可能在低滲透層頂部聚積；若進入裂隙或穿透阻水層，污染可能延伸至更深層地下水。

解題技巧與常見陷阱