周明顯

國立中山大學環境工程研究所

教授

3.2臭氧接觸-活性碳吸附技術

以臭氧處理含異味氣體，主要利用臭氧與異味物質之未配對子反應，將臭味物質分解。進而，臭氧與異味氣體反應之氧化產物(有機酸、醇、醛)等及剩餘臭氧可用活性碳吸附去除，或用氧化或還原洗滌減輕異味。研究發現，活性碳經剩餘臭氧接觸後，活性碳組織、化學表面特性會改變，可增加其對氣相氨、丁酮、苯之吸附能力，延長其使用壽命。表7顯示臭味物質與臭氧反應方程式，表8顯示剩餘臭氧之去除反應。

表7：異味物質與臭氧反應方程式(Barker and Jones, 1988; Anderson, 1984)

表8：剩餘臭氧之去除反應方程式(Chiang et al., 2004)

Harris (1980)整理運用填充洗滌塔配合臭氧除臭之一些實例，如表9所示。

表9：以填充洗滌塔配合O₃為氧化劑之應用例(Harris, 1980)

本法實施例之一為鄭伊利(2008)以板層塔處理橡膠臭氣。乾式試驗結果顯示，在進氣臭氧濃度4.0 ppm、臭氣中VOC濃度6.5-9.0 ppm (as methane)、溫度38.5℃、氣體空塔停留時間(EBRT) 1.4-11.4秒之操作條件下，臭味強度去除率與EBRT略成正比。EBRT為8.6秒時，VOC及臭味去除率分別為82及70%。濕式試驗結果顯示，在進氣臭氧濃度4.0 ppm、VOC濃度6.6-10.3 ppm (as methane)、溫度37.3℃、EBRT 1.7-13.7秒及液氣流量比(L/G)為0.01 m³/m³之操作條件下，VOC與臭味去除率與EBRT略成正比；在EBRT約為12.0秒時，VOC及臭味去除率分別達97及>90%；在VOC濃度6.5 ppm (as methane)、EBRT 14.5秒及其他相同試驗條件下，VOC去除達100%，三點比較式臭氣濃度由3090去除至130，去除率為96%。

四、輔導製程異味控制案例

4.1飼料製程排氣臭氧接觸控制(周明顯，2006)

一水產飼料乾燥製程排氣資料如表10。平均排氣溫度77.3^oC，夏季時排氣溫度高至95 ^oC以上。該排氣先經旋風分離器處理以降低粉塵量，粒狀物濃度約為32 mg/Nm³。

表10 一水產飼料乾燥製程排氣基本資料

經試驗，該排氣混入臭氧6-7 ppm後，給予數秒鐘之反應時間，飼料臭味可有效去除，排氣中剩餘臭氧濃度在0-0.2 ppm。該製程乃設置80 g/hr之臭氧產生器二部，排氣注入臭氧(圖2及3)，經柱塞流反應器反應4秒鐘後排放。數據顯示，排氣處理前異味濃度為13,713，開兩台臭氧產生機注入臭氧後，異味濃度為1,634，去除效率88%。該系統2006年設置費用為290萬台幣，每1,000 m³臭排氣總處理費用為NT$ 2.0。

圖2 飼料乾燥排氣之臭氧接觸除臭系統

圖3 飼料乾燥排氣之臭氧接觸除臭系統：柱塞流反應器(左圖)、

80 g/hr臭氧產生器二部(右圖右)、臭氧緩衝桶(右圖左鋼架內)

4.2麻油種子烘烤及壓榨油煙異味控制(經濟部工業局，2008)

某公司產製麻油，主要排氣源為螺旋壓榨機，特性為油煙及味道。本排氣造成廠區附近油煙及臭味問題，改善方案如圖4所示，要旨為(1)新設150 m³/min靜電除油機(工業用)乙套；(2)抽風機吸風口接靜電除油機出口；(3)靜電除油機排氣再經鹼洗除味。

新設系統於2007年12月底完工，設置費用約200萬。檢測靜電除油機進氣溫度為40^oC；處理後排氣溫度為25^oC，流量為159 m³/min。靜電除油機進口氣體臭味濃度為99,724，油煙鹼洗塔排氣(排放大氣)臭味濃度為309，系統對異味去除率99.7%。排放大氣異味濃度符合小於2,000之法定標準。

圖4  麻油產製流程及改善後壓榨排氣處理系統

4.3化製廠排氣化學洗滌異味控制(U.S. EPA, 1993; 周明顯，2008)

化製廠處理動物產品加工廠下腳料生產油脂和肉骨粉。在批式處理中，以破碎機將原料尺寸減少至2.5-5 cm以促進烹煮效率。一般批式烹煮爐是水平式圓柱容器，備有蒸汽套和攪拌器，將原料加熱到121-135^oC，接著將內容物排到滴液盤。烹煮爐排放蒸汽經凝除凝結水，排放無法冷凝的物質。

揮發性有機物(VOCs)為烹煮排氣中主要空氣污染物。主成份包括微粒、氨、硫化氫、有機硫、二硫化物、C₄-C₇醛類、三甲胺、C₄胺類、奎林(quinoline)、二甲基吡嗪(dimethyl pyrazine)、其他吡嗪和C₃-C₆有機酸。此外，有較少量的C₄-C₇醇類、酮類、脂肪族碳氫化合物和芳香族化合物。排氣中多種化合物的異味閾值很低，有些低到1 ppb。

台南縣某化製廠採用四段溼式洗滌塔作蒸煮排氣處理(圖5)，75^oC化製罐排氣經間接水冷器冷卻至35^oC後，經氧化洗滌塔、除氯及有機酸鹼洗塔、二段水洗塔等處理後，經20米高煙道排放。本系統於2008年4月初完工，排氣異味濃度為900-1,000，符合法規標準(<2,000)。工廠內部設施經常作表面清洗，以去除腐爛異味，周界異味濃度符合現行法規標準(<50)。

圖5 某化製廠四段溼式洗滌塔蒸煮排氣處理系統

4.4以生物濾床控制有機溶劑廠排氣異味(周明顯等，2008)

某化工公司製造有機溶劑，其蒸餾塔尾氣、貯槽排氣、廢水廠排氣等含醇、酯、苯、甲醛等揮發性有機物。為降低排氣中有機溶劑濃度及其逸出異味，以免引發陳請，該公司於2008年9月完成一套集氣系統及蛇木屑生物濾床，有效去除排氣中異味。

排氣生物濾床處理流程及設施照片如圖6所示，床體為RC造，內填蛇木屑濾料體積40 m³ (8 mL × 3 mW × 1.67 mH)，集氣及濾床系統造價300萬。操作時，每日使用奶粉144 g (劑量4.0 g/m³濾料.day)、尿素氮(Urea-N) 28 g (劑量0.78 g N/m³濾料.day)、磷酸二氫鉀磷(KH₂PO₄-P) 2.3 g (劑量0.063 g P/m³濾料.day)為營養劑；調濕水以三號噴頭噴入床上，毎一噴頭出水量100 mL/min，共20個，間隔每8分鐘灑水2分鐘，用水量計0.576 m³/day (水量14.4 L/m³濾料.day)。

試車結果顯示，在濾床進氣量12 Am³/min時，進氣異味濃度可由3090處理至152，進氣NMHC可由276 ppm (as methane)去除至67 ppm (as methane)。

圖6 排氣生物濾床處理流程及設施側面

4.5鑄鐵排氣異味改善(周明顯，2011)

某鑄造公司鑄模使用呋喃樹脂含呋喃醛(furfural)、尿素、苯磺酸硬化劑等成分，砂模於澆鑄中碳化反應產生煙霧及有機物，操作人員在澆鑄件上點火燒除煙霧及有機物，廠房排氣以噴淋洗滌塔處理後排放(圖7)。洗滌塔循環水加漂白水(12%有效氯)協助除臭，然洗滌水使用後pH會降低為4.0，使洗滌後排氣仍具酸味，排氣酸味判定為二氧化硫(苯磺酸硬化劑焚化產物)。操作改善為每次操作前，將4,000公升之洗滌水換新，加入20公升漂白水，啟動循環幫浦，將洗滌水與漂白水混勻，量測洗滌水pH，如低於9.0，於水中添加35%液鹼，調整pH至9.5。

該公司於2011年1月完成改善，有效去除廠房排氣中酸味，亦無後續陳情案件。

圖7 鑄造廠房排氣噴淋洗滌塔

五、結語

異味控制除減少其對環境及廠外民眾之干擾外，對廠房作業員工之健康保護更形重要。對一特定行業，其異味改善方法不盡相同。建議企業主儘量收集資料並尋求技術協助，俾進行完善之改善規劃；改善設施完成後需依照既定程序操作及維護，以持續維持處理效果。

六、參考資料

1. Anderson, R. (1984), Sewage Treatment Processes: The Solution to the Odour Problem, Proc. International Symposium on Characterization and Control of Odoriferous Pollutants in Process Industries, Belgium, April 1984.

2. Barker; R. and Jones, A. R., (1988): Treatment of Malodorants in Air by the UV/Ozone Technique, Ozone Science & Engineering, 10, 405-418.

3.Chiang, H. L.; Chiang, P. C.; Huang, C. P. (2002), Ozonation of activated carbon and its effects on the adsorption of VOCs exemplified by methylethylketone and benzene. Chemosphere, 47, 267.

4.Fukuyama, J. (2004), Odor Pollution Control for Various Odor Emission Sources in Japan, Osaka City Institute of Public Health and Environmental Sciences, 8-34, Tojohcho Tennohjiku, Osaka 543-0026, Japan. (www.orea.or.jp/en/PDF/2004-07)

5.Harris, J. C. (1980), Ozonation, in Unit operations for treatment of hazardous industrial wastes, Noyes Data Corp.

6.U.S. Environmental Protection Agency (1993), “Emission Factor Documentation for AP-42, Section 9.5.3: Meat Rendering Plants,” Emission Inventory Branch, Office of Air Quality Planning and Standards, Research Triangle Park, NC 27711, March 1993.

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10.周明顯(2006)，某公司飼料排氣臭氧接觸現況資料，2006年6月。

11.周明顯(2008)，某農工企業股份有限公司化製排氣除臭現況資料，2008年6月。

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13.周明顯、張筱瑜、曾嘉玲(2008)，某化工股份有限公司蛇木屑生物濾床驗收報告，2008年10月。

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