二、問答題：（40 %）（每題 8 分，共 40 分）
1. 請說明水中溶解性有機物質可用那些單元去除。

詳解 (共 1 筆)

Ken
Ken
詳解 #7481942
2026/08/17
自來水水處理程序中，用於去除水中溶解性有機物質（Dissolved Organic Matter, DOM）的常見處理單元與技術如下：

  • 活性碳吸附（Activated Carbon Adsorption）

    • 粒狀活性碳（GAC）： 常設於濾池後作為深度處理單元，利用其高比表面積與微孔結構吸附水中的小分子溶解性有機物、嗅味物質（如 2-MIB、Geosmin）及消毒副產物前驅物。
    • 粉末活性碳（PAC）： 通常於原水有機物濃度驟升時在混合池或反應池緊急投加，吸附後經凝集沉澱去除。
  • 高級氧化程序（Advanced Oxidation Processes, AOPs）

    • 利用高活性、無選擇性的氫氧自由基（·OH）強氧化力，將難分解的溶解性大分子有機物氧化斷鏈為小分子，甚至直接礦化為二氧化碳（$\text{CO}_2$）與水（$\text{H}_2\text{O}$）。常見組合包括：

      • 臭氧 / 紫外線（$\text{O}_3/\text{UV}$）
      • 臭氧 / 過氧化氫（$\text{O}_3/\text{H}_2\text{O}_2$）
      • 紫外線 / 過氧化氫（$\text{UV}/\text{H}_2\text{O}_2$）
  • 臭氧高級處理（Ozonation）

    • 臭氧具強氧化性，可直接破壞溶解性有機物的分子結構與發色基團，將大分子有機物降解為易生物分解的小分子（BOM），通常搭配後續的生物活性碳（BAC）單元協同去除。
  • 膜分離技術（Membrane Filtration）

    • 奈米過濾（NF）與逆滲透（RO）： 孔徑極小（奈米級至埃級），主要依靠篩分作用與電荷排斥，能有效截留水中絕大部分溶解性有機物（包含小分子有機酸、農藥及微污染物）。
    • 註：微過濾（MF）與超過濾（UF）主要去除懸浮物及大分子膠體，對微小溶解性有機物去除效果有限。
  • 強化凝集（Enhanced Coagulation）

    • 透過調整凝集劑（如明礬、聚合氯化鋁 PAC）的加藥量並控制反應pH值（通常調降至偏酸性），提升帶正電荷的鋁/鐵金屬水解產物與帶負電荷的溶解性有機物（如腐植酸、富里酸）之電荷中和及電沉澱作用，增加 DOM 的去除率。
  • 離子交換（Ion Exchange）

    • 使用陰離子交換樹脂（如磁性離子交換樹脂 IX / MIEX），利用樹脂上的陽離子官能基與水中帶負電荷的天然有機物（NOM）進行離子交換，將其吸附去除。