瀝青拌合廠使用原料瀝青、再生瀝青及石料在高溫環境之拌合，製程中除了排放粒狀污染物外，最主要問題為含有大量揮發性有機物(VOCs)，而這些VOCs大多具有異味，影響廠區附近居民之生活品質，導致引發越來越多之異味陳情。
本研究以「次氯酸氣相化學氧化法」去除瀝青熱熔排氣異味。次氯酸可將VOCs氧化，常、高溫環境下分別使用活性碳、無水硫代硫酸鈉將試驗反應後之剩餘氯味還原去除。試驗廢氣為藉由原料瀝青加熱產生模擬瀝青燻煙臭氣，廢氣成分中含烷烴、烯烴、芳香烴等。研究中利用攜帶式火焰離子化偵測器(FID)分析廢氣經氧化還原處理前後VOCs濃度，最後以三點比較式嗅袋法判定異味濃度去除效果。
結果顯示，在瀝青臭氣與次氯酸在高溫(100℃)接觸反應，氣體空塔停留時間(EBRT) 1.73s、初始有效氯濃度4.0 ppm為本研究去除瀝青熱熔排氣異味之最佳參數。以三點比較式嗅袋法評估，處理後之異味濃度低於1000，符合法規標準。
以處理瀝青臭氣1000 Nm3為基準，估算操作費用為0.688 NTD。

Hot-melted asphalt (HMA) plants use asphalt, recycled asphalt and gravels as raw materials and blend them at around 170 oC. Fumes and particulates emit from the process equipments in the asphalt melting and blending operations. Most of the particulates and the aerosols in the fumes can be removed by bag filters, however, gaseous volatile organic compounds (VOCs) and reduced-sulfur compounds can't be effectively removed from the fumes. These gaseous compounds have peculiar smells and may be harmful to the nearby residents. Complaints also come with the odorous emissions.
In this study, gaseous phase reactions were tried for the oxidation and removal of the odorous compounds (alkenes, aliphatic and aromatic hydrocarbons) emitted from heated asphalt. Hypochloric acid (HOCl) was used as the gaseous oxidant and solid sodium thiosulfate or activated carbon was used as a chlorine-reducing agent following the oxidation reaction. A portable flame ionization detector (FID) was used for the detection of total hydrocarbon carbon (THC) concentrations in the gas before and after the oxidation and reduction reactions. A sensory test was used to examine the gas odor.
Results indicate that at a reaction temperature of 100oC, with initial chlorine concentrations of 2 and 4 ppm and a gas residence time of 1.73 s, odor intensities of the influent gas could be reduced from 7,330 (expressed as dilutions to threshold) to less than the regulation of 1,000 for exhaust gas from an emission pipe with a height of lower than 18 m above ground, as set by the EPA of Taiwan. An estimation indicates that the chemical cost is around USD 0.023 for scrubbing 1,000 Nm3 of the exhaust gas.

目錄
謝誌 i
摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
表目錄 ix
第一章 前言 1
1.1研究背景及動機 1
1.2研究目的及內容 2
第二章 文獻回顧 3
2.1台灣臭味問題現況 3
2.2異味 4
2.2.1廣義定義 4
2.2.2異味物質 4
2.2.3異味物質來源 8
2.2.4混合物質異味特性 10
2.3人類與異味之相關性 11
2.3.1氯氣之影響 14
2.4揮發性有機物 14
2.4.1定義與來源 14
2.4.2危害 15
2.5異味表示方式 18
2.5.1異味特徵(characteristics) 18
2.5.2異味強度(odor intensity) 20
2.5.3喜愛度(Hpdnnic tone) 23
2.5.4異味濃度(odor intensity) 24
2.6異味量測方式 28
2.6.1官能測定法(sensory measurement) 28
2.6.2儀器測定法(analytical measurement) 30
2.7異味管制及法規標準 39
2.8異味控制及揮發性有機物處理 42
2.9瀝青 48
2.9.1定義及組成結構 48
2.9.2物理性質 50
2.9.3特性及用途 51
2.10熱瀝青拌合廠 52
2.10.1簡介 52
2.10.2製程及異味源說明 55
2.10.3污染特性說明 57
2.11異味成分及排放係數 59
2.12化學處理方法介紹 61
2.13生物性處理方法介紹 63
第三章 實驗材料、設備及方法 64
3.1研究架構及流程 64
3.2實驗藥品及材料 67
3.3實驗設備 68
3.3.1分析儀器與型號 69
3.3.2設備 70
3.3.3分析方法 73
3.4實驗室模擬試驗 75
3.5實驗方法 76
第四章 結果與討論 78
4.1常溫接觸試驗結果 79
4.1.1低濃度瀝青排氣 79
4.2高溫接觸反應試驗結果 104
4.2.1高溫環境模擬試驗 104
4.2.2高溫接觸反應試驗結果 105
4.3瀝青排氣異味去除率 116
4.4GC-MS儀器分析結果 122
4.5操作費用估算 124
第五章 結論及建議 125
5.1結論 125
5.2建議 126
參考文獻 127
附錄 132

表目錄
表2-1常見異味物質及其發臭官能基(非含氧烴) [9] 5
表2-2常見異味物質及其發臭官能基(含氧烴及植物精油) [9] 6
表2-3空氣污染防制法施行細則(中華民國九十二年七月二十三日) [10] 7
表2-4為產生機制之惡臭物質來源[8] [11] 8
表2-5常見異味物質及發生源 9
表2-6與人類活動有關之異味物質來源(生活、農業、商業) [13]」 12
表2-7與人類活動有關之異味物質來源(工業) [13] 13
表2-8氯氣對人類之影響 14
表2-9 VOCs與光化學反應之活性分類 17
表2-10依化學物種類所作之異味分類[30] 19
表2-11六階段異味強度表示法[31] 21
表2-12異味強度及異味物質濃度之關係之表示方法 22
表2-13異味物質Weber-Fechner關係式(I＝k × log C＋a)之k、a及檢知閾[33] 23
表2-14各種化合物之異味閥值(odor threshold) [9] [35] [36] 26
表2-15各種化合物之異味閾值(odor threshold) [9] [35] [36] 27
表2-16常用之大氣、周界及排放管道中異味污染物檢測方法[40] 31
表2-17異味之檢知管呈色反應[9] 33
表2-18異味污染物排放標準[42] 40
表2-19揮發性有機物(VOCs)排放源[18] 41
表2-20異味理技術及概要應用[8] 44
表2-21VOCs控制技術之優缺點比較(1/3) [46] [47] 45
表2-22瀝青成分組成之百分比[48] 48
表2-23瀝青性質之數據 50
表2-24熱拌瀝青(HMA)排放異味成分及排放係數[4] 60
表2-25一般除臭化學反應方程式[9] [13] [57] 62
表3-1供試瀝青物質資料表 67
表3-2 GC-14B操作參數及設定值 73
表3-3聞臭者A和聞臭者B對模擬試驗異味描述 75
表4-1瀝青加熱排氣樣之GC-FID及FID檢測數據 79
表4-2供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度之氧化試驗數據 80
表4-3供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度之氧化試驗數據 82
表4-4供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度之氧化試驗數據 84
表4-5供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度之氧化試驗數據 86
表4-6供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度之氧化試驗數據 88
表4-7供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度之氧化試驗數據 90
表4-8供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度之氧化試驗數據 92
表4-9供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度之氧化試驗數據 94
表4-10供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度及EBRT之氧化試驗數據 96
表4-11聞臭者A和聞臭者B對處理後排氣異味描述 99
表4-12供試瀝青排氣在不同初始氯氣濃度及EBRT之氧化試驗數據 100
表4-13聞臭者A和聞臭者B對處理後排氣異味描述 102
表4-14聞臭者A和聞臭者B對處理後排氣異味描述 105
表4-15瀝青臭氣與氯之高溫(100℃)接觸反應試驗數據 106
表4-16瀝青臭氣與氯之高溫(100oC)接觸反應試驗數據 108
表4-17瀝青臭氣與氯之高溫(100 oC)接觸反應試驗數據 110
表4-18瀝青臭氣與氯之高溫(100 oC)接觸反應試驗數據 112
表4-19瀝青臭氣與氯之高溫(100 oC)接觸反應試驗數據 114
表4-20瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗之異味去除試驗數據 116
表4-21瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗之異味去除試驗數據 119
表4-22瀝青臭氣排氣、經過設備氧化還原後之排氣之GC-MS分析數據(1/2) 122

圖目錄
圖2-1台灣各縣市環保局公害及惡臭陳情案件統計 3
圖2-2喜愛度之尺度 24
圖2-3採樣裝置[9] 31
圖2-4氣體吸收[9] 32
圖2-5層析法分析法基本原理[9] 35
圖2-6氫焰離子化檢出器原理[9] 36
圖2-7焰光光度檢出器原理[9] 37
圖2-8熱傳導度檢出器原理[9] 37
圖2-9熱離子化檢出器原理[9] 37
圖2-10電子捕捉檢出器原理[9] 38
圖2-11質譜儀檢出器原理[9] 38
圖2-12臭氣與有機廢氣處理主要技術範圍[45] 43
圖2-13瀝青以SOL形式呈現[51] 49
圖2-14瀝青以GEL形式呈現[51] 49
圖2-15批式HMA製程 54
圖2-16鼓輪式HMA製程 54
圖2-17瀝青混凝土拌合作業程序及異味污染源 57
圖3-1研究流程架構 66
圖3-2瀝青材料 67
圖3-3常溫(25oC)反應試驗設備 70
圖3-4高溫(100oC)反應試驗設備 71
圖3-5瀝青材料烘烤產出燻煙臭氣之採樣情形 72
圖3-6以次氯酸鈉水溶液曝出氯氣之採樣情形 72
圖3-7分析儀器 74
圖4-1初始有效氯濃度對排氣NMHC去除率的影響(EBRT 61.8s、反應溫度25oC、初始NMHC 20.3-24.8 ppm as methane) 81
圖4-2初始有效氯濃度對排氣NMHC去除率的影響(EBRT 49.7 s、反應溫度25oC、初始NMHC 20.3-24.8 ppm as methane) 83
圖4-3初始有效氯濃度對排氣NMHC去除率的影響(EBRT 32.8 s、反應溫度25oC、初始NMHC 20.3-24.8 ppm as methane) 85
圖4-4初始有效氯濃度對排氣NMHC去除率的影響(EBRT 30.9 s、反應溫度25oC、初始NMHC 20.6-24.7 ppm as methane) 87
圖4-5初始有效氯濃度對排氣NMHC去除率的影響(EBRT 24.9 s、反應溫度25oC、初始NMHC 20.6-24.7 ppm as methane) 89
圖4-6初始有效氯濃度對排氣NMHC去除率的影響(EBRT 16.4 s、反應溫度25oC、初始NMHC 20.6-24.7 ppm as methane) 91
圖4-7初始有效氯濃度對排氣NMHC去除率的影響(EBRT 15.8 s、反應溫度25oC、初始NMHC 20.3-24.8 ppm as methane) 93
圖4-8初始有效氯濃度對排氣NMHC去除率的影響(EBRT 7.91 s、反應溫度25oC、初始NMHC 20.6-24.7 ppm as methane) 95
圖4-9常溫(25oC)接觸反應，不同EBRT對NMHC去除率的影響 98
圖4-10常溫(25oC)接觸反應，不同EBRT對NMHC去除率的影響 101
圖4-11瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗：NMHC去除率及單位氯消耗之NMHC去除分率(NMHC/Cl2)與初始氯濃度之關係 107
圖4-12低瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗：NMHC去除率及單位氯消耗之NMHC去除分率(NMHC/Cl2)與初始氯濃度之關係 109
圖4-13高瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗：NMHC去除率及單位氯消耗之NMHC去除分率(NMHC/Cl2)與初始氯濃度之關係 109
圖4-14低瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗：NMHC去除率及單位氯消耗之NMHC去除分率(NMHC/Cl2)與初始氯濃度之關係 111
圖4-15高瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗：NMHC去除率及單位氯消耗之NMHC去除分率(NMHC/Cl2)與初始氯濃度之關係 111
圖4-16低瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗：NMHC去除率及單位氯消耗之NMHC去除分率(NMHC/Cl2)與停留時間之關係 113
圖4-17高瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗：NMHC去除率及單位氯消耗之NMHC去除分率(NMHC/Cl2)與停留時間之關係 113
圖4-18低瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗：NMHC去除率及單位氯消耗之NMHC去除分率(NMHC/Cl2)與停留時間之關係 115
圖4-19高瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗：NMHC去除率及單位氯消耗之NMHC去除分率(NMHC/Cl2)與停留時間之關係 115
圖4-20低瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗之異味去除試驗數據 117
圖4-21高瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗之異味去除試驗數據 118
圖4-22低瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗之異味去除試驗數據 120
圖4-23高瀝青臭氣與氯高溫(100℃)接觸反應試驗之異味去除試驗數據 121

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