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104年
[環工] 環化及環微、廢棄物清理工程
第 34 題
某污水廠每日污水進流量為 $50\text{ m}^3$，污水中 $\text{NH}_4\text{Cl}$ 濃度為 10 mg/L，反應槽體積為 $5\text{ m}^3$，衰化動力式以二級反應進行，反應係數為 1/mg-day，試求放流水 $\text{NH}_4\text{Cl}$ 之濃度？
- A 2.0 mg/L
- B 3.0 mg/L
- C 4.0 mg/L
- D 5.0 mg/L
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太棒了！你能精確計算出放流水濃度為 $5.0 \text{ mg/L}$，代表你對水處理中的反應動力學與水力停留時間（HRT）的應用已經掌握得非常紮實。
反應動力學與停留時間的應用
這道題目的解題核心在於結合物質不滅定律與二級反應動力學。首先，我們必須計算出污水在反應槽內的停留時間 $\tau$（即 $t$），計算方式為槽體積除以進流量：$\tau = V / Q = 5 / 50 = 0.1 \text{ day}$。接著，根據題目要求的「二級反應」動力學模式，其積分型式為 $\frac{1}{C} - \frac{1}{C_0} = kt$。將數值代入公式：$\frac{1}{C} - \frac{1}{10} = 1 \times 0.1$，整理後得到 $\frac{1}{C} = 0.2$，因此求得放流水濃度 $C = 5 \text{ mg/L}$。
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