113 地方特考三等 環境工程 廢棄物處理工程 考古題詳解

核心觀念

本題考《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》第 24 條對有害事業廢棄物焚化設施的要求，並須掌握同標準第 2 條對「燃燒效率（CE）」與「破壞去除效率（DRE）」的定義。以下以命題當年（民國 113 年）法規為準；依現行法規資料，相關溫度、時間與效率門檻未見後續重要修正。

解題方法

先將題目要求分成「操作條件」與「處理成效」兩類：燃燒室出口中心溫度及燃燒氣體滯留時間屬操作條件；CE與DRE則分別衡量燃燒完整程度與特定有害物質的去除程度。再依廢棄物種類對照法定門檻，尤其要區分感染性廢棄物與其他有害事業廢棄物。

法規要求

一、一般設施與操作條件

有害事業廢棄物焚化設施除應符合中間處理設施的一般規定外，並須符合下列要求：

• **燃燒室出口中心溫度：**應保持攝氏 1,000 度以上。
• 燃燒氣體滯留時間：
• 生物醫療廢棄物中的廢尖銳器具及感染性廢棄物：1 秒以上。
• 其他有害事業廢棄物：2 秒以上。

法規另要求設置自動監測、燃燒條件自動監測及控制、燃燒室出口中心溫度連續記錄，以及緊急應變處理裝置，以掌握操作狀況並在異常時採取措施。

二、燃燒效率（CE）

焚化感染性廢棄物者，燃燒效率應達 99.9% 以上。其計算式為：

CE以煙道排氣中二氧化碳與一氧化碳的相對濃度，反映燃燒是否完全。CE符合門檻，代表燃燒狀況達到法規要求；它本身不等同於特定有害物質已達到某一去除率。

三、破壞去除效率（DRE）

DRE是主要有害有機物質（POHCs）經熱處理後，處理前總重量扣除煙道排氣所含總重量，再除以處理前總重量的百分比：

核心觀念

本題考查廢棄物處理中的熱處理與物理分選。作答時要說明各技術依據的物理或化學原理、產物或分選方向，以及適用的廢棄物類型。

• 熔煉法、焙燒法、熱解：以熱能改變廢棄物的物理狀態或化學組成。
• 濕式渦錐、重液分選：利用粒徑、密度及流體作用力差異，將混合物分成不同組分。

解題方法

依序採「原理 → 分選方向或產物 → 廢棄物應用」說明五種技術，並特別區分容易混淆的概念：焙燒是低溫、溫和的熱處理；熱解是在缺氧或無氧條件下熱分解；熔煉則是高溫使無機物熔融並形成熔渣。

一、熔煉法（Melting Method）

**原理：**將廢棄物或焚化後的灰渣加熱至熔融，使無機成分形成熔體。熔融物冷卻後可形成熔渣或玻璃質固化物；有機物則會在高溫下分解或氧化。實際處理時須配合適當的爐型、助熔劑及尾氣處理。

**應用：**常用於都市垃圾焚化底渣、飛灰及部分工業廢棄物，以達到減容、降低殘渣溶出性及穩定化的目的。熔渣經品質檢驗符合用途要求時，可作為工程材料使用。熔煉過程中仍須妥善處理煙氣與可能揮發的重金屬。

二、焙燒法（Torrefaction）

**原理：**焙燒是生質物的溫和熱處理，常在約 $200$ 至 $300^\circ\mathrm{C}$、缺氧或惰性氣氛下操作。加熱會移除水分及部分輕質揮發物，並使部分有機成分分解；固體產物的含水率降低，通常較疏水、易研磨，且能量密度提高。

**應用：**適用於木質廢料、農業剩餘資材及部分有機廢棄物的燃料升級，產物可製成固體燃料，供鍋爐或與煤共同燃燒。操作溫度與停留時間會影響固體燃料產率及性質。

三、熱解（Pyrolysis）

**原理：**在缺氧或無氧條件下加熱有機廢棄物，使其熱分解。依操作條件與原料性質，產物包括固體炭（char）、可凝結液體（如熱解油）及不可凝結氣體；溫度、加熱速率與停留時間會影響各產物比例。

**應用：**可處理廢木材、農業生質物、污泥及部分廢塑膠等有機物，以回收燃料或化學原料，並減少固體殘留量。熱解氣體可回收供製程使用；液體與炭則須依其成分及品質決定後續利用或處置。含氯塑膠等原料也須注意腐蝕性氣體及污染物控制。

核心觀念

高速堆肥是將廚餘等可分解有機物，經前處理後置於密閉或半密閉反應設備中，藉由好氧微生物分解有機質，並控制供氣、翻動、含水率與溫度，使堆肥的高溫分解階段加速進行。其主要目的在縮短活性堆肥時間、降低占地，並將含臭氣體集中收集處理。

堆肥反應可概念化表示為：

微生物分解產生的熱能使堆體升溫；供氧不足時，物料轉為厭氧分解，易產生硫化氫、揮發性脂肪酸等臭氣，並降低處理效率。因此，設備設計的核心是讓堆體內部維持均勻、穩定的好氧條件。

解題方法：依處理流程與設計控制項目作答

作答時可依「前處理、反應器內快速分解、後熟成與產品利用」說明，再分別交代設備型式及設計考量。須特別指出，高速設備主要加速的是活性分解階段；出料後通常仍須熟成、穩定化與品質檢驗，不能將快速減量直接等同於堆肥完全腐熟。

一、處理原理與流程

1. 前處理：將廚餘卸料後分選，去除塑膠、金屬、玻璃等異物；再視原料狀況破碎、脫水或調整粒徑。混入木屑、稻殼、枝葉等膨鬆材，可改善孔隙與碳氮比，避免濕黏物料結塊。
2. 調整配料：依廚餘含水率與營養組成，補充乾燥膨鬆材或回流堆肥，使混合料具適當水分、孔隙與碳氮比。
3. 高速好氧反應：物料進入反應器，以鼓風、抽風或翻動供氧，並以攪拌、翻料或滾動促進混合與熱量、水分分布。微生物在適當環境下分解有機質，堆體進入高溫期。
4. 排氣與臭氣控制：反應器維持適當負壓並集中收集廢氣，再依氣體特性採生物濾床、洗滌塔或其他除臭設備處理；滲出液則收集回用或妥善處理。
5. 後熟成與利用：反應器出料後進行熟成、篩分及品質檢測，確認穩定度與用途適性，再作為土壤改良材或有機資源利用。

二、設備型式

三、重要設計考慮項目

核心觀念

風力渦輪機葉片為大型纖維強化複合材料，主要由玻璃纖維或碳纖維、熱固性樹脂，以及芯材、黏著劑、塗層與金屬構件組成。葉片服役時需要輕量、高強度與耐候，因此常採用難以熔融再製的熱固性複材；退役後若只掩埋或焚化，會造成材料與土地資源耗用，也無法充分回收纖維與樹脂。

本題核心是說明如何讓廢葉片從「末端處理」走向「材料回收與再利用」：建立回收管理體系，發展低碳且有效的分離技術，並為回收物料媒合應用市場。作答時要區分「現階段去化」與「高值化循環」：水泥窯協同處理可提供現階段資源化管道；若要提升循環價值，則需回收纖維、樹脂等材料，並使其進入新的產品製程。

解題方法

依照「源頭設計與管理、回收處理、物料應用、產業鏈與制度」四個層次作答。先交代廢葉片難回收的材料特性，再說明國內可採取的循環策略，最後將回收產物對應到具體用途，呈現從廢棄物到再生原料的完整循環。

一、建立回收管理與產業鏈

1. 掌握廢葉片流向與數量：建立退役時間、葉片數量、材質組成及去向資料，串聯風場、拆除清運、處理業者及再利用業者，避免長期暫置或去向不明。
2. 規劃收集與前處理：葉片尺寸龐大，須安排拆卸、切割、運輸及暫存，並依玻纖、碳纖、芯材、金屬等材料特性分類。前處理可包括切割、破碎、清潔及去除金屬零件，以利後續回收。
3. 建立穩定料源與再生料規格：回收材料須有明確品質、成分及性能規格，並與下游製造業合作，使再生料有穩定去處。

二、循序發展資源化處理技術

1. 機械破碎與研磨：將複材切碎、破碎或研磨，製成含纖維碎料或粉料。設備與操作相對直接，適合大宗處理；但纖維通常變短，樹脂與纖維未完全分離，材料性能與再利用價值有限，較適合作為填料或替代原料。
2. 水泥窯協同處理：將適當前處理的廢葉片投入水泥窯，利用有機樹脂部分提供熱值，無機纖維成分進入水泥熟料，作為替代燃料及原料。這是廢葉片現階段可採行的資源化去化方式，但纖維與樹脂未以原材料形式分別回收，循環層級低於材料再生。
3. 熱處理或熱裂解：在缺氧或特定熱處理條件下分解樹脂，回收纖維及部分能源或化學物質。其技術須評估能耗、排放控制與纖維性能變化；玻璃纖維經高溫處理後可能受損，須依回收品質選擇用途。
4. 化學回收與解聚：以適當溶劑或化學配方分解樹脂，使纖維與樹脂降解物分離。國內發展方向之一，是採低溫化學解聚技術，回收長纖維及樹脂寡聚物，並朝低溫、低能耗、藥劑循環及減少廢液廢氣的製程設計。與單純破碎相比，此法較有機會保留纖維性能並回收樹脂資源，適合朝高值化循環發展。

三、規劃衍生回收物料與潛在應用