114 地方特考三等 環境工程類科 廢棄物處理工程 考古題詳解
第 一 題25 分
不同廢棄物之物理特性會影響其處理方式，請試述廢棄物之物理特性包含哪五大類別並論述之？
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核心觀念
本題考查廢棄物的物理特性，以及這些特性如何影響貯存、收運、分選、堆肥、焚化與掩埋。固體廢棄物工程常列出的五項物理特性為：容積密度（單位重）、含水率、粒徑與粒徑分布、田間容量、滲透性。
解題方法
作答時先列出五項特性，再依「定義或量測概念 → 對處理操作的影響」逐項說明。如此能完整呈現物理特性如何轉化為工程設計與操作條件。
五大物理特性
- 容積密度（單位重） 容積密度為廢棄物單位體積的質量，常以 表示。計算時須說明體積所採用的狀態，例如鬆散、裝載或壓實狀態；同一批廢棄物在不同壓實程度下，容積密度會不同。
容積密度影響貯存容器與掩埋場容量估算、清運車輛載重與容積配置，也影響壓實設備的選擇。設計與比較時須採用相同的量測基準，避免把鬆散密度與壓實密度直接相比。
- 含水率 含水率表示廢棄物中水分所占比例。以濕基表示時：
含水率會影響廢棄物的重量、發熱量、焚化所需輔助燃料及乾燥需求，也會影響生物處理的水分條件。含水率高時，焚化需先消耗較多熱量蒸發水分；在掩埋場中，水分則會影響滲出水生成與污染物傳輸。
- 粒徑與粒徑分布 粒徑描述廢棄物顆粒或組成物的大小；粒徑分布則描述不同粒徑所占比例。工程上可透過篩分等方法分析。
第 二 題25 分
某有害事業廢棄物焚化爐每小時可處理 10 噸之廢棄物，已知進料中有害廢棄物含量為 8%（重量比）、排放廢氣中有害廢棄物排放率為 0.05 kg/hr、灰渣中有害廢棄物排放率為 0.1 kg/hr、排放廢氣中 CO 濃度為 200 ppm、排放廢氣中 CO₂ 含量為 12%（體積比）。
(一) 請寫出焚化爐燃燒效率公式並計算其值（請計算至小數點後兩位）。（15 分）
(二) 請寫出有害廢棄物之去除率公式並計算其值（請計算至小數點後兩位）。（10 分）
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核心觀念
本題考查焚化處理的兩項指標：
- 燃燒效率（Combustion Efficiency, CE）：以排放廢氣中的二氧化碳與一氧化碳濃度，衡量碳燃燒成二氧化碳的程度。
- 有害廢棄物去除率（Destruction and Removal Efficiency, DRE）：以進料中的有害廢棄物質量，對照排放廢氣中未被破壞的有害廢棄物質量，計算去除比例。
題目未要求引用特定法規或法條，以下依焚化工程常用定義計算。
解題方法與計算
（一）燃燒效率
燃燒效率公式為：
其中 CO₂ 與 CO 濃度須採用相同基準。題目給定：
代入公式：
（二）有害廢棄物去除率
有害廢棄物去除率公式為：
第 三 題25 分
廢棄物化學處理技術中，熱裂解技術為利用無氧狀態將廢棄物中有機物質加熱進行化學分解之程序，請論述熱裂解反應中五個階段程序名稱、反應程序說明與溫度。
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核心觀念
熱裂解是有機廢棄物在缺氧或無氧條件下受熱分解的程序。反應產物包括可凝結的油氣、不可凝結的可燃氣體，以及固態焦炭或炭化殘渣。溫度升高時，反應會由水分逸出，逐步進入有機物裂解、揮發分二次反應及炭質殘渣轉化等階段。
解題方法
依物料受熱後的反應順序，將熱裂解整理為五個階段。各階段的溫度是工程上的概略區間，會隨廢棄物組成、升溫速率、停留時間及設備操作條件而變動；作答時應掌握階段順序及主要反應。
| 階段 | 溫度範圍 | 反應程序說明 |
|---|---|---|
| 一、乾燥階段 | 約 100–200°C | 廢棄物中的自由水及部分結合水受熱蒸發，形成水蒸氣；有機物尚未大量分解。 |
| 二、初級熱裂解階段 | 約 200–400°C | 有機物開始分解，纖維素、半纖維素等成分裂解，產生初級揮發分、可凝結蒸氣及固態炭質殘渣。 |
| 三、主要熱裂解階段 | 約 400–600°C | 有機物進一步裂解，揮發分大量逸出，生成焦油、水蒸氣及可燃氣體；殘留固體的碳含量提高。 |
第 四 題25 分
永續廢棄物能源化設施是以環境保護、能源效率與經濟合理性為基礎，進行廢棄物焚化設施的設計、建造與營運管理。請論述永續廢棄物能源化設施之成功因素包含哪五大方向？
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核心觀念
本題考查焚化廠從規劃、設計、興建到營運的整體永續性。廢棄物能源化不能只看「能不能燒」或「能發多少電」，還須同時考量廢棄物供應、技術可靠度、環境衝擊、能源回收效益及財務與社會可行性。
作答時可將成功因素整理為五大方向：廢棄物與場址條件、技術與設施可靠度、環境保護、能源效率、經濟與社會治理。各方向彼此牽連，例如廢棄物組成會影響燃燒穩定與發電效率，污染防制與灰渣處理則會影響環境績效及營運成本。
解題方法
題幹已指出環境保護、能源效率與經濟合理性，也提到設計、建造與營運管理。可採「投入條件—設施執行—永續成果」的架構，補足廢棄物供應、工程可靠度及社會治理兩個面向，形成五大方向；每一方向再說明具體措施及其成功意義。
五大成功因素
一、廢棄物來源、特性與場址條件
- 評估區域廢棄物產生量、組成、低位發熱量、含水率及季節變動，確認供料量與品質可支撐設施長期運轉。
- 依廢棄物特性規劃收受、貯存、混拌及前處理流程，避免熱值波動過大造成燃燒不穩或能源回收效率下降。
- 綜合評估場址、運輸距離、道路與電力等基礎設施，以及周邊土地使用與環境敏感受體，降低運輸成本和選址衝突。
- 配合源頭減量、資源回收及分類政策，明確界定焚化廠處理對象，避免設計容量與實際可處理廢棄物量不符。
二、技術選擇與設施可靠度
- 選用符合廢棄物性質、處理規模及在地維修能力的成熟技術，並以全生命週期表現評估設備，而非只比較建廠成本。
- 設計時妥善配置進料、燃燒、鍋爐、發電、排氣處理、灰渣處理及監測系統，確保單元間操作穩定。
- 建造階段落實工程品質、設備整合、工期與安全管理，並進行試運轉及性能驗證。
- 營運階段建立預防保養、故障應變、備品管理、操作人員訓練與績效監測制度，維持妥善率及處理量。