108 高普考高考三級 環境工程 廢棄物處理工程（包括相關法規） 考古題詳解

核心觀念

本題考查事業廢棄物再利用的三種法定途徑，以及各途徑的適用條件與管理方式。法源為《廢棄物清理法》第 39 條及《行政院環境保護署事業廢棄物再利用管理辦法》第 2、3 條。以下以命題當年（民國 108 年）法規為準。

依當年《管理辦法》第 2 條，再利用是指事業將其事業廢棄物自行或送往再利用機構，作為原料、材料、燃料、填土或其他經主管機關認定用途的行為。再利用機構，則是經政府機關登記有案或依法免辦登記，並收受事業廢棄物進行再利用的農、工、商廠（場）。

解題方法

依《管理辦法》第 3 條，分別從「是否在產生廠場內自行利用」、「是否已有公告管理方式可依循」及「是否須經主管機關許可」三個角度，說明三種方式。作答時應交代適用情形、核准或許可要求，以及再利用的管理依據。

三種再利用方式

一、廠（場）內自行再利用

事業將自己產生的事業廢棄物，留在產生廢棄物的廠（場）內自行再利用。屬《廢棄物清理法》第 31 條第 1 項公告應提送事業廢棄物清理計畫書的事業，須先取得清理計畫書審查核准，始得自行再利用；非屬公告事業者，得自行於廠（場）內再利用。

二、公告再利用

事業廢棄物種類及其管理方式已列於主管機關公告附表者，事業與再利用機構得依公告所列種類及管理方式逕行再利用，無須就該案另申請個案再利用許可。公告管理方式會規範可再利用的廢棄物種類、用途及應遵守的管理要求；進行再利用時仍須依公告內容辦理。

核心觀念

碳氮比（C/N）是廢棄物中碳含量與氮含量的比值，可用來評估有機廢棄物是否具備適合微生物分解的營養條件：

碳提供微生物生長所需的能量，氮則供其合成細胞物質。分析時應先挑出具有生物分解意義的樣品；玻璃、金屬等惰性物質，以及塑膠等難以生物分解的物質，不宜混入分析樣品。

解題方法

依序從「樣品是否參與生物分解」、「其碳氮組成」及「分解難易度」判斷。碳氮比高低與生物分解難易度有關聯，但兩者不是同一分類：紙類可能碳氮比高，仍可生物分解；塑膠雖含碳，卻不代表能被微生物有效分解。

分題說明

(一) 分析前應先排除哪些類的垃圾樣品？

應先排除下列樣品：

• 惰性、不可燃或無機物：如玻璃、金屬、陶瓷、石塊及砂土。
• 難以生物分解的合成物：如塑膠、橡膠等。

分析前應將可供生物分解的有機部分分選出來，再製備代表性樣品。

(二) 其原因為何？

玻璃、金屬、陶瓷、石塊及砂土不會被微生物分解，混入樣品會稀釋有機物比例，不能反映可分解物的碳氮特性。塑膠、橡膠雖含碳，但一般生物處理條件下不易分解；若納入樣品，會使碳含量偏高，卻沒有相應的可利用氮，造成碳氮比失真，也無法代表微生物實際可利用的基質。

(三) 廢棄物中哪些屬於高碳氮比，哪些屬於低碳氮比？

• 高碳氮比：紙類、紙板、木竹、枯枝落葉、稻草等富含纖維素或木質纖維素的材料。
• 低碳氮比：廚餘、果菜殘渣、青草、動植物殘渣、糞尿及污泥等含氮較多的材料。

核心觀念

熱解是將含碳廢棄物置於缺氧或無氧環境中加熱，使有機物熱裂解並轉化為可燃氣體、液體油品及固體炭質物。它與焚化的差別在於：焚化以足量氧氣使廢棄物完全氧化；熱解則以限制氧氣供應來回收燃料與材料。

本題考查熱解的適用進料、三類產物的主要成分，以及熱解與氣化、炭化的關係。題目未要求特定法條；以下依熱處理工程原理作答。若涉及法規判斷，應以命題當年（民國 108 年）法規為準。

解題方法

依序掌握「進料特性 → 熱解產物 → 相近熱處理程序」即可作答。判斷適用廢棄物時，核心是看其是否含有可熱裂解的有機碳，以及含水率、灰分等條件是否適合；辨認產物則依氣、液、固三相整理。

（一）適合處理的廢棄物

熱解適合處理有機質含量高、具有可燃性且適合熱裂解的含碳廢棄物，例如：

• 廢塑膠、廢橡膠、廢輪胎等高熱值有機廢棄物。
• 木材、農業廢棄物及其他生質物。
• 經分類或前處理的都市固體廢棄物中，可燃且有機質較高的部分。
• 污泥等含有有機質的廢棄物，通常須先脫水、乾燥或調整組成。

進料若含水率過高，熱量會大量耗於水分蒸發，降低熱解效率；無機物、灰分過多則會減少可轉化為燃料的有機物比例。因此實務上常先進行分類、破碎、乾燥等前處理。

（二）三種再生燃料及主要成分

熱解通常產生下列三類產物，產率與成分會受進料組成、溫度、停留時間及加熱速率影響。

核心觀念

本題考《一般廢棄物回收清除處理辦法》第 31 條第 1 項第 1 款，並須併同第 29 條第 1 項第 4 款作答。

灰渣經穩定化處理後進入衛生掩埋場，應採獨立分區掩埋；該分區須設置獨立滲出水收集系統，並以雙層不透水材質構築，另設間隔堤（牆）及防止滑動、崩塌的設施，且符合第 29 條規定。

解題方法

先由第 31 條確認分區的專屬要求，再援引第 29 條確認衛生掩埋場底層及周圍的不透水設施標準。依民國 108 年法規，第 29 條第 1 項第 4 款規定，底層及周圍可採下列其中一種方式：

1. 低滲透性地工材料基礎：黏土質、皂土或其他具相同阻水功能的地工材料組合，厚度至少 60 公分，透水係數低於 $10^{-7}$ 公分／秒，且須與廢棄物或其滲出水相容。
2. 人造不透水材料基礎：厚度至少 0.2 公分，透水係數低於 $10^{-10}$ 公分／秒，且須與廢棄物或其滲出水相容。

作答時要把「雙層」與「第 29 條的材料及性能標準」一起交代。第 31 條要求雙層不透水材質；第 29 條則規定底層及周圍應符合上述阻水性能與相容性要求。

核心觀念

本題考查含重金屬廢棄物的「固化」與「穩定化」機制，以及處理後衛生掩埋的法規要求。兩者目的都是降低重金屬進入水相、進而污染土壤與地下水的風險，但作用方式不同：

• 固化（solidification）：主要改變廢棄物的物理形態，形成較完整、低滲透性的固體；著重於包覆、封鎖污染物。
• 穩定化（stabilization）：主要改變污染物的化學形態或溶解性，使重金屬較不易溶出；著重於降低污染物的移動性與危害性。

兩者常合併使用，稱為固化／穩定化處理。固化提供物理屏障，穩定化降低重金屬本身的溶出性。

解題方法

作答時先依「物理固定」與「化學固定」區分兩種方法，再引用以命題當年（民國 108 年）為準的《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》第 41 條，回答抗壓強度要求。最後比較污染物是否仍保有原來的化學危害，以及固體屏障受損後的風險。

（一）化學穩定化法與水泥固化法的原理及方法

1. 化學穩定化法

**原理：**加入化學藥劑，使重金屬轉變為較難溶解、較不易移動的化學形態，或使其吸附、沉澱於固體表面與結構中，以降低溶出及生物可利用性。穩定化並非把重金屬元素消除，而是降低其釋出風險。

常用方法：

• 調整酸鹼值：加入石灰、氫氧化鈉等，使重金屬形成溶解度較低的氫氧化物沉澱；但須考量不同金屬的溶解性會受酸鹼值影響。
• 硫化物沉澱：加入硫化物，使重金屬形成難溶的金屬硫化物。
• 磷酸鹽反應：加入磷酸鹽，使重金屬形成難溶的磷酸鹽礦物。
• 吸附或離子交換：利用黏土、矽酸鹽等材料，吸附或固定重金屬離子。

實際藥劑與添加量須依廢棄物組成、重金屬種類及溶出試驗結果選定，並充分混合反應。

2. 水泥固化法

**原理：**將廢棄物與水泥等固化劑混合，加水後經水化、凝結與硬化形成固體塊體。水泥水化產物形成的結構可包覆或封鎖重金屬，並降低水分進入與污染物向外擴散的機會。

核心觀念

本題考堆肥的高溫期管理：利用好氧微生物分解有機物時產生的熱，使堆肥物料持續達到高溫菌生長所需的溫度，並維持五天以上。重點不只是堆體中心升溫，還要讓不同位置的物料都能接觸到足夠的高溫，並維持好氧分解所需的氧氣與水分。

三種方法的差別，在於如何供氧、翻動或混合物料，以及如何減少熱散失：

• 自然堆肥法（Windrow）：以翻堆同時補充氧氣、混合物料。
• 曝氣靜置堆（Aerated static pile）：以鼓風或抽風供氧，堆體不定期翻動。
• 槽式堆肥（In-vessel）：在槽體或反應器內控制通風、混合與環境條件。

解題方法

作答時依序說明三件事：如何產熱並保溫、如何供氧、如何讓全體物料達到高溫處理條件。高溫主要來自好氧微生物分解有機物；缺氧會減弱分解與產熱，因此各方法都要有適當通氣。堆體過乾會抑制微生物，過濕則會阻礙空氣流通，也須一併控制。

三種方法如何達成目的

一、自然堆肥法（Windrow）

將調配後的堆肥物料堆成長條堆，利用堆體保溫，並定期翻堆補充氧氣。翻堆也能把外層較冷的物料移到堆體內部，讓原本位於中心的物料移至外層後再接受高溫處理。操作時須監測堆體多處溫度，配合翻堆及水分管理，使物料維持題目要求的高溫期。