109 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

本題評量廢棄物管理中的「垃圾物理組成分析」與「資源回收潛勢及回收率計算」，並測驗考生對都市垃圾源頭減量與分類回收實務推動成效影響因子的理解。相關法規與政策以命題當年（民國 109 年）之《廢棄物清理法》及環保署推動之「垃圾強制分類」政策為準（現行中央主管機關已改制為環境部）。

1. 可回收物質理論潛勢比例（$R_{\text{target}}$）： 社區所設置之資源回收桶有特定標的，必須由垃圾物理組成大項中，依題意篩選出「符合回收桶標的之可回收細項」，不可直接以大項百分比加總。
2. 實際資源回收率提升量（$\Delta R$）公式： $\Delta R = R_{\text{target}} \times P \times E$ 其中：

• $R_{\text{target}}$：垃圾中可回收物質之重量百分比（$\%$）
• $P$：住戶參與率（Participation Rate，$\%$）
• $E$：正確資源回收率／分選效率（Recovery Efficiency，$\%$）

---

解題方法

（一）計算示範社區資源回收率提升百分比

步驟 1：界定各回收桶標的並計算可回收成分百分比

設都市垃圾總量基準為 $100\%$：

1. 紙類回收桶（標的：紙張、鋁箔包及紙餐盒等）：

• 垃圾中紙類總量為 $35\%$。
• 題意指明：可回收製品佔 $30\%$，不可回收之衛生用紙類佔 $70\%$。 $R_{\text{紙}} = 35\% \times 30\% = 10.5\%$

2. 廚餘回收桶（標的：生廚餘及熟廚餘）：

• 垃圾中廚餘總量為 $35\%$。
• 題意指明：生廚餘佔 $80\%$、熟廚餘佔 $15\%$，其餘為其他廚餘（$5\%$）。
• 故生廚餘加熟廚餘合計為 $80\% + 15\% = 95\%$。 $R_{\text{廚餘}} = 35\% \times (80\% + 15\%) = 35\% \times 95\% = 33.25\%$

3. 塑膠回收桶（標的：以塑膠容器為主）：

• 垃圾中塑膠總量為 $16\%$。
• 題意指明：各類型塑膠容器佔 $25\%$、塑膠袋佔 $5\%$、非公告回收塑膠佔 $70\%$。
• 示範社區之塑膠桶明確限定「以塑膠容器為主」，故取各類型塑膠容器 $25\%$： $R_{\text{塑膠}} = 16\% \times 25\% = 4.0\%$ （註：若實務上該社區將乾淨塑膠袋 $5\%$ 亦列入可回收，則塑膠可回收率為 $16\% \times 30\% = 4.8\%$，此處以題幹指定之容器類 $4.0\%$ 為主解）

4. 玻璃類回收桶：

• 垃圾中玻璃類佔 $2.5\%$，全數視為公告可回收物。 $R_{\text{玻璃}} = 2.5\%$

5. 金屬類回收桶：

• 垃圾中金屬類佔 $2.0\%$，全數視為公告可回收物。 $R_{\text{金屬}} = 2.0\%$

6. 其餘物理組成：

• 皮革橡膠類（$3.5\%$）、纖維布類（$0.5\%$）、木竹稻草落葉類（$2.0\%$）、其他可燃物（$1.0\%$）及其他不可燃物（$2.5\%$）均未設置專用回收桶，不計入回收物。

步驟 2：計算社區垃圾中總可回收物質比例（$R_{\text{target}}$）

$R_{\text{target}} = R_{\text{紙}} + R_{\text{廚餘}} + R_{\text{塑膠}} + R_{\text{玻璃}} + R_{\text{金屬}}$

核心觀念

1. 機械分選（Mechanical Treatment, MT）之定位與角色： 在無焚化廠之縣市，都市固體廢棄物（MSW）常面臨掩埋場飽和或跨區代燒困難之窘境。MT 廠係利用各類物理分選單元操作，將成分複雜的混合垃圾依「物理特性」（粒徑、比重／密度、空氣動力學沉降速度、磁性、導電性、光學反射特徵）分離為資源物、高熱值衍生燃料（SRF/RDF）及非可燃惰性物，達成「大幅減量」、「資源循環」與「均質化前處理」之目的。
2. 法規依據與規範標準（以命題當年民國 109 年為準）：

• 法源基礎：《廢棄物清理法》第 14 條及《一般廢棄物回收清除處理辦法》。
• 品質技術指引：行政院環境保護署於民國 109 年訂頒之「固體再生燃料（SRF）製造技術指引與品質規範」（法規提醒：行政院環境保護署已於民國 112 年 8 月改制升格為環境部）。

3. 分選原理之物理量與公式：

• 空氣動力學分選（風選）：物體在流場中之終端沉降速度 $v_t$ 與顆粒密度 $\rho_p$、空氣阻力係數 $C_d$ 及粒徑 $d$ 相關，滿足重力與流體浮力／阻力之平衡： $v_t = \sqrt{\frac{4g(\rho_p - \rho_f)d}{3 C_d \rho_f}}$
• 磁選與渦電流分選：利用顆粒磁化率（鐵金屬受磁吸力）及導電率／密度比值（非鐵金屬切割交變磁場感應渦電流產生勞侖茲推斥力）。

---

解題方法

本題為配分 20 分的典型系統規劃申論題，答題架構應緊扣題旨所要求的五大核心構件，依序展開：

1. 處理流程規劃：繪製或列述清楚的「物流走向流程圖」，以「受料進料 $\to$ 破袋預處理 $\to$ 粒徑篩分 $\to$ 物性／密度分選 $\to$ 感應與精細分選 $\to$ 產物固化／造粒」為邏輯主軸。
2. 技術原理與處理特性：針對各單元操作（破袋機、滾筒篩、風選機、磁選機、渦電流分選機、近紅外線分選機）論述其物理分選原理。
3. 功能規範要求：訂定進料適用條件、各單元分離效率要求、設備防纏繞規範，以及最終產物 SRF 的品質規範（熱值、水分、氯含量等）。
4. 物料分選成果與再利用途徑：將產出物流分為「可燃物（SRF 原料）」、「鐵／非鐵金屬」、「有機腐植質／細料」、「惰性無機物／殘渣」，分別列出法令容許的循環去化管道。
5. 面臨問題點與因應對策：針對臺灣垃圾「高含水率、高廚餘含量、高塑膠袋混雜」之本土特性，分析阻塞、纏繞、二次污染（臭氣、滲出水）及去化通路等實務瓶頸並提出工程對策。

---

選項分析

本題為高考三級申論題型，無選項。閱卷評分重點配置建議如下：

• 流程圖與處理流程規劃（約 5 分）：流程邏輯是否合理、單元串聯順序是否符合前處理工程實務。
• 處理技術原理與特性（約 5 分）：各分選單元之物理機制是否精確無誤。
• 功能規範要求（約 3 分）：分選效率指標與衍生燃料標準是否量化具體。
• 物質再利用途徑（約 4 分）：各組分去化管道是否符合循環經濟及環保法規。
• 面臨問題點與對策（約 3 分）：能否精準切中臺灣家戶垃圾本土特性之工程實務痛點。

---

解題技巧

1. 結構模組化：切忌寫成一大段散文，應善用「一、二、三」大標與「(一)、(二)」小標，每段開頭以黑體字提示該單元核心，便於閱卷委員快速採分。
2. 流程順序不可倒置：

• 破袋必須在前（撕破垃圾袋才能釋放物料）。
• 粒徑篩選（滾筒篩）通常先於磁選與風選（先依大小分級，避免細料干擾光學與風力分選）。
• 磁選（除鐵）必須在細破碎機與渦電流之前（保護高速破碎刀具，並防止鐵金屬損壞渦電流轉子磁套）。

3. 扣合臺灣本土垃圾特性：提及垃圾袋打包、廚餘混入的高含水量、高鹽分（氯離子來源），展現對實務問題之洞察力。

---

【答案】

一、典型機械分選（MT）處理流程規劃

都市沿街收集垃圾多為袋裝混合垃圾，典型 MT 廠之物流處理流程規劃如下：

家戶垃圾進料 
 │
 ▼
[受料計量與給料系統]
 │
 ▼
[破袋機 / 粗破碎機] ── (撕裂垃圾袋、物料均勻化解離)
 │
 ▼
[滾筒篩 (Trommel Screen)]
 ├─►【篩下物 (< 60~80 mm)】: 含水率高之有機物、廚餘、泥沙
 │ │
 │ └─► [好氧堆肥 / 厭氧消化 / 衛生掩埋覆土]
 │
 └─►【篩上物 (> 60~80 mm)】: 塑膠袋、紙類、瓶罐、金屬
 │
 ▼
 [磁選機 (Overband Magnet)] ──►【鐵金屬回收】
 │
 ▼
 [渦電流分選機 (Eddy Current)] ──►【非鐵金屬 (鋁罐) 回收】
 │
 ▼
 [風選機 (Air Classifier)]
 ├─►【重質物】: 玻璃、石塊、陶瓷、殘餘金屬 ──► [再利用粒料 / 衛生掩埋]
 │
 └─►【輕質物】: 廢塑膠、紙類、纖維 (高熱值組分)
 │
 ▼
 [光學近紅外線分選機 (NIR)] ──► 剔除含氯 PVC / 雜質
 │
 ▼
 [細破碎機 / 造粒乾燥機] ──►【固體再生燃料 (SRF)】

---

二、選用處理技術之原理與處理特性

1. 破袋機（Bag Opener）：

• 原理：低速高扭力雙軸逆向旋轉滾刀，利用剪切力撕裂塑膠垃圾袋，避免將瓶罐壓扁破壞或使袋內垃圾過度粉碎。
• 特性：提供後續篩分單元均勻解離的散裝進料，維持物料原始物理形態。

2. 滾筒篩（Trommel Screen）：

• 原理：圓筒篩網旋轉傾斜配置，物料隨筒壁揚升跌落，藉由「幾何粒徑」差異分級。
• 特性：一般配置單層或雙層篩孔（孔徑約 $60 \sim 80\text{ mm}$）。

核心觀念

本題測驗「環境工程」類科中「有害事業廢棄物管理」之核心法規——生物醫療廢棄物之貯存規範。 依據《廢棄物清理法》第 36 條第 2 項授權訂定之**《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》**（本題解答以命題當年民國 109 年法規為準；現行法後續雖經修正，本題所涉條文實質規範維持一致）：

1. 生物醫療廢棄物之定義與範疇（第 2 條）：醫療機構、醫事檢驗所、醫學實驗室等產出之廢尖銳器具與感染性廢棄物，因具穿刺危害性與致病病原體傳播風險，其貯存有專屬法規管制。
2. 生物醫療廢棄物之貯存方法（第 8 條）：

• 廢尖銳器具之分開貯存、防穿透容器密封及標示要求。
• 感染性廢棄物依「產出機構」、「清除機構」、「處理機構」之溫控門檻（常溫、$\le 5^\circ\mathrm{C}$ 冷藏、$\le 0^\circ\mathrm{C}$ 冷凍）與貯存天數限制。

3. 生物醫療廢棄物之貯存設施（第 10 條）：包含通風、防滲水病媒、消毒清洗與廢水收集、連續自動溫控記錄、門禁警示標誌、備用設備等 6 大工程設施基準。

---

解題方法

本題為標準的「法規法條題」，配分共 25 分（5 分、10 分、10 分）。解題關鍵在於精準引述條文要件，切忌憑空口語化發揮：

1. 子題（一）切入點：直接鎖定法規第 8 條第 1 款「廢尖銳器具」之規定，作答重點在於「分開貯存」、「不易穿透之堅固容器密封」以及「容器標示三要素（事業名稱、廢棄物名稱、產生日期）」。
2. 子題（二）切入點：對應法規第 8 條第 2 款，以「產出機構」、「清除機構」、「處理機構」採機構別三分法作答，並列出各溫控區間與時間上限。特別注意清除機構「原則禁止貯存、例外核准暫存限 24 小時」之特殊規定。最後補述容器顏色與標示規格，展現作答完整度。
3. 子題（三）切入點：對應法規第 10 條「生物醫療廢棄物之貯存設施」，將 6 項要件逐一編號條列，並輔以環境衛生與污染防治目的（如防病媒擴散、溫控防腐、廢水妥善收集），以爭取滿分。

---

選項分析

本題為申論題（非選擇題），各子題核心評分要點與答題爭點分析如下：

• 子題（一）爭點分析：
• 「不易穿透」為廢尖銳器具之靈魂字眼，若僅寫「塑膠袋密封」或「堅固容器」而遺漏「不易穿透」會被大幅扣分。
• 容器標示須精準寫出「事業名稱、廢棄物名稱及產生日期」。
• 子題（二）爭點分析：
• 產出與處理機構之時間限制完全相同（常溫 1 日、冷藏 7 日、冷凍 30 日），但必須分別列出，不可合併帶過。
• 清除機構是最大陷阱所在，考生常誤以為清除機構亦可冷藏 7 日，法規規定清除機構「原則不得貯存」，僅在主管機關核准轉運暫存時方可「暫存於 $\le 5^\circ\mathrm{C}$ 或 $\le 0^\circ\mathrm{C}$，且以 24 小時為限」。
• 子題（三）爭點分析：
• 設施標準第 10 條共有 6 款，缺一不可。特別是「溫度顯示器及溫度自動記錄器」常被考生遺漏「自動記錄」四字；「備用冷藏冷凍設備或緊急應變措施」亦常被忽略。

---

解題技巧

1. 數字記憶口訣：

• 感染性廢棄物貯存時限：「一、七、三十」（常溫 1 日、冷藏 7 日、冷凍 30 日）。
• 溫度標準：「冷藏五度、冷凍零度」（冷藏 $\le 5^\circ\mathrm{C}$、冷凍 $\le 0^\circ\mathrm{C}$）。

核心觀念

本題以命題當年（民國 109 年）法規為準，核心在於測驗考生對於有害事業廢棄物熱處理（焚化）設施在「建置與許可程序（行政法規）」及「工程規格與操作標準（技術法規）」的整合掌握度。所引用的主要法規依據包含：

1. 《公民營廢棄物清除處理機構許可管理辦法》（規範清除處理機構設置完工後提報試運轉計畫之內容、審查、執行期限與查驗程序）。 （現行法提醒：該辦法後續於民國 112 年歷經修正調整部分條文項次與細節，但解題仍以命題當年為準。）
2. 《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》第 29 條（規範有害事業廢棄物焚化處理設施之燃燒溫度、氣體滯留時間、燃燒效率、破壞去除效率、監測儀表、安全互鎖裝置及二次污染防制規定）。

---

解題方法

1. 子題（一）切入點：採「內容要項」與「法規程序規定」雙軌陳述。

• 文件主要內容：拆解為廢棄物進料管制、設備功能試車步驟、二次污染防制措施、採樣監測計畫、衍生廢棄物清理及緊急應變等 6 大核心模組。
• 相關規定：按「事前核准 $\to$ 事中執行（期限與監督） $\to$ 事後報告（申請許可）」之行政流程邏輯作答。

2. 子題（二）切入點：依據《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》第 29 條之明文規範，按「操作參數（溫度、時間）」、「處理性能指標（燃燒效率、破壞去除效率）」、「監控與安全防護（儀表與自動連鎖停料）」及「二次污染防制與殘渣處理」四個面向條列說明。

---

選項分析

本題為申論問答題，無選擇題選項，故不適用逐一選項分析。

---

解題技巧

1. 數字與條件必須精確：

• 含有機氯化物：燃燒室出口中心溫度 $\ge 1,000\ ^\circ\text{C}$，滯留時間 $t \ge 2\text{ 秒}$，破壞去除效率（DRE）$\ge 99.99\%$（多氯聯苯 PCBs $\ge 99.999\%$）。
• 其他有害事業廢棄物：燃燒室出口中心溫度 $\ge 850\ ^\circ\text{C}$，滯留時間 $t \ge 1\text{ 秒}$。
• 燃燒效率（CE）$\ge 99.9\%$，並列出計算公式顯現專業度。

2. 工安連鎖關鍵字不可漏：評分老師極為看重「自動阻斷進料安全裝置（Interlock）」，需說明其作動觸發條件（溫度不足、CO 超標或設備故障）。
3. 試運轉期限記憶點：試運轉期限以 3 個月為原則，得申請展延一次（最長 3 個月），測試時主管機關得派員現場查核。

---

【答案】

（一）試運轉計畫相關文件之主要內容及相關規定

依據命題當年《公民營廢棄物清除處理機構許可管理辦法》及相關審查規範，事業機構設置有害廢棄物處理設施完工後，應提報試運轉計畫，其主要內容與相關規定如下：

1. 試運轉計畫相關文件之主要內容

試運轉計畫書應詳實載明下列各項：

1. 測試廢棄物之基本資料與進料計畫：測試所使用廢棄物之來源、種類、代碼、物理化學性狀、預估進廠量、每日最大處理量及配料計畫。
2. 設施單元試車程序與時程規劃：進料、燃燒、急冷、廢氣防制、廢水處理等各單元之試車步驟、操作參數控制範圍及整體預定測試進度。
3. 污染防制措施及排放符合性評估：空氣污染（集塵、脫酸、脫硝）、水污染、噪音、振動及惡臭之防制設施規劃，以及排放水準符合各項法規標準之評估說明。
4. 採樣、監測及檢驗計畫：載明煙道排氣、周界環境、進料成分及衍生廢棄物之採樣點位、採樣頻率、檢測項目（含燃燒效率、破壞去除效率及戴奧辛等）與合格檢驗測定機構之規劃。
5. 衍生廢棄物清理計畫：焚化底渣、飛灰、反應生成物及廢水處理污泥之貯存、清運、穩定化/固化處理或最終處置方式。

核心觀念

本題以命題當年（民國 109 年）法規為準（《廢棄物清理法》授權訂定之《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》；現行法後續雖有修正部分條文款次，但有害事業廢棄物之中間處理技術規範與工程原理始終一致）。

本題的核心在於測驗考生對不同物理化學特性之「有害事業廢棄物」，能否依據法規標準與環境工程原理，選擇最適當的「中間處理技術」（無害化、安定化、減量化或資源化）：

1. 廢溶劑：具揮發性、易燃性或毒性，考查「資源化回收（蒸餾分離）」與「氧化無害化（高溫焚化）」之相平衡與燃燒熱力學。
2. 含汞及其化合物：具高揮發性、生物蓄積性與低沸點重金屬特性，考查「熱脫附／焙燒回收（蒸餾）」之相變化分離，以及「化學穩定化／固化（硫化沉澱）」之溶度積原理與 TCLP 溶出抑制。
3. 含多氯聯苯廢棄物（PCBs）：具高化學安定性、生物難分解性及戴奧辛前驅物特性，考查「高溫焚化破壞（破壞去除率 $\text{DRE} \ge 99.9999\%$）」之熱裂解氧化機制與非焚化之「化學脫氯（Dechlorination）」原理。

---

解題方法

有害事業廢棄物中間處理技術之選擇，必須依照其「物理形態（固、液、氣態）」、「化學組成（有機／無機）」及「危害特性（毒性、易燃性、溶出性）」進行系統化剖析：

1. 廢溶劑：分為兩大策略——濃度高且具經濟價值者，採「蒸餾回收」以氣液平衡分離提純；成分複雜、混雜或回收不具效益者，採「高溫焚化」使其氧化分解。
2. 含汞及其化合物：嚴禁直接進入常規垃圾焚化爐。高濃度廢棄物（如總汞濃度 $\ge 260\text{ mg/kg}$）應採「熱處理（熱脫附蒸餾）」回收金屬汞；低濃度廢棄物則採「化學穩定化／固化」，透過硫化反應降低溶解度後水泥包覆。
3. 含多氯聯苯廢棄物：因芳香環緊密接合氯原子極難破壞，法規指定以「高溫焚化法」為主力，嚴格管制溫度、滯留時間與急冷防制；非焚化替代技術則以「化學脫氯法」置換氯原子使其無害化。

---

各小題申論解析

（一）廢溶劑（5 分）

1. 適妥之中間處理技術

• 主要技術（資源回收）：蒸餾回收法（Distillation / Solvent Recovery）。
• 替代技術（無害化銷毀）：高溫焚化法（Incineration / Thermal Oxidation）。

2. 處理技術及相關應用原理

• 蒸餾回收法原理： 基於多成分液體混合物的「氣液平衡（Vapor-Liquid Equilibrium, VLE）」與拉午耳定律（Raoult's Law）。利用不同有機溶劑組分間的「揮發度差異（沸點不同）」，於蒸餾塔中加熱提供相變化潛熱，使低沸點溶劑優先汽化上升，經冷凝器冷卻凝結為液相回收；高沸點雜質或重質組分則殘留於塔底。該技術可達到廢溶劑純化再生與資源循環之目的。
• 高溫焚化法原理： 若廢溶劑雜質過多、熱值高且無回收效益，則置於液體噴射式焚化爐（Liquid Injection Incinerator）中進行熱氧化反應。於高溫（通常為 $850^\circ\text{C} \sim 1,100^\circ\text{C}$）、充足氧氣與湍流混合條件下，破壞碳氫鏈骨架，將有機溶劑完全氧化分解為無害的 $\text{CO}_2$ 與 $\text{H}_2\text{O}$： $\text{C}_x\text{H}_y\text{O}_z + \left(x + \frac{y}{4} - \frac{z}{2}\right)\text{O}_2 \xrightarrow{\Delta} x\text{CO}_2 + \frac{y}{2}\text{H}_2\text{O}$ 若為含鹵素之廢溶劑，尾氣須串聯洗滌吸收塔以去除副產物 $\text{HCl}$。

---

（二）含汞及其化合物（5 分）

1. 適妥之中間處理技術

• 高濃度含汞廢棄物：熱處理法／熱脫附蒸餾回收法（Thermal Desorption / Retort Roasting）。
• 低濃度含汞廢棄物：化學穩定化／固化法（Chemical Stabilization / Solidification）。

2. 處理技術及相關應用原理

• 熱脫附蒸餾回收法原理（資源化／無害化）： 利用金屬汞沸點相對較低（約 $356.7^\circ\text{C}$）且汞化合物於中溫下易受熱分解還原的特性。將廢棄物置於密閉真空或惰性氣氛加熱爐（$400^\circ\text{C} \sim 600^\circ\text{C}$）中，促使汞或其化合物揮發轉化為汞蒸氣（$\text{Hg}^0_{(g)}$），揮發之氣體經多段冷凝器降溫，凝結為液態高純度金屬汞回收；未凝結之微量尾氣則通過含硫活性碳濾床進行化學吸附捕集，殘渣含汞量可大幅降低至法規標準以下。
• 化學穩定化／固化法原理（安定化）：