110 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

110 年・高普考・高考三級・環境工程
試題代碼 廢棄物處理工程(包括相關法規)

第 一 題20 分

《廢棄物清理法》第 39 條規定,事業廢棄物之再利用,應依中央目的事業主管機關或中央主管機關規定辦理,不受第 28 條、第 41 條之限制。

(一) 請說明《廢棄物清理法》第 28 條、第 41 條之規定要義為何?

(二) 我國現行事業廢棄物之再利用規定大都以《經濟部事業廢棄物再利用管理辦法》為範例,請說明該管理辦法所訂事業廢棄物之再利用方式為何?並請說明其間的主要差異性。

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核心觀念

本題考查《廢棄物清理法》第 39 條所稱「事業廢棄物再利用」與一般清除、處理制度的關係。第 28 條規範事業廢棄物的清理方式;第 41 條規範受託從事清除、處理業務者的許可資格。第 39 條則讓符合中央目的事業主管機關或中央主管機關規定的再利用,不受前述兩條限制。

以下以命題當年(民國 110 年)法規為準。其後《廢棄物清理法》及相關再利用管理辦法已有修正,作答時應依題目指定年度判斷。

解題方法

先分清兩種規範對象:

  1. 第 28 條看事業本身:事業產出的廢棄物應採何種清理方式。
  2. 第 41 條看受託業者:受託替他人清除、處理廢棄物,是否須取得許可。
  3. 第 39 條看再利用途徑:依中央主管機關規定再利用者,排除適用第 28 條的清理方式及第 41 條的清除處理業許可限制;但仍須遵守再利用管理規定。

(一)《廢棄物清理法》第 28 條、第 41 條規定要義

第 28 條:事業廢棄物的清理方式

事業廢棄物除依再利用方式辦理外,應以下列方式清理:

  1. 自行清除、處理:事業自行辦理廢棄物清除或處理。
  2. 共同清除、處理:由事業向目的事業主管機關申請許可,設立共同清除處理機構,處理該類廢棄物。
  3. 委託清除、處理:得委託下列對象或設施辦理:
  • 經主管機關許可、可清除或處理該類廢棄物的公民營清除處理機構。
  • 經執行機關同意,由執行機關清除、處理。
  • 目的事業主管機關自行或輔導設置的廢棄物清除處理設施。
  • 主管機關指定的公營事業所設置的廢棄物清除處理設施。
  • 依《促進民間參與公共建設法》與主辦機關簽訂投資契約的民間機構所設置的清除處理設施。

重點:第 28 條提供事業清理廢棄物的合法途徑;依第 39 條辦理的再利用不走這套清除、處理途徑。

第 41 條:清除處理業務的許可要求

從事廢棄物清除、處理業務者,原則上應先向直轄市、縣(市)主管機關或中央主管機關委託的機關申請,取得公民營廢棄物清除處理機構許可文件後,才可以受託辦理清除、處理業務。

第 41 條所列例外包括:

  1. 執行機關依《廢棄物清理法》辦理一般廢棄物回收、清除、處理或再利用。
  2. 依同法緊急清理廢棄物所指定的設施或設備。

重點:第 41 條管的是「受託清除、處理業務」的機構許可,不是所有產生廢棄物的事業都須取得清除處理機構許可。

(二)經濟部事業廢棄物再利用管理辦法的再利用方式與差異

依民國 110 年《經濟部事業廢棄物再利用管理辦法》第 3 條,事業廢棄物再利用有三種方式:

1. 事業自行於廠(場)內再利用

由產生廢棄物的事業在自己的廠(場)內進行再利用,例如將製程副產物回用於原製程或廠內其他適當用途。

  • 特徵:廢棄物不需送往外部再利用機構。
  • 管理重點:事業須依適用規定辦理;不能僅因在廠內使用,就認定不受相關規範。

2. 逕依附表所列種類及管理方式再利用

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第 二 題20 分

掩埋場底層為廢棄物滲出水之排水與阻水設施層,相關掩埋處置設施規定,掩埋場底層阻水層材料應以透水係數低於 10−710^{-7} 公分/秒之泥質黏土為之,或是以透水係數低於 10−1010^{-10} 公分/秒之人造不透水材料(例如高密度聚乙烯)做為襯裡。

(一) 請說明上述兩種作為阻水層材料其透水係數之學理定義為何?

(二) 依據前述之定義,在實驗室裡可以使用何種方法及步驟程序,分別解出泥質黏土樣品及人造不透水材料樣品之透水係數?

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核心觀念

本題考查掩埋場阻水材料的透水係數定義,以及如何在實驗室量測低透水材料的水力傳導能力。以民國 110 年法規為準,題目所述黏土與人造不透水材料的透水係數門檻分別為 10−710^{-7} 與 10−1010^{-10} 公分/秒。

透水係數通常以 kk 表示,是材料在特定流體及溫度下,水流通過材料的難易程度。依達西定律:

q=kiq = k i

其中 q=Q/(At)q=Q/(At) 為單位截面積流量,又稱達西流速;i=Δh/Li=\Delta h/L 為水力坡降;QQ 為通水量、AA 為試體截面積、tt 為通水時間、LL 為試體厚度或長度,Δh\Delta h 為試體兩端水頭差。因此:

k=qi=QLAΔh tk=\frac{q}{i} =\frac{QL}{A\Delta h\,t}

透水係數的單位為長度/時間,例如公分/秒。它不同於材料本身的固有滲透率 κ\kappa;兩者關係為:

k=κρgμk=\frac{\kappa \rho g}{\mu}

其中 ρ\rho 為流體密度、gg 為重力加速度、μ\mu 為流體動力黏度。故 kk 會受流體性質與溫度影響。

泥質黏土是多孔介質,水主要經由孔隙流動,通常可直接用達西定律求其飽和透水係數。高密度聚乙烯(HDPE)等人造不透水材料則不是一般連通孔隙介質,水分子透過完整材料時涉及分子尺度的滲透作用。因此,其透水係數宜理解為在指定試驗條件下,依流量與水頭差換算出的等效透水係數;試片有針孔、裂縫或接縫時,量得的結果也會受到缺陷影響。

解題方法

一、泥質黏土:柔性壁透水試驗

低透水黏土試體不宜只以高水頭快速施測,以免試體受沖刷、側壁旁通或水力破壞。常用方法為柔性壁透水儀,可採定水頭或變水頭量測;對低透水黏土,變水頭法常較容易量得足夠的水頭變化。

試驗步驟如下:

  1. 製備試體:取代表性不擾動樣品,或依規定含水量與乾密度重模製樣;量測試體長度 LL、截面積 AA。
  2. 裝置與密封:將試體包覆於柔性膜內,裝入壓力室,確認試體側面與上下端密封,以免水沿側壁旁通。
  3. 飽和與固結:通水使試體飽和,並施加適當圍壓與背壓;待試體狀態穩定後開始量測。
  4. 建立水力坡降:使試體上下游形成已知水頭差,先確認流量與水頭變化穩定,並避免過大的水力坡降。
  5. 量測並計算:記錄水量與時間,代入達西定律求 kk。若採變水頭法,量測水頭由 h1h_1 降至 h2h_2 所需時間 tt,則:
k=aLAtln⁡(h1h2)k=\frac{aL}{At}\ln\left(\frac{h_1}{h_2}\right)

其中 aa 為量測管截面積,AA 為試體截面積。若採定水頭法,量測時間 tt 內通過的水量 QQ,則:

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第 三 題20 分

廢棄物全回收再利用、零掩埋,是城市發展極為重要的永續指標;全回收再利用亦是循環經濟的實踐要務。

假如現今要就一個新開發、純住宅型的新市鎮,規劃市民生活垃圾與廢棄物全回收再利用、零掩埋系統,請先說明新市鎮可能產生生活垃圾與廢棄物之分類,並以此為標的,詳細規劃此系統應該要設置哪些設施,以利達成全回收再利用、零掩埋之城市永續目標。

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核心觀念

本題考查的是如何從「生活垃圾與廢棄物的來源、性質及可利用性」出發,設計一套完整的資源循環系統。作答重點不只在列出分類或設施名稱,還要交代各類廢棄物如何從源頭分類,經收運、分選、再利用或處理,最後避免進入掩埋場。

法規部分以命題當年(民國 110 年)法規為準,主要依據《廢棄物清理法》所建立的一般廢棄物清除處理、資源回收及廢棄物管理架構。純住宅型新市鎮的規劃對象以市民生活所產生的一般廢棄物為主;家庭修繕、社區設施維護及特殊廢棄物,則依性質另設收集及合法處理管道。

「全回收再利用、零掩埋」宜界定為新市鎮系統的營運目標:可再使用、可資源化及可能源回收的物質優先循環利用;無法回收物經適當處理,並使最終掩埋量趨近於零。規劃時仍須盤點處理殘渣及依法應妥善處置的物質,不能僅以口號替代去化方案。

解題方法

採用「先分類、再逐類配置設施、最後檢核去向」的方式作答:

  1. 依住宅生活垃圾的物質特性分類,辨認各類廢棄物的回收或處理需求。
  2. 依「源頭減量及重複使用 → 資源回收 → 有機資源利用 → 能源回收 → 安全處理」的順序,配置收集、分選及處理設施。
  3. 逐類交代末端產品或處理產物的去向,避免出現「收了但沒有處理設施」或「處理後殘渣無處可去」的缺口。
  4. 以分類正確率、資源化率、廚餘利用率、焚化底渣及飛灰去化率、掩埋量等指標追蹤成效。

本題沒有提供人口、垃圾量、成分分析或土地條件,因此無法推算設施容量;以下以新市鎮設置完整處理鏈、並與區域既有合法設施合作為規劃假設。

新市鎮生活垃圾與廢棄物分類

一、可再使用及可回收物

  • 紙類:報紙、紙箱、辦公及包裝紙;受油污或食品污染的紙材另行分流。
  • 塑膠類:寶特瓶、容器、包裝膜及其他可辨識塑膠;依材質、顏色或回收規格再分選。
  • 金屬類:鐵罐、鋁罐及其他金屬容器。
  • 玻璃類:玻璃瓶罐,依顏色或種類分流。
  • 紡織品及可再使用物品:衣物、家具、家電等,先進行修繕、再使用或二手媒合。
  • 其他公告或專案回收物:依當年公告回收項目及制度辦理。

二、有機性廢棄物

  • 廚餘:家庭生熟食殘渣及可回收的食物性廢棄物。
  • 庭園及綠化廢棄物:落葉、修枝、草屑等。
  • 其他適合生物處理的有機物:先經品質與污染檢查,再選擇堆肥或厭氧消化。

三、一般不可回收廢棄物

例如受污染、混合材質或現行技術及市場條件下難以資源化的生活垃圾。這一類仍須再分選,將可燃物送能源回收,將可分出的金屬等物質回收。

四、巨大垃圾與社區修繕廢棄物

家具、床墊、家電及家庭修繕所產生的木材、金屬、磚瓦等,須預約清運或送至指定收受點。可修復物優先整修再使用;可回收材料拆解分選;其餘依許可及法規要求處理。

五、家庭有害廢棄物及特殊回收物

廢電池、日光燈管、廢藥品、廢食用油、廢電子電器及含有害物質的容器等,應設專用收集點,不得混入一般垃圾或有機物。依性質交由合格回收、處理體系辦理。

系統設施規劃

一、源頭減量及分類設施

  1. 住宅分類收集空間:在住宅、社區及公共空間設置清楚標示的回收桶與垃圾收集點,區分一般資源物、廚餘、一般垃圾及特殊回收物。
  2. 定時定點收運與預約清運制度:一般垃圾及資源物採分流收運;巨大垃圾、家電及家庭修繕廢棄物採預約清運或指定時間收受。
  3. 再使用與維修據點:設置二手物品交換、家具修繕及小家電檢修空間,延長產品使用年限,降低廢棄物產生量。
  4. 分類宣導及回收資訊系統:提供分類指引、收運時間、特殊物品交付方式及資源化成效資訊,並定期抽查分類品質。

源頭分類愈乾淨,後端分選和處理的污染愈少,材料品質與再利用價值也愈高。

二、資源回收與分選設施

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第 四 題20 分

一般廢棄物檢測分析可以分為物理組成與化學成分,分析結果有助於規劃設計清理與回收設施容量,請問一般廢棄物可燃性垃圾三成分之定義為何?如何進行三成分檢測分析?三成分之檢測分析結果在廢棄物清理系統中有何實質用途?

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核心觀念

本題考查一般廢棄物「三成分分析」的定義、檢測流程,以及分析結果如何支援清理系統規劃。三成分通常以濕基表示,分為:

  • 水分:垃圾中所含的水,包括附著水及物料內部的水分。
  • 可燃分:樣品扣除水分與灰分後的部分,主要是可燃有機物;依分析方法以差額計算,不直接測定。
  • 灰分:樣品經高溫灼燒後留下的無機殘留物,包括不燃物及灼燒後形成的殘留物。

三者合計為樣品總重量,因此:

水分+可燃分+灰分=100%\text{水分}+\text{可燃分}+\text{灰分}=100\%

這裡的「灰分」是檢測操作上的灼燒殘留量,不等同於垃圾物理分類中的「不燃物」:部分原本可燃的物質灼燒後也會留下灰分。

解題方法:採樣、測定與計算

先取得具代表性的垃圾樣品,再測定水分與灰分,最後以差額求得可燃分。以民國 110 年適用的「廢棄物中灰分、可燃分測定方法」(NIEA R205.01C)為例,流程如下:

  1. 採取代表性樣品並均質化:依一般廢棄物(垃圾)採樣方法規劃採樣,將樣品粉碎至粒徑 1 mm 以下並混合均勻,避免抽取的少量試樣無法代表整批垃圾。
  2. 測定水分:秤取約 5 至 10 g 樣品,記為 W1W_1;在 105±5∘C105\pm5^\circ\mathrm{C} 烘乾 2 小時,取出冷卻後秤重,並重複烘乾至恆重,乾燥樣品重量記為 W2W_2。
  3. 測定灰分:將乾燥後的樣品置於 800±50∘C800\pm50^\circ\mathrm{C} 高溫爐中灼燒 3 小時,冷卻後秤得殘留灰分重量 W3W_3。
  4. 計算三成分:重量均須扣除坩鍋皮重;水分與灰分以原始濕樣重量 W1W_1 為分母,可燃分則由差額求得。
水分(%)=W1−W2W1×100%\text{水分}(\%)=\frac{W_1-W_2}{W_1}\times100\% 灰分(%)=W3W1×100%\text{灰分}(\%)=\frac{W_3}{W_1}\times100\% 可燃分(%)=100%−水分(%)−灰分(%)\text{可燃分}(\%)=100\%-\text{水分}(\%)-\text{灰分}(\%)
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第 五 題20 分

甲國乙省丙郡的環保廳自從執行一般廢棄物隨袋徵收垃圾清理費用以來,市民以付費垃圾袋丟棄的垃圾量逐年降低,著實亦增加資源物質(如鐵鋁罐、玻璃瓶罐容器、塑膠袋類與瓶罐容器、紙類與廚餘等等)的回收量。畢竟市民自發性的回收行為是有其經濟誘因,增加回收物質相對減少付費垃圾量。

然而,環保廳的廢棄物清理單位發覺,回收資源堆中有高達 30%~40% 比例的應放入收費垃圾袋的垃圾及不適宜回收的物質(例如使用過沾有油漬的紙餐盒或非潔淨的塑膠袋及其他等等)。前述這些垃圾及不適宜回收物質不僅影響資源回收效率與成本,更增加整體垃圾清除與處理工序與成本。今有迫切需要就此議題研討問題分析及提出改善方案,以確實分流資源與垃圾。

請就此議題分析造成這些現象問題的因素(除題中所提及尚有哪些因素),及針對問題肇因提出至少四項改善方案,以讓市民確實做好正確資源分類回收。

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核心觀念

本題考查「隨袋徵收」制度下,如何兼顧垃圾減量與資源回收品質。隨袋徵收使民眾依一般垃圾排出量負擔清理費,能提高減量與回收誘因;但若分類規則不清、回收不便或缺乏管理,也會出現把一般垃圾混入回收物的情形,造成回收物污染與後端處理成本增加。

以命題當年(民國 110 年)法規為準。《廢棄物清理法》第 12 條規定,一般廢棄物的分類、貯存、排出、清除及處理,應符合中央主管機關規定;執行機關得依地區特性增訂分類、貯存及排出規定。《一般廢棄物回收清除處理辦法》將一般廢棄物分為資源垃圾、有害垃圾、廚餘、巨大垃圾及一般垃圾;一般垃圾是前述類別以外的一般廢棄物。該辦法並要求廢棄物依規定分類後,始得交付回收、清除或處理。

因此,分類的目標不是「盡量把物品放進回收桶」,而是依地方公告的品項與排出方式,將適合回收的物質分流,並避免一般垃圾或不合格物質污染回收物流。

解題方法

申論可依「制度誘因 → 污染肇因 → 對應措施」作答。先說明隨袋徵收如何帶動減量與回收,再指出污染不能只歸因於民眾缺乏意願,還涉及資訊、設施、生活條件及管理設計。提出對策時,將每項措施對應到特定肇因,並兼顧宣導、便利性、執法、誘因與成效追蹤。

問題肇因分析

  1. 分類資訊不清或各地規定不一致 民眾可能不清楚油漬紙餐盒、受污染塑膠袋、複合材質包裝等物品應如何處理;若地方公告、回收標示與清運人員說明不一致,容易誤分類。

  2. 隨袋徵收的費用誘因造成錯誤分流 一般垃圾須使用付費垃圾袋,部分民眾為降低費用,可能將一般垃圾或不適宜回收的物質混入回收物。若回收端未檢查或未回饋,錯誤行為容易持續。

  3. 回收服務不便 回收時間、地點或品項不符合民眾作息,回收桶不足、距離過遠、標示不清,會降低正確分類的意願,並增加混投情形。

  4. 缺乏清潔、瀝乾及拆解的正確知識 民眾未先清除殘渣、瀝乾液體或依規定拆分包材,造成油污、食物殘渣與液體污染其他回收物。部分物品外觀相近,也容易被直接混投。

  5. 居住空間與家庭管理條件有限 小坪數住宅、租屋族或人口密集社區可能缺少暫存空間及分類容器;家庭成員分類方式不一,也會使已分類物品在家中或公共回收區再度混雜。

  6. 產品與包裝設計不利回收 複合材質、不同材質黏合、標示不足或難以分離的包裝,讓消費者難以判定品項,也增加回收端分選與處理負擔。

  7. 回收品質管理與回饋不足 若回收物收集、運輸及交接過程未做好分流,或污染比例缺乏抽查、統計與公開,主管機關及社區無法掌握問題來源,民眾也不易得知錯誤分類的後果。

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