114 高普考高考三級 環境工程 廢棄物處理工程 考古題詳解

核心觀念

熱解（pyrolysis）是將有機廢棄物置於缺氧或無氧環境中加熱，使大分子有機物裂解、脫揮發並重新組合，生成可燃氣體、液態油品或焦油，以及固態炭渣的熱化學處理方法。它與焚化的關鍵差異在於：焚化以氧化燃燒為主，熱解則避免大量氧氣參與反應。

熱解產物比例受原料組成、含水率、溫度、加熱速率、停留時間及反應器型式影響。一般而言，溫度及加熱條件不同，氣體、液體與固體產物的比例也不同；各產物還須視用途進一步淨化或處理。

解題方法

依題目要求，分別從「反應原理、適用對象、優缺點」作答，並將熱解與焚化區分。原理部分交代缺氧加熱與產物；適用對象說明原料特性及前處理需求；優缺點則從能源回收、排放、操作複雜度及殘渣處置等面向整理。

一、熱解原理

熱解主要經歷有機物受熱分解、揮發分逸出，以及揮發分與固體產物進一步裂解或重組等過程。可概括表示為：

• 氣體產物：常含一氧化碳、氫氣、甲烷及其他低分子烴類，可經淨化後作為燃料或製程能源。
• 液體產物：包括熱解油及焦油等，須視成分與品質進行淨化、精製或作為燃料使用。
• 固體產物：主要為炭、灰分及惰性物質；是否能利用，須依其熱值、污染物含量及品質判定。

「缺氧」不代表產物完全沒有污染物，也不表示反應後不需燃燒；熱解氣體若作為燃料，通常仍須在後續設備中燃燒或利用，並妥善控制排氣。

二、適用對象

熱解較適合有機質含量高、可燃成分較多且組成較穩定的廢棄物，例如：

• 廢塑膠、廢橡膠及廢輪胎等高熱值有機廢棄物。
• 木質廢棄物、生質物及部分農業廢棄物。
• 經分類、破碎或其他前處理後，適合熱化學轉換的可燃廢棄物。

核心觀念

本題考查廢棄鋰離子電池的回收處理技術與各技術的基本原理。作答時，先交代回收流程的前處理，再說明主要的資源回收方法。

廢電池進入冶金或材料再生程序前，通常須經安全放電、拆解、破碎、篩分及物理分選，取得含正極活性物質與金屬的「黑粉」，再進行後續回收。實務上常見的主要技術包括火法冶金、濕法冶金及直接再生；生物冶金、電化學回收等則屬發展中的方法。

解題方法

依「先說明共通前處理，再按回收原理分類」作答。每種方法說明其處理方式、回收產物與主要優缺點，即可完整回答「主要有哪些技術」。

1. 前處理與物理分選 廢電池先經放電與安全拆解，再破碎、篩分或以磁選、氣流分選等方式分離外殼、集流體、隔離膜與活性物質。前處理可提高後續回收效率，並降低短路、起火及爆炸風險。

2. 火法冶金（pyrometallurgy） 將電池或前處理後的物料以高溫焙燒、熔煉，使鈷、鎳、銅等形成合金或金屬相，再進一步精煉。此法處理量大、對電池化學組成的適應性較廣，且流程較成熟；但能耗高，鋰、鋁等元素較難直接回收，並須妥善處理廢氣及爐渣。

3. 濕法冶金（hydrometallurgy） 以酸、鹼或其他浸出劑將黑粉中的金屬溶入溶液，再透過沉澱、溶劑萃取、離子交換或結晶等程序，分離回收鋰、鈷、鎳、錳等。此法可選擇性分離金屬，回收純度較高、處理溫度較低；但須處理藥劑消耗、廢水及含金屬污泥等問題。

核心觀念

本題考查固體再生燃料（Solid Recovered Fuel, SRF）的法規定義，以及 SRF 再利用者製造流程中「必設設備」與「視廢棄物性質選設或採行的處理方式」。

以命題當年（民國 114 年）法規為準，依《共通性事業廢棄物作為固體再生燃料原料再利用管理辦法》第 2 條，SRF 是以附表所列具適燃性的事業廢棄物再利用種類混合作為燃料，且品質符合該辦法附件一品質標準的燃料。也就是說，適燃廢棄物混合後，仍須達到規定品質，才符合 SRF 的法定定義；單純把廢棄物破碎或混合，並不當然成為 SRF。

依同辦法第 11 條，再利用者應設置純化設備及均質化設備；另視廢棄物性質，得擇定設置乾燥設備、壓縮設備、光學分選設備，或具備醱酵、乾化、除臭等生物處理方式。第 6 條另規定 SRF 應符合品質標準，且自然夾雜不可燃廢棄物的溼基重量比不得超過百分之一。

解題方法與設備功能

作答時先依條文區分「必設」與「選設」，再交代各設備如何改善原料或成品品質。純化與均質化是法定必設項目；其餘項目依廢棄物的含水率、組成、粒徑及臭味等特性選擇。

一、應設置：純化設備

純化設備用來去除原料中不適合作為燃料的雜質或污染物，例如金屬、石塊、玻璃及其他不可燃物，並降低不適燃成分混入 SRF 的情形。其目標是提高可燃物比例、改善燃料純度，並協助符合 SRF 品質要求。

二、應設置：均質化設備

均質化設備用來使不同來源或組成的適燃原料經混合、破碎或其他適當處理後，形成較均勻的燃料組成與粒徑。其目標是降低批次間及燃料內部的差異，使熱值、粒徑等性質較穩定，便於後續貯存、輸送與燃燒使用。

三、視廢棄物性質選設或採行的設備、處理方式

核心觀念

AIoT 是將物聯網（IoT）的感測、定位與通訊能力，結合人工智慧（AI）的影像辨識、資料分析及預警功能，形成「車輛即時感知、系統即時判斷、駕駛與管理中心即時處置」的安全管理架構。

環保清運車輛體積大、視野死角多，且常在道路旁停靠、倒車或低速作業；清運人員也須上下車、接近車尾及操作裝載設備。因此，安全管理應同時涵蓋：

1. 行車安全：預防碰撞、偏離車道、超速及疲勞駕駛。
2. 清運作業安全：降低倒車、上下車、車尾作業及人車混流造成的傷害。
3. 車隊管理與事故應變：即時掌握車況與位置，留下紀錄並支援事故處理。

解題方法

本題是應用題，宜依「感測蒐集 → AI辨識與預警 → 通訊回傳 → 管理改善」的流程，分別說明車輛行進中、清運作業中及車隊管理端的安全措施。答題時要把設備功能連結到具體風險，避免只羅列名詞。

作答要點

一、行車前與車輛狀態監控

車載設備可蒐集車輛位置、速度、行駛軌跡、引擎或車況等資訊，並回傳車隊管理平台。管理人員可據以掌握車輛是否依指定路線及時段行駛、是否超速，以及是否出現異常停留或故障。

系統並可依行駛里程、工時或車況提醒保養，降低煞車、輪胎、照明等設備故障所引發的事故風險。派車前落實車輛檢查與保養，仍是安全運作的基礎。

二、行車中即時偵測與警示

1. DVR行車影像紀錄：記錄道路、車內及作業影像，作為事故還原、風險檢討及教育訓練的依據。
2. ADAS先進駕駛輔助系統：依車載影像或感測資訊，提供車道偏離、前方碰撞等警示，協助駕駛及早減速或修正方向。
3. DMS駕駛行為偵測系統：監測駕駛疲勞、分心或注意力不足等情形，及時發出警示，降低長時間駕駛或夜間清運的風險。
4. BSD盲區偵測系統：偵測車輛側方或後方的行人、機車及其他障礙物，特別適用於大型清運車轉彎、變換車道與起步時的盲區風險。