民國115年 普通考試 環保技術 環境污染防治技術概要考古題
民國115年 普通考試 環保技術 環境污染防治技術概要收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
請說明一般廢棄物前處理技術之目的為何？並舉例說明常見前處理方
法及其適用範圍。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、前處理之目的：一般廢棄物係指事業廢棄物以外之廢棄物，來源包含家戶、公共場所及其他非事業活動，組成複雜、含水率與粒徑差異大。前處理係在資源化、焚化或掩埋前，以物理、機械或簡易化學方式調整廢棄物性質，目的包括提高後續分選、回收、焚化、堆肥或掩埋效率；減少體積與運輸成本；均質化進料以穩定操作；分離有害物質；降低設備磨損、堵塞及污染排放；使廢棄物符合處理設施進料規格。
- 二、分類與分選：以人工分選、篩分（trommel screen）、磁選（magnetic separation）、渦電流分選（eddy current separation）、風力分選（air classification）及光學分選等，分離鐵金屬、非鐵金屬、塑膠、紙類、玻璃及不適燃物。適用於轉運站、資源回收廠及焚化廠進料前之分選，可提升回收率、降低爐渣與結渣，並減少掩埋量。
- 三、破碎與減積：以破碎機（shredder）處理巨大垃圾、家具、樹枝及包裝材，或以壓縮打包機（baler）、壓實車將紙類、塑膠及垃圾壓實。適用於巨大垃圾處理、轉運及資源回收打包；可降低運輸車次與儲存空間，但須注意粉塵、噪音、刀具磨損及可燃物升溫風險。
- 四、均質、脫水與乾燥：以混合、攪拌使進料熱值與含水率均勻；以脫水、乾燥降低廚餘、污泥或高含水廢棄物之水分。適用於焚化進料調質、廚餘堆肥及生質燃料製備。例如將可燃廢棄物經破碎、篩分、乾燥與造粒製成固體再生燃料（solid recovered fuel, SRF），可提高熱值與燃燒穩定性。
- 五、選擇與限制：前處理方法應依廢棄物組成、後端設施、經濟性及法規選擇，並以源頭減量、分類回收為優先。混合收集會降低分選效率，人工分選有職業安全衛生風險，機械分選殘渣仍需處置；前處理僅為輔助單元，不能取代妥善之最終處置與污染控制。設計前宜先做廢棄物採樣、組成與粒徑分析，再以試驗決定流程。
廢水二級處理為都市污水及工業廢水處理系統之重要單元。請回答下列
問題：
說明前處理、初級處理及二級處理之主要功能與彼此關係。（9 分）
為維持好氧生物處理系統之微生物活性與處理效率，應滿足那些基本
需求與操作條件？（8 分）
試列舉兩種常用之二級生物處理技術，並說明其處理原理。（8 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、前處理之功能：前處理位於廢水進入主要處理單元之前，主要去除大型漂浮物、砂礫、油脂及粗懸浮固體，並調節水量、水質與pH。常見設施包括攔污柵、沉砂池、油脂截留器及調勻池。其功能在保護後續泵浦、管路與生物系統，避免堵塞、磨損、衝擊負荷及毒性物質進入，並使進流水量與水質穩定。
- 二、初級處理之功能：初級處理以物理沉降為主，利用重力去除可沉降懸浮固體及部分漂浮物，常設初沉池；必要時輔以混凝、絮凝與浮除。初沉池約可去除50%至70%懸浮固體及20%至40% BOD，並產生初級污泥。其功能在降低二級生物處理之有機與固體負荷，但對溶解性有機物去除有限。
- 三、二級處理之功能與三者關係：二級處理以生物作用為主，利用好氧或厭氧微生物分解溶解性及膠體性可生物分解有機物，並可進一步去除氮、磷。前處理、初級處理與二級處理呈串聯互補關係：前處理保護設備，初級處理減輕負荷，二級處理負責主要BOD去除；各單元污泥需濃縮、消化、脫水與處置。任一單元失效均可能影響後續單元。
- 四、好氧生物系統之基本需求與操作條件：應維持足夠溶氧（約1至2 mg/L以上）、適宜pH（約6.5至8.5）、水溫（約20至35℃）、營養鹽（BOD:N:P約100:5:1）、適當F/M比、污泥齡（SRT）、水力停留時間（HRT）及良好混合；並控制MLSS/MLVSS、回流污泥比與沉澱池固液分離。進流應避免毒性物質、油脂及劇烈水量水質衝擊，以維持微生物活性。
- 五、兩種常用二級生物處理技術：其一為活性污泥法（activated sludge process），於曝氣槽將廢水與懸浮微生物混合，提供氧氣使微生物吸附、氧化有機物，形成膠羽後於二沉池沉澱，部分污泥回流維持生物量，餘泥排出。其二為滴濾池（trickling filter），廢水噴灑流經附著生物膜之濾料，微生物利用空氣中氧氣分解有機物，老化生物膜脫落後於二沉池分離。兩者均需前處理與污泥處理配合。
請說明旋風集塵器（Cyclone）去除粒狀空氣污染物之原理，並列舉影響
其處理效率之重要操作及設計參數。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、去除原理：旋風集塵器屬慣性力除塵設備。含塵氣體由切線方向進入圓筒，形成高速旋轉之外渦流，粉塵受離心力作用向筒壁移動，與氣流分離後沿壁面下降至錐形底部，經排灰口收集；淨化氣體則在中心形成上升之內渦流，經頂部排氣管（vortex finder）排出。粒徑愈大、密度愈高、入口速度愈大，離心力愈強，去除效率愈高；細粒徑因離心力不足及擴散作用，較易逃逸。
- 二、設計參數：主要幾何參數包括筒體直徑D、入口寬度與高度、排氣管直徑與插入深度、圓筒段高度、錐體角度與長度、排灰口尺寸。一般而言，筒徑愈小，離心力愈大、分離效率愈高，但處理風量較小，常以多管並聯（multiclone）因應大風量；入口截面積、排氣管直徑與錐體長度會改變渦流結構與壓降。設計須兼顧效率、壓降與磨損。
- 三、操作參數：入口風速（一般約15至25 m/s）、處理風量、壓力損失（常見約0.5至1.5 kPa）、氣體溫度、黏度、密度、粉塵濃度、粒徑分布、含水率與黏附性均影響效率。風量過低會使離心力不足，過高則壓降與磨損增加，甚至造成粉塵再夾帶；排灰口若漏風，會破壞內渦流並使已收集粉塵再度揚起，故須保持氣密及定期排灰。
- 四、影響效率之重要因素與限制：效率隨粒徑呈S形曲線，通常以分割粒徑（cut diameter, d50）表示；粒徑小於5至10 μm之細粉去除率明顯下降。粉塵密度大、球形且乾燥者較易去除；黏性、潮濕或易凝結粉塵會附著筒壁造成堵塞。氣體黏度隨溫度升高而增加，會降低分離效率。並聯多管可提高處理量，但配風不均會使部分旋風子效率下降。
- 五、設計與操作建議：應依風量、粉塵粒徑與容許排放濃度選定型式，必要時串聯袋式集塵器或靜電集塵器作為精除；入口應避免偏流，筒體與錐體需耐磨襯裡，排灰口採旋轉閥或雙翻板閥保持氣密。操作上應監測壓降、風量與排放濃度，定期清灰及檢查磨損。旋風器構造簡單、維護成本低、可耐高溫，適合作為預除塵，但對細微粒與黏性粉塵之效率有限。
試說明受有機物污染土壤之整治復育技術主要有那些？並說明其處理
原理。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、整治概念與分類：受有機物污染土壤之整治，須先確認污染物種類（如油品、含氯溶劑、農藥、多環芳香烴PAHs）、濃度、土壤質地、含水率、地下水位、透氣性及污染範圍，再依污染源控制、暴露途徑阻斷及風險管理選擇技術。技術可分為物理、化學、生物及熱處理四大類，亦可採現地（in situ）或離場（ex situ）方式，並常以組合技術處理複雜污染。
- 二、物理處理：土壤氣體抽除（soil vapor extraction, SVE）適用於未飽和層揮發性有機物，利用真空井抽氣，使污染物揮發並隨氣流抽出，尾氣再以活性碳或焚化處理；空氣注入（air sparging）則將空氣注入飽和層，促使揮發性污染物進入未飽和層再抽除。土壤清洗（soil washing）以水或界面活性劑淋洗，將污染物由土壤顆粒表面脫附並濃縮於液相，適用於砂質、滲透性較高土壤。
- 三、化學處理：化學氧化（chemical oxidation）常用過氧化氫、過硫酸鹽、高錳酸鹽或臭氧，將有機污染物氧化為二氧化碳、水或較無害中間產物；現地化學氧化（ISCO）須考慮氧化劑傳輸、土壤消耗及副產物。化學還原可用於含氯溶劑脫氯。固化／穩定化（solidification/stabilization）以水泥、石灰等將污染物固定於基質中，降低溶出與暴露，但對有機物通常僅為阻隔，非破壞性處理。
- 四、生物處理：生物復育（bioremediation）利用微生物代謝分解有機物，包括生物堆（biopile）、土地耕作（land farming）、生物反應器及現地生物通風（bioventing）。其原理為提供氧氣、水分、營養鹽及適當pH、溫度，促進好氧微生物生長與共代謝；生物通風係低流量注氣，兼顧揮發與生物分解。植物復育（phytoremediation）利用植物吸收、根部分泌及根圈微生物降解，適用於淺層、低濃度污染，但處理時間較長。
- 五、熱處理、自然衰減與選擇限制：熱脫附（thermal desorption）將土壤加熱至約100至600℃，使有機污染物揮發或脫附，尾氣再冷凝、吸附或焚化；焚化則以高溫破壞有機物，適用於高濃度或難分解廢棄物，但能耗與尾氣處理成本高。監測式自然衰減（monitored natural attenuation, MNA）以監測佐證自然揮發、稀釋、吸附及生物降解，適用於低濃度、低風險場址。技術選擇應考量污染物特性、土壤滲透性、污染深度、處理時間、成本及二次污染，並先做實驗室或現地試驗。