水處理工程概要 申論題歷屆試題與參考架構
普通考試，民國 102～115 年共 13 份試卷、55 題，其中 55 題附參考答題架構。考這一科的類科：環境工程。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
115 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
若不考慮工程設計之安全係數，請根據自來水工程設施規範分別列舉取水、導水、淨水、配水等四項工程，於規劃設計時，參考之「設計水量」。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
設計水量依各設施在供水系統中的功能不同而取不同基準：取水、導水、淨水偏重「日」尺度的穩定供應，配水則要滿足一天中用水尖峰的「時」尺度。作答重點在說清楚每一設施對應哪一種水量，以及為什麼。
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- 2
請分別比較自來水淨化處理之「慢砂濾」與「快砂濾」程序單元，兩種過濾單元在濾料配置方式顆粒大小、過濾後水質、固體物主要濾除機制、產水量、再生清理方式上的差異。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
慢砂濾與快砂濾都是以砂層截留水中顆粒的過濾單元，但前者靠濾層表面生物膜、流速極慢，後者靠混凝沉澱前處理、流速高，兩者在原理、規模與操作上截然不同。宜用比較表逐項對照。
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- 3
「含磷污染物」是導致河川優養化的污染物之一，請列舉廢污水中主要的含磷污染物及其來源，並列舉能去除含磷污染物的處理技術。（25 分）
（25 分）
- 4
試列舉廢污水處理衍生污泥處理處置之主要目的，並說明為達成前述目的，常需要配合那些前處理與最終處置方式。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
廢污水處理產生的污泥含水量高、含有機物與病原菌、有時含重金屬，處理處置的核心是減量、穩定、無害化，甚至資源化。作答時先講目的，再依「前處理→最終處置」的流程說明各單元如何配合。
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114 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
試說明理想沉澱池的特性，並說明以理想沉澱池設計自來水處理程序中的沉澱池時，影響沉澱池去除效率最重要的設計參數為何？（25 分）
（25 分）
- 2
針對自來水淨水廠所使用之混凝程序，試說明四項影響混凝作用之因素，並說明其如何影響混凝作用？（25 分）
（25 分）
- 3
近年國際上對於循環經濟議題相當重視，試說明都市污水處理廠廢棄污泥能資源再利用化的四種可行方案。（25 分）
（25 分）
- 4
請說明自來水處理過程中的消毒程序，影響消毒效果的因素有那些？（25 分）
（25 分）
113 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
廢污水處理系統根據處理的型式及處理程度，一般分為三級，即初級處理、二級處理及三級處理，另外最前面還有一段稱為預處理，三級後面有時視需要會增加高級處理，請就這五段處理程序分別說明其主要功能，並針對二級處理及高級處理兩程序，分別列舉出三項代表性技術。（30 分）
（30 分）
- 2
試說明混凝（coagulation）及膠凝（flocculation）的功能及差異，並舉例兩者所使用的藥劑及說明如何決定其加藥量。（30 分）
（30 分）
- 3
污泥活性程序中之曝氣池進流 BOD 為 150 mg/L，流量為 20,000 CMD，已知池內的 SS 為 10,000 kg，試估算 F/M 值。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
F/M 為食微比，代表每日供給單位微生物量的有機物負荷，是活性污泥程序的重要操作指標。本題題目未給曝氣池體積，但直接給了池內 SS 總量（視為微生物量 MLSS 的總質量），可直接代入。
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- 4
已知每天污泥產出體積為 100 m3，試計算污泥在濃縮池從 4%濃縮到 10%固體濃度時，體積減少量為何？（20 分）
（20 分）
112 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
一座電廠從流量為150 m3/min（CMM）的河川中抽取20 CMM為洗滌塔之用，而從電廠放流池中固定排放18 CMM於河川中。假設河川上游及電廠放流水的硼（boron）含量分別為0.1 mg/L及10 mg/L。試計算當承受水體和電廠放流水完全混合後之下游河川所含硼濃度。（20分）
（20 分）
- 2
某座污水處理廠擁有典型之二級處理程序，試繪出其簡要處理流程（含污泥處理）。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
典型二級處理指以生物處理為核心的都市污水處理流程，包含前處理、初級沉澱、生物處理（活性污泥）、二級沉澱，以及污泥濃縮、消化、脫水與處置。本題重點是流程圖畫得完整、方向正確、單元標示清楚。
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- 3
有一座水處理廠處理容量為12,000 CMD，內部有四座沉澱池，每座沉澱池之長、寬及有效水深分別為25、5及4公尺（m），試計算沉澱池之水力停留時間、水平流速、溢流率及溢流堰負荷（以上均需要附單位） 。假設溢流堰長度是沉澱池寬度的2.5倍。（30分）
（30 分）
- 4
下圖所呈現是折點加氯圖，試依圖回答下列問題：（每小題10分，共30分）
（一）請標示折點加氯之折點在何處？
（二）依曲線變化所區分之A、B、C及D四區，說明各區發生何反應？
（三）四區中有發生消毒殺菌行為的在那幾區？並說明理由。總氯量加氯量
（30 分）
參考架構・破題
折點加氯（breakpoint chlorination）是含氨氮水加氯時，總餘氯量隨加氯量先升、後降、再直線上升的現象。作答先在圖上指出折點（C、D 兩區交界的最低點），再依序說明 A～D 四區的化學反應，最後依「有無有效餘氯存在」判斷哪幾區有消毒效果。
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111 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
臺灣飲用水水質標準中，總鋁的最大限值為多少？在何種特殊條件下，上述總鋁標準則不適用？淨水場清水中鋁的來源主要為何？請說明兩種降低清水中鋁的作法以符合飲用水水質標準。（20 分）
（20 分）
- 2
有鑑於近年極端氣候影響下，因各種天然或人為因素可能造成水庫水質優養化並導致藻類繁殖，增加飲用水中藻臭及藻毒風險。為能有效控制並降低飲用水中藻臭及藻毒風險，請具體說明四項可行方案。(20 分)
（20 分）
參考架構・破題
水庫優養化使藻類大量繁殖，產生土臭素（geosmin）、2-甲基異冰片（2-MIB）等藻臭物質，以及微囊藻毒等藻毒素。控制策略應從源頭控制、水庫管理到淨水處理多重防線並用，答題以四項具體方案分點說明。
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- 3
一具有活性污泥濃度（MLVSS）2500 mg/L 之活性污泥系統，處理廢水量 20,000 m3/d 石化工業廢水含 COD 960mg/L 至出流水 COD 低於 60 mg/L。假設此活性污泥之擬一階降解速率常數為 0.5 L/gVSS/hr。請計算此活性污泥系統之水力停留時間與活性污泥槽體積。 （20 分）
（20 分）
- 4
請說明都市污水處理過後之放流水，再生循環再利用之四種可行方案？並說明該方案可能在執行上的困難處為何？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
都市污水經二級或三級處理後的放流水，是穩定的非傳統水源。本題要求說明四種再生利用方案，並分析各方案執行上的困難，答題可按用途分項，每項附水質需求與困難。
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- 5
近年國際上對於節能減碳及循環經濟議題相當重視，請具體說明在都市污水下水道相關設施規畫中，針對能資源回收的四種可行方案。（20 分）
（20 分）
109 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請回答下列問題：（每小題6分，共30分）
（一）水污染防治措施及檢測申報管理辦法中對代操作的定義為何？
（二）水污染防治措施及檢測申報管理辦法中對貯留的定義為何？
（三）若以地下水為自來水的水源，抽取地下水時需先評估安全抽水量，何謂安全抽水量？
（四）自來水處理流程的混凝與膠凝（或謂快混與慢混）程序中，G值是一關鍵因子，請說明G值的定義（含單位）與快混及慢混池中G值的合理範圍。
（五）自來水處理流程的過濾池單元的操作障礙之一是空氣閉塞（air binding），請說明造成此現象的原因與防制之道。
（30 分）
參考架構・破題
本題五小題各 6 分，屬名詞解釋與單元操作原理混合題，每小題都要「定義＋要點＋簡短說明」，不宜偏重某一題。前兩小題考法規用語，後三小題考給水工程基本觀念。
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- 2
某一小型社區擬新建一套廢水生物處理系統處理其民生生活污水，該社區人口約2000人，污水經處理後需符合放流水標準（BOD 30 mg/L、COD 100 mg/L、SS 30 mg/L），該社區的污水經下水道收集管線收集，經前處理後流至調和池，接著擬採接觸曝氣法處理。請設計此接觸曝氣法中的曝氣池（含池體大小以及與接觸曝氣池相關的設計與操作參數）與供氣量。（30分）
（30 分）
- 3
自來水處理流程中的沉澱池（快慢混後的沉澱池），操作時有那些因子會影響沉澱池的沉澱效率？（20分）
（20 分）
- 4
依水污染防治法的規定，中央主管機關對於排放廢（污）水於地面水體之事業及污水下水道系統，應依其排放之水質水量，徵收水污染防治費。而依下水道法的規定，污水下水道的接管用戶使用下水道，應繳納使用費。請說明水污染防治費與下水道使用費二者的差異。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
兩者都是向排放者收費，但法源、性質、對象、計費基礎與用途不同：水污染防治費屬「污染者付費」的環境費，下水道使用費屬「使用者付費」的服務對價。以比較表呈現最清楚。
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108 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明近 4 年（自民國 105 年起）行政院環境保護署修正放流水排放標準管制項目與限值之要點及對廢污水系統規劃之影響。 （25 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題考放流水標準近年修正的方向，以及對事業與污水處理廠規劃設計的衝擊。作答宜以「修正趨勢分類＋代表性項目＋對處理系統的影響」組織，細節不確定時寫方向不寫數字。
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- 2
請說明混凝作用機制及重要設計參數。（25 分）
（25 分）
- 3
請說明一般污水處理廠廢棄污泥之來源與資源化再利用技術。（25 分）
（25 分）
- 4
飲用水水源中可能含有「新興水污染物」使得飲用水安全存在危害風險。請舉例說明，四種在廢污水中常見的「有機新興水污染物」的化學物質種類與存在特性及適合的水再生處理程序。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
新興污染物指過去未納管、濃度低但具潛在健康或生態風險的物質。題目要求四種有機新興污染物，各寫「種類、存在特性、適合的處理程序」，以表格或分段對照最清楚。
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107 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
臺灣飲用水水質標準中，目前針對消毒副產物管制項目有那些？以及其管制限值為多少？（25 分）
（25 分）
- 2
有一水平流理想沉澱池，其設計溢流率為 25 m3/m2/day，若有五種粒徑大小不同的顆粒，其重量分布比例分別占總重量的 15%、20%、20%、25%、20%，而此五種顆粒的沉降速度分別為 0.1 mm/s、0.2 mm/s、0.3 mm/s、0.5 mm/s、0.7 mm/s。試計算此五種顆粒在此水平流理想沉澱池中，其預期的去除率分別為多少？又該沉澱池對顆粒總重量的去除率為多少？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
依理想水平流沉澱池（Hazen／Camp）理論：沉降速度 vs ≥ 溢流率 v0 的顆粒完全去除；vs < v0 者去除率為 vs／v0。先把溢流率換算成與沉降速度相同的單位再計算。
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- 3
廢水生物處理程序中，請說明何為污泥容積指標（sludge volume index, SVI）與污泥膨化（sludge bulking）現象？並說明如何量測污泥容積指標，以及污泥膨化現象與污泥容積指標之間的關係。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
SVI 是評估活性污泥沉降性的操作指標，污泥膨化則是二沉池固液分離失敗的主要問題。依題目順序寫：定義、量測方法、膨化現象與成因、兩者關係，最後補控制對策。
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- 4
請說明厭氧污泥消化的反應機制與原理，並說明厭氧污泥消化後的產物有那些。（25 分）
（25 分）
106 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
試回答下列問題：（每小題 6 分，共 30 分）
（一）下水道工程設施標準中的「計畫下水量」所指為何？
（二）何謂預鑄式建築物污水處理設施？
（三）何謂最大時污水量？
（四）如何估算倒虹吸管水頭損失？
（五）何謂孔蝕？
（30 分）
- 2
請說明傳統活性污泥法曝氣池設計與操作參數中的「食微比（F/M） 」（kg－BOD/kg－MLSS－day）與曝氣池現場功能評估時的「比攝氧率（SOUR）」（mg－O2/g－X－hr）之間的關係。 （30 分）
（30 分）
- 3
請說明自來水硬度去除程序中的碳酸鹽硬度與非碳酸鹽硬度去除的石灰與蘇打灰添加量的異同。（20 分）
（20 分）
- 4
請說明自來水加氯消毒程序中的折點加氯及其意義（含必要的化學反應式）。（20 分）
（20 分）
105 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
沉澱池的效率理論上與池體的深度無關。試說明為何沉澱池之設計，還須注意深度的規範？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
依理想沉澱池理論（Hazen／Camp），去除率只取決於溢流率 Q/A 而與深度無關；但這個結論建立在多項理想假設上，實際池體深度仍影響沉澱效果與操作，所以設計規範須限制深度。
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- 2
混凝淨水程序需要加入化學藥劑（混凝劑），一般都以混凝為一種化學處理方法。試問混凝劑的加藥量為何不能用化學平衡式計算而得？（25 分）
（25 分）
- 3
有一面積為 200 m2 之快濾池，濾速為 120 m/d，濾程為 24 小時。若採用反沖洗速率為 0.9 m/min，沖洗時間為 6 分鐘（min）。試計算：每日洗砂所需之水量。（15 分）估算洗砂水量占處理水量的百分比。（15 分）
（30 分）
- 4
廢污水處理產生污泥，試說明：何謂生物污泥？何謂化學污泥？（10 分）舉鋁鹽混凝劑所產生的污泥為例，說明此污泥可行（且常用）之回收再利用方式如何？（10 分）
（20 分）
104 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
解釋下列與水處理工程有關之名詞：（每小題 5 分，共 20 分）
（一）加壓浮除（pressurized flotation）
（二）污泥容積指數（sludge volume index, SVI）
（三）轉折點加氯（breakpoint chlorination）
（四）等溫吸附曲線（adsorption isothermal curve）
（20 分）
- 2
試申論行政院環境保護署開徵「水污染防治費」之目的及其依開徵年度所開徵之對象。（20 分）
（20 分）
- 3
某一化學工廠每天排放污水量為 500 m3，廢水中含有 15 mg/L 之 NaCN，欲以氧化作用法處理。試回答下列問題：（Na 原子量為 23，Cl 原子量為 35.5，O 原子量為 16，C 原子量為 12，N 原子量為 14）
（一）去除原理。（10 分）
（二）若以次氯酸鈉（NaClO）為氧化劑，請說明其化學反應式。（5 分）
（三）欲完全氧化 CN − ，每天所需 NaClO 之量。（5 分）
（20 分）
- 4
一圓形終沈池，每日處理污水量為 1,600 m3（1,200 m3/day 為流入量，400 m3/day 為迴流量），懸浮固體物濃度為 4,500 mg/L，固體負荷量為 100 kg/day/m2，試估算圓形終沈池表面積與直徑。（20 分）
（20 分）
- 5
每天排放體積為 104 m3 之鹼性污水（pH=10），廢水中含有 NaOH，若欲將廢水的酸鹼度調整至中性（pH=7），試估算每日需添加多少體積濃度為 1 M 的 H2SO4。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題是強鹼中和的化學計量題：先由 pH 求出氫氧根濃度，再換算每日氫氧根總莫耳數，最後依硫酸為二質子酸（1 mol H2SO4 提供 2 mol H+）求出所需 1 M 硫酸體積。
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103 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明水中總溶解固體之組成物質，水中的總溶解固體與水中導電度（conductivity）具有相關性，請說明其原理與其在飲用水用途之影響，去除水中總溶解固體之方法爲何？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
總溶解固體（TDS）主要是水中溶解的無機離子與少量溶解性有機物；因離子可導電，導電度與 TDS 近似成正比，可作為 TDS 的快速替代指標。作答依「組成→導電原理→飲用影響→去除方法」四段展開。
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- 2
解釋生物活性污泥法之相關名詞及其在活性污泥單元的物理意義：（每小題 4 分，共 20 分）
（一）容積有機負荷（volumetric organic loading）
（二）污泥容積指數（sludge volume index）
（三）污泥齡（sludge age）
（四）食微比（food/microorganisms ratio）
（五）混合液懸浮固體（mixed liquor suspended solids）
（20 分）
- 3
假如ㄧ重力向下流式快濾池使用兩種過濾材料作爲過濾層，其兩種粒料分別具有不同粒徑與比重，問應如何依此兩參數選定適用之濾料及如何布置濾料（即排放濾料之上下次序）？請討論其原因與物理原理，另說明快濾池之操作方式。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
雙層濾料（dual-media）的核心是「上粗下細」的深層過濾，而要讓反沖洗後仍維持此層序，必須讓上層用粒徑大但比重小的材料（無煙煤），下層用粒徑小而比重大的材料（石英砂），兩者沉降速度相近、層序自動恢復。
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- 4
都市污水處理廠常見兩種沉砂池，說明該兩種沉砂池之規格與差異，其各別應用之流體力學與物理學原理爲何？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
都市污水處理廠常見的兩種沉砂池為「水平流式（速度控制型）沉砂池」與「曝氣沉砂池」，兩者都利用砂粒與有機物比重差進行分離，但控制機制不同：前者靠控制水平流速，後者靠曝氣造成旋流。
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- 5
說明都市污水處理廠產生污泥之來源與其特性，應如何計算各種污泥之每日產生量，如何進行污泥處理處置與再利用？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
污泥是污水處理的副產物，處理費用常佔全廠營運成本相當大比例。本題依「來源與特性→產生量計算→處理處置與再利用」三段作答，計算部分要寫出初沉污泥與二沉（廢棄活性）污泥的質量平衡式。
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102 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
膠凝池速度坡降（G）為30～60 sec-1，Gt 為104～105（無單位），水之黏滯係數μ =10-3 kg/m-sec，試計算每單位處理水量之攪拌動力（功率）範圍（(P/Q)max 及 (P/Q)min，單位kw 3 ）。m sec依此結果評論，膠凝機常用的功率公式（P/Q=若干 kw 3 ），是否在合理範圍？m sec（3 項：計算、若干 kw 3 之數據及評論，各 10 分本題共 30 分）m sec
（30 分）
參考架構・破題
本題結合 Camp-Stein 速度坡降公式 G＝（P／μV）^1/2 與 Gt 值，推導每單位處理水量所需攪拌功率 P／Q＝μ·G·（Gt），再代入上下限求範圍，最後拿常用功率經驗值比對是否落在範圍內。
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- 2
污水經過初步沈澱池時 BOD 被去除 35％，處理水再經過活性污泥法處理，BOD 再被去除 85％，試求污水 BOD 之總去除率。（20 分）
（20 分）
- 3
試說明下列與自來水淨水處理有關的名詞（須包含名詞說明、合理的參數範圍與列出完整單位）：（每小題 6 分，共 30 分）
（一）快混池的 G 值
（二）沈澱池的水力停留時間
（三）快濾池的濾速
（四）沈澱池的水平流速
（五）沈澱池的溢流率
（30 分）
- 4
用過濾法作水處理，有快濾法及慢濾法可選擇使用。兩者相較，快濾法濾速快，表示過濾池的表面積較小，看似占盡優勢。請討論為何不盡然（慢濾也有優點作折衝之）。也因此可選擇性，試討論何種情況下適宜應用快濾或慢濾？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
快濾的濾速約為慢濾的數十倍，面積小、占地省，但必須搭配混凝沉澱與頻繁反沖洗，操作成本與技術需求高；慢濾雖占地大，卻靠生物膜（schmutzdecke）兼具生物淨化，無需加藥、操作簡單。作答以「比較→慢濾優點→適用情境」三段鋪陳。
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- 水處理工程概要（地方特考四等）（50 題）
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