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102年公務人員升官等考試、102年關務人員升官等考試
102年交通事業郵政、港務、公路人員升資考試試題
代號：
25430
等別(級)： 薦任
類科(別)： 環境工程
科 目： 水處理工程（包括相關法規）
考試時間： 2小時
座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
一、名詞解釋：（每小題 5分，共 20 分）
membrane separation technology（MST）
anaerobic ammonia oxidation（ANAMMOX）
advanced oxidation processes（AOP）
plug flow reactor（PFR）
二、傳統污水處理廠多採用活性污泥法或氧化渠等好氧生物處理法，依據資料顯示，活
性污泥法因提供氧氣所使用的動力費，可佔操作營運費用之 50%以上；請就典型生
活污水水質特性，提出一合理、可行的處理程序以達成「淨產能（net energy
production）」且「資源再回收（resource recovery）」的目標；請解釋說明。
（20 分）
三、混凝（coagulation）及膠凝（flocculation）為水及廢水處理之重要步驟，膠體物質
（floc matter）或懸浮物質（suspended matter）之混凝作用或穩定作用，可使微小粒
子因物理及化學作用而聯結；硫酸鋁或稱明礬(alum，Al2(SO4)3‧xH2O)為常用的混
凝劑。
針對不同的原水性質（如鹼度、pH），若使用硫酸鋁為混凝劑，請說明操作時應
注意那些事項，以達成有效的混凝反應。請配合化學反應式說明。（15 分）
某淨水廠處理原水 20000 m3/d，原水總鹼度 25 mg/L as HCO3
-。使用硫酸鋁為混
凝劑，加藥濃度 30 mg/L。請計算每天硫酸鋁（純度 100%）用量(kg/d as
Al2(SO4)3)。又水中鹼度夠嗎?若不夠，則需加多少石灰（純度 100%）(kg/d as
Ca(OH)2)才可補足鹼度。（15 分）
102年公務人員升官等考試、102年關務人員升官等考試
102年交通事業郵政、港務、公路人員升資考試試題
代號：
25430
等別(級)： 薦任
類科(別)： 環境工程
科 目： 水處理工程（包括相關法規）
全一張
（
背面
）
四、行政院環境保護署考量部分含氮物質為河川水體污染主因，經多年調查及研究、分
析國內外管制現況、處理技術及經濟可行性，並廣納各界意見後，爰依水污染防治
法第 7條第 2項授權規定，訂定「化工業放流水標準」（以下簡稱本標準），以妥
善管制該業別廢水排放品質。本標準訂定管制項目包括硝酸鹽氮、氨氮。在環境生
物處理技術中，當需要完全去除氨氮時，則需要應用「硝化（nitrification）」及「
反硝化（denitrification）」。在污水處理中，「前置反硝化 （predenitrification）」
系統或稱 Anoxic-Aerobic System（AO 系統）為常用的除氮處理程序。
假設「前置反硝化」程序為完全混合式，且可完全硝化、完全好氧 BOD 氧化及
完全反硝化，且進流水資料如下：
參數 進流水 備註
流量 Q 污水流量和剩餘污泥流量用回流比表示
BODL BODL
0 以 C
10H19O3N 表示水中複雜有機物
TKN TKN0 TKN =有機氮(org.-N) + NH4
+-N
NO3
- (NO3)0 = 0
VSS X0
請繪圖描述「前置反硝化」程序，並標示硝化、好氧 BOD 氧化及反硝化、流量
（含回流）和各種基質。（15 分）
微生物利用電子供體（electron donor）基質進行合成代謝，一部分電子（fe
0）先
傳遞給電子受體（electron acceptor），用以產生能量（energy production）；其他
電子（fs
0）用以合成細胞（cell synthesis）。對於反硝化過程，(1)電子供體、(2)
電子受體及(3)細胞合成（假設氮源是 NH4
+-N）的半反應式、(4)fs分列如下：
(1) 1/50 C10H19O3N + 9/25 H2O Æ
9/50 CO
2 + 1/50 NH4
+ + 1/50 HCO3
- + H+ + e-
(2) 1/5 NO3
- + 6/5 H+ + e- Æ 1/10 N2 + 3/5 H2O
(3) 1/20 NH4
+ + 1/5 CO2 + 1/20 HCO3
- + H+ + e- Æ
1/20 C
5H7O2N + 9/20 H2O
(4) fs = fs
0 [1 +（1 – fd）bθx]/（1 + bθx）
θx:固體停留時間（solids retention time, SRT）
fd:活性微生物中可生物降解的部分
b:內源衰減係數（endogenous-decay coefficient）
以上顯示，反硝化程序 SRT 的變化將影響 fs，細胞淨產率(Yn(den))，氮和 BOD 轉
化的比例。假設 f
s
0 = 0.52，fd = 0.8，b = 0.05，θx = 16 d。請問 fs、細胞實際產率
(Y(den)) g VSSa/g BODL、細胞淨產率(Yn(den)) g VSSa/g BODL、氮和 BOD 轉化的比
例(g NH4
+-N/g BODL)分別為多少？（15 分）