地特三等申論題
107年
[環境工程] 水處理工程(包括相關法規)
第 一 題
📖 題組：
五、針對流量為 3000 m3/day 之三級處理放流水，使用逆滲透單元去除水中礦物質，以利水資源回收再利用，有關操作數據：進流溶解性固體濃度為 3000 mg /L，出流溶解性固體濃度為 200 mg/L，水通量率係數（water flux rate coefficient）為 2.0×10-8 s/m，水回收率（water recovery rate）為 85%，進流水與出流水壓力差為 2750 kPa（2750×103 kg /m·s2），進流水與出流水之滲透壓差為 250 kPa（250×103 kg /m·s2）：（每小題 5 分，共 20 分） (一)計算所需逆滲透膜面積（m2）。 (二)計算溶解性固體去除率（%）。 (三)計算截留液（retentate）濃度（mg/L）。 (四)列舉 3 項控制薄膜污堵（membrane fouling）的方法。
五、針對流量為 3000 m3/day 之三級處理放流水，使用逆滲透單元去除水中礦物質，以利水資源回收再利用，有關操作數據：進流溶解性固體濃度為 3000 mg /L，出流溶解性固體濃度為 200 mg/L，水通量率係數（water flux rate coefficient）為 2.0×10-8 s/m，水回收率（water recovery rate）為 85%，進流水與出流水壓力差為 2750 kPa（2750×103 kg /m·s2），進流水與出流水之滲透壓差為 250 kPa（250×103 kg /m·s2）：（每小題 5 分，共 20 分） (一)計算所需逆滲透膜面積（m2）。 (二)計算溶解性固體去除率（%）。 (三)計算截留液（retentate）濃度（mg/L）。 (四)列舉 3 項控制薄膜污堵（membrane fouling）的方法。
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
計算所需逆滲透膜面積（m2）。
思路引導 VIP
本題考查逆滲透(RO)膜面積的計算。首先利用進水量與水回收率求出產水(透水)流量。解題關鍵在於「單位因次分析」：水通量率係數 (s/m) 乘以壓力差 (kg/m·s²) 得到的是「質量通量」(kg/m²·s)，故需將體積流量透過水密度換算為質量流量後，方可正確計算出所需膜面積。
小題 (二)
計算溶解性固體去除率（%）。
思路引導 VIP
看到「去除率」，直接聯想並使用標準的去除率公式：(進流濃度 - 出流濃度) / 進流濃度 × 100%。將題目給定的進流溶解性固體濃度與出流溶解性固體濃度代入即可輕鬆求解。
小題 (三)
計算截留液（retentate）濃度（mg/L）。
思路引導 VIP
解此題的核心在於「質量平衡（Mass Balance）」。看到系統的進流、滲透液與截留液，應立即聯想到進水總質量等於各分支質量之和（Qin × Cin = Qp × Cp + Qr × Cr），結合水回收率即可輕鬆求得截留液濃度。
小題 (四)
列舉 3 項控制薄膜污堵（membrane fouling）的方法。
思路引導 VIP
看到薄膜污堵控制，應直覺聯想到「事前預防、事中控制、事後復原」三個階段。可以從進水前處理（降低致污物）、操作條件最佳化（減少附著機會）以及定期清洗（恢復薄膜通量）三個面向來作答，能確保答案結構完整且涵蓋實務重點。