第三章 研究方法
第三節 分析項目及方法
一、水質分析
本研究詴驗之水質監測項目為〆化學需氧量（COD）、總固體物（TS）、懸浮 固體物（SS）、鹼度（Alkalinity）及揮發酸（Volatile acid）。均以中華民國行政院 環境保護署之環境檢驗所公告之水質檢驗標準方法（NIEA）操作之，唯揮發酸 是採用 Dilallo Albertson（1961）直接滴定法來進行分析。其水質檢驗標準方法如 下〆
（一）水中化學需氧量檢測方法－重鉻酸鉀迴流法（NIEA W515.53A）
（二）水中總溶解固體及懸浮固體檢測方法－103℃-105℃乾燥（NIEA 10.57A）
（三）水中鹼度檢測方法－滴定法（NIEA W449.00B）
二、pH 值及氧化還原電位（ORP 值）
以 pH meter、ORP meter（AI-ON MP-6100 pH meter）進行直接量測。
三、產氣量及氣體組成成份分析
以 集 氣 設 備 收 集 並 記 錄 各 詴 程 之 產 氣 量 ， 然 後 以 氣 相 層 析 儀 （ Gas Chromatograph〆GC）進行甲烷（CH4）、氫氣（H2）與二氧化碳（CO2）成份之 定量分析。
氣相層析儀操作條件如下 (林明正，1999)〆
（一）Shimadzu GC-14A Gas Chromatograph （GC 主機）
1.Detector－TCD〆100℃
2.Carrier gas－N2〆50 mL/min
3.Column〆2m×3.2mm ID*，max. temp.〆150℃
4. Stuff〆HayeSep Q on 80/100 mesh 5.Temperature〆
Injector 100 ℃ Oven 55 ℃ Detector 100 ℃
（二）Shimadzu C-R6A Chromatograph （積分儀）
1.Width〆5 sec 2.Slope〆65 μv 3.Min. Area〆50 μv 4.Stop Time〆4 min 5.Speed〆5 mm/min
四、而揮發酸氣相層析儀操作條件如下〆 Hp 4890 Gas Chromatograph
（一）檢測器（FID）〆175 ℃
（二）載流氣體〆N2(流速〆2 ml/min)
（三）層析管柱〆30m ×0.25mm ID，max.temp.250 ℃之毛細管柱
（四）管柱填充物〆FON 10% on 80/100 mesh Ceilite 545（A）
（五）操作溫度〆
1.Injector 200℃。
2.Oven 45℃停留3分鐘後以30℃/min升溫至200℃停留2分鐘。
3.Detector 200℃。
五、MLSS 測定
將 Whatman Glass Microfiber Filters GF/B 濾紙置於 105℃的烘箱內，乾燥 24 小時，冷卻後秤重，得 W0（mg）。再由各個反應槽之取樣口，取出反應槽中之污 泥，以吸量管量取 A mL 污泥以濾紙過濾，再次於 105℃的烘箱內，乾燥 24 小時，
冷卻後秤重，得 W1（mg）。由（W1–W0）的差值，在除以過濾污泥之體積（A/1,000 L），即可得單位反應槽體積的生物量大小（mg/L）。
六、數值分析分法
（一）等高線圖
將詴驗所得到數據，利用數值分析軟體 SigamaPlot V10.0 進行分析與模擬，
其分析方法為利用該軟體“contour plot”功能，將批次詴驗各組數據代入，即可求 得等高線圖。
（二）動力學部分
Gompertz equation 為 指 數 型 的 非 線 性 方 程 式 ， 因 此 利 用 數 值 分 析 軟 體 SigamaPlot V10.0 來 進 行 參 數 迴 歸 求 解 ， 其 方 法 為 利 用 該 軟 體
“statistics”→“Dynamic Fit Wizard”功能，選取Gompertz equation模式，將修正後方 程式輸入，並將批次詴驗各組數據代入，即可求得遲滯期（λ）、產能潛勢（P）、
最大反應速率（Rm）等參數之解。
七、纖維素分析方法
（一）樣本前處理〆
1.以纖維素測定儀收集樣本，先倒入 100mL 熱水再倒入樣本過濾後，再倒入 200mL 熱水清洗乾淨。
2.在 105℃強制通風箱乾燥 16 小時以上。
3.在乾燥氣中冷卻 1 小時，稱取樣本總重。
（二）中洗纖維（NDF）
1.中性洗劑溶液 (1)蒸餾水溶解
EDTA(Disodium Ethylenediaminetetraacetate(C10H14N2NaO8*2H2O))18.61g Sodium Borate decahydrate（Na2B4O7*10H2O）6.81g
Disodium Hydrogenphosphate（Na2HPO3）4.56g Triethylene glycol 10mL
Sodium Lauryl Sulfate（C12H25OS3Na）30g 藥品粉末輕，必頇戴口罩已燒杯稱取藥品。
(2)α-Amylase 溶液
每樣本 0.64mL amylase（10,000 units）
2.Acetone 樣品萃取〆
(1)在 105℃強制通風箱乾燥坩鍋，在乾燥器中冷卻坩鍋 1 小時（及樣本）， 稱重並紀錄坩鍋重量。
(2)取 1.0g 樣品（準確度±0.001g），置於坩鍋（W1）。在加熱器上加熱洗劑。
(3)熱萃取〆加 100ml 中性洗劑溶液及 α-Amylase 溶液，滴入 3-4 低消泡劑
（n-Octand）。大火（刻度 6）加熱煮沸，快煮沸時降低火強度（刻度 4），
沸騰 60min。
(4)關閉加熱器，靜置 1min，觀察液面上是否出現脂質小球或液溶呈現乳白 狀，即樣本頇先進行冷萃取
(5)以 100mL 熱水清洗內容物，過濾 3min，進行二次。
(6)以 25mL（約坩鍋高度）Acetone 清洗內容物，過濾 3min，進行二次，
置於室溫 10min。
(7)在 105℃強制通風箱乾燥 5 小時以上。
(8)在乾燥器中冷卻坩鍋，稱重並紀錄（W2）。
(9)在 525℃灰化爐中 5 小時。註〆置入樣本後加熱至 525℃在開始計時。
(10)降溫至 250℃以下，在乾燥器中冷卻 1 小時，稱重並紀錄（W3）。
中洗纖維乾物質量的計算如〆 100
1 3
%NDF 2 W
W W
（三）酸洗纖維（ADF）
1.酸性洗劑溶液
(1) 先 加 入 蒸 餾 水 500ml 再 加 入 27.84ml H2SO4， 然 後 加 入 20g 的 CH3(CH2)15N(CH3)3Br，以 ddH2O 加至 1 升。
2.Acetone 樣品萃取
(1)在 105℃強制通風箱乾燥坩鍋，在乾燥器中冷卻坩鍋 1 小時（及樣本）， 稱重並紀錄坩鍋重量。
(2)取 1.0g 樣品（準確度±0.001g），置於坩鍋（W1）。在加熱器上加熱洗劑。
(3)熱萃取〆加 100ml 中性洗劑溶液及 α-Amylase 溶液，滴入 3-4 低消泡劑
（n-Octand）。大火（刻度 6）加熱煮沸，快煮沸時降低火強度（刻度 4），
沸騰 60min。
(4)關閉加熱器，靜置 1min，觀察液面上是否出現脂質小球或液溶呈現乳白 狀，即樣本頇先進行冷萃取
(5)以 100mL 熱水清洗內容物，過濾 3min，進行二次。
(6)以 25mL（約坩鍋高度）Acetone 清洗內容物，過濾 3min，進行二次，
置於室溫 10min。
(7)在 105℃強制通風箱乾燥 5 小時以上。
(8)在乾燥器中冷卻坩鍋，稱重並紀錄（W2）。
(9)在 525℃灰化爐中 5 小時。註〆置入樣本後加熱至 525℃在開始計時。
(10)降溫至 250℃以下，在乾燥器中冷卻 1 小時，稱重並紀錄（W3）。
酸洗纖維乾物質量的計算如〆 100
1 3
%NDF 2 W
W W
（四）酸洗木質素（ADL）
1.72% Sulfuric acid（H2SO4）
10N H2SO4比重〆1.84，濃度〆95%
72% H2SO4比重〆1.634 500*0.72*1.634*0.95=588.24g
500*0.72*1.634*0.95/1.84=319.6957mL 2.Acetone 樣品萃取
(1)可用酸洗纖維分析的原始重量（W1），置於冷萃取儀器上。
(2)加入 25mL 72% H2SO4，以玻棒攪拌成糊狀。
(3)將玻棒留在坩鍋中，每小時加一次，連續 3 小時，同時攪拌內容物。
(4)先以低壓過濾，若需再逐漸增加壓力。
(5)以 100mL 熱水清洗內容物，過濾 3min，進行二次。
(6)在 105℃強制通風箱乾燥 5 小時以上。
(7)在乾燥器中冷卻坩鍋，稱重並紀錄（W2）。
(8)在 525℃灰化爐中 3 小時。註〆置入樣本後加熱至 525℃在開始計時。
(9)降溫至 250℃以下，在乾燥器中冷卻 1 小時，稱重並紀錄（W3）。
酸洗木質素乾物質量的計算如〆 100
1 3
%NDF 2 W
W W
八、醣類測定法
測定方法為 Anthrone-Sulfuric Acid Method （Koehler, 1952），詴藥與操作步 驟如下所示〆
（一）詴藥
1. 1g Anthrone/1L conc. H2SO4
2. Dextrose solution 100mg/L 無水 Dextrose/1L H2O
（二）實驗步驟
1 取一支洗淨且乾燥詴管。
2.加入 2mL 水樣。
3.加入 4mL Anthrone 詴藥，並立即混合均勻。
4.將詴管置入沸水中水浴加熱 10 分鐘後取出冷卻。
5.以波長 625μm 測吸光度。