分析項目與方法

一、水質分析

本研究試驗之水質監測項目為：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：

(1)水中化學需氧量檢測方法－重鉻酸鉀迴流法 (NIEA W515.53A)

(2)水中總溶解固體及懸浮固體檢測方法－103℃-105℃乾燥 (NIEA W210.57A) (3)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試程之產氣量，然後以氣相層析儀 (Gas

Chromatograph：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)：

1. Shimadzu GC-14A Gas Chromatograph (GC 主機) (1)Detector－TCD：100℃

(2)Carrier gas－N2：50 mL/min

(3)Column：2m×3.2mm ID*，max. temp.：150℃

(4)Stuff：Molecular sieve 5A on 60/80 mesh (5)Temperature：

Injector 100 ℃ Oven 55 ℃ Detector 100 ℃

2. Shimadzu C-R6A Chromatograph (積分儀) (1)Width：5 sec

(2)Slope：65 µv (3)Min. Area：50 µv (4)Stop Time：4 min (5)Speed：5 mm/min 四、揮發酸組成成分分析

本研究所分析之揮發酸項目包括乙酸、丙酸及丁酸等三種。水樣由出流口及 採樣口取樣後，經前處理後注入氣相層析儀中進行揮發酸組成分析，前處理之方 法依Dilallo et al.(1961)並參考「美國標準水質檢驗法」（Standard Methods 19th ed.）

中有機酸之萃取方法修改而成，詳細萃取流程如下：

1.取水樣 8ml，以 HCL 酸化至 pH 2.0。

2.加入 2ml 乙醚，並充分混合均勻。

3.以離心機（3000rpm）離心 5 分鐘。

4.取上層液 1 µl 作水質分析。

而氣體層析儀的操作條件如下：

Hp 4890 Gas Chromatograph 1.檢測器（FID）：175 ℃

2.載流氣體：N2(流速：2 ml/min)

3.層析管柱：30m ×0.25mm ID，max.temp.250 ℃之毛細管柱 4.管柱填充物：FON 10% on 80/100 mesh Ceilite 545（A）

5.操作溫度：

(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、菌種之觀察

（一）以位相差顯微鏡與螢光顯微鏡觀察反應槽之菌相

於試程穩定狀態下，將反應槽中之基質取出，在分別以位相差顯微鏡與螢 光顯微鏡觀察、照相。試驗步驟如下(林明瑞，1989)：

1.將反應槽中之樣品塗抹於載玻片上，蓋上蓋玻片。此時須注意抹上之生物污 泥不宜太厚，並避免留有過多水分，以減少在螢光顯微鏡觀察時所造成的背 景螢光干擾，因而影響菌相觀察。

2.將樣品置於顯微鏡的樣品檯上，進行顯微鏡的觀察、照相。先進行螢光顯微 鏡的菌相觀察與照相，接著再轉換至位相差顯微鏡的狀態下，進行同一位置 的菌相觀察與照相。本研究中顯微鏡使用的放大倍率是600 倍。在菌相觀察

照相中，使用的位相差與螢光顯微鏡為Nikon ECLIPSE E600，操作條件為 Combination Name UV-2A，Dichroic Mirror 400，Barrier Filter 420。

（二）以掃描式電子顯微鏡（SEM）觀察反應槽之菌相

於試程穩定狀態下，將反應槽中取出樣品，以醋酸纖維濾紙過濾，使樣品 附著在濾紙上並剪下一小片濾紙，經以下前處理步驟後，再以掃描式電子顯微 鏡觀察、照相。前處理之實驗步驟如下(林明瑞，1990)：

1.將樣品滴上醛類固定液［以 0.1M 磷酸緩衝溶液（pH7.0）稀釋 25％戊二醛

（Glutaraldehyde）溶液至 2.5﹪］，而後將樣品密封並置於4℃下進行固定 2.5 小時。

2.隨後進行移除醛類固定液作業，以 0.1M 的磷酸鹽緩衝溶液連續浸洗三次，

每次約10 分鐘。

3.以不同濃度的酒精溶液，進行一系列脫水。酒精的濃度變化依次為 30％、50

％、70％、90％、95％、100％、100％、100％共計進行八次脫水每次均脫水 10 分鐘。

4.以臨界點乾燥儀（Critical Point Dryer，CPD）JUMBO SERIES Ⅱ E3100，

進行臨界點乾燥。（委託操作）

5.將樣品以雙面膠貼在樣品檯(stub)上，進行鍍金膜反應約 75 秒（委託操作）。

6.以掃描式電子顯微鏡(TOPCON ABT 150S)觀察照相，加速電壓 15kv，工作距 離15cm。

七、數值分析分法

（一）批次試驗

1.等高線圖：將試驗所得到數據，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 次試驗各組數據代入，即可求得等高線圖。

2.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，並將批次試驗各組數據代 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。

（二）連續流試驗

在連續流試驗上，為了探討各項水質（COD 濃度、鹼度、揮發酸、氨氮、有 機氮、凱氏氮）會受到哪些操作因子（HRT、有機負荷、COD 濃度、污泥濃度、

酒糟濃度、污泥/酒糟）的影響，因此使用統計逐步迴歸方法，以求得最主要的影 響因子，其步驟為使用統計軟體SPSS 10.0 之“逐步迴歸＂功能，將欲探討水質 項目輸入“依變項＂，操作因子輸入“自變項＂即可求得迴歸式。