1.1 研究緣起
隨著都市化的腳步，衛生下水道建設日益受到重視，用戶接管率節節升高，都 市污水處理量及水質也跟著向上攀升，排入自然環境(溪流、河川、大海及大氣等) 的污染物質也越來越大，而為了處理大量的都市污水，都市污水處理廠陸續興建、
營運，消耗的能源(電力、自來水等)當然也隨著增加，也因此，都市污水處理廠處 理成效的優劣，除了影響環境衛生、人體健康以外，對自然環境負荷的增加、生態 的衝擊等都將造成極大的影響，而減少能源的消耗、降低對環境資源的取用，以實 現永續環境的目標，也將是現代化都市污水處理廠的最重要課題。
傳統都市污水處理程序以好氧性生物處理為主軸，如活性污泥法、接觸曝氣法、
RBC、階梯式曝氣法、SBR……等，主要係其設計條件簡單，操作維護容易，但好 氧系統對 NH4-N 之處理成效有限，因此其後則導入部分厭氧處理概念以提升 NH4 -N 之去除效率，如 T-NCU、AO、A2O……等，惟此類以好氧生物為主之處理系統，
需每日 24 小時不間段供應氧氣給曝氣系統，以維持一定數量(濃度)之微生物，此 時，不論採用何種機械設備(如表面曝氣機、曝氣攪拌機、噴射式曝氣機、魯氏鼓 風機、離心式鼓風機……等)供氧，均需耗用極大之電力，單就此一部分而言(僅考慮 曝氣機，不考慮其他如泵等設備)，其耗用之電力即約占整座污水處理廠耗用電力 之三分之一(甚至超過)，在電力能源短缺的今天，如能有效節電，將會是一大助益。
厭氧生物處理雖可解決耗電問題，但因其水力停留時間(HRT)較長，用地面積 大，操作條件較為複雜，易受進流污水水質影響(如水溫、有機成分的變化等)，導 致處理成本增加；而近年來固定生物處理技術的研發，則改善了前述的缺點，使操
作維護作業簡單化、減少水質突增變化對處理程序的影響、產生的污泥量少，且可 有效的去除碳氮，大幅提高都市污水厭氧生物處理的可行性。
另一項可能影響都市污水厭氧生物處理效能的因子則是都市污水的成分，醣 類、脂質及蛋白質是其中主要的有機物質，約佔都市污水中有機成分的一半以上，
且各種成分之降解效率有極大差異，依 Fang et al. (2000)研究結果，在厭氧生物處 理程序中，蛋白質與脂質在低水力停留時間時，較難以轉換成甲烷氣，且若厭氧反 應之中間產物，如長鏈脂肪酸、胺基酸等之濃度過高，將對酸生成菌、氫生成菌以 及甲烷生成菌造成抑制，進而影響整體反應之產氣效率。
本研究將以全實廠都市污水進行固定厭氧生物處理程序測試，除探討其除碳 效能外，並將檢測及觀察其中醣類、脂質及蛋白質之濃度變化，期為厭氧生物處理 都市污水尋找出更有利之操作環境。
1.2 研究目的及項目
本研究於實驗室設置以固定生物技術為核心的厭氧反應系統，並以實際都市 污水進行馴化，待反應系統穩定後，分別以不同的水力停留時間(16 小時、12 小時、
8 小時及 6 小時)進行測試反應系統成效，並探討反應系統於不同停留時間下的去 除效能，找出此厭氧固定生物反應系統應用於實際污水廠之最佳操作 HRT 及可行 性。
為減少能源消耗及貼近實際污水處理場的操作條件，本研究將反應系統之操 作環境設定為 25 ± 1℃，另為使操作成效之比較更務實，本研究以採取單一污水 水處理廠相同地點之污水作為反應系統之進流污水。
研究項目有：
(1) 厭氧固定生物反應系統處理都市污水之 COD 進、出流濃度檢測及去
(2) 比較厭氧固定生物反應系統在 HRT=16 小時、HRT=12 小時、HRT=8 小時及 HRT=6 小時的條件下處理都市污水的成效。
(3) 比較厭氧固定生物反應系統在 HRT=12 小時、HRT=8 小時及 HRT=6 小時的條件下處理都市污水時進、出流污水中所含醣類、脂質及蛋白 質成分的濃度變化及去除效能評估。