一、複合基質(mixed substrate)
在微生物學上，所謂的基質(substrate)是與酶一起進行反應的化合物(謝哲松 譯，1995)。
本研究中所提及的複合基質係指為二種(含)以上的基質一起進行反應，如 污泥及廚餘、污泥及酒糟、污泥及米糠等。依國外研究結果顯示，以污泥與廚 餘為複合基質來進行生物厭氧產能，以複合基質的產能效果會比單一基質(純污 泥或純廚餘)佳(Kim, Han & Shin, 2004)。利用農業廢棄物來產生生質能源氣體已 經成為未來的趨勢，因此本研究擬以污泥與米糠作為複合基質來進行生物厭氧 產能試驗。
二、能源化(energization)
能源化即是利用物質將其轉換為能源的方法，而本研究以生質能作為主要 利用的能源。生質能轉換為能源的方式可分為直接燃燒技術、物理轉換技術、
熱轉換技術與化學/生物轉換技術。
(1) 直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力，例如現有的大型垃 圾焚化廠，以焚化垃圾發電。
(2) 物理轉換技術是把廢棄物經破碎、分選、乾燥、混合添加劑及成型等過程，
製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料，作為鍋爐、水泥窯的燃料，例如紙廠 把廢棄物製成錠型的固態燃料，作為燃煤鍋爐的輔助燃料。
(3) 熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程序產生合成燃 油或燃氣(瓦斯)，作為燃燒與發電設備的燃料。例如從廢保麗龍或廢塑膠可 回收燃油作為鍋爐的燃料；又如稻殼、能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣，
進行燃氣發電。
(4) 化學/生物轉換技術是指經醱酵、轉酯化等生物化學轉換程序以產生沼氣、
酒精、生質柴油、氫氣等，作為引擎、發電機與燃料電池的燃料。例如垃圾 掩埋場廢棄物、工業或畜牧廢水經醱酵產生的沼氣可以發電；又如廢食用油 經轉酯化反應可產製生質柴油，作為汽車的替代燃料等。將生質物轉化為類 似煤、油、天然氣的衍生燃料，易於儲運並可提高能源效率，降低污染，同 時可與資源回收系統結合，節省廢棄物處理成本，使生質能技術極具市場競 爭力。
三、生質能源(biomass energy)
生質(biomass)係指生物(動、植物及微生物)來源之有機體(江晃榮，2006)，
而生質能就是利用生質物經轉換所獲得之電、熱等可用的能源。我國將生質能 定義為國內農林植物、一般廢棄物與一般事業廢棄物等直接利用或經生物處理 過程所產生之能源，即為「生質能源」(再生能源發展條例草案，2002)。
生質物則泛指由生物產生的有機物質，例如木材與林業廢棄物如木屑等；
農作物與農業廢棄物如黃豆莢、玉米穗軸、稻殼、蔗渣等；畜牧業廢棄物如動 物屍體；廢水處理所產生的沼氣；都市垃圾與垃圾掩埋場與下水道污泥處理廠 所產生的沼氣；工業有機廢棄物如有機污泥、廢塑橡膠、廢紙、造紙黑液等經 生物轉化所產生的生物能源都屬於生質能源。生質能是一種新能源，與風能、
太陽能一樣具有取之不盡、用之不竭的特性；與其他新能源比較，生質能因使 用材料為廢棄物，故兼具廢棄物的回收處理與能源生產的雙重效益(核能研究 所，2007)。
四、醱酵產氫反應(anaerobic fermentative hydrogensis)
一般傳統厭氧消化反應可分為三階段，即水解、酸化、及甲烷化三階段，
水解、產酸的反應，將廢水中有機物(如碳水化合物、脂肪或蛋白質等)轉化成 揮發酸、氫氣、醇或醛類等中間代謝產物。
在傳統厭氧反應分解有機物的過程中，厭氧微生物群先將有機物經水解產 酸反應，將大部分有機物轉化為揮發酸、醇、醛、氫氣等中間代謝產物；若生 長條件適當，這些中間代謝產物又會被甲烷生成菌分解或轉換成甲烷。厭氧醱 酵產氫則是設法終止後面的甲烷化反應，仍持續進行前面的水解產酸反應以利 於氫氣的產生。
醱酵產氫是利用特殊微生物及酵素，在水體環境中將複雜有機物水解酸 化，分解出中間產物氫氣，其原理為以有機物為電子提供者，經由醱酵作用將 有機質分解，伴隨產生的部份電子則藉由特定之電子傳遞系統與產氫酵素，將 電子傳遞給水體中的質子(H +)而產生氫氣。
五、甲烷化反應(menthanogensis)
厭氧消化乃是指在厭氧條件下，藉著兼氣性及厭氧性微生物生化代謝作 用，將複雜之高分子有機物(如蛋白質、碳水化合物、脂質等)降解，轉換成甲 烷與二氧化碳等最終產物的程序，而甲烷的生成是利用厭氧微生物分解有機物 而產生的最終產物。其中可分為三個階段，並由三大類細菌群負責完成其代謝 途徑，包括水解菌、產酸菌以及甲烷生成菌。第一階段為水解階段，由水解菌 利用細胞外酵素將複雜有機物分解成醣類、胺基酸等物質；進入第二階段產酸 階段時，將第一階段的產物藉由產酸菌作用後，轉變成各種分子較小且構造簡 單的物質，如以揮發酸氫氣及二氧化碳為主，並含少量醇類、酮類和醛類等物 質；第三階段為甲烷生成階段，在此階段中，甲烷生成菌將第二階段的產物揮 發酸轉化成甲烷及二氧化碳或將氫氣及二氧化碳轉化成甲烷氣體，則稱之為甲 烷化反應。