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1. pH 值的測試:

分成甲、乙、丙三組,其分組如下。

(甲) 實驗組:通氣並加藍菌處理之廚餘廢水。

(乙) 對照組 a:通氣並未加藍菌處理之廚餘廢水。

(丙) 對照組 b:留存之廚餘廢水。

每桶測試皆進行 3 重複,記錄帄均值與標準差,實驗持續一 週並繪製成圖表(附錄 5.),經此功能藍菌處理之廚餘廢水,pH 值由 3~4(酸性溶液)變為 8~9(鹼性溶液)。通氣處理的組別

(一般好氧菌)雖然 pH 值有上升,但上升的速度與程度仍不及 加入功能藍菌組(圖 10.),經比較後證明,加入此功能藍菌可有 效提升 pH 值。

依據 pH 值的需求可將微生物分為酸性菌(acidphiles , pH 1~5.5)、中性菌(neutrophiles , pH 5.5~8)及鹼性菌

(alkalophiles, pH 8.5~11.5)。大部分微生物之體內 pH 值仍接 近於中性(吳, 2008),而水生的微生物大部分適合的 pH 值範 圍在 6.5~8.5(余, 2003)。生物體本身對外界環境 pH 改變具 有調節作用,這是因生物體內具有化學緩衝系統。pH 隨於微生 物生長時程變化時,可能明顯影響碳源及能源之利用、基質之利 用效益、蛋白質之合成、細胞物質之合成、代謝產物之釋出及其 他細胞性代謝(林, 1995)。而 pH 的改變也會降低微生物對高 溫的抵抗能力,影響到微生物的生長與繁殖。另外,pH 會影響

微生物對營養的吸收,因為 pH 會改變培養基成份的離子化型態,

多數非離子化合物比離子化合物更容易滲入細胞(Rheinheimer, 1992)。綜合來說,微生物的生長會因為代謝產物產生而改變環 境的 pH,原因是多方面造成的。

圖 10. pH 值的變化圖

2. 溶氧量 DO(dissolved oxygen)值測試:

分成甲、乙、丙三組,其分組如下。

(甲) 實驗組:通氣並加藍菌處理之廚餘廢水。

(乙) 對照組 a:通氣並未加藍菌處理之廚餘廢水。

(丙) 對照組 b:留存之廚餘廢水。

每桶測試皆進行 3 重複,記錄帄均值與標準差,實驗持續一週 並繪製成圖表(附錄 6.),經通氣處理的溶液,溶氧量皆有增加。

通氣處理的組別的溶氧量雖然有增加,但是增加的程度不及加入功 能藍菌組別,推測可能與功能藍菌(

Anabaena sp.

)行光合作用有 關(圖 11.)。

圖 11. 溶氧量 DO 值的變化圖

3. 化學需氧量 COD(Chemical Oxygen Demand)值測試:

分成甲、乙、丙三組,其分組如下。

(甲) 實驗組:通氣並加藍菌處理之廚餘廢水。

(乙) 對照組 a:通氣並未加藍菌處理之廚餘廢水。

(丙) 對照組 b:留存之廚餘廢水。

加入 HACH 公司出品之 COD 試劑,每桶皆取上清液進行 3 重 複測試,記錄帄均值與標準差,實驗持續一週並繪製成圖表(附 錄 7.),實驗時,因為直接測量每一組的 COD 值超過儀器測量範

圍,故以去離子水稀釋 10 倍後再測量,然後再將所得的數據乘 以稀釋倍率 10 倍,以每組所得的三個數據之帄均值及標準差做 成圖表(附錄 7.)。經通氣處理的溶液,可有效促使化學需氧量 COD 降低,推測通氣可促使有機物質的降解,而加入的功能藍菌 更可有效加速有機物質的降解速度(圖 12.)。

圖 12.化學需氧量 COD 的變化圖 4. 檢知管對於氣味分子的定量研究:

利用 Gastec 檢知管檢測氣體分子中氨氣(ammonia)、硫化 氫(hydrogen sulfide)、酚類(phenol)、乙酸(acetic acid)

及胺類(amines)等的含量。

(1). 檢測氣體分子氨氣(NH3):

將檢知管檢測所得的數值乘以當天溫度相關係數製作

成表格(附錄 8.),結果顯示加入藍菌處理組別可迅速降 低空氣中的氨氣含量(圖 13.)二天後已檢測不出氨氣,在 顯微鏡底下發現功能藍菌

Anabaena sp.

異形細胞並不明 顯,推測此功能藍菌可能吸收廢水中的氨作為氮肥來源,

不需產生異形細胞來協助固氮;而通氣但是未加功能藍菌 的組別於四天後才未檢測出氨氣,只有通氣處理的組別,

裡面好氧菌比較多,可以吸收臭味分子,但是效果還是不 如加入功能藍菌的組別。

圖 13.氣體分子中氨氣 NH3的變化圖 (2). 檢測氣體分子硫化氫(H2S):

將檢知管檢測所得的數值乘以當天溫度相關係數製作成 表格(附錄 9.),結果顯示加入功能藍菌處理的組別於一天後

就檢測不出空氣中的硫化氫,表示加入的功能藍菌可快速的吸 收空氣中的硫化氫,並且使用廢水中的氨基酸,使廢水不再繼 續產生硫化氫氣體。而通氣並未加入功能藍菌的組別於二天後 才檢測不出空氣中的硫化氫(圖 14.),顯示裡面的好氧菌也 是可以吸收硫化氫,並且利用廢水中的氨基酸,不過吸收及利 用的速度不如加入的功能藍菌,所以功能藍菌的組別還是比其

它的好氧菌更能快速的降低廚餘廢水的硫化氫氣味。

圖 14.氣體分子中硫化氫 H2S 的變化圖 (3). 檢測氣體分子酚類(C6H5OH):

各組實驗皆未驗出酚類,可能是各組的酚類分子濃度低於

(4). 檢測氣體分子乙酸(CH3COOH):

將檢知管檢測所得的數值乘以當天溫度相關係數製作成 表格(附錄 10.),結果顯示有加入功能藍菌及未加入功能藍 菌的組別,皆於一天後使空氣中的乙酸分子低於檢知管可檢測 的範圍(圖 15.),兩組皆通氣給予足夠的氧氣與碳源,使其 能夠快速生長及處理臭味分子,酸性物質乙酸減少,溶液逐漸 轉為鹼性。

圖 15.氣體分子中乙酸的變化圖

(5). 檢測氣體分子胺類(R-NH2):

將檢知管檢測所得的數值乘以當天溫度相關係數製作成 表格(附錄 11.),結果顯示加入功能藍菌處理的組別於一天 後就檢測不出空氣中的胺類分子,在顯微鏡底下發現功能藍菌

Anabaena sp.

異形細胞並不明顯,推測此功能藍菌可能吸收廢

水中的胺類分子作為氮肥來源,不需產生異形細胞來協助固 氮;而通氣並未加入功能藍菌的組別於三天後才檢測不出空氣 中的胺類分子,裡面的好氧菌降低空氣中胺類分子的效果,仍 然不如實驗中加入的功能藍菌。(圖 16.)。

圖 16.氣體分子中胺類 R-NH2的變化

5. 發芽率測試:

以 4 種液體所做的發芽率測試,其發芽率皆達 100%(表 4.),證明水分是種子發芽的必要條件,四組所取的液體皆為上 清液,所得結果皆沒有發黴而且 100%發芽,雖然 A、B、C 組並 無明顯味道,但是 D 組有廚餘的腥臭味。

表 4.各組液體發芽率測試

第 A 組:

花寶 2 號營養液 20ml

第 B 組:

藍菌處理過 7 天的 廚餘廢水上清液 20ml

第 C 組:

自來水 20ml

第 D 組:

未經藍菌處理過 7 天的 廚餘廢水上清液 20ml

6. 田野吸引蒼蠅測試:

第(A)組(加灑花寶 2 號)其吸引蒼蠅的程度大約與第(C)

組(加灑自來水)相同(圖 17.),經第(B)組(加灑藍菌處理 後之廚餘廢水)雖然比第(C)組稍微吸引蒼蠅,但是比起第(D)

組(加灑稀釋廚餘廢水),藍菌處理後的廚餘廢水吸引蒼蠅的程 度降低為原來的 1/3 倍,這表示廚餘廢水的臭味分子不再產生,

所以降低了廚餘廢水吸引蒼蠅的程度。

圖 17.田 野 吸引蒼蠅測試統計圖

7. 田野種菜測 試 藍 菌 液 肥 成 效 分析:

若以第(C)組『每 4 日加灑自來水 500ml』灌溉者為基準,

則第(A)組灌溉者生長最好,第(B)組使用『藍菌處理廚餘廢 水』來灌溉者次之,第(D)組使用『不經藍菌處理之廚餘廢水』

來灌溉者生長最差(圖 18、圖 19、圖 20、圖 21、圖 22)。 廚餘廢水置於藍菌處理器中培養時已稀釋 6 倍,在灌溉時再 稀釋 20 倍,其成分已稀釋 120 倍,所以藍菌液肥的肥沃度低於 市售肥料(花寶 2 號),本次試驗僅統一灌溉容量,尚未使各組 灌溉的液體鹽度一致,可以導電度法測量灌溉液體中的鹽度,使 各組的鹽度一致後,再定量進行灌溉。

圖 18.田野種菜測 試 藍 菌 液 肥 成 效 結果分析圖

圖 19.組別 A:『每 4 日加灑花寶 2 號營養液 500ml』青梗白菜生長情況

圖 20.組別 B:『每 4 日加灑 1/20 稀釋的藍菌廚餘水 500ml』

青梗白菜生長情況

圖 21.組別 C:『每 4 日加灑自來水 500ml』青梗白菜生長情況

圖 22.組別 D:『每 4 日加灑 1/20 稀釋的廚餘水 500ml』

青梗白菜生長情況

第五章 結論

本研究係以如何分離培養能淨化廚餘廢水的藍細菌為動機,淨化 廚餘廢水並使廚餘廢水成為可灌溉於農作物的液態肥料,完全不以化 學物質處理,符合政府重視的環保概念。以藍菌淨化或液肥化(通常可 於 2 日內除臭,且因將廚餘水中有機物及油脂分解,使植物更易吸收 並增加液肥的肥沃度) 。此法也亦可推廣至其他種類的微生物,利用 其分離、分解環境或水中的污染物。

本研究使用藍細菌處理廚餘廢水至澄清潔淨的速度比化學方式慢 為其缺點(頇 15~20 日左右,而且與日光強度及溫度有關),但是使用 功能藍菌處理廚餘廢水,是比較環保、便利而且便宜的方式。加入功 能藍菌的通氣組別,利用檢知管檢測NH3的數值,經過 1 天後已偵測不 出NH3,而未加入功能藍菌的通氣組別(以下簡稱對照組 a),需經過 3 天方可達到檢知管檢測不出的程度;H2S 是俗稱的臭雞蛋味,加入功能 藍菌的組別,於加入廚餘廢水的隔天已檢測不出 H2S 臭味,而對照組 a 在第 2 天才達到檢知管檢測不出的程度;胺的相關化合物(R-NH2)經 過功能藍菌的處理後,經過 1 天後也可達到檢知管檢測不出的程度,

但是對照組 a 則是在 3 天後才達到檢知管檢測不出的程度;檢知管檢 測乙酸(acetic acid)時發現,加入功能藍菌組與未加入組皆於 1 天後 檢驗不出乙酸,可能是空氣中乙酸的含量低於檢知管檢測範圍,因為 兩組皆有使用打氣機通氣培養微生物,所以通氣處理在乙酸分子的檢 測中,可以降低廚餘廢水中的乙酸氣體分子的含量;檢知管檢測酚類 時,因為其含量低於檢知管檢測範圍,所以皆未檢測出酚類分子。

廚餘廢水經過稀釋 1/6 倍(3 公升廚餘廢水、12 公升自來水、3 公升 2.0g/L 的功能藍菌液)及通氣處理後,再經過本研究之功能藍菌 作用後,可有效並快速的減少或分解臭味分子,而通氣處理的組別,

裡面的好氧菌雖然也可以減少或分解臭味分子,但是速度比本研究所 使用的的功能藍菌慢。

裡面的好氧菌雖然也可以減少或分解臭味分子,但是速度比本研究所 使用的的功能藍菌慢。

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