菌相觀察

本試驗以螢光顯微鏡及電子顯微鏡對反應槽中之生物污泥進行觀 察，並以螢光發光顏色、菌種形狀與大小等判斷菌種的差異，以探討在不 同有機負荷下，菌相的變化情形。根據賴欣宏（2002）的研究指出，厭氧 醱酵產氫反應槽在具有較佳的產氣效率時，反應槽中以長桿菌的菌種為 主，且污泥會發出黃橙色螢光；若產氫效果不佳時，則發出淡藍色螢光，

表示有甲烷菌存在且甲烷化嚴重：Edward & McBride（1975）之研究中發 現，甲烷菌體會發出自發性螢光，在螢光顯微鏡下以紫外光的照射下可發 出淡藍色螢光，可用來判斷甲烷菌是否存在；Balch, Fox, Magrum, Woese

& Wofle（1979）指出，通常甲烷菌細胞內含有輔酵素 M 及 F420，F420為甲烷 生成菌的電子攜帶者，在氧化狀態下，以波長 420nm 紫外光照射時，會發 出淡藍色螢光。以下分別就螢光與電子顯微鏡的觀察結果加以說明。

（一）以 WAS 為進流基質之二相式反應槽螢光顯微鏡觀察結果

本試驗所用螢光顯微鏡之接物鏡倍率為 40 倍，相機鏡頭放大倍率為 5 倍。

圖 4-20 為原始廢棄活性污泥在螢光顯微鏡下發出藍色、淡橘色、淡 紅色等螢光，顯示原始 WAS 的組成與所含菌種種類複雜。

圖 4-21 與 22 以 WAS 為基質之二相式連續流反應槽之前段醱酵產氫反 應槽中生物污泥電子顯微鏡照片，可發現菌相複雜，兼有長桿菌、球菌、

絲狀菌等等，多為圓頭之桿菌菌種（Clostridium），顯示在適當控制 pH 值（5.0～5.5）的情況下，可有效抑制甲烷菌等菌種，進而促進廢棄污泥 裂解效果。

圖 4-23～26 以 WAS 為基質之二相式連續流反應槽之後段甲烷化反應 槽中生物污泥螢光與電子顯微鏡照片，由圖 24 與 26 中可發現菌相大多以 從污泥中穿出之平頭長桿菌為主，兼有球菌、短桿菌等，而長桿菌的菌群 多與 WAS 糾纏或從中穿出，且密度明顯大於其他菌群，顯示反應槽中之甲 烷化效果良好；而圖 23 與 25 中可發現，生物污泥所發出螢光幾乎以藍光

為主，參雜少部分的紅色、橘色螢光，且以高有機負荷下，非藍色螢光的 出現機率與相對比例較高，原因為進流 WAS 中就含有多種菌種，因此有機 負荷大，反應槽中的菌種就會也複雜；如果是單純的基質，高有機負荷下，

菌相就越單純。因此在低有機負荷下的菌種歧異度較低，甲烷菌為主要菌 種；並由產氣比較中可發現，因此在高有機負荷下的試程，其產氣量高於 低有機負荷之試程，但沼氣中甲烷含量卻以低有機負荷試程較高於高有機 負荷之試程，由此可證，高有機負荷下有較複雜之菌相，以甲烷菌含量相 對較低之故。

圖 4-20 原始廢棄活性污泥之螢光顯微鏡菌相觀察圖（放大倍率為 400 倍）

圖 4-21 二相式反應槽之前段醱酵產氫反應槽有機負荷 40 g-COD/L．day 之電子顯微鏡菌相觀察

圖 4-22 二相式反應槽之前段醱酵產氫反應槽有機負荷 20 g-COD/L．day 之電子顯微鏡菌相觀察圖

圖 4-23 二相式反應槽之後段甲烷化反應槽有機負荷 2.5 g-COD/L．day 之 螢光顯微鏡菌相觀察（放大倍率為 400 倍）

圖 4-24 二相式反應槽之後段甲烷化反應槽有機負荷 2.5 g-COD/L．day 之 電子顯微鏡菌相觀察圖

圖 4-25 二相式反應槽之後段甲烷化反應槽有機負荷 1.25 g-COD/L．day 之螢光顯微鏡菌相觀察（放大倍率為 400 倍）

圖 4-26 二相式反應槽之後段甲烷化反應槽有機負荷 1.25 g-COD/L．day 之電子顯微鏡菌相觀察