一、前言二、研究方法1.菌種來源2.厭氧暗醱酵出流水直接進行光合產氫試驗3.厭氧暗醱酵出流水經UV滅菌燈處理後進行光合產氫試驗4.厭氧暗醱酵出流水經固液分離系統處理後進行光合產氫試驗5.分析方法三、結果與討論1.厭氧暗醱酵出流水直接進行光合產氫試驗2.厭氧暗醱酵出流水經UV滅菌燈處理後進行光合產氫試驗3.厭氧暗醱酵出流水經固液分離系統處理後進行光合產氫試驗四、結論五、參考文獻由於全球經濟的快速發展，造成能源的使用量大幅度的增加，尤其是化石燃料的消耗量更是驚人，可是化石燃料是有限的，不可能取之不盡，此外，使用化石能源還會造成煤煙、飛灰、焦油液滴和其他有機化合物等空氣污染物，更重要的是還會產生二氧化碳和其他溫室氣體，造成全球暖化及氣候變遷等負面影響。「氫氣」在燃料發展的過程中最具潛力，在經濟和環境上都是有益的，相較於已知的其他燃料，每單位重能產生最大的能量（122KJ/g），且可以傳統的方法運輸供給家庭或工業使用，但是地球上並沒有天然的氫氣型態燃料，而是存在於化合物中，像是水或是碳氫化合物，必需經由化學轉換才能獲得氫氣。雖然目前產生氫氣的方法有很多種，但相較於利用熱化學和電化學等方法來產氫，生物產氫的過程對環境更為友善，且耗的能量也較小。生物產氫乃是利用微生物的代謝作用轉換有機物或水來產生氫氣。現今發現具有產氫能力的微生物有：綠藻、藍綠細菌、（紫色不含硫）光合細菌和厭氧醱酵菌等。其中藍綠細菌和光合細菌能以太陽光作為能源，以有機物作電子供給者，利用固氮酵素－氫酵素系統產生氫氣，而厭氧菌能利用醱酵作用將有機物分解代謝，在酸化的過程中同時產生氫氣。目前生物產氫醱酵技術多以醣類和澱粉為主要的碳源，但醣類和澱粉的成本較高，且會與糧食作物相互競爭，不符合永續經營的理念。根據林氏的研究指出廚餘是暗醱酵產氫很好的基質，不但量多且容易取得。因此本研究選擇廚餘作為暗醱酵產氫時的基質，不但可以達到有機固體廢棄物的減量，且同時可回收能源再利用。此外，暗醱酵產氫的液態產物中含有豐富的有機酸，恰巧可作為紫色不含硫光合菌產氫時的電子供給者，若串聯此兩階段反應，不但可以有效的處理廢水（廢棄物），同時可回收能源，使得資源更效的利用。1.菌種來源厭氧菌是取自台中某都市污水場氧化渠底泥，經過高溫100℃煮沸20分鐘的熱篩處理，直接當作植種源使用。紫色不含硫光合菌RhodopseudomonaspalustrisWP3-5則是自某養豬廠廢水中所分離篩選而來。2、厭氧暗醱酵出流水直接進行光合產氫試驗本試驗廚餘取自某國民小學營養午餐之廚餘，其主要成分為米飯類，屬於含高碳水化合物的廚餘，本實驗以其作為基質來源，以厭氧醱酵細菌來產生氫氣。篩選過的廚餘以一定比例與水混合後，以果汁機打碎成漿體並放置於冰箱的基質桶中（20升），基質會以攪拌機攪拌以確保基質的均質性，在植種源方面，為能更接近實場上之應用，本實驗的植種源不經增殖培養，經過熱篩處理後直接使用。暗醱酵反應槽的有效體積為2公升，以磁石攪拌（200rpm），控制廚餘基質之sCOD≒20000mg/L並以蠕動幫浦進流，在找出較合適的暗醱酵產氫的條件後，其沉澱槽的上澄液（暗醱酵出流上澄液）會直接串聯光合反應槽使用。光合反應槽是一個高69cm，直徑8cm，有效體積為2.5L，以磁石攪拌的CSTR圓柱光合反應槽，HRT控制在4天，提供四盞100W的鎢絲燈炮（PhilipsAS100）作為光合菌之能量來源，平均照度為6000lux。在反應槽架設前，槽體與管線皆需滅菌，槽體是以180℃乾熱滅菌3小時，管線及其他附件則以121℃溼熱滅菌45分鐘，待其冷卻後於無菌操作台中完成組裝。光合反應槽所使用的菌株為紫色不含硫光合細菌RhodopseudomonaspalustrisWP3-5，在進流暗醱酵出流上澄液前，需先進行槽體中菌體的預培養，將已增殖過的菌液250mL接種至反應槽中，反應槽中已裝有2L的Rhodospirillaceae培養液（含醋酸鈉1000mg/L）（倒培養液和接種皆於無菌操作台中完成），在平均光照約6000lux，溫度範圍控制在28~35℃下培養，在培養5日後開始進流暗醱酵出流上澄液。待穩定操作後，生物氣體（biogas）以鳥型瓶排水集氣收集，並採取反應槽瓶頂空間之氣體樣品作氣體組成分析，且在採取氣體樣品的同時採取水樣作分析。3、厭氧暗醱酵出流水經UV滅菌燈處理後進行光合產氫試驗由於光合反應槽是純菌的系統，若是直接串聯暗醱酵反應槽勢必會受到其他厭氧菌的污染，進而影響光合菌的生長及產氫。王氏（2005）利用人工的合成基質供厭氧醱酵菌使用產氫，其出流水若是經過一個UV滅菌燈滅菌後再供給光合菌使用產氫，光合反應槽的操作試程可由120hr提升至336hr。因此本實驗將加入UV滅菌燈於暗醱酵反應槽和光合反應槽之間，暗醱酵出流上澄液會