一、實驗設備與方法1.1螺旋藻純化與鑑定2.螺旋藻鑑定和DNA定序本研究以分子生物的技術進行純螺選藻鑑定，首先萃取藻體的DNA，再以細菌專用的引子(primer)，以聚合配鍊鎖反應(polymeraschainreaction，PCR)進行DNA複製，再以16SrDNA分子選殖(clone)實驗，選擇適當的勝任細胞，插入藻體的DNA片段，最後委託明欣生物科技有限公司與成大核酸實驗室，利用核酸自動定序儀(PE/ABI337Sequencer)定序。3.純藻大量培養本研究使用人工配製的BG-11培養基與養牛場與養猪場三階段式處理過的出流水進行螺選藻的大量培養，培養條件為28℃恆溫，光照狀態分別為12小時照光與12小時不照光，另提供空氣以補充二氧化碳。BG-11培養基成份如表1，由表中可發現氮源有NO3--N(247mg/L)與微量的銨氮(NH4+-N)；磷源為正磷酸鹽(5mg/LPO43--P)，滅菌冷卻後pH調整為7.4。本研究所使用的畜牧出流水取自於台南某養猪場和屏東某養牛場三階段處理設施的出流水，其中猪場出流水水體氨氮含量高達580mg/L導致螺旋藻死亡，所以將原水稀釋2倍和4倍再培養螺旋藻，牛場則直接以出流水培養螺旋藻。4.水質分析培養過程，為了解螺旋藻的生長情況，進行相關的水質檢測，檢測的方法與頻率表列入下：三、結果與討論第14天到21天穩定期，濁度都維持在151NTU，葉綠素a維持在1220.3μg/L~1184.8μg/L。第24天進入死滅期，濁度和葉綠素a都開始逐漸下降。螺旋藻在BG-11培養基中生長期間之pH值，從第0天至第7天pH值略微上升，第7天呈現穩定狀態，pH值維持在11.49到11.74之間，呈現鹼性。2.正磷酸鹽分析結果圖2為螺旋藻在BG-11培養基生長期間磷酸鹽的變化，從第0天到第30天，去除率達98％，由此可見螺旋藻對於正磷酸鹽的移除能力佳。3.氮鹽分析結果圖3為螺旋藻在BG-11培養基中生長期間之氨氮濃度變化，第0天到第5天，下降率達100％，而在水體pH大於9的情況，NH4+-N會以NH3氣體逸出，所以此處的NH4+-N降低應是氨氣逸散的結果。圖4為螺旋藻在BG-11培養基生長期間之硝酸氮濃度分析結果，從第0天到第5天硝酸氮濃度維持在248mg/L，然而第5天後硝酸氮濃度逐漸減少到第30天硝酸氮濃度為213.2mg/L，去除率為14％，由此可以發現螺旋藻第0天~第5天為適應期，第5天後開始生長與繁殖，因生長需以硝酸氮為氮源，所以螺旋藻對硝酸氮的移除能力是顯著的。3.2猪場出流水之螺旋藻淨化效率分析1.濁度與pH分析結果出流水稀釋2倍和4倍之濁度的變化情形，稀釋2倍出流水之濁度，從第7天到第30天逐漸增加，由33.1NTU增加到136NTU，每天增加約4.6NTU。稀釋4倍出流水之濁度從第7天到第30天也是逐漸增加，由17.1NTU增加到123NTU，每天增加約5.1NTU。稀釋2倍出流水之pH值從第7天到第14天逐漸下降，由9.2下降到5.6。稀釋4倍出流水，pH值從第0天到第10天逐漸下降，由8.5下降到6.3。2.總COD分析結果圖5為稀釋2倍出流水，COD從第16天到第30天逐漸上升，由264mg/L上升到752mg/L，每天增加33mg/L；稀釋4倍出流水，COD從第10天到第30天逐漸增加，由272mg/L增加到880mg/L，每天增加34mg/L。由於硝化作用的關係，稀釋2倍出流水，pH值在第9天到第16天，pH值低於8，圖中也發現總COD在16天以後開始增加，稀釋4倍出流水，pH值在第0天到第10天，由8.5下降到6.3，而總COD也是在第10天以後開始增加。3.溶解性COD分析結果圖6顯示未添加螺旋藻稀釋2倍出流水溶解性COD從第0天到第30天逐漸下降，下降率為16％。添加螺旋藻稀釋2倍出流水溶解性COD從第0天到第30天逐漸下降，下降率為66.7％；添加螺旋藻稀釋4倍出流水，溶解性COD從第0天到第30天逐漸下降，下降率為43.5％。螺旋藻培養於不照光的環境時，無法利用無機碳源，而是以有機碳源做為基質(ChojnackaandNoworyta，2004)，因而導致溶解性COD下降。圖中可見對照組(稀釋2倍出流水未添加螺旋藻)放置30天後，溶解性COD只降解16％，應是培養液中的異營性細菌所消耗的碳源。4.正磷酸鹽分析結果圖7為稀釋2倍出流水正磷酸鹽濃度從第7天到第14天逐漸增加，由前述pH值和總COD的分析，推測這段期間螺旋藻的生長是受到抑制，也可以推測在此期間螺旋藻之攝磷速率，不及分解菌降解有機磷的速率，因而導致磷酸鹽的濃度上升，而陳國誠(1996)研究也指出在生物處理廢水的時候，大部份的有機磷化合物及大多複合磷酸鹽