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行政院農業委員101年農業統計年報指出，台灣地區有560個養乳牛場，目前畜養約六萬頭產乳牛(農委會，2013)。每頭成牛(平均500~600公斤)每日產生糞及尿量分別為30及20公斤(龍氏，2001)，即台灣每天約產生3,000公噸之奶牛廢棄物，進而製造龐大之溫室氣體。因此，如何處置如此龐大之有機廢棄物，遂成為需解決之環境議題。

牛糞一般含有較高之纖維質成分，而纖維質可作為暗發酵反應的醣類來源，進而產製生質能源。然而，纖維質有複雜的結構以及不易被微生物分解的物質，因此在為生物分解時候造成冗長的反應程序(Kumar et al.，2013)。故牛糞的處理需以前處裡技術水解纖維質，也就是將微生物不易使用的纖維質轉化成易分解消化之醣類。Kumar et al. (2013)利用各種水解技術探討痲瘋樹(Jatropha)廢棄物纖維素轉換還原糖；使用水解技術包含熱、壓力釜、酸、鹼以及酵素法。研究結果顯示，結合酸及酸-酵素可獲得高度糖轉換率(達90%)；還原糖產氫試驗亦顯示各種水解技術可用於暗發酵，例如使用5%之酵素可產氫2.1 L H₂ /L。Lin et al. (2013)用稻稈原料水解製造糠醛，結果顯示使用H₂SO₄於140^oC加熱56min可獲得約28g/L之還原糖。Chang et al. (2012)利用α-cellulose基質以H₂SO₄水解後醱酵產氫，獲得最大還原糖含量達26.01 g/L，並產生0.9098 mmol/g-cellulose之生物氫。

針對牛畜牧廢棄物，目前已有多篇探討暗發酵之文獻(表1)。Yokoyama et. al. (2007)指出，由於牛糞含有產氫與甲烷菌，不需額外菌源即可厭氧發酵，故直接以牛糞混合牛尿作為基質使用。研究指出最佳操作參數為控制溫度於60 ^oC，可產生氫氣約29 ml H₂/ g-VS。作者針對牛糞作乾式暗發酵產氫，但是產氫量較少(5.49 ml H_2/ g-VS)；而且NH₄⁺含量由1g-N/kg-cow dung 增加至4g-N/kg-cow dung的時候，產氫量則下降58% ( Yokoyama et. al.，2007)。由於牛畜牧廢棄物中含有大量之氮，平均達15g N/l (Guo et al.，2010)，而高濃度的氨會明顯抑制發酵(Gallert et al，1998)。Lateef et.al.(2012)指出牛糞與廢牛奶於30:70的比例將可獲得最佳產氫效果，達60 ml H₂/ g-VS。Tang et al. (2008) 利用牛廢棄物混合下水汙泥菌種進行生物產氫，顯示於pH5.5與45 ^oC可獲得最佳之產氫量(53 ml H₂/ g-VS)。Xing et al. (2010)利用酸與鹼前處理畜牧廢棄物再做批次發酵產氫，得知酸性前處理可獲得較佳之產氫量，5L的半批次試驗，可得32 ml H₂/ g-VS之產氫量。

 

Authors	Substrate/seeds	Reactor mode	Pretreatment	Maximum assessed production yield (mL H2 gVS-1)	Optimal condition
Yokoyama et al. (2007)*a	Cow feces and urine	Batch	--	29	60℃ pH 6.5~7.5 Substrate conc. 13.4 g VS /l
Yokoyama et al. (2007)*b	Cow dung	Batch	--	5.49	60℃
Tang et al. (2008)	Cattle wastewater/ Sewage sludge	Batch	Ultrasonic (100kHz, 30 min)	53	45℃ pH 5.5 Substrate conc. 6.74 g VS /l
Lateef et al. (2012)	Cow manure with waste milk	Batch	Heating	60	55℃ pH 6.5 Substrate conc. 40g VS/ l
Xing et al. (2010)	Dairy manure	Batch	0.2 % HCl boiled 30min	18	36 ℃ pH 7 Substrate conc.50g TVS/l
Xing et al. (2010)	Dairy manure	Batch	0.2 % NaOH boiled 30min	14	36 ℃ pH 7 Substrate conc. 50g TVS/l
Xing et al. (2010)	Dairy manure	CSABR	--	32	36 ℃ pH 5 Substrate conc. 70g TVS/l