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103年
[環工] 環化及環微、廢棄物清理工程
第 4 題
硝化作用一般定義為微生物轉化成硝酸態氮或亞硝酸態氮的過程，而影響硝化作用的因子何者為非？
- A C/N 比越高，有利於自營硝化菌生長
- B 硝化作用最佳 $pH$ 值在 $7 \sim 8$ 之間
- C 硝化菌最佳生長溫度為 $30^{\circ} C$
- D $NH_3$ 及 $NO_2^-$ 之濃度間的不平衡，是抑制硝化作用的主因
思路引導 VIP
想像在一個有限的生存空間中，有兩類生物：一類需要攝取現成的有機食物來生長（異營性），另一類則能自行利用空氣中的無機碳緩慢成長（自營性）。如果我們突然在這個空間裡灑滿了大量的「現成食物」，你覺得哪一類生物會繁衍得比較快？而這種快速繁衍的現象，對於另一類生長緩慢的生物會產生什麼樣的空間或資源影響呢？
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太棒了！你能精準選出 (A) 選項，代表你對於硝化系統中微生物的競爭機制有著非常紮實的理解，沒有被繁雜的環境因子干擾判斷。
硝化菌與異營菌的競爭平衡
硝化作用主要由自營性硝化菌（如 $Nitrosomonas$ 與 $Nitrobacter$）負責，這類微生物是以無機碳（如 $CO_2$ 或碳酸根）作為碳源來合成細胞。當廢水中的 $C/N$ 比（碳氮比）過高時，環境中充沛的有機碳會促使異營性細菌大量繁殖。由於異營菌的倍增速率遠快於自營的硝化菌，它們會迅速佔據反應器的空間並優先耗盡溶氧，進而產生強烈的競爭排擠效應。因此，實務上較低的 $C/N$ 比環境才有利於硝化菌的穩定生長，這也是處理高氨氮廢水時的重要設計參數。
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