Tác nhân sinh học

a) Tác nhân sinh học của giai đoạn thủy phân và lên men axit hữu cơ

Các chủng Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Bacterioides, Pseudomonas

và Enterobacter chiếm đa số. Phần lớn các vi khuẩn thủy phân và lên men axit hữu

cơ ít nhạy cảm với pH môi trường. Chúng tồn tại được trong giải pH rộng từ 3 ÷ 7 tuy nhiên pH tối ưu 5 ÷ 7.

Nước thải sản xuất tinh bột sắn giầu tinh bột nên tác nhân chủ yếu là: Bacillus,

Pseudomonas, Alcaligenes, Micrococus, Corynebacterium, Lactobacillus,

Actynomyces, Bifidobacterium, Clostridium.

Trong giai đoạn lên men axit hữu cơ, tác nhân sinh học gồm:

- Vi sinh vật hô hấp yếm khí: Bacterioides (pH = 5,2 ÷ 7,5), Clostridium

(pH=5,8) đóng vai trò rất quan trọng trong giai đoạn này.

- Vi sinh vật hô hấp tùy tiện: Bacillus, Pseudomonas. Do sự có mặt của một số loài vi sinh vật hô hấp tùy tiện nên chúng đã sử dụng hết phần oxy hòa tan có trong nước thải, điều này rất cần thiết cho các vi khuẩn yếm khí nghiêm ngặt sau này.

b) Tác nhân sinh học trong giai đoạn lên men axit axetic (Axetogen)

Vi khuẩn tạo axit axetic (Vi khuẩn Axetogene) thường phát triển trong môi trường cùng với vi khuẩn metan hóa. Vi khuẩn Axetogene tạo ra H₂ trong quá trình lên men, nhưng nó lại bị chính sản phẩm này gây ức chế. Vì vậy, trong môi trường có các vi khuẩn metan hóa, khí H₂ hoặc H⁺ sẽ được sử dụng để khử CO₂. Một số chủng vi khuẩn Axetogene có hiệu quả metan hóa cao: Syntrophobacter wolonii,

Syntrophobacter wolfei và Syntrophobacter Buswellii, nhiệt độ tối ưu topt = 33 ÷ 40⁰C, pH = 6 ÷ 8.

Nhóm vi khuẩn khử sunfat: Selemonas, Clostridium, Riminoccocus,

Desulfovibrio trong môi trường hỗn hợp với vi khuẩn metan hóa, tạo sản phẩm chủ

yếu là axit axetic.

Nhóm vi khuẩn homonacetogene tạo axit axetic từ CO₂ và H₂, nhóm vi khuẩn này có ý nghĩa đặc biệt vì chúng cạnh tranh với vi khuẩn metan trong việc sử dụng H₂.

2CO₂ + 4H₂ CH₃COOH + 2H₂O

c) Tác nhân sinh học trong giai đoạn lên men metan

Vi khuẩn lên men CH₄ rất đa dạng, gồm 2 nhóm chính:

- Nhóm vi khuẩn metan ưu ấm (Mesophyl) phát triển ở nhiệt độ tối ưu t_opt = 35÷37⁰C: Methanococus, Methanobacterium, Methanoosarcina.

- Nhóm vi khuẩn metan ưa nóng (Thermophyl) phát triển ở nhiệt độ tối ưu t_opt = 55÷60⁰C: Methanobacillus, Methanospirillum, Methanothrix.

Vi khuẩn metan hóa là những vi khuẩn yếm khí nghiêm ngặt, chúng rất mẫn cảm với sự có mặt của O₂ vìvậy yêu cầu thiết bị lên men phải tuyệt đối kín. Các vi khuẩn metan ưu axit nhẹ hoặc kiềm và rất nhạy cảm với sự thay đổi pH. pH tối ưu cho quá trình lên men CH₄ là 6,8 ÷ 7,5. Khi pH < 6,4 thì hiệu quả chuyển hóa CH₄ giảm 30% và nếu pH < 4,24 trong 3 đến 4 ngày thì vi khuẩn metan sẽ chết.