Với các bình phân hủy đƣợc bố trí nhƣ trên, có thể thấy quá trình phân hủy xảy ra tuần tự qua các giai đoạn sau:
- Phân hủy hiếu khí nhờ các vi khuẩn hiếu khí có sẵn và kỵ khí tùy tiện và khí oxy có sẵn trong bình ủ. Quá trình này tƣơng đối ngắn.
- Phân hủy kỵ khí nhờ các vi khuẩn kỵ khí bắt buộc có trong bình ủ, sau khi oxy đã tiêu thụ hết. Đây là quá trình chủ yếu trong bình ủ
Hình 5.1 thể hiện tổng lƣợng khí sinh học (Biogas) tạo thành từ các bình ủ trong thời gian ủ mẫu
Hình 5.1. Tổng thể tích khí sinh học tạo thành của các bình ủ
Từ đồ thị hình 5.1 cho thấy, đối với các bình ủ có tỷ lệ men giống và cơ chất khác nhau thì thể tích khí sinh học sinh ra tại các bình ủ cũng khác nhau. Trong cùng một thời gian ủ là 30 ngày và cùng một lƣợng cơ chất nạp vào, lƣợng men giống nạp vào thấp nhất là ở bình số 1 với tỷ lệ là 1/1 tính theo khối lƣợng khô (ứng với khối lƣợng ƣớt là 100g cơ chất : 170g men giống) thì thể tích khí sinh ra cũng là thấp nhất chỉ có 180ml. Khi tiếp tục tăng lƣợng men giống bổ sung vào các bình ủ thì thể tích khí
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Bình 1 Bình 2 Bình 3 Bình 4 Bình 5 Bình 6 Bình 7 Bình 8 Mẫu trắng 180 1250 1750 3100 4550 5850 5650 5850 50 Thể tích khí (m l)
Bình ủ
Bình 1 Bình 2 Bình 3 Bình 4 Bình 5 Bình 6 Bình 7 Bình 8 Mẫu trắngsinh học tạo thành từ các bình ủ cũng tăng dần. Tuy nhiên, xét trên tổng thể tích khí thì các bình sinh khí nhiều nhất là bình số 6 với tỷ lệ VS giống/VS chất là 2,5 tạo 5850ml khí và bình số 8 với tỷ lệ VS giống/VS chất là 3,0 cũng tạo một thể tích khí tƣơng đƣơng.
Từ đồ thị cũng có thể thấy, thể tích khí sinh học tạo thành từ bình số 2 đến bình số 6 liên quan đến tỷ lệ khối lƣợng men giống và khối lƣợng cơ chất (khối lƣợng chất khô bay hơi) ở mỗi bình là gần nhƣ tuyến tính. Tuy nhiên, thể tích khí sinh học tạo thành từ bình số 6 trở đi không tăng lên nữa cho dù VS giống/VS cơ chất vẫn tăng, thể hiện ở tổng thể tích khí sinh thành từ các bình số 6, 7 và 8 nói chung là khá tƣơng đồng nhau.
Theo kết quả nghiên cứu về tỷ lệ men giống và chất nền (tính theo khối lƣợng khô bay hơi - VS) của tác giả V.Nallathambi Gunaseelan (1994) khi tiến hành phân hủy kỵ khí cỏ khô Parthenium đã cho thấy quá trình sinh khí chỉ thuận lợi khi tỷ lệ men giống và chất nền tối thiểu bằng 3,9; đối với những tỷ lệ thấp hơn thì thể tích khí sinh ra không nhiều và không ổn định.
Theo một báo cáo tổng hợp của P.Chynoweth và cộng sự (1993) về quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ từ nhiều nghiên cứu khác nhau thì tỷ lệ men giống và cơ chất đặc trƣng nhất là 2. Nếu hạ thấp tỷ lệ này có thể dẫn đến sự mất cân bằng trong quá trình phân hủy do vi khuẩn acid hóa tăng trƣởng quá nhanh sinh thành nhiều các acid béo bay hơi khiến cho nồng độ pH giảm. Nhƣ đã trình bày trong phần vi sinh vật học của quá trình phân hủy kỵ khí, các vi sinh vật sinh methane rất nhạy cảm với pH môi trƣờng và chúng chỉ sinh trƣởng tốt trong dải pH hẹp (6,5 - 7,5). Nếu giai đoạn acid hóa chiếm ƣu thế khiến pH < 6 sẽ ức chế sự tạo thành methane dẫn đến quá trình phân hủy bị mất cân bằng. Kết quả là quá trình phân hủy hoàn toàn "thất bại".
Nhƣ vậy, có thể thấy tỷ lệ men giống và cơ chất ảnh hƣởng rất lớn đến lƣợng khí sinh ra trong quá trình ủ mẫu. Khi so sánh về tỷ lệ men giống và cơ chất để quá trình phân hủy kỵ khí đạt hiệu quả giữa tỷ lệ trong nghiên cứu của chúng tôi với các tỷ lệ trong nghiên cứu này (tỷ lệ 2,5) là phù hợp và không có gì bất thƣờng.
