Các vi khuẩn tham gia quá trình lên men kỵ khí được chia làm 2 nhĩm: nhĩm vi khuẩn khơng sinh metan ( giai đoạn thủy phân và lên men axit ) và nhĩm vi khuẩn sinh metan ( giai đoạn lên men kiềm ).
* Nhĩm vi khuẩn khơng sinh metan: gồm cả vi khuẩn kị khí và vi khuẩn kị khí khơng bắt buộc. Các vi khuẩn kị khí thường là gram (-), khơng sinh bào tử, phân hủy polysaccharit thành axit axetic, axit butyric và CO2, cĩ một số
lồi cịn sinh ra H2.
- Khi cĩ mặt xenlulozơ, gặp các lồi sau đây: Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas riboflavina, Pseudomonas reptilorova, Leptespira biflexa... Sản phẩm phân giải là các loại đường.
- Khi cĩ mặt tinh bột với hàm lượng cao, sẽ bắt gặp các lồi: Micrococcus candidus, Micrococcus varians, Micrococcus urea, Bacillus cereus, Bacillus magaterium và Pseudomonas spp, sinh trưởng và phát triển. Sản phẩn phân giải là các loại đường.
- Mơi trường giàu protein quần thể vi sinh vật sẽ là: Clostridium, Bacillus cereus,
Bacillus circulans, Bacillus sphaericus, Bacillus subtilis, Micrococcus varians, E.coli, các dạng Coliforme và Pseudomonas spp. Chúng phân giải protein thành sản phẩm là cá peptit ngắn mạch như axit amin, NH3, CO2, H2O.
- Khi trong nước thải cĩ lipit sẽ kích thích sinh trưởng các giống: Bacillus, Micrococcus, Streptomyces, Alcaligenes và Pseudomonas spp, thu được sản phẩm phân giải là các axit hữu cơ.
Trong số vi khuẩn phân hủy protein cần chhú ý tới Clostridium. Chúng cĩ khá nhiều trong nước thải chứa protein . Các lồi thuộc giống này kị khí, phân hủy rất mạnh protein và chia thành 3 nhĩm.
+ Clostridium nhĩm 1: (Clostridium butylicum ) phân hủy trực tiếp tinh bột sinh axit axetic chủ yếu axit butylic.
+ Clostridium nhĩm 2: phân hủy protein sinh axit Izovaleric và axit axetic. + Clostridium nhĩm 3: (Clostridium perfringens ) phân hủy protein khơng phân hủy đường thu nhận năng lượng từ chuyển hĩa các axit amin.
* Nhĩm vi khuẩn sinh metan.
Những vi khuẩn này sống kị khí nghiêm ngặt, rất mẫn cảm với ơxy, loại cơ chất và mơi trường dinh dưỡng, sinh trưởng và phát triển rất chậm. Vi khuẩn sinh metan được chia thành 4 giống theo hình thái và khả năng bào tử.
- Methanobacterium: hình que, khơng sinh bào tử. - Methanobacillus: hình que, sinh bào tử.
- Methanococcus: tế bào hình cầu, đứng riêng rẽ, khơng kết thành chuỗi. - Methanosacrina: tế bào hình cầu, kết thành chuỗi hoặc khối.
Các lồi vi khuẩn sinh metan nĩi chung cĩ đặc tính là gram(-) khơng di
động, đa số khơng sinh bào tử và kị khí rất nghiêm ngặt. Chúng cĩ thể sử dụng CO2, NH3, NH4Cl làm nguồn cacbon, nitơ trong quá trình sinh trưởng và phát
triển. Các phản ứng hĩa sinh từ các vi khuẩn metan được trình bày trên bảng sau. Bảng : các phản ứng sinh metan.