Luận án Nghiên cứu sản xuất khí sinh học từ rơm và lục bình

ong năm 2011 thì lượng khí CO2 phát sinh cho toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long là 17949,57 nghìn tấn, chiếm trên 97% tổng lượng khí sinh ra. Trong đó vụ Đông 
Xuân đóng góp trên 50% (9630,85 nghìn tấn). Lượng khí CO và NOX thì chiếm tỉ lệ nhỏ trong tổng lượng khí phát sinh (Bảng 4.7). 
Bảng 4.7: Lượng phát thải khí nhà kính sau khi đốt rơm của các tỉnh và ĐBSCL 
Đơn vị tính: nghìn tấn 
Địa điểm Vụ Thu Đông Vụ Đông Xuân Cả năm 2011 CO2 CO NOx CO2 CO NOx CO2 CO NOx 
Kiên Giang 8,58 0,23 - 1269,25 34,34 0,73 1680,90 45,47 0,97 
Đồng Tháp - - - 1166,34 31,55 0,67 2615,68 70,76 1,51 
Cần Thơ - - - 703,23 19,02 0,41 1029,12 27,84 0,60 
An Giang 17,15 0,46 0,01 2092,54 56,61 1,21 3970,69 107,42 2,30 
ĐBSCL 780,42 21,11 0,45 9630,85 260,54 5,57 17949,57 485,58 10,38 
Nhìn chung, kết quả nghiên cứu cho thấy hiện tại lượng rơm phát sinh tại 
đồng ruộng sau khi thu hoạch không được sử dụng có hiệu quả mà chủ yếu được 
đốt bỏ. Quá trình đốt gây phát thải một lượng lớn các khí nhà kính ảnh hưởng 
đến môi trường. Nếu lượng rơm này có thể được sử dụng để chuyển đổi thành 
nguồn năng lượng tái tạo thì sẽ góp phần giảm ô nhiễm môi trường và tái cung 
 64 
cấp một nguồn năng lượng sạch. Kết quả cho thấy cần có những nghiên cứu sử 
dụng hiệu quả lượng rơm này. 
Thảo luận chung: 
Kết quả nghiên cứu cho thấy có 6 hình thức quản lý và xử lý lượng rơm 
được người dân lựa chọn phổ biến là đốt rơm, vùi rơm, trồng nấm, chăn nuôi, 
bán và cho người khác. Các hình thức xử lý rơm trên ruộng thay đổi tùy theo 
mùa vụ. Ở vụ Đông Xuân, đốt rơm là hình thức phổ biến nhất (98,2%), còn lại 
trồng nấm, bán rơm, cho rơm chiếm tỷ lệ rất thấp. Ở vụ Hè Thu, tỷ lệ đốt rơm 
giảm xuống còn 89,7%, vùi rơm chiếm 6,7%. Vụ Thu Đông có tỷ lệ đốt rơm 
thấp nhất (54,1%), tỷ lệ vùi rơm tại ruộng khá cao (26,1%), kế đến là trồng nấm 
(8,1%), các hình thức khác chiếm tỷ lệ thấp. Kết quả ước tính lượng rơm dư 
thừa trên đồng ruộng cần phải xử lý đồng bằng sông Cửu Long năm 2011 vào 
khoảng 25,2 triệu tấn/năm, trong đó khoảng 20,9 triệu tấn/năm là người dân đốt. 
Lượng khí thải phát sinh từ quá trình đốt rơm ước tính phát thải vào khí quyển 
là 17,95 triệu tấn CO2, 485,58 nghìn tấn CO và 10,38 nghìn tấn NOx. Kết quả điều tra cho thấy đa số nông dân đều có khuynh hướng giữ nguyên tập quán đốt 
rơm trong những năm tiếp theo. Điều này cho thấy, cần phải có các biện pháp 
để xử lý lượng rơm dư thừa trên đồng ruộng. Trong đó, sử dụng rơm để sản xuất 
khí sinh học là vấn đề cần được nghiên cứu. 
Bên cạnh lượng rơm dư thừa ở đồng bằng sông Cửu Long thì lục bình là 
một nguồn sinh khối dồi dào. Nếu rơm chỉ có tập trung vào thời gian thu hoạch 
lúa thì lục bình là vật liệu sẵn có ở hầu hết các nông hộ vùng đồng bằng sông 
Cửu Long. Do đó, lục bình là một nguồn sinh khối tiềm năng có khả năng ứng 
dụng để sản xuất khí sinh học. Một số nghiên cứu trong và ngoài nước đã chứng 
minh lục bình là vật liệu có khả năng sử dụng cho sản xuất khí sinh học. Trong 
trường hợp thiếu hụt nguồn nguyên liệu nạp thì lục bình có thể được sử dụng để 
bổ sung cho túi ủ/hầm ủ nhằm duy trì tính ổn định của mô hình khí sinh học. 
Do đó, cần có những nghiên cứu tận dụng được sự tăng trưởng sinh khối nhanh 
của lục bình để bổ sung cho túi ủ trong điều kiện thiếu hụt nguồn nguyên liệu 
nạp mà không cần phải tốn nhiều nhân công trong việc thu gom. Vì vậy, nghiên 
cứu khảo sát sự tăng trưởng của lục bình ở các thủy vực khác nhau đã được 
thực hiện nhằm tính toán khả năng sử dụng sự tăng trưởng nhanh của lục bình 
để sản xuất khí sinh học trong điều kiện nông hộ. 
4.2 Khảo sát sự phát triển của lục bình ở các thủy vực khác nhau 
4.2.1 Đặc điểm môi trường nước trong các thủy vực 
Kết quả nghiên cứu cho thấy về đặc điểm hóa học môi trường nước được 
trình bày ở Bảng 4.8. Trong đó, pH dao động từ 7,19 – 7,32, N-NO3- dao động 
 65 
từ 0,1 – 0,29 mg/L, N-NH4+ dao động từ 0,14 – 2,98 mg/L, TKN dao động từ 4,27 – 10,8 mg/L, giá trị P-PO43- dao động từ 0,06 – 4,72 mg/L, COD dao động từ 21,9 – 60,3 mg/L. pH giữa các thủy vực biến động không lớn (dưới 0,5), 
đây là khoảng pH trung tính thích hợp cho sự phát triển của lục bình (Wilson 
et al., 2005). Do ao nhận trực tiếp nước thải sau túi ủ biogas, nên hàm lượng dinh 
dưỡng trong nước ao cao hơn so với các thủy vực còn lại. Lục bình là loại thực 
vật thủy sinh phát triển nhanh, nên dinh dưỡng là yếu tố quan trọng trong sự phát 
triển của lục bình, hàm lượng đạm tổng số tối ưu cho sự phát triển của lục bình là 
28 mg/L (Wang and Dou, 1998). Trong môi trường sống tự nhiên, lục bình dễ 
bị tác động của lân hơn đạm, hàm lượng lân cao là yếu tố giới hạn cho sự phát 
triển của lục bình (Pinto-Coelho and Greco, 1999; Sharma and Oshode, 1991), 
giá trị lân tối ưu cho sự phát triển của lục bình là 1 mg/L (Reddy et al.,1990). 
COD cao là yếu tố giới hạn cho sự phát triển của lục bình, giá trị tối ưu cho sự 
phát triển của lục bình dao động từ 18 – 80 mg/L. Trong nghiên cứu này nhìn 
chung yếu tố dinh dưỡng ở các thủy vực sông, kênh và mương thấp hơn nhu cầu 
dinh dưỡng của lục bình, riêng đối với các thủy vực ao thì các giá trị dinh dưỡng 
dao động trong khoảng thuận lợi cho sự phát triển của lục bình. 
Bảng 4.8 Đặc điểm lý – hóa học môi trường sống của lục bình ở các thủy vực khác nhau 
Thông số Sông Kênh dẫn nước Ao nuôi cá Mương vườn 
pH 7,32±0,19 7,19±0,20 7,20±0,28 7,21±0,26 
N-NO3- (mg/L) 0,27±0,01 0,29±0,03 0,10±0,01 0,25±0,01 N-NH4+ (mg/L) 0,15±0,05 0,14±0,05 2,98±1,05 0,24±0,10 TKN (mg/L) 5,30±1,42 4,27±1,39 10,8±0,94 5,32±1,57 
P-PO43- (mg/L) 0,06±0,03 0,07±0,06 4,72±0,75 0,70±0,68 TP (mg/L) 0,22±0,13 0,30±0,21 6,30±2,52 1,07±0,68 
COD (mg/L) 24,5±4,70 21,9±4,03 60,3±5,88 25,7±9,37 
Ghi chú: Số liệu trình bày TB ± SD, n = 21 
4.2.2 Sự tăng trưởng của lục bình ở các loại hình thủy vực khác nhau 
a) Sự tăng trưởng chiều dài thân 
 Thông thường trọng lượng thân của lục bình chiếm 20 – 40% trọng lượng 
cây (Jackson et al., 1996). Chiều dài thân của LB bắt đầu thí nghiệm dao động 
từ 29,5 – 31,7 cm, sau 42 ngày theo dõi chiều dài thân của LB dao động từ 
39,0 – 42,2 cm tăng từ 8,2 – 10,5 cm so với chiều dài thân trước khi bố trí thí 
nghiệm. Chiều dài thân LB ở sông tăng lên nhanh hơn so với các thủy vực 
kênh, mương, ao (p<0,05). Trong khi giữa các thủy vực kênh, mương, ao 
không khác biệt (p>0,05) (Hình 4.1). 
 66 
Thôøi gian
Tuaàn 1 Tuaàn 3 Tuaàn 5 Tuaàn 7
C
hi
eàu
 d
aøi
 th
aân
 (c
m
/c
aây
)
25
30
35
40
45
Ao nuoâi caù
Möông vöôøn
Soâng
Keânh daãn nöôùc
a a a a
a
b b b
a b
bc c
a
b b b
Hình 4.1: Sự tăng trưởng chiều dài thân của lục bình trên các loại hình thủy vực 
Ghi chú: các cột ký hiệu bằng chữ cái giống nhau thì không khác biệt có ý nghĩa thống kê (Duncan test, α= 0,05) 
b) Sự tăng trưởng chiều dài rễ 
Chiều dài rễ của LB khi bắt đầu bố trí thí nghiệm dao động từ 17,1 – 17,4 
cm và tăng dần trong thời gian thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy chiều 
dài rễ khi kết thúc thí nghiệm dao động từ 21,4 – 29,47 cm. Rễ là một bộ phận 
quan trọng của cây, giúp hấp thu các chất dinh dưỡng trong nước giúp cho sự 
phát triển của LB (Heeraman and Juna, 1993). Chiều dài rễ của lục bình ở hai 
thủy vực kênh dẫn nước và ao nuôi cá tăng khá rõ và cao hơn so với sông và 
mương vườn ở giai đoạn cuối (p<0,05), điều này góp phần giúp lục bình ở hai 
thủy vực này tăng trưởng nhanh. 
Thôøi gian
Tuaàn 1 Tuaàn 3 Tuaàn 5 Tuaàn 7
C
hi
eàu
 d
aøi
 re
ã (
cm
/c
aây
)
0
5
10
15
20
25
30
Ao nuoâi caù
Möông vöôøn
Soâng
Keânh daãn nöôùc
a a a a
a a a a a a
ab
b
a a
b b
 Hình 4.2: Sự tăng trưởng chiều dài rễ của lục bình trên các loại hình thủy vực 
Ghi chú: các cột ký hiệu bằng chữ cái giống nhau thì không khác biệt có ý nghĩa thống kê (Duncan test, α= 0,05) 
 67 
Chiều dài rễ cũng là một trong những yếu tố quyết định đến trọng lượng 
của LB. Nghiên cứu của Jackson et al. (1996) cho thấy trọng lượng rễ của lục 
bình có thể chiếm hơn 50 % tổng sinh khối của LB. Do đó rễ là một yếu tố quan 
trọng đóng góp vào sự gia tăng trọng lượng của LB. 
c) Sự tăng trưởng số lá và số chồi 
Khi bố trí thí nghiệm, lục bình có số là từ 7 – 8 lá/cây, sau đó số lá tăng 
nhanh thông qua sự tăng số chồi mới của lục bình. Khi kết thúc thí nghiệm, số 
lá của LB trong thủy vực ao nuôi cá đã tăng lên 228 lá và số chồi là 41 chồi. Số 
chồi và số lá của LB tăng rõ rệt ở các thủy vực ao nuôi cá, kênh dẫn nước và 
mương vườn (Hình 4.3 và 4.4) 
Thôøi gian
Tuaàn 1 Tuaàn 3 Tuaàn 5 Tuaàn 7
So
á lö
ôïn
g 
la
ù (l
aù/
ca
ây)
0
50
100
150
200
250
Ao nuoâi caù
Möông vöôøn
Soâng
Keânh daãn nöôùc
a a a a
a a ab
a
b
c
d
a b
b
c
Hình 4.3: Sự tăng trưởng số lượng lá của lục bình trên các loại hình thủy vực 
Ghi chú: các cột ký hiệu bằng chữ cái giống nhau thì không khác biệt có ý nghĩa thống kê (Duncan test, α= 0,05) 
Kết quả nghiên cứu cho thấy số lượng lá và chồi của LB ở các thủy vực 
kênh dẫn nước, ao nuôi cá và mương vườn cao hơn sông (p<0,05). Do sông có 
biên độ triều khá lớn (>2m) và tần suất đi lại của các phương tiện giao thông 
nhiều, môi trường nước thường xuyên bị xáo trộn nên ảnh hưởng đến sự sinh 
trưởng và phát triển của LB. Ao nuôi cá có hàm lượng các chất dinh dưỡng cao 
nên sự sinh trưởng và phát triển của LB tốt hơn, vì vậy số lá và số chồi của LB 
gia tăng nhanh hơn so với các thủy vực sông, kênh dẫn nước và mương vườn. 
 68 
Thôøi gian
Tuaàn 3 Tuaàn 5 Tuaàn 7
So
á lö
ôïn
g 
ch
oài
 (c
ho
ài/c
aây
)
0
10
20
30
40
50
Ao nuoâi caù
Möông vöôøn
Soâng
Keânh daãn nöôùc
b a a a
aab
b
c
a
bb
c
Hình 4.4: Sự tăng trưởng số chồi của lục bình trên các loại hình thủy vực 
Ghi chú: các cột ký hiệu bằng chữ cái giống nhau thì không khác biệt có ý nghĩa thống kê (Duncan test, α= 0,05) 
d) Sư gia tăng trọng lượng và thời gian nhân đôi của lục bình 
Kết quả nghiên cứu cho thấy trọng lượng tươi của LB khi bố trí thí nghiệm 
dao động trong khoảng từ 0,41 – 0,44 kg/m2 và đạt 1,3 – 6,9 kg/m2 sau 6 tuần. 
Sự gia tăng trọng lượng của LB sau 6 tuần ở kênh dẫn nước, ao nuôi cá và 
mương vườn là cao nhất với trọng lượng vật chất khô lần lượt là 634, 804 và 
603 gDM/m2. Trong khi đó lục bình trên sông chỉ đạt 162 gDM/m2 (Hình 4.6). 
Thôøi gian
Tuaàn 1 Tuaàn 3 Tuaàn 5 Tuaàn 7
Tr
oïn
g 
lö
ôïn
g 
tö
ôi
 c
uûa
 lu
ïc 
bì
nh
 (k
g.
m
-2
)
0
2
4
6
8
Ao nuoâi caù
Möông vöôøn
Soâng
Keânh daãn nöôùc
a a a a
a bbc
a ab
b
c
aa
a
b
Hình 4.5: Sự tăng trưởng trọng lượng tươi của lục bình trên các loại hình thủy vực 
Ghi chú: các cột ký hiệu bằng chữ cái giống nhau thì không khác biệt có ý nghĩa thống kê (Duncan test, α= 0,05) 
 69 
Kết quả nghiên cứu cho thấy lục bình phát triển tốt ở các thủy vực nước 
tĩnh và giàu dinh dưỡng. Kênh dẫn nước, ao nuôi cá và mương vườn là các thủy 
vực có thể được sử dụng để lục bình phát triển nhanh và nguồn sinh khối này 
có thể được sử dụng để bổ sung vào các hầm ủ / túi ủ biogas đang hoạt động 
trong trường hợp nguồn nguyên liệu nạp bị gián đoạn do dịch bệnh hoặc tái đàn 
gia súc. 
TL ban ñaàu TL keát thuùc
K
ho
ái l
öô
ïng
 v
aät
 c
ha
át k
ho
â (g
D
M
/m
2 )
0
200
400
600
800
1000 Soâng 
Keânh 
Ao nuoâi caù
Möông
a
abb
cns
Hình 4.6: Sự tăng trưởng trọng lượng khô của lục bình trên các loại hình thủy vực 
Ghi chú: các cột ký hiệu bằng chữ cái giống nhau thì không khác biệt có ý nghĩa thống kê (Duncan test, α= 0,05) 
Chu kỳ nhân đôi của LB ở sông, kênh dẫn nước, ao nuôi cá và mương 
vườn dao động từ 11 – 23 ngày. Lục bình phát triển trên sông có thời gian nhân 
đôi dài nhất với thời gian nhân đôi trọng lượng là 23 ngày. Lục bình trên các 
thủy vực kênh dẫn nước, ao nuôi cá và mương vườn có thời gian nhân đôi trọng 
lượng là 11 ngày (Hình 4.7). 
Thôøi gian (ngaøy)
Soâng Keânh daãn nöôùc Ao nuoâi caù Möông vöôøn
Th
ôøi
 g
ia
n 
nh
aân
 ñ
oâi
 (n
ga
øy)
0
5
10
15
20
25
30
a
b b b
 Hình 4.7: Thời gian nhân đôi của lục bình trên các loại hình thủy vực 
Ghi chú: các cột ký hiệu bằng chữ cái giống nhau thì không khác biệt có ý nghĩa thống kê (Duncan test, α= 0,05) 
 70 
Chu kỳ nhân đôi càng ngắn thể hiện sự sinh trưởng và phát triển của LB 
diễn ra càng nhanh. Lục bình là một trong những loài thực vật phát triển nhanh, 
chu kỳ nhân đôi ngắn khoảng 11 – 18 ngày (Lê Hoàng Việt, 2005), nghiên cứu 
của (John et al., 2005) cho thấy LB có trọng lượng ban đầu là 10 gam với diện 
tích 100 m2 sau khoảng thời gian ngắn 2 – 3 tháng trong những môi trường thuận 
lợi điều kiện dinh dưỡng và phát triển tốt có thể dễ dàng đạt 1 kg/m2. Qua đó cho 
thấy LB là một trong những loài thực vật phát triển rất nhanh. Trong nghiên cứu 
này cho thấy các thủy vực ao, kênh và mương thì lục bình phát triển rất nhanh 
chu kỳ nhân đôi ngắn (11 ngày), đối với sông thì chu kỳ nhân đôi là 23 ngày. 
4.2.3 Tiềm năng sử dụng lục bình để sản xuất khí sinh học 
Cho đến thời điểm hiện tại, hầu hết lục bình chưa được khai thác và sử 
dụng một cách hiệu quả, một số hộ sử dụng lục bình làm thủ công mỹ nghệ, 
thức ăn gia súc,.... Tuy nhiên, để sử dụng trong thủ công mỹ nghệ lục bình phải 
đạt yêu cầu về chiều cao thân ≥ 60cm. Ngoài ra, dù được sử dụng cho thủ công 
mỹ nghệ thì phần lá và rễ - chiếm tỷ lệ khá lớn trong trọng lượng của lục bình 
cũng không được sử dụng. Điều này cho thấy, lục bình nếu được sử dụng có 
hiệu quả thì sẽ là một nguồn sinh khối dồi dào có thể cung cấp cho quá trình sản 
xuất năng lượng tái tạo trong đó đơn giản nhất là khí sinh học. 
Kết quả nghiên cứu về sự tăng trưởng của lục bình trên các thủy vực cho 
thấy thời gian nhân đôi trọng lượng của LB ở các thủy vực phổ biến ở ĐBSCL 
như ao nuôi cá, kênh dẫn nước và mương vườn là 11 ngày. Nếu người dân 
chủ động tận dụng sinh khối lục bình trên các thủy vực này để bổ sung vào 
các hầm ủ/túi ủ khí sinh học trong trường hợp thiếu hụt nguyên liệu thì sẽ góp 
phần giúp ổn định mô hình khí sinh học, giảm các tác động đến môi trường. 
Trung bình lượng DM của lục bình gia tăng 19,1 g.m-2.ngày-1 đối với thủy 
vực ao, trong đó thành phần VS của lục bình chiếm 83,6 % TS (Carina and 
Cecilia, 2007), trung bình lượng VS gia tăng từ 16 g.m-2.ngày-1. Với năng suất 
sinh khí của lục bình dao động từ 200 – 300 L.kgVS-1 (O’Sullivan et al., 2010; 
Rajendran et al., 2012) thì sự tăng trưởng của lục bình có thể cung cấp từ 3,2 
– 4,8 L khí sinh học.m-2.ngày-1. Nếu hộ gia đình 4 người với nhu cầu đun nấu 
từ khí sinh học 300 – 500 L.ngày-1, thì với diện tích từ 62 – 156 m2 lục bình 
có thể cung cấp lượng khí sinh học đủ dùng cho hộ gia đình. 
Thảo luận chung: 
Các kết quả nghiên cứu được trình bày ở trên đã cho thấy rơm và lục bình 
là hai nguồn sinh khối dồi dào và có tiềm năng sử dụng để sản xuất khí sinh học 
trong điều kiện đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, khác với nguồn nguyên 
liệu truyền thống cho sản xuất khí sinh học là phân heo, rơm và lục bình có cấu 
 71 
tạo hóa học chủ yếu là các lignocellulose do đó các nguyên liệu này cần phải 
được tiền xử lý và thủy phân một phần trước khi nạp vào các túi ủ hay hầm ủ 
biogas. Bên cạnh việc đẩy nhanh quá trình thủy phân thông qua quá trình tiền 
xử lý thì kích cỡ của rơm và lục bình cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng 
đến quá trình phân hủy yếm khí. Do đó, nghiên cứu ảnh hưởng của kích cỡ 
nguyên liệu nạp và các phương pháp tiền xử lý rơm và lục bình để tăng hiệu quả 
của quá trình sản xuất khí sinh học là một vấn đề cần được nghiên cứu tiếp theo 
trong luận án. Căn cứ vào điều kiện thực tế tại các nông hộ vùng đồng bằng 
sông Cửu Long, nghiên cứu đã chọn 04 loại nước để tiền xử lý vật liệu gồm (1) 
nước máy; (2) nước thải biogas ; (3) nước bùn đáy ao và (4) nước ao. Đây là 
các nguồn nước sẵn có trong điều kiện nông hộ và có thể được sử dụng để tiền 
xử lý vật liệu nhằm đẩy nhanh quá trình thủy phân đồng thời bổ sung nguồn vi 
sinh vật ban đầu cho quá trình phân hủy yếm khí. Bên cạnh đó, ảnh hưởng của 
các kích cỡ rơm và lục bình khác nhau (từ không cắt đến cắt nhỏ 1 cm) lên hiệu 
quả sinh khí và chất lượng khí sinh học đã được thực hiện nhằm đánh giá ảnh 
hưởng của kích cỡ nguyên liệu lên quá trình sản xuất khí sinh học. 
4.3 Xác định ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý sinh học và kích 
thước vật liệu rơm và lục bình lên hiệu suất sinh khí biogas và chất 
lượng biogas trong thí nghiệm ủ biogas theo mẻ 
4.3.1 Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý sinh học 
a) Các yếu tố môi trường 
Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ của các nghiệm thức tiền xử lý rơm, 
lục bình dao động từ 26,9 – 29,3oC, nhiệt độ trung bình giữa các nghiệm thức 
dao động không lớn. Trong khoảng thời gian từ 1 – 20 ngày đầu, nhiệt độ của 
các mẻ ủ cao hơn so với giai đoạn từ 20 – 60 ngày. Giai đoạn đầu của quá trình 
ủ yếm khí, nguyên liệu được thủy phân và tạo ra các a-xít béo, hầu hết các phản 
ứng này thuộc phản ứng tỏa nhiệt (Zeikus, 1977), điều này dẫn đến nhiệt độ 
trong giai đoạn đầu cao hơn các gian đoạn còn lại, giai đoạn từ 20 – 60 ngày 
nhiệt độ giữa các nghiệm thức có xu hướng ổn định. 
Phối trộn rơm, lục bình với phân heo cho thấy nhiệt độ giữa các bình ủ 
có xu hướng cao hơn so với chỉ nạp đơn thuần 100% PH, tuy nhiên sự chênh 
lệch này không lớn (<0,8 oC). Trong quá trình ủ yếm khí, nhiệt độ thích hợp cho 
sự phát triển của các vi sinh vật sinh khí mê-tan dao động từ 31 – 36 oC (Lê 
Hoàng Việt, 2005), nhiệt độ tối ưu là 35oC (Hinrich et al., 2005). Nhìn chung, 
sự thay đổi nhiệt độ trong các mẻ ủ đều nằm trong khoảng thuận lợi cho sự phát 
triển của vi sinh vật sinh khí mê-tan. 
 72 
(b)
Thôøi gian
 1 - 10 11 - 20 21 - 30 31 - 45 46 - 60
N
hi
eät
 ñ
oäï 
(o
C
)
20
22
24
26
28
30
32
Phaân heoNöôùc buøn ñaùy ao
Thôøi gian
 1 - 10 11 - 20 21 - 30 31 - 45 46 - 60
N
hi
eät
 ñ
oäï 
(o
C
)
20
22
24
26
28
30
32
Nöôùc aoNöôùc thaûi biogasNöôùc maùy
(a)
Nhieät ñoä moâi tröôøng neàn 
Hình 4.8 Diễn biến nhiệt độ của các nghiệm thức tiền xử lý sinh học 
rơm (a) và lục bình (b) 
Giá trị pH trong suốt thời gian theo dõi thí nghiệm dao động từ 6,2 – 6,9. 
pH của các nghiệm thức đều thấp ở giai đoạn đầu của quá trình ủ (Hình 4.9). 
Sau giai đoạn này, pH có xu hướng tăng dần và ổn định trong khoảng 6,5 đến 
7,0. Giai đoạn đầu quá trình phân hủy yếm khí là quá trình thủy phân các hợp 
chất cao phân tử sang các hợp chất hữu cơ đơn giản, hình thành nên các a-xít 
béo bay hơi. Sự tích lũy các a-xít này là nguyên nhân dẫn đến pH thấp trong 
thời gian đầu. pH là thông số quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của các vi 
sinh vật trong suốt quá trình phân hủy yếm khí. Giá trị pH tối ưu cho sự phát 
triển của vi sinh vật trong mẻ ủ yếm khí từ 6,6 - 7,6 (Gerardi, 2003). Tuy nhiên, 
pH thuận lợi cho quá trình ủ yếm khí từ 6,5 - 8,5 (Raja et al., 2012). Kết quả 
nghiên cứu cho thấy quá trình tiền xử lý không làm thay đổi lớn pH của mẻ ủ, 
trong suốt quá trình thí nghiệm pH nằm trong khoảng thuận lợi cho sự hoạt động 
của vi sinh vật sinh khí mê-tan. 
(a) (b)
Nöôùc maùy Nöôùc thaûi biogas
Thôøi gian
 1 - 10 11 - 20 21 - 30 31 - 45 46 - 60
pH
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
Nöôùc ao Nöôùc buøn ñaùy ao Phaân heo
Thôøi gian
 1 - 10 11 - 20 21 - 30 31 - 45 46 - 60
pH
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
Hình 4.9: Diễn biến pH của các nghiệm thức tiền xử lý sinh học 
rơm (a) và lục bình (b) 
Bên cạnh nhiệt độ và pH thì thế oxy hóa khử của mẻ ủ cũng được theo dõi. 
Thế oxy hóa khử của các mẻ ủ trong suốt thời gian thí nghiệm dao động từ -155 
đến -289 mV (Hình 4.10). Trong khoảng thời gian 20 ngày đầu thế oxy hóa khử 
của các nghiệm thức có xu hướng thấp hơn so với các giai đoạn từ 20 – 60 ngày 
 73 
(dao động từ -259 đến -289 mV). Sau giai đoạn này thế oxy hóa khử của các 
nghiệm thức có xu hướng tăng dần và ổn định từ -150mV đến -200mV. Tất cả 
các giá trị thế oxy hóa khử đều âm, thể hiện quá trình khử chiếm vai trò chủ đạo 
trong tiến trình phân hủy các chất hữu cơ. Các giá trị này thấp hơn so