Ảnh: baomoi.com.

Thay thế nguồn năng lượng hóa thạch bằng các nguồn năng lượng tái tạo đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của thế giới, trong đó năng lượng từ các sinh khối thực vật ngày càng được quan tâm nghiên cứu (Demirbas, 2001; Francesco and Buratti, 2009), đặc biệt là ở các nước nhiệt đới như Việt Nam. Lượng rơm rạ phát sinh ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) hằng năm là rất lớn khoảng 26,23 triệu tấn/năm. Hầu hết lượng rơm phát sinh được người dân đốt bỏ ngay trên đồng ruộng (Trần Sỹ Nam và ctv., 2014), việc đốt bỏ sẽ phóng thích nhiều khí thải có hại cho môi trường. Trong hầu hết các nước, lục bình (Eichhornia crassipes) được xem là một mối đe dọa lớn đối với nông nghiệp, gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh và làm tắc nghẽn giao thông đường thủy do tốc độ tăng trưởng và phát triển nhanh chóng (Haley et al., 1996; Mathur and Singh, 2004). Sinh khối hàng năm của lục bình là khoảng 90-140 tấn chất khô/ha tùy thuộc vào yếu tố địa lý và khí hậu (Nigam, 2002; Carina and Petersen, 2007). Hiện nay, lục bình hiện diện trên khắp các con sông và kênh rạch ở vùng ĐBSCL. Các nghiên cứu gần đây cho thấy rơm và lục bình là một trong những nguồn nguyên liệu sẵn có ở ĐBSCL và có khả năng sản xuất khí sinh học tốt (Singhal and Rai, 2003; Nguyễn Võ Châu Ngân và ctv., 2012). 

Nghiên cứu của Trần Sỹ Nam và ctv. (2014) và một số nghiên cứu có liên quan khác chỉ đánh giá khả năng sinh khí của lục bình hoặc rơm khi phối trộn với phân heo ở những tỉ lệ khác nhau và khả năng sinh khí của lục bình hoặc rơm ở các kích cỡ khác nhau mà chưa đánh giá khả năng sử dụng sinh khối lục bình hoặc rơm sản xuất khí sinh học ở những hàm lượng khác nhau. Trong khi đó, nếu hàm lượng nguyên liệu quá cao sẽ làm pH của môi trường xuống thấp gây ức chế hoạt động của vi khuẩn mêtan, đồng thời làm tắc nghẽn túi ủ. Nếu nạp quá ít thì dẫn đến khả năng sinh khí thấp (Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013). Do vậy, tìm ra hàm lượng rơm và lục bình thích hợp là rất cần thiết để bổ sung cho túi ủ dẫn đến khả năng sinh khí cao. Xuất phát từ những vấn đề trên nghiên cứu “Khả năng sinh khí biogas của rơm và lục bình theo phương pháp ủ yếm khí theo mẻ với hàm lượng chất rắn khác nhau” được thực hiện nhằm chọn hàm lượng rơm và lục bình phù hợp để sản xuất khí sinh học theo phương pháp ủ yếm khí theo mẻ.

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố trong bình ủ 120 mL, với 5 hàm lượng rơm và 5 hàm lượng lục bình khác nhau gồm [10, 15, 20, 25 và 30 gVS. L-1 – tương ứng với 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 và 3,0%VS], với 5 lần lặp lại trong 45 ngày ở 35ºC trong điều kiện phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy với rơm ở hàm lượng từ 15 - 20 gVS. L-1 cho năng suất sinh khí cao nhất (66 – 70,4 mL.gVSnạp-1) (p<0,05), với các hàm lượng khác năng suất khí dao động từ 47,7 – 58,0 mL.gVSnạp-1. Với Lục bình với hàm lượng VS từ 2 – 2,5 % cho năng suất sinh khí cao nhất (23 – 23,4 mL.gVSnạp-1) (p<0,05), các hàm lượng chất rắn khác cho năng suất dao động từ 18,9 – 20,0 mL.gVSnạp-1. Sau 20 ngày ủ, nồng độ khí mê-tan ở các nghiệm thức rơm cao hơn 40%, ở mức nồng độ này có thể sử dụng cho đun nấu trong gia đình, trong khi các nghiệm thức lục bình có nồng độ khí mê-tan ở mức thấp hơn 20%. Nghiệm thức lục bình 25 gVS. L-1 sau 25 ngày và nghiệm thức 30 gVS. L-1 sau 45 ngày có nồng độ mê-tan cao hơn 50%. Sự tích lũy các VFAs làm pH trong mẻ ủ giảm dẫn đến sản lượng khí trong mẻ ủ sinh ra thấp. Nghiên cứu cho thấy nghiệm thức rơm 2%VS và nghiệm thức lục bình 2,5% VS thích hợp lựa chọn để sản xuất khí sinh học.