هضم بی هوازی فرآیندی پیچیده و بسیار حساس است که در برگیرنده چندین نوع میکروارگانیسم با شرایط محیطی خاص است. نوع و ساختار بسترها نیز بر عملکرد تولید بیوگاز مؤثر است. در این تحقیق تصفیه زیستی فاضلاب شهری به عنوان یک پساب آلی با نسبت C/N پایین در حضور پسماند لیگنوسلولزی کشاورزی غنی از کربن با نسبت C/N بالا بررسی شد. بهینه سازی نسبت ترکیب سوبستراها برای دستیابی به بیشترین بازده تولید سوخت گاز زیستی همراه با حفظ پایداری راکتور مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام آزمایش ها از تست پتانسیل متان بیوشیمیایی (BMP) استفاده شد. از روش شناسی سطح پاسخ (RSM) و طرح مخلوط (Mixture) برای مدل سازی و تعیین ترکیب بهینه استفاده شد. نتایج نشان داد، هضم بی هوازی همزمان فاضلاب شهری با موادی مانند ضایعات نیشکر و تفاله چای که دارای نسبت C/N بالایی هستند به بهبود تولید بیوگاز از طریق هضم بی هوازی کمک می کند. استفاده بیش از حد ضایعات نیشکر در ترکیب سوبسترا باعث تولید شدید اسیدهای چرب فرار می شود و درنتیجه با اسیدی شدن محیط، تولید بیوگاز کاهش می یابد. در آزمایش های انجام شده در این پژوهش راکتورهایی که دارای بیش از 70% ضایعات نیشکر بودند این پدیده را نشان دادند. تفاله چای به عنوان یک سوبسترا به منظور هضم مشترک با فاضلاب شهری مناسب است، اما حضور این ماده با درصد بالا در ترکیب مخلوط سوبسترا به دلیل خواص ضد باکتریایی پلی فنول و تانن موجود در آن باعث از بین رفتن میکروارگانیسم های مفید هضم بی هوازی شده و عملکرد تولید بیوگاز را کاهش می دهد. بهترین ترکیب سوبسترا حاوی 25% پسماند لیگنوسلولزی گیاه نیشکر، 34% چای سیاه و 41 % فاضلاب شهری است که بیشترین بیوگاز ممکن را تولید کرد. این مقدار برابر با 239 mL/g vs بیوگاز است.
