Nghiên cứu đặc tính của một số loại bùn thải và phân lập các chủng vi khuẩn ưa nhiệt nhằm tái sử dụng bùn thải làm phân bón hữu cơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Hồng Thị Mỹ Hằng

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CỦA MỘT SỐ LOẠI BÙN THẢI VÀ PHÂN LẬP
CÁC CHỦNG VI KHUẨN ƯA NHIỆT NHẰM TÁI SỬ DỤNG
BÙN THẢI LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Hồng Thị Mỹ Hằng

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CỦA MỘT SỐ LOẠI BÙN THẢI VÀ PHÂN LẬP
CÁC CHỦNG VI KHUẨN ƯA NHIỆT NHẰM TÁI SỬ DỤNG
BÙN THẢI LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. Ngô Thị Tường Châu

Hà Nội – Năm 2015


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn tới cô giáo hướng dẫn luận văn của tôi, PGS.
TS Ngô Thị Tường Châu, người đã tạo mọi điều kiện, động viên và giúp đỡ tơi
hồn thành tốt luận văn này. Trong suốt q trình nghiên cứu, cơ đã kiên nhẫn
hướng dẫn, trợ giúp và động viên tôi rất nhiều. Sự hiểu biết sâu sắc về khoa học,
cũng như kinh nghiệm của cơ chính là tiền đề giúp tơi có được những tiến bộ và
kiến thức quý báu. Xin cám ơn Bộ môn Thổ Nhưỡng – Môi trường đất, Khoa Mơi
trường, Phịng Đào tạo, Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà
Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi làm việc để tiến hành tốt luận văn. Luận văn
này của tôi được sự tài trợ bởi Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia
(NAFOSTED) trong đề tài mã số: 106-NN.04-2014.53, vì vậy tôi xin cảm ơn Quỹ
Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đã giúp đỡ tôi thực hiện
nghiên cứu này. Tôi cũng xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã ln bên tơi, cổ vũ và
động viên tơi những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hồn thành tốt luận văn
này.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 12 năm 2015
Học viên

Hoàng Thị Mỹ Hằng


MỤC LỤC
BẢNG CHÚ THÍCH CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU ................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................3
3. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................5
1.1. Tổng quan về bùn thải .......................................................................................5
1.1.1. Khái niệm bùn thải ...........................................................................................5
1.1.2. Đặc điểm bùn thải ............................................................................................5
1.1.3. Hiện trạng thải bỏ bùn thải. ..............................................................................6
1.1.4. Các phương pháp xử lý bùn thải. .....................................................................8
1.2. Tổng quan về các chủng vi sinh vật ưa nhiệt ...................................................9
1.2.1. Vi sinh vật ưa nhiệt ...........................................................................................9
1.2.2. Vi sinh vật ưa nhiệt và vai trị trong ủ phân hữu cơ ........................................11
1.2.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn ưa nhiệt trong tái sử dụng bùn thải
làm phân bón phục vụ cho nơng nghiệp. ..................................................................15
1.3. Tổng quan về phân bón hữu ...........................................................................24
1.3.1. Khái niệm .......................................................................................................24
1.3.2. Phân loại .........................................................................................................24
1.4. Tổng quan về 3 nhà máy lấy mẫu bùn thải.................................................. 26
1.4.1. Tổng quan công ty giấy Bãi Bằng ..................................................................26
1.4.2. Tổng quan CTCP mía đường Hịa Bình .........................................................27
1.4.3. Tổng quan nhà máy sản xuất tinh bột sắn FOCOCEV Thừa Thiên Huế .......28
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............29
2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................29


2.1.1. Các mẫu bùn thải .............................................................................................29
2.1.2. Các chủng vi khuẩn ưa nhiệt ...........................................................................29
2.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................29

2.2.1. Phương pháp thu mẫu, xử lý và bảo quản mẫu ...............................................29
2.2.2. Xác định các đặc tính lý, hóa của mẫu bùn thải ..............................................32
2.2.3. Xác định tính chất sinh học của mẫu bùn thải ................................................37
2.2.4. Phương pháp phân lập các chủng vi sinh vật ưa nhiệt từ bùn thải ..................43
2.2.5. Phương pháp tuyển chọn các chủng vi khuẩn ưa nhiệt có hoạt lực phân hủy
chất hữu cơ cao từ các chủng được phân lập ............................................................44
2.2.6. Phương pháp kiểm tra tính đối kháng giữa các chủng vi khuẩn ưa nhiệt .......45
2.2.7. Phương pháp đánh giá khả năng phân giải bùn của các chủng vi khuẩn ưa
nhiệt đã tuyển chọn ...................................................................................................45
2.2.8. Phương pháp định danh vi khuẩn ....................................................................46
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .........................47
3.1. Đặc tính của một số loại bùn thải ...................................................................47
3.2. Phân lập các chủng vi khuẩn ưa nhiệt. ..........................................................53
3.3. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn ưa nhiệt có khả năng phân hủy chất hữa
cơ cao. .......................................................................................................................54
3.3.1. Tuyển chọn chủng vi khuẩn ưa nhiệt có khả năng phân hủy chất hữu cơ cao
từ bùn thải nhà máy giấy Bãi Bằng ...........................................................................54
3.3.2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn ưa nhiệt có khả năng phân hủy chất hữu cơ
cao từ các chủng đã phân lập của bùn thải Công ty Cổ phần mía đường Hịa Bình .56
3.3.3. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn ưa nhiệt có khả năng phân hủy chất hữu cơ
cao từ bùn thải nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế .............................................57
3.3.4. Khả năng đối kháng giữa các chủng vi khuẩn ưa nhiệt được tuyển chọn ......59
3.4. Đánh giá khả năng phân hủy bùn thải của các chủng vi khuẩn ưa nhiệt đã
tuyển chọn ................................................................................................................60
3.4.1. Đánh giá khả năng phân hủy bùn thải từ nhà máy giấy Bãi Bằng của chủng vi
khuẩn GW4 ...............................................................................................................60


3.4.2. Đánh giá khả năng phân hủy bùn thải từ CTCP mía đường Hịa Bình của
chủng vi khuẩn M5X2. ..............................................................................................62

3.4.3. Đánh giá khả năng phân hủy bùn thải nhà máy tinh bột sắn Fococev Thừa
Thiên Huế của chủng vi khuẩn V18 ..........................................................................63
3.3.4. Đánh giá khả năng phân hủy bùn thải của tập hợp các chủng vi khuẩn ưa
nhiệt được tuyển chọn ...............................................................................................64
3. 5. Định danh các chủng vi khuẩn được tuyển chọn. ........................................65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................68
1. Kết luận .................................................................................................................68
2. Kiến nghị ...............................................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................69
PHỤ LỤC.............................................................................................................73


BẢNG CHÚ THÍCH CHỮ VIẾT TẮT
TC

Tổng Carbon

TN

Tổng Nito

TP

Tổng Photpho

TK

Tổng Kali

BOD

Nhu cầu oxy sinh học

COD

Nhu cầu oxyhóa học

EPA

Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

WHO
CFU

Tổ chức Y tế thế giới
Colony Forming Unit (đơn vị hình thành khuẩn lạc)

MPN

Most Probable Number (số lượng có xác suất lớn nhất)

CMC

Carboxymethyl cellulose

CTCP

Cơng ty cố phần

ĐC

Đối chứng

BA

Blood agar

NA

Nutrient Agar


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Thành phần một số nguyên tố chủ yếu trong tế bào một số nhóm vi sinh vật
(% trọng lượng khơ) [8] ...........................................................................................11
Bảng 2: Đặc tính lý, hóa và sinh học của bùn thải ở 3 nhà máy ...............................47
Bảng 3: So sánh hàm lượng một số kim loại nặng có trong mẫu bùn thải nhà máy
FOCOCEV Thừa Thiên Huế với QCVN 50:2013/BTNMT .....................................53
Bảng 4: Khả năng phân hủy tinh bột của các chủng vi khuẩn ưa nhiệt được phân lập
từ bùn thải nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế ....................................................57
Bảng 5. Khả năng phân hủy casein của các chủng vi khuẩn ưa nhiệt được phân lập
từ bùn thải nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế ....................................................58
Bảng 6. Khả năng phân hủy CMC của các chủng vi khuẩn ưa nhiệt được phân lập từ
bùn thải nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế ........................................................58
Bảng 7. Khả năng phân hủy bùn thải của chủng vi khuẩn ưa nhiệt GW4 ................60
Bảng 8. Khả năng phân hủy bùn thải của chủng vi khuẩn M5X2 ............................62

Bảng 9: Khả năng phân hủy bùn thải của chủng vi khuẩn V18 ................................63
Bảng 10: Khả năng phân hủy bùn thải của tập hợp các chủng vi khuẩn ..................64


DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Các phương pháp xử lý bùn thải ....................................................................8
Hình 2.Chủng vi sinh vật Bacillus stearothermophilus ............................................10
Hình 3:Phạm vi nhiệt độ sinh trưởng của vi sinh vật ................................................11
Hình 4: Sơ đồ quy trình sản xuất đường của CTCP mía đường Hịa Bình ...............30
Hình 5: Sơ đồ hệ thống xử lý chất thải của CTCP mía đường Hịa Bình .................31
Hình 6: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột sắn FOCOCEV
Thừa Thiên Huế ........................................................................................................31
Hình 7. Hình thái một số chủng vi khuẩn ưa nhiệt được phân lập từ các mẫu bùn
thải .............................................................................................................................54
Hình 8: Hoạt tính phân hủy cellulose của chủng vi khuẩn GV6. .............................55
Hình 9. Hoạt tính phân hủy tinh bột của chủng vi khuẩn GW4................................55
Hình 10. Hoạt tính phân hủy protein của chủng vi khuẩn GW4. ..............................56
Hình 11. Khả năng phân huỷ cenlulose, tinh bột, protein (từ trái sang) của chủng vi
khuẩn M5X1..............................................................................................................56
Hình 12. Vạch phân hủy tinh bột của các chủng vi khuẩn V18................................57
Hình 13. Vạch phân giải protein của các chủng vi khuẩn V18.................................58
Hình 14. Vạch phân giải CMC của các chủng vi khuẩn V18 và V24 .......................59
Hình 15. Biểu đồ so sánh độ giảm khối lượng bùn theo thời gian giữa mẫu bùn thí
nghiệm được bổ sung chủng vi khuẩn GW4 và mẫu bùn đối chứng (ĐC) ...............61
Hình 16. Biểu đồ so sánh độ giảm khối lượng bùn theo thời gian giữa mẫu bùn thí
nghiệm được bổ sung chủng vi khuẩn M5X2 và mẫu bùn đối chứng (ĐC) .............62
Hình 17: Biểu đồ so sánh độ giảm khối lượng bùn theo thời gian giữa mẫu bùn thí
nghiệm được bổ sung chủng vi khuẩn V18 và mẫu bùn đối chứng (ĐC) ................63

Hình 18: Biểu đồ so sánh độ giảm khối lượng bùn theo thời gian giữa mẫu bùn thí
nghiệm được bổ sung tập hợp các chủng vi khuẩn và mẫu bùn đối chứng ..............64


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế và xã hội, bùn thải đang trở
thành một gánh nặng không chỉ cho Việt Nam mà ngay cả ở các nước có nền kinh
tế, khoa học kỹ thuật tiên tiến trên thế giới. Ở Việt Nam, bùn thải chủ yếu được xử
lý bằng cách ép loại nước, phơi khô, đổ bỏ hay chôn lấp. Tuy nhiên việc đổ bỏ,
chôn lấp bùn thải đã và đang gây ra sự ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và lãng
phí tài ngun.
Bùn thải có thể là một nguồn tài nguyên có giá trị nếu được tái sử dụng làm phân
bón phục vụ cho nơng nghiệp. Các lợi ích chính của việc ứng dụng bùn là: (i) cung
cấp các chất dinh dưỡng đa lượng (N, P, K), các nguyên tố trung lượng (Ca, Mg, S)
và vi lượng thiết yếu (Zn, Cu, Mo, Mn…) cho cây trồng; và (ii) cải thiện tính chất
vật lý của đất (cấu trúc đất tốt hơn, tăng khả năng giữ nước, cải thiện đặc tính dẫn
truyền nước của đất), tính chất hóa học và sinh học đất. Tuy nhiên sự có mặt của
các yếu tố độc hại như kim loại nặng và các mầm bệnh trong thành phần một số loại
bùn thải có thể ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng chúng.
Trên thực tế, bùn thải thường chứa các hàm lượng khác nhau của các kim loại
nặng như Pb, Cd, Hg, Ni, Zn, Cu, Cr... mà có thể được hấp thụ bởi cây trồng phát
triển trên đất được bón bùn thải. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu trên thế giới đã xác
nhận sự có mặt với một mật độ cao của ký sinh trùng động vật và vi khuẩn gây bệnh
trong một số loại bùn thải thơ. Do kích thước lớn và mật độ cao, trứng giun ký sinh
có trong nước thải sẽ kết lắng và tập trung tại bùn thải. Vì vậy việc sử dụng bùn thải
trong nơng nghiệp có thể nhiễm vào đất 6.000-12.000 trứng giun ký sinh/m2/năm.
Loại trứng này có thể tồn tại trong đất đến 5 năm hay lâu hơn [13]. Sán dây bò
(Taenia saginata), với vật chủ trung gian là trâu bò và vật chủ cuối cùng là con

người, cũng có thể lây nhiễm vào trâu bị khi chăn thả trên đồng cỏ được bón bùn
thải. Trứng sán dây có thể tồn tại trên trên đồng cỏ được bón bùn thải trong cả năm
[30]. Bên cạnh đó vi khuẩn Salmonella trong bùn thải có thể sống trên đồng cỏ vài

1


tuần sau khi bón bùn thải. Trong một báo cáo của WHO (1981) về nguy cơ đối với
sức khỏe của vi sinh vật trong bùn thải khi bón vào đất đã xác định Salmonella và
Taenia là các đối tượng được quan tâm lớn nhất. Ngoài ra, do kim loại nặng được
tập trung ở bùn trong quá trình xử lý, các vi khuẩn sống sót trong bùn có khả năng
kháng nhiễm độc kim loại nặng. Đồng thời các vi khuẩn này cũng đã thể hiện khả
năng kháng nhiều loại thuốc kháng sinh. Vì vậy các vi khuẩn đa kháng này có thể
xâm nhập vào chuỗi thức ăn nếu việc sử dụng bùn thải trong nông nghiệp trở nên
phổ biến [26].
Ủ hiếu khí là một q trình chuyển các chất thải hữu cơ thành một vật liệu giống
như mùn có thể được sử dụng làm phân bón. Trong q trình ủ bùn, cần thiết phải
bổ sung một tác nhân tạo đống ủ (bulking agent) vào bùn bởi nó hấp thụ độ ẩm, làm
tăng độ thoáng và thêm một nguồn carbon vào bùn. Thông thường, các chất thải
nông nghiệp được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình này. Tuy nhiên ngày nay
cùng với việc nâng cấp và xây dựng các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt và sự
tăng đồng thời về số lượng bùn thải được tạo ra, ủ hiếu khí bùn thải chất lượng tốt
cho sử dụng trong nơng nghiệp đã dành được sự quan tâm đặc biệt và triển vọng
nghiên cứu rất cao.
Trên thực tế, quá trình ủ hiếu khí bùn thải càng ngày được quan tâm bởi nhiều
quốc gia trên thế giới bởi có một số thuận lợi hơn so với các chiến lược thải bỏ khác
[38]. Thứ nhất, thể tích của vật liệu hữu cơ giảm gần 30-50% trong suốt q trình ủ
hiếu khí [14]. Thứ hai, tác nhân gây bệnh có thể bị tiêu diệt do nhiệt được tạo ra
trong suốt pha ưa nhiệt [34]. Hơn thế nữa, phân compost chín cũng chứa các hóa
chất hữu cơ tự nhiên và vi sinh vật hữu ích có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế các vi

sinh vật gây bệnh [16]. Cuối cùng, phân compost có thể được sử dụng như là một
chất cải tạo đất bởi nhiều chất hữu cơ có lợi đã được phát hiện trong bùn [38].
Giới hạn của việc ứng dụng phân compost bùn thải là hàm lượng kim loại có thể
cao do hàm lượng kim loại của bùn thô và mức độ pha loãng bởi tác nhân tạo đống
ủ trong suốt quá trình ủ hiếu khí. Chính sự hấp thụ kim loại nặng bởi thực vật và sự
tích lũy thành cơng trong mô người cũng như sự khuếch đại sinh học thông qua
2


chuỗi thức ăn đã ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường [35]. Tuy nhiên,
kim loại nặng từ phân compost có thể được giảm bởi thêm một số hóa chất và tác
nhân sinh học trong suốt q trình ủ hiếu khí. Trong pha ưa nhiệt, q trình oxy hóa
và hình thành các phức hợp hữu cơ - kim loại (organo-metallic complexes) xảy ra
có thể làm giảm hàm lượng các kim loại hịa tan. Các chất mùn cũng có thể gắn với
các phần kim loại trao đổi [21]. Các tác nhân sinh học như Phanerochaete
chrysosporium có thể tích lũy các ion kim loại trong tế bào của chúng bằng sự hấp
thu nội bào và cũng có thể tạo phức (chelate) các ion kim loại bằng gốc carboxyl,
hydroxyl hoặc các nhóm chức năng hoạt động khác trên bề mặt vách tế bào (kể cả tế
bào chết) [38]. Vi khuẩn cũng có thể làm giảm hàm lượng kim loại trao đổi trong
compost bằng cách chiết xuất một tác nhân tạo phức (chelating agent) được gọi là
siderophore. Siderophore là các ligand đặc hiệu Fe (III) và có thể kết gắn với các
kim loại khác, như Mg, Mn, Cr (III), Ga (III) và các nguyên tố phóng xạ khác như
là plutonium (IV). Siderophore gắn với các kim loại kể cả các kim loại độc như Pb
và Cd [24] giúp giữ kim loại nặng khỏi chuỗi thức ăn.
Mặt khác, trong quá trình ủ hiếu khí bùn thải, sinh khối đống ủ sẽ trở nên nóng
đến khoảng nhiệt độ khử trùng Pasteur từ 55 đến 70oC, dẫn đến tiêu diệt các vi sinh
vật gây bệnh và ký sinh trùng đường ruột. Nhiệt lượng này được sinh ra liên quan
trực tiếp đến sự phân hủy sinh học các cơ chất hữu cơ của vi sinh vật ưa nhiệt cao
trong đống ủ.
Với ý nghĩa đó, trong phạm vi luận văn này, chúng tôi nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu đặc tính của một số loại bùn thải và phân lập các chủng vi khuẩn
ưa nhiệt nhằm tái sử dụng bùn thải làm phân bón hữu cơ” . Hy vọng những kết
quả đạt được sẽ góp phần tái sử dụng hiệu quả bùn thải làm nguyên liệu cho quá
trình ủ hiếu khí để sản xuất phân hữu cơ phục vụ cho nơng nghiệp. Đồng thời góp
phần giảm thiểu lượng bùn thải, hạn chế tác động tiêu cực đối với môi trường và
sức khỏe cộng đồng.
2. Mục tiêu của đề tài

3


- Xác định được đặc tính lý, hóa và sinh học của một số loại bùn thải làm cơ sở
khoa học cho việc tái sử dụng an toàn và hiệu quả bùn thải sản xuất phân bón hữu
cơ.
- Tạo được một tập hợp giống vi khuẩn bản địa ưa nhiệt có khả năng phân hủy
hiếu khí bùn thải để sản xuất phân bón hữu cơ chất lượng cao
3. Nội dung nghiên cứu


Xác định các đặc tính lý, hóa và sinh học của một số loại bùn thải: pH, độ

ẩm, TOC, TP, TN, N-NH4, Ca, Mg, Zn, Pb, Cd, Cu, Cr, Ni, Hg, vi khuẩn tổng số,
E.coli, Salmonella, ký sinh trùng đường ruột... của bùn thải


Phân lập các chủng vi khuẩn ưa nhiệt từ các loại bùn thải trên



Tuyển chọn các chủng vi khuẩn ưa nhiệt từ các chủng vi khuẩn đã phân lập



Đánh giá khả năng phân hủy bùn thải của các chủng vi khuẩn ưa nhiệt được

tuyển chọn


Định danh các chủng vi khuẩn ưa nhiệt được tuyển chọn

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về bùn thải
1.1.1. Khái niệm bùn thải
Bùn thải nói chung là sản phẩm sau cùng của một quá trình xử lý nước thải, là
một hỗn hợp nhớt (hay bán rắn) chứa hỗn hợp chất hữu cơ, vi sinh vật, kim loại độc
hại, hóa chất tổng hợp…
1.1.2. Đặc điểm bùn thải
Nghiên cứu đặc tính của bùn thải và nhận thấy bùn thải có chứa hàm lượng nước
đáng kể lên tới 99% đối với bùn thô; hàm lượng cao của chất hữu cơ có thể được
phân hủy sinh học, đạt đến 75% chất khô; hàm lượng cao của các thành phần làm
giàu cho đất (đạm lên đến 8,75% chất khô, P lên đến 8,28% chất khô, K lên đến
0,8% chất khô, Ca lên đến 8,11% chất khô và Mg lên đến 0,72% chất khô); hàm
lượng khác nhau của các kim loại nặng (Pb, Cd, Hg, Ni, Zn, Cu, Cr), hàm lượng cao
nhất được phát hiện trong chất thải từ các nhà máy xử lý nước thải ở các thành phố
công nghiệp nặng;và hàm lượng nhỏ các chất hữu cơ độc hại (PAH, các hợp chất
clo - PCB).
Bên cạnh đó là một mật độ cao các ký sinh trùng động vật và vi khuẩn gây bệnh

trong một số loại bùn thải thơ. Do kích thước lớn và mật độ cao, trứng giun ký sinh
có trong nước thải sẽ kết lắng và tập trung tại bùn thải. Vì vậy việc sử dụng bùn thải
trong nơng nghiệp có thể nhiễm vào đất 6.000-12.000 trứng giun ký sinh/m2/năm.
Loại trứng này có thể tồn tại trong đất đến 5 năm hay lâu hơn [13]. Sán dây bò
(Taenia saginata), với vật chủ trung gian là trâu bò và vật chủ cuối cùng là con
người, cũng có thể lây nhiễm vào trâu bị khi chăn thả trên đồng cỏ được bón bùn
thải. Trứng sán dây có thể tồn tại trên trên đồng cỏ được bón bùn thải trong cả năm
[30]. Bên cạnh đó vi khuẩn Salmonella trong bùn thải có thể sống trên đồng cỏ vài
tuần sau khi bón bùn thải.
Trong một báo cáo của WHO (1981) về nguy cơ đối với sức khỏe của vi sinh vật
trong bùn thải khi bón vào đất đã xác định Salmonella và Taenia là các đối tượng

5


được quan tâm lớn nhất. Ngoài ra, do kim loại nặng được tập trung ở bùn trong quá
trình xử lý, các vi khuẩn sống sót trong bùn có khả năng kháng nhiễm độc kim loại
nặng. Đồng thời các vi khuẩn này cũng đã thể hiện khả năng kháng nhiều loại thuốc
kháng sinh. Vì vậy các vi khuẩn đa kháng này có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn
nếu việc sử dụng bùn thải trong nông nghiệp trở nên phổ biến [26].
Tuy vậy, các đặc tính của bùn thải thay đổi và phụ thuộc vào loại nước thải và
phương pháp xử lý nước thải. Đối với bùn thải từ nhà máy chế biến tinh bột sắn, với
đặc trưng của bùn thải nhóm nơng sản, thường có độ ơ nhiễm hữu cơ cao, ít các
thành phần kim loại nặng, các hóa chất độc hại…Với nguyên liệu là củ sắn tươi,
trong quá trình sản xuất và chế biến, thành phần bùn thải sau khi xử lý chủ yếu là
các thành phần hữu cơ như tinh bột, protein, cellulose, đường,… Ngồi ra, nhóm
bùn thải nơng sản nói chung hay bùn sắn nói riêng thường thể hiện một số thông số
đặc trưng qua hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), hay tổng chất rắn lơ lửng (TSS) rất
cao, chất dinh dưỡng chứa nitơ, photpho, các chỉ số nhu cầu oxy sinh học (BOD),
nhu cầu oxy sinh hóa học (COD) cũng đều rất cao. Đối với bùn thải của nhà máy

giấy, bùn thải được tách ra từ q trình xử lý tập trung các dịng nước thải thu gom
được trong dây chuyền sản xuất của nhà máy gồm: (i) bùn sơ cấp (chủ yếu là xơ sợi
thải), (ii) bùn thứ cấp chứa vi sinh.
Trong khi bùn thải của nhà máy mía đường nói chung gồm có: sáp thô và chất
béo, đường tan, chất xơ, protein, tro tổng số và các chất khác…
1.1.3. Hiện trạng thải bỏ bùn thải.
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp đặc biệt là công
nghiệp chế biến nông sản, vấn đề quản lý chất thải từ các ngành này đang là một
mối quan tâm lớn. Trên thực tế, ở nước ta, có rất nhiều các cơng trình nghiên cứu về
công nghệ xử lý nước thải, nhiều trạm xử lý nước thải đã được xây dựng và đi vào
hoạt động để xử lý nước cấp, nước thải cho các nhà máy chế biến nông sản. Tuy
nhiên, chúng ta mới chỉ tập trung quan tâm đến vấn đề xử lý nước mà vẫn chưa có
nhiều nghiên cứu về xử lý bùn thải cho các trạm xử lý trên.

6


Bùn thải sau khi xử lý phần lớn được thu gom và chuyển đến các bãi chôn lấp
hoặc dùng làm phân bón cho nơng nghiệp. Bên cạnh đó, trong q trình xử lý nước
thải bằng bùn hoạt tính, có khoảng 30 - 40% các chất hữu cơ được chuyển thành
dạng bùn, nếu khơng có biện pháp xử lý thích hợp sẽ gây ra tái ô nhiễm môi trường.
Tại Tp Hồ Chí Minh, tổng khối khối lượng bùn thải ước tính từ 3.000 – 4.000
m3/ngày đêm (tương đương từ 5.000 - 6.000 tấn/ngày đêm). Bùn thải các loại trên
thường đổ xả để có chi phí thấp nhất. Ước tính chi phí xử lý các loại bùn trên
khoảng 300.000 đồng/tấn và trên dưới 1.000 tỉ đồng/năm, thậm chí cịn cao hơn. Dự
báo đến năm 2015 số lượng bùn thải sẽ tăng lên khoảng 3 triệu tấn/tháng, năm 2020
sẽ không dưới 4 triệu tấn/tháng. Trong đó, bùn thải nguy hại hiện nay có khoảng
250 - 300 tấn/ngày, chưa kể đến bùn thải từ các tỉnh lân cận đưa về thành phố để xử
lý từ 150 - 200 tấn/ngày. Tp Hồ Chí Minh đã từng thực hiện dự án xây dựng nhà
máy xử lý bùn Bình Hưng Hịa và Bình Hưng nhằm mục đích xử lý bùn thải từ nhà

máy xử lý nước thải sinh hoạt/đô thị để tái chế thành phân hữu cơ. Tuy nhiên, công
nghệ áp dụng tại nhà máy này vẫn chưa thực sự tối ưu, bùn sau khi xử lý vẫn cịn rất
nặng mùi và ảnh hưởng đến mơi trường.
Tại Hà Nội, bên cạnh việc xả thẳng bùn thải ra các bãi đất trống, tình trạng xả
chất thải xuống các dịng sơng cũng diễn ra nghiêm trọng khơng kém. Do lượng
nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp xả trực tiếp khơng đủ làm lưu thơng
dịng chảy, nên chất thải hữu cơ đổ xuống sông đều lắng tại chỗ, gây ô nhiễm, khiến
cho cả bốn con sông Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Sét trở nên ô nhiễm nghiêm trọng.
Bên cạnh đó, khi tiến hành nạo vét sơng, khối lượng bùn thải khổng lồ này lại được
đổ trực tiếp tại các bãi đổ ở ngoại thành mà chưa qua quá trình loại bỏ chất độc hại,
tiềm ẩn nguy cơ ơ nhiễm khơng khí, nguồn nước… Ngồi ra, hiện nay, bùn thải sau
khi thu gom cũng được vận chuyển đến đổ bỏ tại các khu đất trống cách xa khu dân
cư hoặc tại các ao nuôi thủy sản cần được san lấp, thậm chí đổ vào bất cứ khu vực
nào có thể. Chính việc đổ bùn thải tràn lan và hồn tồn khơng được xử lý như hiện
nay sẽ gây ảnh hưởng đến mơi trường, đặc biệt là tích tụ các kim loại gây tình trạng
mất vệ sinh, mùi hơi thối. Nghiêm trọng hơn, bùn thải đang gây ra những ảnh
7


hưởng nặng nề do được đổ bỏ, chôn lấp không có lớp lót chống thấm nên các chất ơ
nhiễm thấm xuống các mạch nước ngầm và nước mặt. Vấn đề thiếu bãi đổ bùn thải
tại Hà Nội cũng rất nan giải, hiện tại chỉ có bãi rác thải Nam Sơn - Sóc Sơn mới có
khả năng xử lý bùn thải công nghiệp. Nếu cứ giải quyết bùn thải bằng cách tận dụng
các bãi đất trống để đổ bùn tạm thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trường rất cao và cũng
khơng có diện tích mặt bằng đủ lớn để chứa bùn thải.
1.1.4.

Các phương pháp xử lý bùn thải.

Ngày nay, trên thế giới đã có nhiều phương pháp xử lý bùn thải và tận dụng bùn

thải vào các mục đích khác nhau như sản xuất phân bón vi sinh, tạo ra năng lượng
(biogas, điện, nhiệt…) hay vật liệu xây dựng… (hình 1).

Hình 1: Các phương pháp xử lý bùn thải
- Phương pháp chôn lấp: trong các phương pháp xử lý chất thải rắn, chôn lấp là
phương pháp phổ biến và đơn giản nhất. Phương pháp này áp dụng rộng rãi ở hầu
hết các nước trên thế giới. Thực chất, chôn lấp là phương pháp lưu giữ chất thải
trong một bãi và có phủ đất lên trên. Trước kia bùn thải sinh học thường được xử
8


lý bằng phương pháp chôn lấp, tuy nhiên biện pháp xử lý này vừa lãng phí nguồn
nguyên liệu (hàm lượng chất hữu cơ trong bùn cao), tốn diện tích đồng thời vẫn là
nguồn gây ô nhiễm môi trường, ô nhiễm tầng nước ngầm. Ngày nay, các nhà khoa
học đang nỗ lực để nghiên cứu xử lý bùn thải sinh học theo hướng tái chế bùn thải
sinh học tạo ra các sản phẩm hữu ích, thân thiện mơi trường phục vụ cho các mục
đích khác nhau của con người.
- Phương pháp thiêu đốt: phương pháp này là nguyên nhân gây ô niễm khơng
khí
- Đổ bỏ bùn thải vào đại dương: phương pháp này có thể tạo ra các đại dương
chết
- Khí hóa: là phương pháp sử dụng bùn thải tại các nhà máy khí hóa sinh khối,
chuyển đổi bùn thải thành khí tổng hợp. Ưu điểm của phương pháp này là khi năng
lượng được tái tạo, bùn thải có thể được tích tụ vào hệ thống xử lý nước thải làm
cho các nhà máy xử lý nước thải trở thành mạng lưới xuất khẩu năng lượng tái tạo
thay vì sử dụng điện năng từ các nhà máy cung cấp điện như hiện nay.
- Ủ hiếu khí bùn thải nhằm tái sử dụng bùn thải làm phân bón
1.2. Tổng quan về các chủng vi sinh vật ưa nhiệt
1.2.1. Vi sinh vật ưa nhiệt
 Khái niệm

- Vi sinh vật ưa nhiệt (Thermophile): Là vi sinh vật có thể sinh trưởng ở nhiệt độ
550C hoặc cao hơn, nhiệt độ thích hợp nhất thường là giữa 55 và 650C. Thành phần
chủ yếu của nhóm này là vi khuẩn (chủ yếu là xạ khuẩn), một ít tảo và nấm. Chúng
phát triển trong đống phân chuổng ủ, dưới đáy các cột rơm rạ hay cỏ khô, trong
đường dẫn nước nóng, trong các suối nước nóng...Vi sinh vật ưa nóng khác với vi
sinh vật ưa ấm ở chỗ chúng có hệ thống tổng hợp enzyme và protein bền nhiệt
(heat-stable) và có thể hoạt động ở nhiệt độ cao. Màng sinh học của chúng có lipid
bão hịa ở mức cao, có điểm sơi cao hơn và vì vậy vẫn giữ được nguyên vẹn ở nhiệt
độ cao. Điển hình là các chủng Bacillus stearothermophilus, Thermus aquaticus,
Cyanidium caldarium, Chaetomium thermophile.

9


- Có một số ít các vi sinh vật ưa nhiệt có thể sinh trưởng ở nhiệt độ 900C hay cao
hơn. Nhiệt độ sinh trưởng cao nhất là 100 0C. Người ta xếp các vi sinh vật có nhiệt
độ sinh trưởng tốt nhất ở 80-1130C vào nhóm Vi sinh vật siêu ưa nhiệt
(Hyperthermophiles). Chúng thường khơng thể sinh trưởng bình thường ở nhiệt độ
thấp hơn 550C. Vi khuẩn Pyrococcus abyssi và Pyrodictium occultum là ví dụ về
những vi sinh vật ưa siêu nhiệt được tìm thấy ở những đáy biển nóng [2].

Hình 2.Chủng vi sinh vật Bacillus stearothermophilus

(Nguồn: microbewiki.kenyon.edu)


Đặc điểm của vi sinh vật ưa nhiệt

Là vi sinh vật nên vi sinh vật ưa nhiệt cũng mang những đặc điểm chung của các
vi sinh vật như: kích thước nhỏ (cỡ hiển vi), diện tích bề mặt/thể tích cơ thể lớn,

đơn bào,…
Thành phần chủ yếu của nhóm này là vi khuẩn (ví dụ như Synechococus eximius,
Bacillus stearothermophilus,…), xạ khuẩn, một số ít là tảo và nấm.

10


Bảng 1: Thành phần một số nguyên tố chủ yếu trong tế bào một số nhóm vi sinh vật
(% trọng lượng khô) [8]
Nguyên tố

Vi khuẩn

Nấm men

Nấm sợi

C

~ 50

~ 50

~ 40

H

~8

~7

~7

O

~ 20

~ 31

~ 40

N

~ 15

~ 12

~5

P

~3

Bên cạnh đó, vi sinh vật ưa nhiệt cịn có những đặc điểm riêng như: [8]
+ Sinh trưởng tốt ở nhiệt độ 53 – 65oC.
+ Ổ sinh thái có nhiệt độ cao như: đống phân chuồng ủ, đáy đống rơm rạ hay cỏ
khô, trong đường ống nước nóng, suối nước nóng,…
+ Hệ thống tổng hợp enzyme và protein bền nhiệt.
+ Màng sinh học có lipit bão hịa ở mức cao, có điểm sơi cao.

Hình 3:Phạm vi nhiệt độ sinh trưởng của vi sinh vật
1.2.2. Vi sinh vật ưa nhiệt và vai trò trong ủ phân hữu cơ
a. Vai trò của vi sinh vật ưa nhiệt trong các pha (phase) của quá trình ủ phân
hữu cơ
Quá trình ủ phân compost nhiệt trải qua 4 pha (phase):
11


- Pha ưa nhiệt trung bình (Mesophilic phase): Pha này là giai đoạn chiếm ưu thế
của các nhóm vi sinh vật ưa nhiệt trung bình, chúng sẽ phân huỷ các chất dễ hoà
tan. Nhiệt mà chúng sản xuất ra là nguyên nhân làm cho nhiệt độ của đống ủ tăng
lên nhanh chóng. Ở pha này nhiệt độ tăng đến 42oC. Thời gian kéo dài từ khi bắt
đầu ủ cho đến sau khoảng vài ba ngày
- Pha ưa nhiệt cao (Thermophilic phase): Khi nhiệt độ tăng trên 40oC, những
nhóm vi sinh vật ưa nhiệt trung bình sẽ mất dần tính cạnh tranh và được thay vào đó
bởi nhóm vi sinh vật ưa nhiệt cao hay còn gọi là vi sinh vật ưa nhiệt. Khi nhiệt độ
đạt đến 55oC và có thể lên đến 65oC, nhiều vi sinh vật gây hại cho người và cây
trồng sẽ bị chết. Bởi vì nhiệt độ vượt quá 65oC sẽ giết chết nhiều nhóm vi khuẩn và
quá trình phân huỷ cũng bị giới hạn. Vì vậy chúng ta phải sử dụng các biện pháp
như thơng khí, đảo trộn để giữ nhiệt độ luôn ở mức này. Trong suốt pha nhiệt, nhiệt
độ cao sẽ giúp cho các vi sinh vật phân huỷ các hợp chất protein, lipid và các
carbohydrate phức tạp như cellulose và hemicellulose- là thành phần cấu trúc chính
của tế bào thực vật. Thời gian có thể kéo dài đến vài tháng.
- Pha lạnh (Cooling phase): Khi những hợp chất cung cấp năng lượng đó giảm,
nhiệt độ của đống ủ cũng sẽ giảm và các vi sinh vật ưa nhiệt trung bình lại một lần
nữa quay trở lại chiếm ưu thế.
- Pha chín (Maturing phase): Phân hữu cơ chín được sản xuất tại pha này với sự
tiếp tục giảm nhiệt độ xuống đến nhiệt độ môi trường xung quanh. Hoạt động vi
sinh vật rất thấp với sự hình thành tiếp tục của chất mùn và sự ổn định xảy ra. [7]
b. Thành phần và vai trò của vi sinh vật ưa nhiệt trong đống ủ



Vi khuẩn (Bacteria): Vi khuẩn được xem là những dạng sống có kích thước

cơ thể nhỏ nhất và chiếm số lượng đông đảo trong đống ủ (80-90% với hàng tỷ cơ
thể vi sinh vật đã được tìm thấy trong 1g phân). Vi khuẩn chịu trách nhiệm trong
hầu hết quá trình phân huỷ và phát sinh nhiệt của quá trình ủ. Chúng làm thay đổi
lớn nhất các chất dinh dưỡng trong các nhóm vi sinh vật tham gia vào q trình ủ,
sử dụng một phổ rộng các enzyme để cắt đứt các liên kết hoá học của các vật liệu
hữu cơ. Các vi khuẩn đơn bào với các dạng hình que (trực khuẩn), hình cầu (cầu
12


khuẩn) và hình xoắn (xoắn khuẩn). Nhiều loại có thể tự di chuyển. Ngay khi bắt đầu
quá trình phân huỷ, các vi khuẩn ưa nhiệt trung bình chiếm ưu thế. Hầu hết các
dnạg này có thể tìm thấy ở các lớp đất bề mặt. Khi nhiệt độ đống ủ vượt quá 40oC,
các sinh vật ưa nhiệt bắt đầu tiếp quản quá trình. Các quần thể vi sinh vật trong suốt
giai đoạn này chiếm ưu thế bởi nhóm trực khuẩn. Tính đa dạng của các lồi khuẩn
hình là rất cao ở nhiệt độ từ 50-55oC nhưng suy giảm một cách đột ngột tại 60oC
hoặc cao hơn. Khi điều kiện trở nên khơng thích hợp, các trực khuẩn sống sót ở
dạng bào tử, màng bào tử mỏng đó có thể chịu nóng, lạnh, khô hoặc thiếu chất dinh
dưỡng. Chúng tồn tại khắp nơi trong tự nhiên và sẽ trở lại hoạt động khi điều kiện
môi trường trở nên thuận lợi. Khi các đống ủ trở nên lạnh, các vi khuẩn ưa nhiệt
trung bình lại quay lại chiếm ưu thế một lần nữa. Số lượng và các loại vi sinh vật ưa
nhiệt trung bình tái chiếm ưu thế trong đống ủ chín phụ thuộc vào loại bào tử và
những vi sinh vật này sẽ có lợi cho mơi trường.


Các nhóm vi sinh vật chủ yếu trong đống ủ: Thành phần các vi sinh vật có

trong đống ủ bao gồm chủ yếu các chủng vi sinh vật phân huỷ celluose, vi sinh vật
phân giải protein, vi sinh vật phân giải tinh bột, vi sinh vật phân giải phosphate.
- Vi sinh vật phân hủy cellulose: Trong tự nhiên có nhiều nhóm vi sinh vật có khả
năng phân huỷ cellulose nhờ có hệ enzyme cellulase ngoại bào. Trong đó vi nấm là
nhóm có khả năng phân giải mạnh vì nó tiết ra mơi trường một lượng lớn enzyme
có đầy đủ các thành phần. Nấm mốc có hoạt tính phân giải celluose, đáng chú ý là
Tricoderma. Hầu hết các loài thuộc chi Tricoderma sống hoại sinh trong đất, rác và
có khả năng phân huỷ celluose. Trong nhóm vi nấm, ngồi Tricoderma cịn có rất
nhiều chi khác có khả năng phân giải cellulose như Aspergillus, Fusarium, Mucor...
Nhiều loài vi khuẩn cũng có khả năng phân huỷ cellulose, tuy nhiên cường độ
không mạnh bằng vi nấm. Nguyên nhân là do số lượng enzyme tiết ra môi trường
của vi khuẩn thường nhỏ hơn, thành phần các loại enzyme không đầy đủ. Thường ở
trong đống ủ có ít lồi vi khuẩn có khả năng tiết ra đầy đủ bốn loại enzyme trong hệ
enzyme cellulose. Nhóm này tiết ra một loại enzyme, nhóm khác tiết ra loại khác,
chúng phối hợp với nhau để phân giản cơ chất trong mối quan hệ hỗ sinh. Ngoài vi
13


nấm và vi khuẩn, xạ khuẩn và niêm vi khuẩn cũng có khả năng phân huỷ cellulose.
Người ta thường sử dụng xạ khuẩn, đặc biệt là Streptomyces trong việc phân huỷ
rác thải sinh hoạt. Những xạ khuẩn này thường thuộc nhóm ưa nóng, sinh trưởng và
phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 45-50oC, rất thích hợp với q trình ủ rác thải.
- Vi sinh vật phân hủy protein: Trong môi trường đống ủ, N tồn tại ở các dạng
khác nhau, từ N phân giải ở dạng khí cho đến các hợp chất hữu cơ phức tạp có trong
cơ thể động thực vật. Trong cơ thể sinh vật, N tồn tại chủ yếu dưới dạng các hợp
chất đạm như protein, acid amin. Khi cơ thể sinh vật chết đi, lượng N này hữu cơ
này tồn tại trong đất (chất thải hữu cơ). Dưới tác dụng của các nhóm vi sinh vật hoại
sinh, protein được phân giải thành các acid amin. Các acid amin này lại được một
nhóm vi sinh vật phân giải thành NH3 hoặc NH4+ gọi là nhóm vi khuẩn amon hố.
Q trình này gọi là sự khống hố chất hữu cơ vì qua đó, N hữu cơ được chuyển

thành dạng N khoáng. Dạng NH4+ sẽ được chuyển hoá thành dạng NO3- nhờ nhóm
vi khuẩn nitrate hố. Các hợp chất nitrate lại được chuyển hoá thành dạng N2 phân
tử, quá trình này gọi là sự nitrate hố được thực hiện bởi nhóm phân tích nitrate.
Khí N2 sẽ được cố định lại trong tế bào vi khuẩn, sau đó chuyển thành dạng N2 hữu
cơ nhờ nhóm vi khuẩn cố định N2. Do đó vịng tuần hồn N2 khép kín. Trong hầu
hết các khâu chuyển hố của vịng tuần hồn đều có sự tham gia của các vi sinh vật
khác nhau. Nếu sự hoạt động của một nhóm nào đó ngừng lại thì tồn bộ sự chuyển
hố của vịng tuần hồn sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Trong q trình ủ compost,
nhóm vi khuẩn chính phân giải protein là vi khuẩn nitrate hố, vi khuẩn cố định N.
Nhóm vi sinh vật tiến hành nitrate hố bao gồm hai nhóm tiến hành hai giai đoạn
của q trình. Giai đoạn oxi hố NH4+ thành NO2- gọi là nitrite hoá, giai đoạn oxi
hoá NO2- thành NO3- gọi là giai đoạn nitrate hoá.
- Vi sinh vật phân hủy tinh bột: Trong nguyên liệu ủ compost có nhiều loại vi
sinh vật có khả năng phân hủy tinh bột. Một số vi sinh vật có khả năng tiết ra môi
trường đầy đủ các loại enzyme trong hệ enzyme amylase. Ví dụ như một số lồi vi
nấm thuộc các chi Aspergillus, Fusarium, Rhizopus. Ngoài ra, một số loài vi khuẩn
thuộc chi Bacillus, Cytophaza, Pseudomonas; một số loài xạ khuẩn cũng có khả
14


năng phân huỷ tinh bột. Tuy nhiên đa số các vi sinh vật khơng có khả năng tiết đầy
đủ hệ enzyme amylase phân huỷ tinh bột. Chúng chỉ có thể tiết ra môi trường một
hoặc một vài enzyme trong hệ đó. Các nhóm vi sinh vật sẽ cộng tác với nhau trong
quá trình phân huỷ tinh bột thành đường. [7]
1.2.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn ưa nhiệt trong tái sử dụng bùn
thải làm phân bón phục vụ cho nơng nghiệp.
a. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về ứng dụng vi khuẩn ưa nhiệt trong tái sử
dụng bùn thải làm phân bón phục vụ cho nơng nghiệp.
Ủ hiếu khí là q trình phân hủy sinh học và ổn định các hợp chất hữu cơ trong
chất thải xảy ra dưới điều kiện hiếu khí được kiểm sốt. Trái ngược với sự phân hủy

các hợp chất hữu cơ một cách tự nhiên khơng được kiểm sốt, nhiệt độ trong đống ủ
chất thải có thể tự gia tăng do hoạt động của các vi sinh vật ưa nhiệt trung bình (2540°C) và ưa nhiệt cao (50-70°C). Sản phẩm cuối cùng của ủ hiếu khí là một sản
phẩm sinh học ổn định như mùn (compost), được sử dụng làm phân bón hữu cơ.
Mục tiêu chính của q trình này là ổn định, giảm lượng chất thải, loại bỏ các tác
nhân gây bệnh và giảm thiểu hàm lượng kim loại nặng (nếu có) trong chất thải hữu
cơ. Hầu hết chất thải hữu cơ đều có thể được xử lý bằng phương pháp này. Việc xử
lý sơ bộ các chất thải hữu cơ bằng ủ hiếu khí trước khi chơn lấp có thể hạn chế sự
phát thải các khí nhà kính.
Phương pháp ứng dụng vi sinh vật rất quan trọng trong quá trình ủ hiếu khí. Trên
thực tế, hệ vi sinh vật cần thiết cho q trình này đã có sẵn trong ngun liệu hữu
cơ, chúng có thể tự thích nghi và phát triển theo từng giai đoạn của q trình ủ hiếu
khí. Tuy nhiên, việc bổ sung vi sinh vật hoặc enzyme của chúng cùng với việc kiểm
soát tốt các điều kiện mơi trường cho hoạt động của vi sinh vật chính là nhân tố
quyết định sự thành cơng của q trình ủ hiếu khí.
Gaur (1982) đã nghiên cứu bổ sung vào đống ủ các nấm phân hủy cellulose và
lignin, đó là Trichuris spiralis, Paeciliomyces fusisporus, Trichoderma và
Aspergillus spp. Kết quả cho thấy việc bổ sung này đã làm giảm đáng kể thời gian

15