Phân hủy rác thải hữu cơ bằng phương pháp sinh học: Thí nghiệm thùng lên men 10-L

Tạp chí Khoa học 2010:15b 197-205 Trường Đại học Cần Thơ 
 197 
PHÂN HỦY RÁC THẢI HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP 
SINH HỌC: THÍ NGHIỆM THÙNG LÊN MEN 10-L 
Hà Thanh Toàn1, Lê Phương Trầm2, Nguyễn Thị Mỹ Diện2 và Cao Ngọc Điệp3 
ABSTRACT 
The organic degradation is the activities of microorganisms in carbon and nitrogen cycle. 
The six best isolates composed of cellulolytic bacteria, amylolytic bacteria and 
proteolytic bacteria together with mesophile and thermophile were evaluated organic 
wastes degradation ability in an organic – waste degrading experimental model (10 – 
liter bioreactor). The experiment was a randomized completely design with four 
replications and the experiment had eight treatments to study organic wastes degradation 
ability of the isolates in 22 days; Temperature, pH, % lost waste-volume, % reduced 
waste dry-weight, organic matter, N total, C/N ratio, CO2, CH4 gas and bacterial 
population were recorded in the different times. 
The results showed that mesophylic cellulolytic isolate [C1 treatment] reached to most 
appropriate parameters as temperature, pH, C/N ratio for matured compost, high 
bacterial population in comparison to control and other treatments. Furthermore, low 
amounts of CO2 and CH4 gas releasing during the degradation process of these isolates 
did not affect to environment; Biowaste degradation process reached to maximum at 16-
18 days after incubation and this isolate will be chosen to study in later experiment. 
Keywords: organic wastes, organic-degrading bacteria, mesophylic bacteria, 
thermophylic bacteria, composts 
Title: Biological treatment of municipal solid waste: 10-litre bioreactor experimental 
model 
Sự phân hủy hữu cơ là do sự hoạt động của các vi sinh vật trong chu trình cacbon và 
nitơ. Sáu dòng vi khuẩn phân hủy cellulose, tinh bột và protein gồm cả nhóm ái nhiệt và 
bình nhiệt tốt nhất được đánh giá khả năng phân hủy chất hữu cơ trong mô hình thí 
nghiệm phân hủy rác thải hữu cơ (bình lên men có dung tích 10 lít). Thí nghiệm với 8 
nghiệm thức, lập lại 4 lần và kéo dài trong 22 ngày. Các chỉ tiêu như nhiệt độ, pH, % thể 
tích sụt giảm, % trọng lượng khô, hàm lượng chất hữu cơ, N tổng số, tỉ lệ C/N, hàm lượng 
khí CO2, CH4 và mật số vi khuẩn được ghi nhận theo từng thời điểm thích hợp. 
Kết quả cho thấy nghiệm thức C1 (chủng vi khuẩn phân giải cellulose bình nhiệt) đạt 
được các chỉ tiêu phù hợp nhất trong xử lý rác thải như nhiệt độ, pH, tỉ lệ C/N lúc rác 
hoai, mật số của vi khuẩn phân hủy cellulose tăng lên rất cao, khác biệt so với nghiệm 
thức đối chứng và các nghiệm thức còn lại. Hơn nữa, nghiệm thức này có lượng khí CO2, 
CH4 thải ra thấp, không gây ảnh hưởng đến môi trường; quá trình phân hủy rác xảy ra 
mạnh vào 16-18 ngày sau khi ủ và dòng vi khuẩn này được chọn để cho những nghiên 
cứu tiếp theo. 
Từ khóa: rác thải hữu cơ, vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ, vi khuẩn bình nhiệt, vi 
khuẩn ái nhiệt, phân hữu cơ 
1 Trường Đại học Cần Thơ 
2 Học viên cao học CNSH K14 
3 Viện NC & PT Công nghệ sinh học, Trường Đại học Cần Thơ 
Tạp chí Khoa học 2010:15b 197-205 Trường Đại học Cần Thơ 
 198 
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 
Rác thải hiện nay vẫn được xem là một vấn đề nan giải, khó khăn và nhức nhối đối 
với toàn xã hội, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển. Rác thải sẽ gây ra ô nhiễm 
môi trường không khí, môi trường đất, nước, làm mất vẻ mỹ quan đô thị, gây 
nhiều bệnh tật, tác động xấu đến sức khỏe con người, môi trường kinh tế và du 
lịch. Thành phố Cần Thơ, hiện nay tình trạng ô nhiễm môi trường khu dân cư đã 
đến mức báo động trong đó mỗi ngày công ty Công trình đô thị đảm nhận thu gom 
600 tấn rác thải từ 4 quận nội thành (Nguồn:  Unesco-
cep.org.vn/thong-tin/van-hoa-xa-hoi/thu-gom-rac-o-tp-can-tho-khong-le-luc-bat-
tong-tam.htm, ngày10/05/2009). Chính vì vậy mà nhiều tuyến kênh, rạch như rạch 
Bần, rạch Tham Tướng, rạch Cái Khế nguồn nước đã chuyển sang màu đen, bốc 
mùi hôi thối nhưng người dân đang hàng ngày vẫn phải sống chung với môi 
trường ô nhiễm này. Tuy nhiên, phần lớn lượng rác thải ở nước ta chưa được xử lý 
hoặc chỉ được xử lý theo những cách sơ sài như: quăng xuống sông hay xuống ao 
tù, chất thành đống ngoài trời để chúng tự phân hủy, hoặc đem đốt, chôn lấp... Các 
phương pháp này chẳng những không mang lại hiệu quả cao mà còn gây ô nhiễm 
môi trường đất, nước và không khí. Phân hữu cơ (compost) là sản phẩm cuối cùng 
của quá trình hoạt động của vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ trong đó có những 
nhóm vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm ở cả thể ái nhiệt (thermophile) và bình nhiệt 
(mesophilic)(Nakasaki et al., 1985); ngày nay quá trình phân hủy chất hữu cơ là 
một phương pháp bao trùm việc xử lý chất thải rắn (Ryckeboer et al., 2003) và đã 
có nhiều báo cáo đề cập đến sự hoạt động của tập đoàn vi sinh vật trong suốt quá 
trình phân hủy chất thải này (McKinley và Vestal., 1985; Kutzner và Jager, 1994; 
Beffa et al, 1996; Hermann và Shan, 1993) nhưng lại có ít tài liệu đề cập đến chất 
t