này là phân ủ có chất lượng rất cao, khơng chứa kim loại nặng, không chứa những chất độc hại. Ở các nước đang phát triển, việc phân loại chất thải tại nguồn chưa được thực hiện nên các loại phân ủ là một hỗn hợp chứa rất nhiều các chất độc hoặc các chất không phù hợp với sự phát triển của cây trồng. Trường hợp phân ủ chứa kim loại nặng hoặc các tạp chất độc, ta không được phép sử dụng để trống cây. Khi đó các chất sau ủ này phải được chôn lấp hoặc đốt, nên sẽ tốn kém rất nhiều. Như vậy biện pháp giải quyết nhược điểm này chỉ có biện pháp tốt nhất là chất thải trước khi đem ủ phải được phân loại.
Trong quá trình ủ, xảy ra rất nhiều phản ứng sinh hố. Q trình phân giải nhờ vi sinh vật sẽ làm giảm khối lượng hữu cơ có trong chất thải. Đây là hiện tượng ln xảy ra ở bất kỳ q trình lên men nào, trong đó lượng cacbon và nitơ thường mất nhiều nhất. Nitơ là nguyên tố rất quan trọng cho cây trồng khi chúng được chuyển sang dạng vô cơ hồ tan. Q trình ủ là quá trình mất nitơ, lượng nitơ mất đi này không được cung cấp giống như đất ruộng trong điều kiện tự nhiên. Do đó, quá trình ủ cũng được coi như q trình lãng phí năng lượng. Trong quá trình ủ thường tạo ra một lượng khí có mùi hơi thối và một lượng nước ở đáy khối ủ. Cả khí thải và nước đọng đều phải được xử lý. Như vậy, để giải quyết quá trình ủ triệt để, phải chi phí thêm giai đoạn xử ký khí thải và giai đoạn xử lý nước đọng.
Đối với các chất khí việc quản lý rất khó khăn. Ngồi thành phần phức tạp ra, khí cịn rất dễ phân tán, mà lại phân tán trong khoảng không gian rộng. Đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu quản lý và xử lý khí tạo ra trong quá trình ủ, nhưng việc quản lý và xử lý chúng thường khơng bao giờ triệt để. Khí thải từ các đống ủ không chỉ gây độc trực tiếp cho người làm việc tại những nơi ủ chất thải mà còn phân tán vào khơng khí và tạo nên ảnh hưởng lan toả. Do đó, việc quản lý và xử lý là điều bắt buộc trong các cơ sở xử lý chất thải đơ thị.
Đối với các loại nước rị rĩ, ở các cơ sở ủ chất thải thường không nhiều như những cơ sở chôn lấp. Tuy nhiên các loại chất thải này thường có BOD, COD, TS và các chỉ tiêu khác rất cao. Do đó khơng được phép thải nước ơ nhiễm này vào mơi trường mà phải xử lý chúng cho đến khi đủ tiêu chuẩn thải vào môi trường.
V. VI SINH VẬT THAM GIA TRONG QUÁ TRÌNH LÀM PHÂNHỮU CƠ HỮU CƠ
Làm phân hữu cơ là q trình biến đổi sinh hóa bhờ các vi sinh vật. Sự phân hủy các chất hữu cơ được thực hiện bằng các vi sinh vật đồng thời với việc nâng cao nhiệt độ. Thường các vi sinh vật tham gia trong quá trình làm phân hữu cơ là các vi sinh vật tự nhiên có trong rác thải, phân động vật, bùn cống rãnh, rơm rạ …
Hiện nay nhiều giống vi sinh vật như: Trichoderma viride,
Trichoderma lignorum, Trichoderma hazianum, Aspergillus hennerbergii, Phaenerochaete crysogenum, Bacillus dissolven, Actinomyces diastaticus, Bacillus megaterium, Bacillus lichniformis … hoặc các
chất làm mồi thúc đẩy nhanh quá trình làm phân hữu cơ như vi lượng, đa lượng … đang được sử dụng. Một số giống được mô tả là hỗn hợp của các chủng vi sinh vật thuần khiết nuôi trong phịng thí nghiệm có khả năng phân giải nhanh các cellulose, cố định đạm, phân giải lân, có kháng sinh, enzim, hormon tăng trưởng … Lợi điểm của các chất này trình bày trong các tài liệu G.Farkasdi, 1965; D.G.Wilson, 1977. Tuy nhiên cũng có một số ý kiến lại cho việc đưa giống vi sinh vào là không cần thiết (D.G.Wilson, 1977).
Các vi sinh vật hoạt động nhất trong việc làm phân hữu cơ là vi khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn. Tuy nhiên, đơi khi nấm mem và protozoa cũng có mặt. Tất cả các vi sinh vật này hoạt động ở những giai đoạn khác nhau, thay đổi theo điều kiện sinh lý liên quan đến oxi và nhiệt độ.
Theo tiêu chuẩn về nhu cầu oxi thì có các vi sinh vật cần oxi, số khác thì oxi là độc tố, cịn nhóm tứ ba thì tùy nghi, chúng có khả năng phát triển trong điều kiện có hoặc khơng có oxi. Hầu hết các vi sinh vật tìm thấy trong phân hữu cơ thuộc nhóm tùy nghi.
Các vi sinh vật hoạt động ở nhiệt độ thay đổi từ 10 – 400C, gọi là nhóm vi sinh vật ưa ấm. Cịn nhóm làm việc ở nhiệt độ 40 – 700C là nhóm ưa nhiệt.
Vi khuẩn có khả năng phát triển rất nhanh, có mặt trong tất cả các điều kiện yếm khí và hiếu khí.
Vi khuẩn chứa 80% nước, 20% chất khơ. Trong chất khơ có khoảng 90% là chất hữu cơ và 10% là chất vô cơ. Các chất hữu cơ bao gồm protein, carbohydrat, và lipit. Các chất vô cơ bao gồm phosphat, natri, canxi, magnesium, kali, sắy và các nguyên tố vi lượng khác.
Nấm là những vi sinh vật có sợi, tạo bào tử, dị dưỡng, có khả năng phân hủy các hất hữu cơ khác nhau dưới điều kiện hàm ẩm ở mức thấp và pH biến động nhiều.
Nấm men phát triển bằng phương pháp sinh dưỡng. Thường nấm men thích hợp với các hydrat carbon hịa tan, hoặc các chất đường.
Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật có đặc tính tương tự như nấm mốc và vi khuẩn. Hình dạng tế bào tương tự như nấm mốc nhưng sợi nhỏ hơn, hình thành bào tử và thích nghi mọc trong đất. Xạ khuẩn có vai trị dễ nhận thấy trong việc phân hủy các chất bán rắn trong phân hữu cơ.
Xạ khuẩn chịu được nhiệt độ cao và điều kiện khắc nghiệt hơn nấm và vi khuẩn nên thường thấy chúng ở dưới đáy các bể ủ.
Protozoa là nhóm vi sinh vật đơn bào, di động, thường ăn các vi sinh vật khác. Chúng có thể có hoặc khơng có trong q trình làm phân hữu cơ.
Dù rằng các thành viên của mỗi nhóm vi sinh vật kể trên có khả năng phân hủy các nguyên liệu thô trong rác. Tuy nhiên mỗi nhóm có khả năng phân hủy mạnh các chất khác nhau. Ví dụ như nấm mốc, nấm mem, xạ khuẩn, thích hợp phân hũy cellulose, hemicellulose trong khi vi khuẩn đặc biệt có hiệu quả trong việc phân giải các đường đơn giản hịa tan trong nước.
Ngồi các yêu cầu trao đồi chất ưu thế của các vi sinh vật thay đổi trong q trình của cơng nghệ làm phân. Những nghiên cứu ở đại học California (P.H. Mc Gauhey et al. 1953) cho thấy vi khuẩn vượt trội ở giai đoạn đầu, nấm xuất hiện ở ngày thứ 7 đến ngày thứ 10, còn xạ khuẩn phát triển nhiều ở các giai đoạn cuối. Vi khuẩn tìm thấy trong tất cả các phần của đống rác khi sử dụng phương pháp ủ đắp đống hiếu khí, trong khi xạ khuẩn và nấm mốc chỉ tìm thấy ở lớp ngồi có độ dày từ 5 – 15 cm sau lớp bề mặt. Giới hạn của hai nhóm này là chỉ ở vùng ngồi có thể do nhiệt độ và độ thống khí. Các vi sinh vật tham gia trong quá trình làm phân hữu cơ được trình bày trong các tài liệu của Fesenstein et al. 1965, Kane, Mullins, (1973).
Làm phân hữu cơ là quá trình hoạt động phân hủy sinh học các chất hữu cơ trong chất thải rắn dưới những điều kiện được kiểm sốt. Vì vậy đối tượng để kiểm sốt là các hoạt động của vi sinh vật. Để vi sinh vật phát triển và thực hiện chức năng của mình thì chúng phải thích ứng với mơi trường ủ phạn như: nhiệt độ, pH, hàm ẩm, oxi, nguồn năng lượng và carbon để tổng hợp các tế bào mới (E.D.schroeder, 1977). Các chất dinh dưỡng như nitrogen, phosphat, các yếu tố vi lượng là điều kiện sống còn cho sự hoạt động của tế bào vi sinh vật. Vi khuẩn có số lượng lớn nhất 108 đến109 tế bào/g phân rác tươi. Xạ khuẩn có mặt sau với số lượng 105 đến 108 tế bào/g phân rác tươi, nấm mốc đóng vai trị quan trọng trong phân giải cellulose và tạo điều kiện tốt cho môi tường làm phân rác.