d. Các vấn đề kinh tế, môi trường
6.3.3Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy chất hữu cơ
Vi sinh vật thường được phân loại dựa trên cấu trúc tế bào và chức năng hoạt động của chúng thành (eucaryotes), (eubacteria) và (archaebacteria). Nhóm procaryotic (aubacteria và archaebacteria) đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa sinh học chất hữu cơ có trong CTRSH và được gọi một cách đơn giản là vi khuẩn. Nhóm eucaryotic bao gồm thực vật, động vật và sinh vật nguyên sinh. Những eucaryotic đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa các chất thải hữu cơ gồm có (1) nấm, (2) men và (3) actinomycetes (khuẩn tia).
Vi khuẩn. Vi khuẩn là những tế bào đơn có dạng hình cầu, hình que hoặc
dạng xoắn ốc. Vi khuẩn hình cầu (cầu khuẩn) có đường kính dao động trong khoảng 0,5 đến 4 μm; vi khuẩn hình que có chiều dài dao động trong khoảng 0,5 – 20 μm và chiều rộng từ 0,5 – 4 μm; vi khuẩn dạng xoắn ốc (khuẩn xoắn) có thể dài hơn 10 μm và rộng khoảng 0,5 μm. Các vi khuẩn này tồn tại trong tự nhiên và được tìm thấy trong môi trường hiếu khí và kỵ khí. Nghiên cứu trên nhiều loài vi khuẩn khác nhau cho thấy vi khuẩn chứa khoảng 80% nước và 20% chất khô, trong đó các chất hữu cơ chiếm 90% và 10% còn lại là chất vô cơ. Công thức phân tử thực nghiệm gần đúng đối với phần chất hữu cơ là C5H7NO2. Dựa trên công thức này, khoảng 53% (theo khối lượng) của phần chất hữu cơ là carbon. Các hợp chất tạo thành phần vô cơ trong tế bào vi khuẩn gồm có P2O5 (50%), CaO (9%), Na2O (11%), MgO (8%), K2O (6%), và Fe2O3 (1%). Vì tất cả các nguyên tố và hợp chất này phải lấy từ môi trường, nên nếu thiếu những hợp chất này sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuẩn.
Nấm. Nấm được xem là nhóm nguyên sinh động vật đa bào, không quang
hợp và dị dưỡng. Hầu hết các loại nấm có khả năng phát triển trong điều kiện độ ẩm thấp, là điều kiện không thích hợp cho vi khuẩn. Thêm vào đó, nấm có thể chịu được môi trường có pH khá thấp. Giá trị pH tối ưu cho hầu hết các nhóm nấm vào khoảng 5 –6 nhưng giá trị pH cũng có thể dao động trong khoảng 2 –9. Quá trình trao đổi chất của các vi sinh vật này là quá trình hiếu khí và chúng phát triển thành những sợi dài gọi là sợi nấm tạo thành từ những tế bào có nhân và có chiều rộng thay đổi trong khoảng từ 4 – 20 μm. Do nấm có khả năng phân hủy nhiều hợp chất hữu cơ trong những điều kiện môi trường thay đổi rất rộng, nên chúng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để sản xuất nhiều hợp chất có giá trị như các acid hữu cơ (acid citric, acid glutamic,...), các chất kháng sinh (penicillin, griseofulvin) và enzyme (cellulase, protease, amylase).
Men. Men là nấm không có dạng sợi và do đó chúng chỉ là những đơn bào.
Một số men có dạng elip với kích thước dao động trong khoảng 8 – 15 μm x 3 – 5 μm, một số men khác có dạng hình cầu với đường kính thay đổi từ 8 – 12 μm. Trong công nghiệp, men được phânloại thành “men dại” và “men nuôi cấy”. Men dại do vi sinh vật trong tự nhiên sinh ra để thực hiện các phản ứng phân hủy chất hữu cơ trong qui trình dinh dưỡng của tế bào. Men cấy là men có từ các chủng vi sinh vật được phân lập và nuôi cấy trong điều kiện nhân tạo nhằm thu được nhóm enzyme có tác dụng xúc tác cho phản ứng sinh hóa trên một loại chất hữu cơ thuần nhất.
Khuẩn tia (Actinomycetes). Khuẩn tia là nhóm vi sinh vật có tính chất trung
gian giữa vi khuẩn và nấm. Chúng có hình dạng tương tự như nấm nhưng với chiều rộng của tế bào chỉ khoảng từ 0,5 – 1,4 μm. Trong công nghiệp, nhóm vi sinh vật này được sử dụng rộng rãi để sản xuất chất kháng sinh.