堆肥发酵工艺流程

　　堆肥发酵实际就是废弃物稳定化的一种形式，但它需要特殊的湿度、通气条件和微生物以产生适宜的温度。一般认为这个温度要高于45℃，保持这种高温可以使病原菌失活，并杀死杂草种子。在合理堆肥后残留的有机物分解率较低、相对稳定并易于被植物吸收。堆肥后臭味可以大大降低。

　　一、堆肥发酵工艺

　　堆肥过程有许多不同种类的微生物参与。由于原料和条件的变化，各种微生物的数量也在不断发生变化，所以堆肥过程中没有任何微生物始终占据主导地位。每一个环境都有其特定的微生物菌群，微生物的多样性使得堆肥在外部条件出现变化的情况下仍可避免系统崩溃。

　　堆肥过程主要靠微生物的作用进行，微生物是堆肥发酵的主体。参与堆肥的微生物有两个来源：一是有机废弃物里面原有的大量微生物；另一是人工加入的微生物接种剂。
　　这些菌种在一定条件下对某些有机废物具有较强的分解能力，具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等特点，能加速堆肥反应的进程，缩短堆肥反应的时间。

　　堆肥一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。好氧堆肥是在有氧情况下的有机物料分解过程，其代谢产物主要是二氧化碳、水和热；厌氧堆肥是在无氧条件下有机物料的分解过程，厌氧分解最后的代谢产物是甲烷、二氧化碳和许多低分子量的中间产物，如有机酸等。

　　参与堆肥过程的主要微生物种类是细菌、真菌以及放线菌。这3种微生物都有中温菌和高温菌。

　　堆肥过程中微生物的种群随温度的变化发生如下的交替变化：低、中温菌群为主转变为中高温菌群为主，中高温菌群为主转化为中低温菌群。随着堆肥时间的延长，细菌逐渐减少，放线菌逐渐增多，霉菌和酵母菌在堆肥的末期显着减少。

　　二、有机堆肥的发酵过程简单可分为以下4个阶段

　　1、发热阶段

　　堆肥制作初期，菌种开始工作。堆肥中的微生物以中温、好气性的种类为主，最常见的是无芽孢细菌、芽孢细菌和霉菌。它们启动堆肥的发酵过程，在好气性条件下旺盛分解易分解有机物质（如简单糖类、淀粉、蛋白质等），产生大量的热，不断提高堆肥温度，从20℃左右上升至40℃，称为发热阶段，或中温阶段，时间是从加入菌种开始后6-24小时。

　　2、高温阶段

　　随着温度的提高，菌种中的好热性的微生物逐渐取代中温性的种类而起主导作用，温度持续上升，一般在几天之内即达50℃以上，进入高温阶段。在高温阶段，好热放线菌和好热真菌成为主要种类。
　　它们对堆肥中复杂的有机物质（如纤维素、半纤维素、果胶物质等）进行强烈分解，热量积累，堆肥温度上升至60-70℃，甚至可高达80℃.随即大多数好热性微生物也大量死亡或进入休眠状态（20d以上），这对加快堆肥的腐熟有很重要的作用。
　　堆肥不当的堆肥，只有很短的高温期，或者根本达不到高温，因而腐熟很慢，在半年或者更长时期内还达不到半腐熟状态。

　　3、降温阶段

　　当高温阶段持续一定时间后（一般为48小时左右），纤维素、半纤维素、果胶物质大部分已被分解，剩下很难分解的复杂成分（如木质素）和新形成的腐殖质，微生物的活动减弱，温度逐渐下降。当温度下降到40℃以下时，中温性微生物又成为优势种类。

　　如果降温阶段来的早，表明堆制条件不够理想，植物性物质分解不充分。这时可以翻堆，将堆积材料拌匀，使之产生第二次发热、升温，以促进堆肥的腐熟。

　　4、腐熟保肥阶段

　　通过前三个阶段发酵约7-10天，堆肥腐熟后，体积缩小，堆温下降至稍高于气温，这时应将堆肥压紧，造成厌气状态，使有机质矿化作用减弱，以利于保肥。

　　简而言之，有机堆肥的发酵过程实际上就是各种微生物新陈代谢、繁殖的过程。微生物的新陈代谢过程即有机物分解的过程。有机物分解必然会产生能量，这些能量推动了堆肥化进程，使温度升高，同时还可干燥湿基质。

　　2、堆肥发酵的工艺流程

　　（1）C／N

　　据研究，一般情况下，微生物每消耗25g有机碳需要吸收1g氮素，微生物分解有机物较适宜的C／N为25左右。C／N过高，微生物生长繁殖所需的氮素来源受到限制，有机物分解速度慢，发酵时间长。C／N过低，微生物生长繁殖所需的能量来源受到限制，发酵温度上升缓慢，氮过量并以氨气的形式释放，有机氮损失大，还会散发难闻的气味。合理调节堆肥原料中的碳氮比，是加速堆肥腐熟、提高腐殖化系数的有效途径。

　　常见的有机固体废物含碳量一般为40％～55％，但氮的含量变化却很大，因此C／N的变幅也较大。一般禾本科植物的C／N较高，大约在40～60之间；畜禽粪便、城市污泥C／N较低，大约为10～30。为达到理想的堆肥有机物分解速度，通常用C／N较高的秸秆粉、草炭、蘑菇渣等与C／N较低的畜禽粪便、城市污泥等进行混合调整。
　　在堆肥化过程中，由于微生物的作用，有近2／3的碳素会以CO2的形式释放出来，剩余部分与氮素一起合成细胞生物体，所以堆肥化过程是一个C／N逐渐下降并趋于稳定的过程，腐熟堆肥的C／N一般为15:1左右。

　　不同的堆肥原料其适宜的C／N也存在差异，这种差异主要有两方面构成:一方面取决于堆肥原料中有机物的生物有效性(或可降解性)；另一方面取决于堆肥原料粒度。

　　（2）水分

　　堆制过程中保持适宜的水分含量，是堆肥制作成功的首要条件。当含水量在35％～40％之间时，堆肥微生物的降解速率会显著下降，当水分下降到30％以下时降解过程会完全停止。通常有机物吸水后会膨胀软化，有利于微生物分解；水分在堆肥中移动时，所带菌体也会向四周移动和扩散，并使堆肥分解腐熟均匀；水中溶解的各种物质还会成为微生物营养，并为微生物的繁殖创造条件。水分太少，微生物活动受限制，影响堆肥速度；水分太多，会堵塞堆肥物料问空隙，影响其通透性，易形成厌氧状况，并产生臭气，养分损失大，堆肥也同样缓慢。
 

　　（3）粒径

　　在相同体积或质量的情况下，小颗粒要比大颗粒有更大的表面积。所以如果供氧充足，小颗粒物料一般降解地要快一些。
　　实验证明将堆肥物料加以粉碎后，可以使降解速率提高2倍以上。一般推荐的颗粒粒径为1.3～7.6 cm，这个区间的下限适用于通风或连续翻堆的堆肥系统，上限适用于静态堆垛或其他静态通风堆肥系统。

　　（4）pH值

　　虽然不同研究得出的堆肥微生物适宜的pH值范围存在些许差异，但共同的研究结果表明，多数堆肥微生物适合在中性或偏碱性环境中繁殖与活动。
　　细菌和放线菌最适合的生长条件为中性和微碱性，真菌嗜酸性。细菌和真菌消化有机物时会释放有机酸，有机酸通常在堆肥初期被累积而导致pH值下降，从而有利于真菌的生长以及木质素和纤维素的降解；随着有机酸进一步被降解，pH值逐渐升高，细菌和放线菌的繁殖会逐渐加快。

　　常见的堆肥原料如畜禽粪便、市政污泥、作物秸秆、草炭、蘑菇渣等一般不需要进行pH值调节，但当原料pH值偏离正常堆肥pH值(5～9)较大时，就必须进行pH值调节。

　　在pH值调节时要注意的是，石灰的用量不宜过大，一般控制在5％以内，否则会延长堆肥过程的缓冲期，不利于堆肥化进程。