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堆肥的基本原理及工艺流程

一、堆肥的基本原理

    自然界中有很多微生物具有氧化、分解**物的能力。利用微生物在yi定的温度、湿度和PH值条件下，将**性废弃物进行生物化学降解，使其形成一种类似腐殖质土壤的**物质用作肥料和改良土壤。这种利用微生物降解**性废弃物的方法称为生物处理法，一般又称堆肥化处理

**性废弃物是堆肥中微生物赖以生存、繁殖的物质条件，由于微生物生活时有的需要氧气，有的不需要氧气，因此，根据处理过程中起作用的微生物对氧气要求不同，**性废弃物堆肥化处理可分为好氧堆肥法（高温堆肥法）和厌氧堆肥法二种。前者是在通气条件下借助好氧微生物活动使**物得到降解，由于好氧堆肥温度一般在50～60度，可达70～80度，故也称为高温堆肥。后者是利用厌氧微生物发酵进行肥料制作的过程

1、好氧堆肥

    好氧堆肥是在有氧的条件下，借助好氧微生物的作用来进行的。在堆肥过程中，**性废弃物中的溶解性**物质透过微生物的细胞壁和细胞膜为微生物吸收，固体和胶体的**物先附着在微生物体外，由微生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质后再渗入细胞。微生物通过自身的生命活动——氧化、还原和合成过程，把一部分**物氧化成简单的无机物，释放出生命活动所需的能量，并把一部分**物转化为生物体所必须的营养物质以合成新的细胞物质，于是微生物逐渐生长繁殖产生更多的生物体。

    一般情况下利用堆肥温度变化作为堆肥过程的评价指标。一个完整的堆肥过程由四个堆肥阶段组成，即低温阶段、中温阶段、高温阶段和降温阶段。每个阶段都拥有不同的细菌、放线菌、真菌和原生动物，这些微生物就利用废弃物中的**物质作为食物和能量来源直至形成稳定的腐殖质物质为止。

2、厌氧堆肥

    厌氧堆肥是在无氧条件下借助厌氧微生物的作用来进行的

当**物厌氧分解时，主要经历酸性发酵和碱性发酵两个阶段。分解初期微生物活动中的分解产物主要是**酸、醇、二氧化碳、磷化氢等。在这一阶段，因**酸大量积累，发酵材料中PH值逐渐下降。随着易分解性**物质的减少和氧化还原电位的下降，另一群称为甲烷细菌的微生物开始分解**酸和醇类等物质，主要产物是甲烷和二氧化碳。随着甲烷细菌的繁殖，**酸迅速分解、PH值迅速上升，这一阶段叫碱性发酵阶段由于厌氧发酵后的产物呈液体状，有时仍含少量病原菌和散发臭气，所以在农田施用前必须经过灭菌并用专门的沼液散布机械进行喷洒，施肥田块的土地面积也要大，所以该方法比较适合于大农场使用。此外，由于沼气的产生受外界温度变化影响大，在北方人寒冷的冬季气量低，因而比较适合我国南方。

二、堆肥工艺流程及参数

   传统的堆肥化技术采用厌氧的野外堆积法，这种方法不仅占地面积大、堆积时间长，而且无害化程度低。现代化的堆肥生产一般采用好氧堆肥工艺，具**械化程度高、处理量大、堆肥发酵速度快、无害化程度高和便于进行清洁化生产等优点。畜禽粪便的好氧堆肥通常由前处理、一次发酵（主处理或主发酵）、二次发酵（后熟发酵）以及后续加工、贮藏等等工序组成。

1、前处理

因为畜禽粪便中水分含量大（含水量通常在70%～90%），如果不进行水分调节就会因通气不良而出现堆肥温度上升慢、臭气产生量大，并且搬运搅拌也不方便等。因此前处理的主要任务是进行水分含量、材料通气性和C/N调节。同时也可以顺便除去那些较大而不适合堆肥的物质如铁丝、砖瓦、石块、塑料膜、绳索等杂质，否则会影响以后的搅拌、通气等过程。

2、一次发酵

畜禽粪便的一次发酵通常在特定的发酵场所（槽，池等）或装置内进行，在堆肥过程中通过搅拌和强制通风向堆肥内部通入氧气，促进好氧性微生物活动。由于堆肥原料、空气和土壤存在着大量的各种微生物，所以后很快就进入发酵阶段。首先微生物利用易分解性**物进行繁殖，产生二氧化水，同时产生热量使堆肥升温。发酵初期**物质的分解主要是靠中温型微生物（30～40度）进行的，随着温度的升高，***适宜生活在45～65度的高温菌逐渐取代了中温型微生物。在此温度下，各种病原菌、寄生虫卵、杂草种子等均可被灭杀。一般由温度开始上升到温度开始下降的阶段称为一次发酵阶段。为了提高无害化效果，这一阶段至少应保持10天以上。一般情况下，该阶段牛粪为4～5周、猪粪3～4周、鸡粪2～3周左右。

3、二次发酵

将经过一次发酵后的堆肥送到二次发酵场地继续堆腐，使一次发酵中尚未完全分解的易分解的、较难分解的**物质继续分解，并将其逐渐转化为比较稳定和腐熟的堆肥。一般二次发酵的要求不如一次发酵条件严格，堆积高度可以在1～2m，只要有防雨、通风措施即可。在堆积过程中每1～2周要进行一次翻堆。二次发酵的时间长短视畜禽粪便各类和添加水分调节材料性质而定，一般堆肥内部温度降至40度以下时就表现二次发酵结束，即可以进行堆肥风干和后续加工了，通常，纯畜禽粪便堆肥二次发酵需要1个月左右的时间，添加等秸秆类材料时二次发酵在2～3个月左右，而添加木质材料如锯末、树皮等情况下二次发酵需要在那6个月以上的时间。