一、堆肥的基本原理及分类自然界中很多微生物具有氧化、分解有机物的能力。实践证明:利用微生 物在一定温度、湿度和pH值条件下,使有机物发生生物化学降解,形成一种类似腐殖质的物质, 用作肥料和改良土壤,在热力学上是完全可能的,这种利用微生物降解有机固体废物的方法称为生 物处理法,一般又称堆肥化。有机固体废物是堆肥微生物赖以生存、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的不同 ,有机废物处理可分为好氧堆肥法(高温堆肥)和厌氧堆肥法两种。前者是在通气条件下借好氧性 微生物活动使有机物得到降解,由于好氧堆肥温度一般在50￣60℃,极限可达80￣90℃, 故亦称为高温堆肥。后者是利用微生物发酵造肥。二、堆肥工艺流程及参数1.堆肥工艺程序传统 的堆肥化技术采用厌氧的野外堆积法,这种方法占地大、时间长。现代化的堆肥生产一般采用好气 堆肥工艺,这样方法处理有机固体废物占地少,升温迅速,发酵周期短,特别适合工厂化生产,酵 素菌堆肥就属此类。它通常由前处理、主发酵、后发酵等工序组成。(1)前处理在以家畜粪尿、 污泥等为堆肥原料时,前处理的主要任务是调整水分和C/N比,或者添加酵素菌速腐剂菌种。但 以城市生活垃圾为堆肥原料时,由于垃圾中含有大块的和非堆肥物质,因此有破碎和分选前处理工 艺。通过破碎和分选,去除非堆肥物质,调整垃圾的粒径。(2)主发酵(一次发酵)主发酵可在 露天进行或装置内进行,通过翻推或强制通风向堆积层或发酵装置内供给氧气。在露天堆肥或发酵装置内堆肥时,由于原料和土壤中存在的微生物作用而开始发酵。首先是易分解物质分解,产生CO2和H2O,同时产生热量,使堆温上升,这些微生物吸取有机物的碳氮营养成分,在细菌自身繁 殖的同时,将细胞中吸收的物质分解而产生热量。(3)后发酵经过主发酵的半成品被送到后发酵 工序,将主发酵工序尚未分解的易分解有机物和较难分解的有机物进一步分解,使之变成腐殖酸、 氨基酸等比较稳定的有机物,得到完全成熟的堆肥制品。一般把物料堆积到1￣2m高,进行后发 酵,并要有防止雨水流入的装置。有的场合还需要翻堆和通风,通常不进行通风,而是每周进行一 次翻堆。2.堆肥的工艺参数和质量标准(1)堆肥工艺参数堆肥工艺参数包括一次发酵和二次发 酵工艺参数。一次发酵主要参数:含水率:45%￣60%;C/N比:25/1￣30/1;温 度:55￣65℃;周期3￣10d。二次发酵工艺参数:含水率<40%;
温度<40℃;周期 5￣30d。(2)堆肥质量标准一次发酵终止指标:无恶臭;容积减量25%￣30%;水分去 除率10%;C/N比25/1￣20/1。二次发酵终止指标:堆肥充分腐熟;含水率<35%;C/N比<20/1;堆肥粒度<10mm。三、影响堆肥质量的因素影响堆肥的因素很多,归纳起来主要有下面几方面:1.有机质含量研 究表明,堆肥中合适的有机物含量约为20%￣80%之间。2.水分水分是微生物生长所必需的 因素之一,在堆肥过程中,按重量计50%左右的含水率最有利于微生物分解,水分超过70%, 温度难以上升,分解速度明显降低。3.温度初堆肥时,堆体温度一般与环境温度相一致,经过中 温菌1￣2d的作用,堆肥温度便能达到高温菌的理想温度50￣65℃,在这样的高温下,一般 堆肥只要5￣6d即可达到无害化。过低的堆温将大大延长堆肥达到腐熟的时间,而过高的堆温( >70℃)将对接种的堆肥微生物产生不利的影响。4.
碳氮比(C/N)C/N比与堆肥温度有 关,原料C/N比高,碳素多,氮素养料相对缺乏,细菌和其他微生物的发展受到限制,有机物的 分解速度就慢、发酵过程就长。碳氮比例高,容易导致成品堆肥的碳氮比过高,这样堆肥施入土壤 后,将夺取土壤中的氮素,使土壤陷入“氮饥饿”状态,会影响作物生长。若碳氮比低于20∶1 ,可供消耗的碳素少,氮素养料相对过剩,则氮将变成铵态氮而挥发,导致氮元素大量损失而降低 肥效。适宜的碳氮比为(25￣30)∶1,为了在堆肥过程中有理想的分解速度,必须调整好堆 肥原料的碳氮比。5.微生物发酵剂添加微生物发酵剂可使堆肥腐熟速度加快,比常规方法发酵时 间缩短1/2￣1/3,可迅速达到无害化标准,并能提高堆肥的养分含量。酵素菌速腐剂是目前 国内应用效果较好的好气性微生物发酵剂。四、堆肥条件的优化如前所述,堆肥化是堆肥物料中有 机物质(营养条件)物料的细碎度、温度、氧气、
水分含量(环境条件)和微生物相互作用,相互 影响的过程。营养条件中最重要的是堆肥物料的C/N比,而物料中P、K和微量元素通常不是堆肥化进程的限制因素。□过程参数条件物料的C/N比25/1￣30/1颗粒大小机械搅拌和强制通风时10￣15mm;条垛式堆制,自然通风时50m m水分含量50%￣60%(如用秸秆刨花等疏松剂时可更高)通气流量空气与挥发性固体比为(0 .6￣1.8m3/d·kg)或将氧气浓度维持在10%￣18%;具有强制通风设备时,可以 用温度反馈控制通气机温度55℃搅动在简单堆肥系统中不搅动或阶段性翻动;有机械装置时短暂 的剧烈搅动堆的大小自然通风时,高1.5m,宽2.5m任意长度的堆;强制通风时堆可更大附酵素菌堆肥过程最适的条件酵素菌堆肥原理及发酵技术
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