堆肥工艺原理简介

1、堆肥简介一、堆肥工艺堆肥化有好氧和厌氧之分，由于好氧堆肥的高温可以杀死废弃物中的病原菌，同时高温菌对有机质的降解速度快，因此目前大多数堆肥采用的是高温好氧堆肥。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有机物质的降解，堆肥的温度高，一般在 5065C,亦称为高温堆肥。尽管堆肥工艺多种多样，但它通常由前处理、主发酵（一次发酵）（二次发酵）、后处理及贮藏等工艺组成。1）前处理由于废物中含有大块物质，因此有破碎和分选前处理工艺。通过破碎跟分选,调整废物的粒径。2）主发酵（一次发酵）、后发酵前处理发酵阶段后处理及储藏主发酵可在露天或发酵装置内进行，通过翻推或强制通风向堆积层或发酵装置内供给氧

2、气。在露天堆肥或发酵装置内堆肥时，由于原料和土壤存在微生物作用，开始发酵，首先是易分解的分解，产生 CO2、H2O 和热量，使堆温上升。微生物吸取有机物的碳氮营养成分，在细菌自身繁殖时，将细胞中吸收的物质分解而产生热量。发酵初期，物质的合成、分解作用是靠生长繁殖最适温度 3040oC 的中温菌进行的。 随着堆温的升高， 最适温度 4550oC 的高温菌取代了中温菌， 在 6070oC或更高的温度下能进行高效率的分解。氧的供应情况和保温的良好程度对堆肥的温度上升有很大影响。温度是显示微生物活动程度的参数。温度过低，表示空气量不足或放热反应速度减弱，分解接近结束。3）后发酵（二次发酵）经过主发酵的

3、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产品。时间通常是 2030do4）后处理经过两次发酵后的物料中，几乎所有的有机物都变细碎和变形，数量减少了。5）脱臭堆肥过程的每道工序均有臭气产生，主要有 NH3、H2S、甲基硫醇、胺类等。6）贮藏堆肥一般在春秋两季使用，在夏冬季就须积存，所以要建立贮存六个月生产量的堆场。贮存的方式可直接存在发酵池中或袋装， 要求干燥透气， 闭气和受潮会影响成品的质量。二、堆肥原料1、畜禽粪便，含氮量高，2、秸秆类，有机质含量高，富含作物生长的营养元素，C/N

4、高，不适合单独堆肥。3、厨余垃圾4、食品副产品：豆渣、啤酒渣、酒渣、精糖渣5、污泥，富含氮素，水分含量高，6、木质废弃物，树皮、木屑、锯屑等，水分含量低，C/N 高，富含纤维素、木质素，不易分解，适合做含水率调节的原料。7、沼气发酵残渣。三、发酵前处理1、碳氮比调节，一般情况下，微生物消耗有机碳和氮素的比例一般为 25:1,所以堆肥过程中 C/N 一般调节至 25-30,过低，发酵升温慢，氮过量以氨气的形式释放，氮素损失大，有臭味。C/N 过高，繁殖速度慢，发酵时间长，施入土壤造成氮饥饿，影响作物发育。2、水分调节，水的作用：一是溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；二是可以调节堆肥温度，当温度过

5、高时可通过水分的蒸发，带走一部分热量。水分太低妨碍微生物的繁殖，使分解速度缓慢，甚至导致分解反应停止。水分过高则会导致原料内部空隙被水充满，使空气量减少，造成向有机物供氧不足，形成厌氧状态堆肥发酵最适含水率 50-60%,用手紧捏成团，不会渗出水分，落地散开。3、调整 pH:堆肥微生物喜微碱性，即 pH7.0-8.0,贮藏时间久而 pH 降低时可用石灰调整。石灰用量不宜过大，控制在 5%以内。4、粒径调节，适宜的粒径范围为 315mm。四、堆肥配方计算快速堆肥的推荐条件条件合理范围最佳范围碳氮比（C/N）20:140:125:130:1水分含量4065%5060%颗粒直径（直径以 cm 计）0

6、.321.27可父pH 值5.59.06.58.0在处理湿物料时，水分就成为最重要的指标，因为高水分会引发厌氧条件、臭气和低分解率。不合适的 C/N 比影响并不严重，通常最好先根据水分来设计一个初始配方，然后再逐步调整，获得一个可接受的 C/N 比。干物料与 C/N 比是成比例的，因为比较容易通过加水来调节。（为什么不先调整 C/N 比，然后增减水分来调整原料的水分）堆肥配方的计算公式，它是以干重为基础计算的单个原料计算公式水重量=总重量 X 水分含量干重=总重量-水重量=总重量 X（1-水分含量）氮含量=干重 X（含氮 5100）碳含量=干重 X（含碳 5100）=氮含量 XC/N 比混合物

7、料一般计算公式原料a水分含量十原料b水分含量+-所有原料的总重量原料a碳重量+原料b碳重量十原料a氮重量十原料b氮重量十对单个组分来讲，必须知道其水分含量、氮含量（%干重）和碳含量（%干重）以及 C/N比。若要把重量转变为体积或相反，则还要知道每一成分的比重举例一堆肥厂以鸡粪为原料，鸡粪水分为 70%为获得良好堆肥效果，需要用 35%K分含量的锯末进行调节。 假定鸡粪的C/N比为10：1,氮含量为6%锯末的C/N比为500:1,氮含量为 0.11%,试确定合适的堆肥配方第一步：根据确定的混合物料水分含量，求物料的搭配比例如设定混合物料的水分不超过 60%1kg 鸡粪需要 Skg 锯末则混合物料

8、水分=（鸡粪中水分含量+锯末中水分含量）/总重量=0.7+（0.35XS）/1+S=60%S=0.4即每公斤鸡粪至少需要用 0.4 公斤水分含量为 35%勺锯末进行搭配，才能保证混合物料的水分含量不超过 60%第二步：根据上述搭配比例，检验混合物料的 C/N 是否合适首先依据下列公式计算两种物料的 C 量和 N 量水重量=总重量 X 水分含量干重=总重量-水分重量氮量=干重 XN%碳重=C/N 比 X 氮重水分含量二C/N=每 1 公斤鸡粪含：水=1 公斤 X0.7=0.7 公斤干物质=1 公斤-0.7 公斤=0.3 公斤氮=0.3X0.06=0.018 公斤碳=0.018 公斤 X10=0.

9、18 公斤每 1 公斤锯末含：水=1 公斤 X0.35=0.35 公斤干物质=1 公斤-0.35 公斤=0.65 公斤氮=0.65X0.0011=0.00072 公斤碳=0.00072 公斤 X500=0.36 公斤然后计算混合物料的 C/NC/N=(鸡粪 C 量+锯末 C 量)/(鸡粪 N 量+锯末 N 量)=0.18+(0.4X0.36)/0.018+(0.4X0.00072)=17.7计算结果表明，混合物料 C/N 过低，须调整物料比例，增加 C 含量即锯末的使用量。第三步：不断调整锯末比例，每调整一次，都按上述步骤重新计算混合物料的水分含量和 C/N,直到都符合堆肥基本要求为止。经过反

10、复计算，本案例的优化结果是每公斤鸡粪添加 0.6 公斤锯末，混合物料水分为 57%C/N 比为 21五、发酵过程控制，1、通风控制对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的物质条件，供氧不足会造成大量微生物死亡，使分解速度减慢；但供冷空气量过大又会使温度降低，尤其不利于耐高温菌的氧化分解过程，因此供氧量要适当。翻堆控制，2、含水率控制在堆肥工艺中，堆肥原料的含水率对发酵过程影响很大，水的作用：一是溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；二是可以调节堆肥温度，当温度过高时可通过水分的蒸发，带走一部分热量。水分太低妨碍微生物的繁殖，使分解速度缓慢，甚至导致分解反应停止。水分过高则会导致原料内部空隙被水充满

11、，使空气量减少，造成向有机物供氧不足，形成厌氧状态。同时因过多的水分蒸发而带走大部分热量，使堆肥过程达不到要求的高温阶段，抑制了高温菌的降解活性，最终影响堆肥的效果。实践证明： 当有机物百分含量50%时， 最适宜含水率为 45%-50%;有机物百分含量达到 60%时，最适宜含水率为 60%;当无机物灰分多，物料含水率30%时,微生物繁殖慢，分解过程迟缓，当含水率12%时，微生物会停止。因此，本工艺的含水率应控制在 45%60%之间。通过渗滤液向发酵堆回流渗滤液的量来达到控制含水率的目的。3、温度控制对于堆肥化过程来说，温度是影响堆肥化微生物活动和堆肥工艺过程的又一重要因素。堆肥过程温度上升的热

12、源，来自堆肥中微生物分解有机物进行分解代谢释放出的热量。整个发酵过程中的水分含量、通风控制和温度都可通过翻堆来调节，主要可以通过压缩堆体原料来防止通风不良现象产生、防止块状物质产生、补充新鲜空气、防止散发以氨气为主的气体以及防止发酵产生的热量是水分蒸发。发酵过程中，应观察物料温度变化（最好能 24 小时监测物料温度变化），当温度升至 60c 以后马上翻堆，若温度一直在 60c 以下则每2 天（间隔 48 小时）翻堆一次。具体情况可按照实际进行调节，并且遵循“时（一般为 48h）到不等温，温（一般为60C）到不等时”的原则进行。六、堆肥标准（1）定性标准定性标准主要是根据生产过程的表观性状对产品

13、的质量进行判断。堆肥温度：堆肥发酵过程产热，数天内温度急速上升。一般堆体温度应控制在 60c 左右，超过70c 则会造成过熟。高温持续几天后下降，经过几次翻堆以及堆温上升、下降之后，堆温已不再上升，可认为堆肥腐熟。气味：发酵正常时，畜禽粪便臭味应在 1d 到 2d 后消失，随着发酵过程的正常进行，逐步出现洒曲味；物料经一次发酵后含水量下降到 30%左右，二次发酵后，含水量可降到 15%以内。(2)定量标准粉剂产品应松散、无恶臭味；颗粒产品应无明显机械杂质、大小均匀、无腐败味。生物有机肥产品的各项技术指标应符合下表的要求。项目剂型粉剂颗粒后效活菌数(cfu),亿/g0.200.20有机质(以十基计)，25.025.0水分，%30.015.0pH值5.58.55.58.5港大肠国群数，