堆肥工藝原理簡介

1、堆肥簡介一、堆肥工藝堆肥化有好氧和厭氧之分，由于好氧堆肥的高溫可以殺死廢棄物中的病原菌，同時(shí)高溫菌對有機(jī)質(zhì)的降解速度快，因此目前大多數(shù)堆肥采用的是高溫好氧堆肥。好氧堆肥是在有氧的條件下，借助好氧微生物的作用來進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的降解，堆肥的溫度高，一般在 5065C,亦稱為高溫堆肥。盡管堆肥工藝多種多樣，但它通常由前處理、主發(fā)酵（一次發(fā)酵）（二次發(fā)酵）、后處理及貯藏等工藝組成。1）前處理由于廢物中含有大塊物質(zhì)，因此有破碎和分選前處理工藝。通過破碎跟分選,調(diào)整廢物的粒徑。2）主發(fā)酵（一次發(fā)酵）、后發(fā)酵前處理發(fā)酵階段后處理及儲(chǔ)藏主發(fā)酵可在露天或發(fā)酵裝置內(nèi)進(jìn)行，通過翻推或強(qiáng)制通風(fēng)向堆積層或發(fā)酵裝置內(nèi)供給氧

2、氣。在露天堆肥或發(fā)酵裝置內(nèi)堆肥時(shí)，由于原料和土壤存在微生物作用，開始發(fā)酵，首先是易分解的分解，產(chǎn)生 CO2、H2O 和熱量，使堆溫上升。微生物吸取有機(jī)物的碳氮營養(yǎng)成分，在細(xì)菌自身繁殖時(shí)，將細(xì)胞中吸收的物質(zhì)分解而產(chǎn)生熱量。發(fā)酵初期，物質(zhì)的合成、分解作用是靠生長繁殖最適溫度 3040oC 的中溫菌進(jìn)行的。 隨著堆溫的升高， 最適溫度 4550oC 的高溫菌取代了中溫菌， 在 6070oC或更高的溫度下能進(jìn)行高效率的分解。氧的供應(yīng)情況和保溫的良好程度對堆肥的溫度上升有很大影響。溫度是顯示微生物活動(dòng)程度的參數(shù)。溫度過低，表示空氣量不足或放熱反應(yīng)速度減弱，分解接近結(jié)束。3）后發(fā)酵（二次發(fā)酵）經(jīng)過主發(fā)酵的

3、半成品被送到后發(fā)酵工序， 將主發(fā)酵工序尚未分解的易分解有機(jī)物和較難分解的有機(jī)物進(jìn)一步分解，使之變成腐殖酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機(jī)物，得到完全成熟的堆肥產(chǎn)品。時(shí)間通常是 2030do4）后處理經(jīng)過兩次發(fā)酵后的物料中，幾乎所有的有機(jī)物都變細(xì)碎和變形，數(shù)量減少了。5）脫臭堆肥過程的每道工序均有臭氣產(chǎn)生，主要有 NH3、H2S、甲基硫醇、胺類等。6）貯藏堆肥一般在春秋兩季使用，在夏冬季就須積存，所以要建立貯存六個(gè)月生產(chǎn)量的堆場。貯存的方式可直接存在發(fā)酵池中或袋裝， 要求干燥透氣， 閉氣和受潮會(huì)影響成品的質(zhì)量。二、堆肥原料1、畜禽糞便，含氮量高，2、秸稈類，有機(jī)質(zhì)含量高，富含作物生長的營養(yǎng)元素，C/N

4、高，不適合單獨(dú)堆肥。3、廚余垃圾4、食品副產(chǎn)品：豆渣、啤酒渣、酒渣、精糖渣5、污泥，富含氮素，水分含量高，6、木質(zhì)廢棄物，樹皮、木屑、鋸屑等，水分含量低，C/N 高，富含纖維素、木質(zhì)素，不易分解，適合做含水率調(diào)節(jié)的原料。7、沼氣發(fā)酵殘?jiān)Ｈ?、發(fā)酵前處理1、碳氮比調(diào)節(jié)，一般情況下，微生物消耗有機(jī)碳和氮素的比例一般為 25:1,所以堆肥過程中 C/N 一般調(diào)節(jié)至 25-30,過低，發(fā)酵升溫慢，氮過量以氨氣的形式釋放，氮素?fù)p失大，有臭味。C/N 過高，繁殖速度慢，發(fā)酵時(shí)間長，施入土壤造成氮饑餓，影響作物發(fā)育。2、水分調(diào)節(jié)，水的作用：一是溶解有機(jī)物，參與微生物的新陳代謝；二是可以調(diào)節(jié)堆肥溫度，當(dāng)溫度過

5、高時(shí)可通過水分的蒸發(fā)，帶走一部分熱量。水分太低妨礙微生物的繁殖，使分解速度緩慢，甚至導(dǎo)致分解反應(yīng)停止。水分過高則會(huì)導(dǎo)致原料內(nèi)部空隙被水充滿，使空氣量減少，造成向有機(jī)物供氧不足，形成厭氧狀態(tài)堆肥發(fā)酵最適含水率 50-60%,用手緊捏成團(tuán)，不會(huì)滲出水分，落地散開。3、調(diào)整 pH:堆肥微生物喜微堿性，即 pH7.0-8.0,貯藏時(shí)間久而 pH 降低時(shí)可用石灰調(diào)整。石灰用量不宜過大，控制在 5%以內(nèi)。4、粒徑調(diào)節(jié)，適宜的粒徑范圍為 315mm。四、堆肥配方計(jì)算快速堆肥的推薦條件條件合理范圍最佳范圍碳氮比（C/N）20:140:125:130:1水分含量4065%5060%顆粒直徑（直徑以 cm 計(jì)）0

6、.321.27可父pH 值5.59.06.58.0在處理濕物料時(shí)，水分就成為最重要的指標(biāo)，因?yàn)楦咚謺?huì)引發(fā)厭氧條件、臭氣和低分解率。不合適的 C/N 比影響并不嚴(yán)重，通常最好先根據(jù)水分來設(shè)計(jì)一個(gè)初始配方，然后再逐步調(diào)整，獲得一個(gè)可接受的 C/N 比。干物料與 C/N 比是成比例的，因?yàn)楸容^容易通過加水來調(diào)節(jié)。（為什么不先調(diào)整 C/N 比，然后增減水分來調(diào)整原料的水分）堆肥配方的計(jì)算公式，它是以干重為基礎(chǔ)計(jì)算的單個(gè)原料計(jì)算公式水重量=總重量 X 水分含量干重=總重量-水重量=總重量 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、料一般計(jì)算公式原料a水分含量十原料b水分含量+-所有原料的總重量原料a碳重量+原料b碳重量十原料a氮重量十原料b氮重量十對單個(gè)組分來講，必須知道其水分含量、氮含量（%干重）和碳含量（%干重）以及 C/N比。若要把重量轉(zhuǎn)變?yōu)轶w積或相反，則還要知道每一成分的比重舉例一堆肥廠以雞糞為原料，雞糞水分為 70%為獲得良好堆肥效果，需要用 35%K分含量的鋸末進(jìn)行調(diào)節(jié)。 假定雞糞的C/N比為10：1,氮含量為6%鋸末的C/N比為500:1,氮含量為 0.11%,試確定合適的堆肥配方第一步：根據(jù)確定的混合物料水分含量，求物料的搭配比例如設(shè)定混合物料的水分不超過 60%1kg 雞糞需要 Skg 鋸末則混合物料

8、水分=（雞糞中水分含量+鋸末中水分含量）/總重量=0.7+（0.35XS）/1+S=60%S=0.4即每公斤雞糞至少需要用 0.4 公斤水分含量為 35%勺鋸末進(jìn)行搭配，才能保證混合物料的水分含量不超過 60%第二步：根據(jù)上述搭配比例，檢驗(yàn)混合物料的 C/N 是否合適首先依據(jù)下列公式計(jì)算兩種物料的 C 量和 N 量水重量=總重量 X 水分含量干重=總重量-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 公斤雞糞含：水=1 公斤 X0.7=0.7 公斤干物質(zhì)=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 公斤鋸末含：水=1 公斤 X0.35=0.35 公斤干物質(zhì)=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 公斤然后計(jì)算混合物料的 C/NC/N=(雞糞 C 量+鋸末 C 量)/(雞糞 N 量+鋸末 N 量)=0.18+(0.4X0.36)/0.018+(0.4X0.00072)=17.7計(jì)算結(jié)果表明，混合物料 C/N 過低，須調(diào)整物料比例，增加 C 含量即鋸末的使用量。第三步：不斷調(diào)整鋸末比例，每調(diào)整一次，都按上述步驟重新計(jì)算混合物料的水分含量和 C/N,直到都符合堆肥基本要求為止。經(jīng)過反

10、復(fù)計(jì)算，本案例的優(yōu)化結(jié)果是每公斤雞糞添加 0.6 公斤鋸末，混合物料水分為 57%C/N 比為 21五、發(fā)酵過程控制，1、通風(fēng)控制對于好氧堆肥而言，氧氣是微生物賴以生存的物質(zhì)條件，供氧不足會(huì)造成大量微生物死亡，使分解速度減慢；但供冷空氣量過大又會(huì)使溫度降低，尤其不利于耐高溫菌的氧化分解過程，因此供氧量要適當(dāng)。翻堆控制，2、含水率控制在堆肥工藝中，堆肥原料的含水率對發(fā)酵過程影響很大，水的作用：一是溶解有機(jī)物，參與微生物的新陳代謝；二是可以調(diào)節(jié)堆肥溫度，當(dāng)溫度過高時(shí)可通過水分的蒸發(fā)，帶走一部分熱量。水分太低妨礙微生物的繁殖，使分解速度緩慢，甚至導(dǎo)致分解反應(yīng)停止。水分過高則會(huì)導(dǎo)致原料內(nèi)部空隙被水充滿

11、，使空氣量減少，造成向有機(jī)物供氧不足，形成厭氧狀態(tài)。同時(shí)因過多的水分蒸發(fā)而帶走大部分熱量，使堆肥過程達(dá)不到要求的高溫階段，抑制了高溫菌的降解活性，最終影響堆肥的效果。實(shí)踐證明： 當(dāng)有機(jī)物百分含量50%時(shí)， 最適宜含水率為 45%-50%;有機(jī)物百分含量達(dá)到 60%時(shí)，最適宜含水率為 60%;當(dāng)無機(jī)物灰分多，物料含水率30%時(shí),微生物繁殖慢，分解過程遲緩，當(dāng)含水率12%時(shí)，微生物會(huì)停止。因此，本工藝的含水率應(yīng)控制在 45%60%之間。通過滲濾液向發(fā)酵堆回流滲濾液的量來達(dá)到控制含水率的目的。3、溫度控制對于堆肥化過程來說，溫度是影響堆肥化微生物活動(dòng)和堆肥工藝過程的又一重要因素。堆肥過程溫度上升的熱

12、源，來自堆肥中微生物分解有機(jī)物進(jìn)行分解代謝釋放出的熱量。整個(gè)發(fā)酵過程中的水分含量、通風(fēng)控制和溫度都可通過翻堆來調(diào)節(jié)，主要可以通過壓縮堆體原料來防止通風(fēng)不良現(xiàn)象產(chǎn)生、防止塊狀物質(zhì)產(chǎn)生、補(bǔ)充新鮮空氣、防止散發(fā)以氨氣為主的氣體以及防止發(fā)酵產(chǎn)生的熱量是水分蒸發(fā)。發(fā)酵過程中，應(yīng)觀察物料溫度變化（最好能 24 小時(shí)監(jiān)測物料溫度變化），當(dāng)溫度升至 60c 以后馬上翻堆，若溫度一直在 60c 以下則每2 天（間隔 48 小時(shí)）翻堆一次。具體情況可按照實(shí)際進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且遵循“時(shí)（一般為 48h）到不等溫，溫（一般為60C）到不等時(shí)”的原則進(jìn)行。六、堆肥標(biāo)準(zhǔn)（1）定性標(biāo)準(zhǔn)定性標(biāo)準(zhǔn)主要是根據(jù)生產(chǎn)過程的表觀性狀對產(chǎn)品

13、的質(zhì)量進(jìn)行判斷。堆肥溫度：堆肥發(fā)酵過程產(chǎn)熱，數(shù)天內(nèi)溫度急速上升。一般堆體溫度應(yīng)控制在 60c 左右，超過70c 則會(huì)造成過熟。高溫持續(xù)幾天后下降，經(jīng)過幾次翻堆以及堆溫上升、下降之后，堆溫已不再上升，可認(rèn)為堆肥腐熟。氣味：發(fā)酵正常時(shí)，畜禽糞便臭味應(yīng)在 1d 到 2d 后消失，隨著發(fā)酵過程的正常進(jìn)行，逐步出現(xiàn)灑曲味；物料經(jīng)一次發(fā)酵后含水量下降到 30%左右，二次發(fā)酵后，含水量可降到 15%以內(nèi)。(2)定量標(biāo)準(zhǔn)粉劑產(chǎn)品應(yīng)松散、無惡臭味；顆粒產(chǎn)品應(yīng)無明顯機(jī)械雜質(zhì)、大小均勻、無腐敗味。生物有機(jī)肥產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表的要求。項(xiàng)目劑型粉劑顆粒后效活菌數(shù)(cfu),億/g0.200.20有機(jī)質(zhì)(以十基計(jì))，25.025.0水分，%30.015.0pH值5.58.55.58.5港大腸國群數(shù)，