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。利用微生物在一定的温度、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。好氧堆肥过程中一些物质成分的变化如图所示。

    **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，较高可达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，如图所示。

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。以纤维素分解为例，堆肥的厌氧分解反应表示为：

(C6H12O6)n           3nCO2+3Nch4+能量

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。