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一、微生物有机肥进行生产工作原理和微生物学过程

　　1、基本原理

好氧发酵是在好氧条件下，好氧微生物通过自身的分解和合成代谢过程，将一部分有机化合物分解为简单的无机物质，从中获得所需的能量，同时将一部分有机物质转化为新的细胞物质，使微生物生长，产生更多的生物过程。发酵的结果是废弃物中的有机物转化为稳定度较高的腐殖质。

　　2、微生物学过程

好氧发酵的微生物过程大致可分为为三个阶段，每个阶段都有自己独特的微生物群:

　　1）产热阶段（中温阶段，升温管理阶段）

在发酵初期（通常在1-3天），堆肥中的嗜热微生物利用可溶性可降解有机物作为营养和能量来源，迅速繁殖并释放热能，使堆肥温度持续升高。

　　2）高温阶段

当堆肥温度升至45 °c 以上时，便进入高温阶段。堆肥开始后2ー3天内，堆肥温度可迅速升至55 °c，1周内最高温度可达80 °c。嗜热微生物被抑制，并逐渐被嗜热微生物所取代。除了前期残留的和新形成的可溶性有机物的分解和转化外，半纤维素、纤维素和蛋白质等复杂有机物也开始强烈分解。当温度升至60 °c 时，真菌几乎完全停止活动，只有嗜热放线菌和细菌活跃。当温度升至摄氏70度以上时，大部分嗜热微生物不再适合生长，大量的嗜热微生物死亡或休眠。此时，产生的热量减少，堆积温度自动降低。当反应器温度低于70 °c 时，处于休眠状态的嗜热微生物再次活跃，继续分解难降解有机物。

高温在发酵的快速分解中起着重要作用。这一阶段开始形成腐殖质，开始出现能溶于弱碱的黑色物质。碳氮比明显降低，粪堆高度也相应降低。高温可以有效杀死有机废物中的病原体。根据我国高温发酵卫生标准（GB7959-87），最高发酵温度在50-55℃以上，持续时间为5-7d。

　　3）腐熟阶段

　　在高温阶段社会末期，只剩下一个部分学生较难进行分解的有机物和新形成的腐殖质，此时通过微生物活性明显下降，发热量减少，温度逐渐下降。此时嗜温性微生物再占优势，对残留较难分解的有机物作进一步提高分解，腐殖质不断发展增多且趋于成熟稳定化，此时发酵技术进入腐熟阶段。

冷却后的堆肥需氧量大大降低，堆肥空间增大，扩散系数增强，只需自然通风。强制曝气发酵中常见的后熟过程是将曝气堆翻转一次，然后停止曝气，让其腐烂。也可以起到氮保存的作用。

二、发酵程序和工艺流程

　　发酵程序:

　　1、原料的预处理：包括进行分选、破碎、含水率和碳氮比调整。

2.原料发酵：一般需要15-20天。

第一阶段: 需氧发酵的微生物代谢过程，从发酵的早期开始，然后从中温下降到高温，通常需要10-12天。

2）第一阶段:第一阶段发酵后，仍存在一些易分解和大量难分解的有机物，需要继续发酵使其成熟。此时温度持续下降，当温度稳定在35-40℃左右，就达到成熟期，一般需要5-10天。

　　3、后处理：后处理技术包括可以去除杂质和进行社会必要的破碎处理。

　　工艺流程

　　1、堆制技术

捣实地面堆积前，再堆放粪便、泥炭、乐贝丰二次防腐剂等按比例发酵原料。

2.搅拌翻堆式发酵工艺

　　物料以垛状堆置，可以将其排列成多条数据平行的条垛，条垛的断面进行形状设计通常为三角形或梯形，高度1.5-2.0m，宽4-6m。混合后堆料的含水率为55-65％。

发酵过程如下：

原料ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

在预处理中，有时需要粉碎原料并调整原料的粒度。适宜的粒度范围为12 ~ 60 mm，粉碎过筛可增加原料表面积，利于微生物繁殖，提高发酵速度。堆放后可每4-7天翻一次，1个月后即可停止，使其自然成熟。

　　三、发酵的影响社会因素分析及其控制

　　1、翻堆

转化供氧反应器是好氧发酵生产的基本条件之一。该反应器的主要功能是: 1为微生物发酵过程提供氧气，2调节反应器温度，3烘干反应器物料。

翻堆次数少，通风量不足以为微生物提供充足的氧气，影响发酵温度的升高；如果转数高，可能会损失肥堆的热量，影响发酵的无害化程度。通常在发酵时根据情况翻2-3次。

　　2、有机质的含量

　　有机质含量水平高低直接影响堆料温度和通风供氧。有机质含量过低，分解可以产生的热量不足以能够促进和维持发酵中嗜热性细菌的增殖，肥堆难于达到通过高温处理阶段，影响研究发酵的卫生无害化效果。而且，由于土壤有机质含量低，将影响不同发酵技术产品的肥效和使用企业价值。

如果有机物含量过高，需要大量氧气，会造成实际翻转和供氧困难，可能会因为供氧不足而造成一些厌氧情况。

　　3、C/N比

　　最适25：1

在发酵过程中，有机碳主要作为微生物的能量来源。大部分有机碳都会被氧化和分解成二氧化碳，并在微生物代谢过程中挥发。原生质体合成以氮素为主，最适 c/n 比为4ー30。当有机质的 c/n 比为10左右时，微生物对有机质的分解速率最大。

随着碳氮比的增加，发酵时间相对延长。当原料碳氮比为20、30 ~ 50和78时，对应的发酵时间分别约为9 ~ 12天、10 ~ 19天和21天，但当碳氮比大于80:1时，发酵困难。

　　各发酵生产原料的C/N比通常为：锯末屑300～1000，秸秆70～100，原料50～80，人粪6～10，牛粪8～26，猪粪7～15，鸡粪5～10，下水进行污泥8～15。

堆肥后 c/n 比值低于堆肥前，通常为10 ~ 20:1。这种 c/n 比值比堆肥前有所提高。

　　4、水分

水是否合适直接影响发酵速度和成熟度。对于污泥发酵，堆肥的适宜含水量为55-65％。在实际操作中，简单的测定方法如下:用手握住材料可以形成团块，并出现水迹，但最好水不要滴出来。原料发酵最适宜的水分含量为55％。

　　5、颗粒度

　　发酵化所需要的氧气是通过进行发酵生产原料以及颗粒内部孔隙供给的。孔隙率及孔隙空间大小主要取决于颗粒尺寸大小及结构设计强度，像纸张、动植物、纤维织物等，遇水受压时密度会提高，颗粒间孔隙大大缩小，不利于通风供氧。颗粒具有适宜企业大小对于一般为12-60mm.

微生物可以在较宽的pH范围内繁殖，适宜的pH值为6-8.5。

　　四、判定指标

成熟度: 发酵的成熟程度

1）外观变化:直观的定性判断标准是发酵不再剧烈分解，成品温度低；外观为深棕色或黑色；结构松散；没有恶臭。

　　2）温度环境变化：通常肥堆经过了一个高温处理阶段后，温度将逐渐开始下降。当发酵可以达到腐熟时，堆温将低于40℃。

　　2、化学指标

1）有机质和挥发性固体的含量: 随着发酵的进行，有机质和挥发性固体的含量不断下降，最终达到基本稳定。到期后可以减少15-30％ 。然而，这种趋势很大程度上受到原材料来源的影响。仅仅判断发酵是否成熟是不够的。

2）氮素、C/N比和无机氮形态的变化:在发酵过程中，部分有机碳会被氧化成CO2挥发损失，肥堆质量降低。由于氮的损失（主要是在有机氮的氨化阶段，会有少量的氨氮挥发）远低于有机碳的损失，所以发酵中总氮含量在发酵分解后趋于增加，而C/N比则持续降低直至稳定。有研究指出，当堆肥的碳氮比从25 ~ 35: 1降到20:1以下时，堆肥就会稳定。

　　水溶性进行有机碳（C）及水溶性以及有机碳与有机氮之比：水溶性有机碳与水溶性有机氮的比值是发酵腐熟的良好学习化学技术指标，该值约为5-6时表明通过发酵时间已经没有腐熟，而且该值与发酵生产原料成本无关。