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有机肥设备厂家3个步骤轻松发酵粪便堆肥变有机肥料!

作者 yjfshebei.cn来源 有机肥设备厂家 浏览 更新:

  有机肥设备厂家3个步骤轻松发酵粪便堆肥变有机肥料!
 
  堆肥过程中的有机质经历了如下不同的代谢过程:无机化作用、腐殖化作用和部分降解作用(通过有氧呼吸、无氧呼吸和发酵实现)。
 
  在一个处理良好的降解过程中,大约50%的生物有机质降解转化为CO2、H2O、无机盐和能量。在剩余的有机质中,20%的有机质经历了复杂的代谢转换后转化为类似腐殖质的物质;另外30%经过有氧呼吸和无氧呼吸作用后最终转化为不太复杂的有机分子。堆肥过程中生物有机质的损失大概为30%~60%。影响这个数值的因素包括:堆肥系统、堆肥过程的时间、供氧系统、有机质的性质(物理和化学)、粒子尺寸、碳氮比和温度。
 
  即使意义会有不同,但是所有发生在自然界中的氮的微生物转化都会在堆肥化过程中发生。在堆肥化过程中,最重要的作用是无机化作用、硝化作用和同化作用。在微生物细胞中发生的硝酸盐的还原同化和有机氮化合物的合成是堆肥中的重要步骤,从而减少堆肥和土壤中的氮损失。
 
  无氧呼吸(厌氧发酵)
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  作为厌氧活动,固氮作用和脱氮作用都可以在堆肥中发生,但反应速率都很慢。在堆肥氮含量的下降基本都是以氨气的形式挥发造成的。但是,堆肥过程中碳氮比下降的主要因素则是过程中碳元素的大量损失(主要以CO2形式)。初始原料的总含氮量也会影响其挥发速度。
 
  如果不及时利用硝化细菌氧化这些含氮有机物产生的自由氨,氮元素就会挥发到环境中而造成氮损失。此外,堆肥中的厌氧微生物也会通过反硝化作用把硝酸盐转化为氮气而造成氮损失。这个过程只能发生在无氧环境中,但在供氧良好的堆肥化过程中也会存在。一些脱氮细菌在60℃的高温条件下仍能存活,其他的一般存活在中温范围(假单胞菌属、副球菌属)。堆肥中厌氧氨氧化的重要性现在还未知,但是在评价堆肥中潜存温室气体的问题时就变得很重要了。
 
  虽然会有氮元素的损失,但在堆肥后期,固氮细菌的活动会回收部分氮元素。目前已经在堆肥中分离了很多菌属,主要都存在于中温阶段,如固氮螺菌属、克雷伯菌属、肠杆菌属、芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌(deBertoldi等,1982、1983)。氨水和高温的存在则会抑制生物固氮作用。因此,固氮酶的活性在分解后期更高一些。
 
  在堆肥第一阶段,高湿、pH值、氨水严重地抑制了自养硝化作用。大部分氨基氧化细菌(硝化杆菌)受到抑制(Loehr,1974;Focht和Chang,1975)。由细菌(节杆菌属、放线菌属)和真菌(黄霉菌、绿霉菌)进行的异养硝化作用似乎很少受到上述因素的限制。事实上,堆肥的最初阶段里,硝酸盐分解产物几乎都是由异养硝化微生物作用产生的(Eylai和Schmidt,1959;Hora和Iyengar,1960;Hirsch等,1961;Marshall和Alexander,1962;Alexander,1977)。这些异养硝化微生物和那些直接同化氨作为自身组成的微生物是减少氨挥发的负面影响的主要因素。该作用的重要性是双重的:减少氨对空气的污染、限制堆肥中氮元素的损失。
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  厌氧反应会产生大量的氨气,在人工操作时容易对人的呼吸道产生危害。所以在现代堆肥过程中,常常采用好氧堆肥方式发酵有机肥料。好氧堆肥是在通气条件好,氧气充足的条件下,好氧菌对废物进行吸收、氧化以及分解的过程。好氧微生物通过自身的生命活动,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,同时释放出可供微生物生长活动所需的能量,而另一部分有机物则被合成新的细胞质,使微生物不断生长繁殖,产生出更多生物体。通常,好氧堆肥的堆温较高,一般宜在55-60℃时较好,所以好氧堆肥也称高温堆肥。高温堆肥可以最大限度地杀灭病原菌,同时,对有机质的降解速度快,堆肥所需天数短,臭气发生量少,是堆肥化的理想方式。好氧堆肥方式可以分为四个阶段:
 
  1)堆肥之中温阶段(25-40℃)
 
  在第一阶段(也被称作起始阶段),易降解且富含能量的物质充足,例如糖和蛋白质,逐渐被真菌、放线菌和细菌等降解,通常称这些微生物为初级分解者。根据堆肥模型,蚯蚓在堆肥中起到的作用却非常重要。实验证明,在初始底物中嗜温微生物的数量比嗜热微生物的数量多三个数量级,但初级分解者的活动却会导致温度升高。
 
  2)高温阶段(35-60℃)
 
  耐高温的有机体在这个阶段有较大的竞争优势,并逐渐在最后取代了几乎所有的中温微生物群。上一阶段着中的嗜温微生物逐渐死去,并最终被嗜热微生物所利用。此时,分解的作用的速度很快,并不断加速,直到温度大约达到62℃。在35-55℃之间,嗜热真菌的数量达到最大值,温度的继续升高则会抑制真菌的生长。因为在堆肥过程中,并不是所有区域都能够达到同一个温度,所以我们需要使用履带式翻堆机(翻抛设备均可)设备对物料进行翻抛通风。
履带式翻堆机
  3)冷却阶段(第二个中温阶段)
 
  当底物消耗到一定的程度时,嗜热微生物的活力下降,温度也开始降低。嗜热细菌重新繁殖,它们来自受保护的微小生境中存活的孢子,或者从外部进行接种。如果初始阶段的微生物可以降解糖类、低聚糖和蛋白质,那么第二中温阶段的特征是微生物开始降解淀粉和纤维素,它们几乎都是细菌和真菌。
 
  分解过程:
 
  无论是厌氧发酵还好氧发酵大分子的有机质,难以被植物吸收利用,而且还容易影响植物根系正常生长,所以需要进一步的分解、腐熟。在腐熟阶段,基质质量下降,经过一系列的过程后,微生物群体的组成几乎全部变化,通常是真菌数量增加,细菌数量减少,混合物不再进一步降解,形成了木质-腐殖质复合体等,并成为主要物质。需要5~10天左右。
 
  

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