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详细解读好氧发酵技术及注意事项 [复制链接]

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好氧发酵的机理及注意事项探讨(二)

好氧发酵工艺主要利用在畜禽粪污、市政污泥、餐厨垃圾、植物秸秆等方面,以上物料不仅含有大量的有机质,还含有丰富的氮磷钾等中微量元素,可通过好氧发酵转变为高品质的有机肥料(以下简称堆肥)。好氧发酵堆肥是依靠微生物菌对物料中的有机物质进行吸收、合成、分解,在这过程中产生热量的同时,微生物菌不断地在进行繁殖,产生新的生物体和代谢物质,加快物料中的有机物矿质化、腐质化,在微生物分解降解有机物的过程中,不但生成大量可被植物利用的有效态氮、磷、钾化合物,同时又合成新的高分子有机物质→腐殖质,它是构成土壤活性的重要物质,所以说好氧发酵技术可以快速实现原始物料的无害化、减量化、稳定化、资源化再利用。

影响物料好氧发酵进程的几个重要因素有:含水率、PH值、供氧率、碳氮比和微生物菌,这几个重要因素会严重影响物料好氧发酵的进程,轻则加长发酵周期,重则造成好氧发酵停止,改为厌氧发酵,产生臭异味,降低堆肥品质。

一:含水率在好氧发酵过程中水分主要起到溶解有机物,参与微生物菌的新陈代谢,同时水分蒸发会带走热量,起到调节物料温度和湿度的作用。好氧发酵适宜的起始水分应在55-65%最佳。当含水率低于40%时,微生物菌的活动生长降低,有机物分解缓慢;当含水率低于20%时,微生物菌停止活动,好氧发酵停止;当水分高于70%时,水就会充满物料间的间隙,堵塞空气流通通道,造成好氧发酵结束转成厌氧发酵,结果形成发臭的HS(硫化氢)等中间产物,并严重影响有机物的分解降解过程。

二:PH值PH值是影响微生物菌生长的重要因素,也是堆肥品质的一个重要指标。微生物菌在适宜的酸碱环境中能更好的生长繁殖,加快发酵周期,降低堆肥养分的流失。微生物生长环境适宜的ph值范围在6.5-7.5之间,pH值5时,微生物停止生长,降解速率近乎为0,造成物料停止发酵,ph值》8.5时微生物活动缓慢或停止生长,降解速率急速下降且铵态氮大量挥发损失严重,造成发酵缓慢或停止发酵。Ph值可以通过添加酸碱性辅料来进行调整,如添加富含纤维素和蛋白质的畜禽粪便最适pH值在7.5-8.0之间。在发酵初期因为酸性微生物的作用,物料产生有机酸,ph值会下降到5.0左右,此时有利于酸性微生物的生长繁殖,随着发酵的持续进行会产生大量的氨氮,致使ph值升高,最高可达8.0左右。

三:供氧率物料颗粒大小影响物料堆体的供氧量,堆肥中的需氧量与堆肥中的有机质含量有关。有机物越多,耗氧量越大。好氧微生物的分解活动,需要良好的通风条件,如果通风不良,会抑制好氧微生物的活动能力,影响有机物的分解降解;如果通风过高,不仅堆肥中的水分和养分流失过多,而且也会导致温度降低,不利于嗜热菌的生长繁殖,影响发酵周期。好氧发酵对氧气的需求量应在15%左右。供氧量会严重影响物料发酵的升温速度和升温值,温度又牵制着好氧发酵的进程和发酵物料的品质,高温时间过长或多短都会推迟发酵周期,并影响发酵物料的品质。好氧发酵是一个放热过程,堆温取决于环境温度、堆体初始温度和微生物活性,发酵温度又牵制着微生物活性,从而影响腐殖化进程,尽管温度是发酵进程的表象形式,但适合的外部环境温度条件会显著提高发酵效率。所以说供氧量是影响好氧发酵进程的非常重要因素之一。

四:碳氮比适宜的碳氮比会加快发酵过程,降低发酵物料的养分流失,确保发酵物料的发酵腐熟度。在发酵物料中,C和N是最重要的两种元素,C为微生物提供能源,N参与建造微生物细胞结构。由于物生物自身碳氮比一般在5:1左右,古同化5分碳需1分氮以构成自身细胞体,而吸收利用1份氮则需要消耗5份有机碳来取的能量,因此微生物吸收利用1份氮则需要消耗25份的有机碳,所以物料好氧发酵最适宜的碳氮比应在25:1--31:1之间,过低时,物料堆体倾向于积累“部分氧化”的有机质,而不是进一步腐熟转化为腐殖质,因此不利于物料好氧发酵的正常进程。如碳氮比小范围过低时,会导致堆体温度过高切高温持续时间过长,造成有机质的过渡分解,会影响堆肥品质。当碳氮比过高时,会因氮源的不足而影响微生物的活动,导致好氧发酵进程缓慢或结束。若碳氮比小范围过高会导致高温持续时间缩短,影响粪便的日处理量。在碳氮比太低的物料发酵中添加一部分高碳低氮物质/辅料来补充碳源,有利于提高微生物对有机碳的分解速率,促进微生物将更多的铵态氮固定为有机氮,减少氮素损失。在堆肥过程中,全碳和有机质含量呈下降趋势,全氮含量呈增加趋势,碳氮比呈下降趋势。碳氮比对有机质分解的速率影响很大,它牵制着有机质得分降解程度,影响着腐殖质的行程。

五:微生物好氧发酵是通过微生物的生物新陈代谢作用,使物料中的有机物质转换成为稳定的腐殖质,实现物料稳定化、无害化、减量化、和资源化,由此我们可以说微生物在物料好氧发酵中起到主导性的作用。在好氧发酵过程中的微生物主要分为嗜温性微生物和嗜热性微生物,嗜温性微生物主要在发酵过程的中温阶段(55℃以下)和熟化阶段(55℃以下)活动;嗜热性微生物主要在发酵过程的高温阶段(55℃以上)活动。嗜热菌群主要灭杀不易杀死的有害细菌和难分解的高纤维素等。有机物质大部分在升温阶段和高温阶段被分解和转化,进入腐熟阶段后主要对纤维素、半纤维素进行分解转化,所以微生物活动性会减弱,逐渐趋于稳定。现在市面上的微生物发酵菌表乱,价格差距也比较大,大家注意谨慎选择。建议先少量购买试用,综合对比价格、使用量和发酵效果选择优质产品。

好氧发酵过程中产生的臭异味控制目前多采用为生物除臭,通过添加外源除臭微生物促进氮物质转化为蛋白氮和硝态氮,调节发酵过程中的氮和碳的代谢,控制减少分解为氨氮物质的气态挥发损失来控制臭味的产生。

经过一定时间的堆积发酵,水分、温度、PH值、总碳氮量等指标趋于稳定后,好氧发酵基本上就完成了。是不是可以作为高品质有机肥料直接作用到土壤,改善土壤肥力,还需要对各参数指标进行检测。

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