好氧堆肥的工艺控制参数

堆肥技术是资源的回收与利用技术，它产生的最终产品是有机肥，而有机肥的质量由发酵的工艺条件和污泥性质决定，因此操作和控制堆肥工艺在好氧堆肥过程中具有十分重要的作用。

01原料

很多物料都可以作为堆肥的原料，但不是任何原料都可以通过好氧堆肥获得合格的有机肥产品。好氧堆肥过程是利用好氧微生物的活动来降解和转化有机物，所有影响好氧微生物生长繁殖的因素都会影响堆肥过程，最终也影响堆肥产品质量。在原料中需要控制的指标和参数主要有碳氮比、含水率、空隙率、pH值和有毒有害物质的含量。

02通气量

污泥好氧堆肥需要良好的通风供氧条件，通风量的多少会影响到微生物的活动程度、有机物的分解速度、物料含水率以及颗粒的大小等。运行良好的污泥堆肥系统通常需要充足的供氧能力、氧气在物料各处的分布均匀以及通风与干化之间的关系等因素。好氧堆肥化过程需要大量空气，一方面生化反应需要氧气，另一方面排气又可将堆料中的热量和水分带出，维持适当的生化反应条件，因此控制通气量必须综合考虑各种因素。堆肥化的不同阶段，通气目的不同。堆肥初期堆料中易降解有机物含量高，有机物氧化分解迅速，料堆温度可上升到70℃以上。增加通气量可以为微生物提供所需的氧和维持良好的生物生存环境，使堆体中的氧含量保持在5%～15%，但如果通气量过大，则所产生的热量大部分被带走，使嗜热细菌活性降低，反而使生物降解速度减小；通气量过小，被带走的热量少，长时间保持高温，造成供氧不足，发生厌氧发酵，有机物分解量减少。当进入堆肥后期，有机物被基本分解完，通气主要是为了减少堆肥产品的水分，使产品便于贮存，可适当减少通气量。

由于堆肥不同阶段的优势微生物不同，各阶段主要发生的生化反应也不同，所以各阶段需要的通风量也不同。为了能尽量降低能耗且还能满足微生物需氧量要求，目前的堆肥工艺主要采用时间和温度联合控制的方式来调整通风量。有研究表明，发酵温度在55℃时的氧气浓度以5%～15%为宜，此时通风量应设置在1.5～2.0m3/min，堆肥后期的通风量需要加强，以减少臭气并降低肥堆的温度。

03温度

温度是堆肥化过程需要重点操作控制的参数。不同的微生物适宜生产的温度范围是不同的，不同的温度情况下，可以生存的微生物种类和数量也不相同，这就造成不同温度情况下其对有机物的分解能力存在差异。

发酵反应的初期，主要是嗜温菌起作用，其适宜温度为30～50℃，随着堆料温度的升高，逐渐被嗜热菌所取代，其适宜温度为45～65℃，温度会直接影响有机物的降解速度，所以一般温度应控制在45～65℃，微生物活性最大时的适宜温度为55～60℃。微生物的分解活动还是一个放热过程，若不加以控制，堆料温度可达75～80℃，此温度下微生物的活性会急剧降低，有机质会被过度消耗，产生的堆肥品质会降低。如果温度过低也不利于微生物的活性，例如微生物在40℃左右的活性只有最适温度时的2/3左右，温度过低会导致发酵时间延长。

堆肥化温度控制的另一目的是杀灭堆料中的病原菌、寄生虫卵和杂草种子，堆肥化过程若能24h维持在60℃以上，即可达到无害化目的，但根据美国环保局（EPA）的规定，深度灭菌的标准是条垛料堆内温度大于55℃的时间至少15d，且在操作过程中至少翻动5次；对强制通风静态垛系统和发酵槽系统，料堆内部温度大于55℃的时间必须达到3d。堆肥化过程温度的控制常通过调节通气量来进行，堆料成熟后，料堆温度与环境温度趋于一致，一般不再有明显变化。

04搅动频率

搅动的作用是使空气填充到堆料固体颗粒间的空隙内，使空气与堆料均匀接触，从而使微生物或者充足的养分，也可以促进水分的蒸发。搅动频率对堆肥过程有明显影响，在堆肥的开始阶段，氧气消耗量很大，理论上固体颗粒空隙间的氧气在30min内就会被耗尽，但在实际工艺操作中，每次发酵的持续时间只有几天，一般2天搅动1次，但实际的分解效率不会下降，发酵也能继续进行。但是对有机质含量比较高的污泥，在堆肥初期则需要较为频繁的搅动。

在堆肥后期的搅动会导致堆料温度下降，一般的搅动主要在加料开始到分解率下降这个阶段进行，不同的发酵装置，搅动的频次也不同，一般从连续搅动到1～2d进行1次搅动不等。温度也可以作为判断搅动的指标，一般当堆心温度在55～60℃时可以开始搅动。

05发酵时间

发酵时间主要是从加料开始到有机物分解停止，也就是CO2停止产生的时间，通常可以以堆料温度达到最高温度作为标志。发酵时间会受污泥种类、机械脱水时加药种类以及堆料前处理方法影响而不同。采用常规发酵槽系统，正常发酵顺利的情况下，各发酵系统的时间相差不大，一般都为10～15d的发酵期。