堆肥的基本原理
堆肥反应
一、堆肥的基本原理自然界中有很多微生物具有氧化、分解有机物的能力。
利用微生物在一定的温度、湿度和PH值条件下，将有机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有机物质用作肥料和改良土壤。
这种利用微生物降解有机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。
有机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，有机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有机物得到降解，由于好氧堆肥温度一般在50～60度，最高可达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，有机性废弃物中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜为微生物吸收，固体和胶体的有机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，把一部分有机物氧化成简单的无机物，释放出生命活动所需的能量，并把一部分有机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有机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，如图所示当有机物厌氧分解时，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有机酸、醇、二氧化碳、磷化氢等。
在这一阶段，因有机酸大量积累，发酵材料中PH值逐渐下降。
堆肥的原理
堆肥的原理堆肥的原理：堆肥是处理与利用垃圾的一种方法，是利用垃圾或土壤中存在的细菌、酵母菌、真菌和放线菌等微生物，使垃圾中的有机物发生生物化学反应而降解（消化），形成一种类似腐蚀质土壤的物质，用作肥料并用来改良土壤。
垃圾堆肥技术在中国农是从事活动中早有应用，而作为科学进行研究探讨此法则始于1920年。
按细菌分解的作用原理，分为高温需(好)氧法和低温厌氧法堆肥。
按堆肥方法，分为露天堆肥法和机械堆肥。
堆肥法操作一般分为4步：①预处理，剔出大块的及无机杂品，将垃圾破碎筛分为匀质状，匀质垃圾的最佳含水率为45-60%，碳氮比约为(20-30)：1，达不到需要时可掺进污泥或粪便；②细菌分解(或称发酵)，在温度、水分和氧气适宜条件下，好氧或厌氧微生物迅速繁殖，垃圾开始分解，将各种有机质转化为无害的肥料；③腐熟，稳定肥质，待完全腐熟即可施用；④贮存或处置，将肥料贮存，废料另作填埋处置。
堆肥工艺流程，好氧堆肥化是在有氧存在的条件下，以好氧微生物为主降解、稳定有机物的无害化处理方法。
由于具有发酵周期短、无害化程度高、卫生条件好和易于机械化操作等特点，好氧堆肥法在国内外得到广泛应用。
好氧堆肥工艺由前处理，主发酵（亦可称一次发酵，一级发酵或初级发酵）、后发酵（亦可称二次发酵、二级发酵或次级发酵）、后处理、脱臭及贮存等工序组成。
前处理生活垃圾中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物质，这些物质会影响垃圾处理机械的正常运行，降低发酵仓容积的有效使用，使堆温难以达到无害化要求，从而影响堆肥产品的质量。
前处理的主要任务是破碎和分选，去除不可堆肥化物质，将垃圾破碎在12～60mm 的适宜粒径范围。
主发酵主发酵可在露天或发酵仓内进行，通过翻堆搅拌或强制通风来供给氧气，供给空气的方式随发酵仓种类而异。
发酵初期物质的分解作用是靠嗜温菌（生长繁殖最适宜温度为30～40℃）进行的。
随着堆温的升高，最适宜温度45~65℃的嗜热菌取代了嗜温菌，能进行高效率的分解，氧的供应情况与保温床的良好程度对堆料的温度上升有很大影响。
堆肥课件ppt
03 堆肥的应用与价 值
堆肥在农业中的应用
堆肥在农业中广泛应用于有机肥 料的生产，提供植物生长所需的 养分，改善土壤结构，提高土壤
肥力。
堆肥可以替代化学肥料，降低化 肥对环境的污染，同时提高农产
品品质和产量。
堆肥还可以抑制土壤中的病虫害 ，减少农药使用，保护生态环境
。
堆肥在环保领域的应用
堆肥还可以为城市中的小花园、屋顶绿 化等提供肥料支持，增加城市绿化空间
。
堆肥的经济价值与社会价值
01
堆肥的生产和使用可以 创造就业机会，促进经 济发展。
02
堆肥可以降低农业生产 的成本，提高农民的收 入水平。
03
堆肥可以促进资源的循 环利用，减少资源浪费 ，实现可持续发展。
04
堆肥还可以提高公众的 环保意识，促进社会文 明进步。
04 堆肥的挑战与解 决方案
堆肥过程中臭气的产生与控制
臭气产生
堆肥过程中，有机物分解产生氨 气、硫化氢等气体，导致臭气的 产生。
控制方法
采用封闭式堆肥技术，减少气体 逸出；添加除臭剂，如过氧化钙 、活性炭等；加强堆肥过程中的 通风换气。
堆肥产品质量的问题与改进
问题
堆肥产品中可能含有重金属、病原菌 等有害物质，影响产品质量。
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高效堆肥技术
通过改进堆肥工艺和设备，提高堆肥效率，减少堆肥周期和能耗 。
生物技术在堆肥中的应用
利用微生物菌剂、酶等生物技术手段，促进有机物分解，提高堆肥 品质和产量。
智能化堆肥技术
通过物联网、大数据等技术手段，实现堆肥过程的智能化监控和管 理，提高生产效率和资源利用率。
堆肥在可持续发展中的作用
减少垃圾处理压力
堆肥的原理
堆肥的原理堆肥是一种将有机废弃物转化为肥料的生物技术，通过微生物的分解作用，将有机废弃物转化为有机肥料。
堆肥的原理主要包括有机废弃物的分解、微生物的作用和适宜的环境条件。
首先，有机废弃物的分解是堆肥的基础。
有机废弃物包括厨余垃圾、枯枝落叶、畜禽粪便等，这些废弃物中含有丰富的碳、氮等营养元素，是微生物生长繁殖的重要营养来源。
在堆肥过程中，这些有机废弃物经过分解作用，逐渐分解成为有机质和无机物质，为微生物的生长提供了充足的营养物质。
其次，微生物的作用是堆肥的关键。
在堆肥过程中，微生物包括细菌、真菌、放线菌等，它们在适宜的环境条件下，通过分解废弃物中的有机物质，产生热量和二氧化碳，促进有机物质的分解和转化。
其中，细菌主要参与有机物质的分解和氮的转化，真菌则主要参与木质素的分解，放线菌则在高温环境下发挥重要作用。
微生物的作用是堆肥过程中不可或缺的，它们能够有效地分解有机废弃物，加速堆肥的发酵过程。
最后，适宜的环境条件是堆肥成功的保障。
适宜的环境条件包括适宜的温度、适宜的湿度、适宜的通气条件等。
在堆肥过程中，温度的控制是非常重要的，一般来说，堆肥温度在55℃-65℃之间是最为适宜的，这样可以有效地杀死有害微生物和种子，加速有机物质的分解。
此外，堆肥过程中适宜的湿度可以促进微生物的生长繁殖，通气条件可以保证堆肥过程中氧气的供应，避免产生恶臭气味。
综上所述，堆肥的原理包括有机废弃物的分解、微生物的作用和适宜的环境条件。
通过这些原理的作用，有机废弃物可以被有效地转化为有机肥料，为农作物的生长提供充足的营养物质。
因此，在日常生活中，我们应该提倡堆肥技术，将生活垃圾转化为资源，实现循环利用，保护环境。
堆肥制作流程
堆肥制作流程一、堆肥的定义和原理堆肥是一种将有机废弃物转化为有机肥料的过程。
其原理是通过控制温度、湿度和氧气等因素，促使有机废弃物中的微生物进行分解和腐熟，最终产生具有植物营养价值的有机肥料。
二、准备工作1.选择堆肥场地：应选择通风良好、阳光充足的地方，避免靠近居民区和水源。
2.准备堆肥器具：可使用木板、塑料板等材料搭建堆肥框架，或购买专用的堆肥箱。
3.收集有机废弃物：包括果皮、蔬菜残余、剩饭剩菜等厨余垃圾，还可以加入枯萎的植物、落叶等植物废弃物。
1.调整废弃物比例：将收集到的有机废弃物按照一定比例混合，可以选择2份厨余垃圾和1份植物废弃物的比例，以保持有机物质的平衡。
2.切碎废弃物：将废弃物切碎或粉碎，可以增加废弃物的表面积，有利于微生物的分解。
3.堆放废弃物：在堆肥器具内部铺一层细枝、秸秆等粗材料作为底层，然后将切碎的废弃物均匀覆盖在上面，每堆高度不宜超过 1.5米。
4.保持湿度：在堆放废弃物的过程中，需要保持适当的湿度，一般为60%~70%左右，可以通过定期浇水来保持湿度。
5.翻堆通气：在堆肥过程中，定期翻堆以增加通气量，促进有机物的分解。
一般每隔1~2周翻堆一次，可以使用铲子或叉子等工具将废弃物从堆顶移到底部，使废弃物均匀接触空气。
6.控制温度：堆肥过程中会产生大量的热量，需要控制温度在55℃以下，过高的温度会破坏有机物中的营养成分。
可以通过翻堆、增加通风等方式控制温度。
7.堆肥时间：一般来说，堆肥的时间为2~6个月不等，具体时间根据废弃物的种类和堆肥的条件而定。
8.堆肥成品：当废弃物经过一段时间的堆肥后，会变成黑褐色的有机肥料，没有异味，质地松散，可以用于种植蔬菜、花草等植物。
四、注意事项1.堆肥过程中应定期检查堆肥堆的湿度和温度，并做出相应调整。
2.避免堆肥堆过高，以免塌方或影响通风效果。
3.不宜堆放过多的油脂、骨头等难以分解的物质，以免影响堆肥效果。
4.堆肥过程中应避免废弃物的露出，以防止异味和蚊蝇滋生。
堆肥法处理的生态学原理
堆肥法处理的生态学原理
堆肥法处理的生态学原理主要包括以下几点：
1. 循环利用有机废弃物：堆肥法通过将有机废弃物进行分解、转化和氧化的过程，实现了废弃物的循环利用。
废弃物中的有机物被微生物分解为水、二氧化碳和有机肥料，有机肥料可以作为土壤肥料使用，提供养分给植物生长。
2. 梯度化堆肥过程：堆肥法通过控制堆肥过程中的温度、湿度和通气等条件，使得堆肥过程呈现出由低温到高温的梯度性。
在低温阶段，大量的有机物被分解为可溶性有机物，进一步转化为有机酸、醇和酮等物质。
在高温阶段，大量的有机物被分解为水和二氧化碳，同时有效地杀死了病原微生物和其他有害微生物。
3. 微生物参与分解：堆肥法依赖于微生物的活动参与有机物的分解。
在堆肥过程中，大量的细菌、真菌和其他微生物会分解有机物，产生酶来降解有机物的复杂结构。
微生物的活动可以进一步促进有机物的氧化和分解，提供了足够的能量和养分。
4. 营造良好的生态环境：堆肥过程中，通过控制温度、湿度和通气等条件，确保有机废弃物中的有机物得到有效分解，避免产生有害气体和有害物质释放到空气或水环境中。
同时，堆肥过程中还能降低臭气的产生，减少对周围环境和人体的污染。
农村家庭堆肥方案
农村家庭堆肥方案引言农村家庭堆肥是一种有效利用生活垃圾和农业废弃物进行资源回收的方法。
通过堆肥处理，可以将有机废弃物转化为有机肥料，用于农田的改良和植物生长的提高。
对于农村家庭来说，堆肥不仅可提高生活垃圾处理效率，还可减少化学肥料的使用，降低农田污染，实现可持续农业发展。
堆肥的基本原理堆肥是一种利用微生物降解有机废弃物并产生稳定有机肥料的过程。
堆肥堆中的有机物质经过一系列微生物的分解作用，逐渐转化为稳定的有机物质，并释放出养分供植物吸收利用。
堆肥的基本原理包括以下几个方面：1. 有机物分解堆肥过程中，微生物主要分解有机物质。
在适宜的温度、湿度和通气条件下，细菌、真菌和蚯蚓等微生物会分解有机废弃物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质等有机物质，释放出二氧化碳、水和其他无机化合物。
2. 温度升高在堆肥过程中，有机物质分解会产生热量。
随着分解的进行，堆肥堆内的温度逐渐升高。
适宜的堆温可以促进微生物的繁殖和活动，加速有机物质的分解和转化。
3. 通气和湿度控制良好的通气和适宜的湿度对堆肥过程至关重要。
通气可以提供氧气供微生物呼吸，促进分解过程。
而适宜的湿度可以保持微生物的活性和有机物质的分解速率。
农村家庭堆肥方案设计1. 选择合适的堆肥容器农村家庭堆肥可以选择不同的堆肥容器，如堆肥桶、堆肥箱或者简易的堆肥堆。
选择合适的堆肥容器需要考虑容器的尺寸、通气性和抗腐蚀性能等因素。
2. 收集有机废弃物在农村家庭堆肥方案中，可以利用厨余垃圾、农作物秸秆、畜禽粪便等有机废弃物进行堆肥处理。
在收集有机废弃物时，可以进行分类，将不同类型的废弃物分别储存，有利于堆肥过程的进行。
3. 控制堆肥条件堆肥过程中需要控制合适的堆肥条件，包括适宜的温度、湿度和通气。
为了提高堆肥效果，可以将有机废弃物切碎或打碎，增加堆肥堆的通气性和表面积，加速有机物质的分解速率。
4. 堆肥过程管理在堆肥过程中需要进行定期的管理。
可以通过翻堆、加水、加控制释放剂等操作，促进有机物质的均匀分解和转化。
堆肥的基本原理
C/N比 15-20 10-15 6-10 50-60 60-70 70-80 8-10 10-15 8-10 10-15 9-12 10-15 10-15
树 柳树叶
木 杉叶 类 松叶
约70 约60 约60
1.0-1.5 0.2-0.5 1.0-1.5 0.5-1.0 0.3-0.5 0.2-0.5 0.1-0.2 0.1-0.2 1.0-1.5 0.2-0.5 0.3-0.5 0.1-0.2
二、堆肥材料的水分含量
1．微生物与水分含量的关系 2．水分含量与通气性调节 3．水分调节材料的物理性状 4．堆肥材料的容重
1．微生物与水分含量的关系
干燥状态下微生物活动较弱，一般H2O<40%时 微生物的繁殖就会受到抑制。因此，在堆肥化处理 中微生物如果能得到充足氧气，材料的水分含量越 高对微生物的活动越有利。但是，材料水分含量较 高时，通气性就会变劣，好气微生物的活动就会受 到抑制，不仅因出现嫌气性发酵而产生大量臭气， 而且发酵速度也较慢。因此，在堆肥开始前要通过 对材料的水分含量调节使材料既能保持良好的通气 状态，又含有足量的水分供微生物活动需要。
5.0-6.0 0.7-1.0 5.0-6.0 1.5-2.0 3.0-4.0 40-50
6.0-8.0 0.5-0.7 7.0-10 1.0-1.5 4.0-5.0 40-45
4.5-5.0 0.3-0.5 0.7-0.9 1.0-1.5 2.0-3.0 40-45
2.5-3.0 0.7-1.0 1.5-2.0 1.0-1.5 3.5-4.0 40-50
约10 约10 约5 约20 约15
2.5-3.0 0.5-1.0 4.0-5.0 4.0-5.0 2.0-2.5 0.1-2.0 3.0-4.0 0.1-0.2 0.3-0.5 0.1-0.2 0.1-0.2 0.0-0.1
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畜禽粪便含水量高呈稀糊状，不方便运输和施 用，且长时间自然堆放会散发出强烈的臭味和滋生 蚊蝇，导致家畜和人传染病，也是当前造成农村环 境污染的重要污染源。
堆肥过程中，利用微生物的强烈活动将粪便中 的易分解性有机物分解，不但可以消除了家畜粪便 的臭味和污浊感，而且微生物活动所产生的热量可 使堆肥内部产生高温，既促进了材料中水分的蒸发 又可以杀死病原菌、虫卵和杂草种子，最终使具有 恶臭和强烈污浊感的粪便变成了无臭和卫生的优质 有机肥。
堆肥
堆肥过程
新鲜有机物
H2O, CO2 , 热
有机堆肥
微生物 O2
25-70 % 损失
7
好氧堆肥 厌氧堆肥
好氧堆肥原理
水溶性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜为 微生物吸收，固体和胶体的有机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，把一部分有机物氧化成简单的无机物，释放 出生命活动所需的能量，并把一部分有机物转化为生 物体所必需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。
堆肥原理 工艺流程
堆肥工艺流程及参数
前处理 一次发酵 二次发酵
前处理
畜禽粪便水分含量大，如果不进行水分调节就 会因通气不良而出现堆肥温度上升慢、臭气产生量 大，并且搬运搅拌也不方便等。因此前处理的主要 任务是进行水分含量、材料通气性和C/N比调节。
同时也可以顺便除去那些较大而不适合堆肥的 物质如铁丝、砖瓦、石块、塑料膜、绳索等杂质， 否则会影响以后的搅拌、通气等过程。
第一节 堆肥原理及工艺流程 第二节 畜禽粪便高温堆肥的优越性 第三节 堆肥发酵的条件与调控 第四节 堆肥的腐熟 第五节 堆肥处理周期 第六节 堆肥原料及堆肥水分的测定
第三节 堆肥发酵的条件与调控
一、堆肥材料的特性 二、堆肥材料的水分含量 三、充足的氧气供应 四．堆肥过程中的微生物 五、温度
一、堆肥材料的特性
将大量的新鲜畜粪直接施用于土壤，不仅会带 进较多的病虫害和杂草种子，而且因新鲜畜粪在土壤 中的快速分解产生大量的CO2、低级脂肪酸和一些酚 酸类等有害物质、发热，从而给作物的生长发育尤其 是根系的生长发育带来不良影响。畜禽粪便经堆肥化 处理后，不仅消除了这些有害的物质，而且也提高了 有效性养分的含量。
1．畜禽粪便中营养物质的构成 2．堆肥处理中畜禽粪便干物质的分解率 3．堆肥材料的C/N比
第六章 堆肥基本原理
第一节 堆肥的基本原理及工艺流程 第二节 畜禽粪便高温堆肥的优越性 第三节 堆肥发酵的条件与调控 第四节 堆肥的腐熟 第五节 堆肥处理周期 第六节 堆肥原料及堆肥水分测定方法
第一节 堆肥原理及工艺流程
堆肥原理 工艺流程
堆肥原理
水 分
质干ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物
有机物 无机物
新鲜有机物料
干燥处理
减少粪便中水分含量
堆肥处理
堆肥处理是利用微生物分解有机物质过程中产生 的热量，促进水分蒸发并达到无害化目的。
干燥法处理是利用外部加热来达到降低水分的目 的，不仅增加了处理成本，而且水分蒸发的同时还有 大量的挥发性臭气被排放空气中，造成严重的空气污 染。干燥处理未能消除畜粪中大量的易分解性物质等 臭气源，处理过的制品返潮后因微生物的活动仍会散 发大量臭气。不论从经济上还是从产品品质和环境保 护上讲，畜禽粪便的堆肥化处理均优于干燥处理。
二次发酵的要求不如一次发酵条件严格，堆积 高度可以在1~2米，只要有防雨、通风措施即可。 在堆积过程中每周翻堆1-2次。二次发酵的时间长短 视畜禽粪便种类和添加的水分调节材料性质而定， 一般堆肥内部温度降至40℃以下时就表明二次发酵 结束，可以进行堆肥风干和后续加工了。
通常，纯畜禽粪便堆肥二次发酵一般需要2周 左右的时间，添加秸秆类材料时二次发酵在3-4周左 右，而添加锯末、树皮等的情况下二次发酵需要在 6周以上的时间。
好氧堆肥
一般情况下利用堆肥温度变化作为堆肥过程的 评价指标。
低温阶段
中温阶段
高温阶段
降温阶段
厌氧堆肥
畜
细胞物质
禽 粪
细胞物质
尿
+
有机酸、醇、CO2、
微
NH3 、 H2S 等 + 微
CO2、CH4+能量
生
生物+能量
物
产酸阶段（产酸菌）
产气阶段（甲烷菌）
厌氧发酵过程示意图
第一节 堆肥原理及工艺流程
第一节 堆肥原理及工艺流程
第二节 畜禽粪便高温堆肥的优越性
第三节 堆肥发酵的条件与调控 第四节 堆肥的腐熟 第五节 堆肥处理周期 第六节 堆肥原料及堆肥水分的测定
第二节 畜禽粪便高温堆肥的优越性
1. 可将污染环境的畜禽粪便转变为优质有机肥 2. 有利于消除畜禽粪便中不利于植物生长发育
的有害物质 3. 畜禽粪尿的堆肥化处理优于干燥处理 4. 快速、高效，适合大中型集约化养殖场采用
一次发酵
在特定的发酵场所或装置内进行，通过搅拌和 强制通风向堆肥内部通O2，促进好气微生物活动。
堆肥原料、空气和土壤中存在大量的各种微生 物，所以堆肥原料投入后很快就进入发酵阶段。首 先微生物利用易分解性有机物进行繁殖，产生CO2和 H2O，同时产生热量使堆肥升温。发酵初期有机物质 的分解主要是靠中温型微生物（30~40℃），随着温 度的升高，最适宜生活在45~65℃的高温菌逐渐取代 了中温型微生物。在此温度下，各种病原菌、寄生 虫卵、杂草种子等均可被杀灭。
温度开始上升到温度开始下降的阶段为 一次发酵阶段。为了提高无害化效果，这一 阶段至少应保持10天以上。一般情况下，该 阶段牛粪为2周，猪粪为1-2周和鸡粪为1周左 右。
二次发酵
将经一次发酵后的堆肥送到二次发酵场地 继续堆腐，使一次发酵中尚未完全分解的易分 解的、较易分解的与难分解的有机物质继续分 解，并将其逐渐转化为比较稳定和腐熟的堆肥。
一次发酵过程中，堆肥材料的搬运、搅拌等 过程均可以全部采用机械化作业，因而大大降低了 工人的劳动强度；发酵过程中进行强制通气促进好 氧微生物的活动以促进发酵和缩短处理时间。
经过无害化处理后材料的二次发酵可以在其它 地方进行，不必长期占用发酵场地，因而节约了设 备投资，大大提高了畜禽粪便的处理能力。此外， 由于该方式不需投资大型设备、消耗能量少，所以 最适合大中型集约化养殖场采用。