自然界中很多的微生物具有氧化、分解有机物的能力。利用微生物在一定的温度、湿度和 pH 值的条件下，使有机物发生生物化学降解，形成一种类似腐殖质的土壤的物质，用作肥料和改良土壤，这种利用微生物降解有机固体废物的方法称作为生物处理法，一般又称堆肥法。

有机固体废物是在堆肥微生物赖以生存、繁殖的物质条件由于微生物生命活动时有的需要氧气、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的不同，有机废物处理可分为好氧堆肥(高温堆肥）和厌氧堆肥两种。

(一)高温堆肥

好氧堆肥是在有氧的条件下，借好氧微生物(主要是好氧菌）的作用来进行的。在堆肥过程中，有机废物的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物所吸收，固体和胶体的有机物先附着在微生物体外，由生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，再渗入细胞。微生物通过自身的生命活动—氧化、还原、合成等过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并放出生物生长活动所需要的能量，把另一部分有机物转化为生物体必需的营养物质，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，图 1 可以简单的说明这个过程。

细胞物质(微生物生长）+腐殖物质

合成堆肥有机物+O₂+微生物

氧化

  CO₂、H₂O₂、NH₃、PO2-4、SO2-4 +能力

排入环境

释放的能量转化成热

图 1 堆肥的好氧堆肥的过程图

堆肥有四个阶段组成：升温阶段、高温阶段、降温阶段、和腐熟阶段。每个阶段的微生物种类是不同的。

(二）厌氧堆肥

厌氧堆肥是在五氧条件下，借厌氧微生物(主要是厌氧菌）的作用来进行的，图 2 简单说明了有机物的厌氧分解过程。

从图 2 可看出，当有机物厌氧分解时，主要经历两个阶段：酸性发酵阶段个碱性发酵阶段(或称产甲烷阶段）。

图 2 有机物厌氧堆肥分解细胞物质

堆肥有机物+微生物 细胞物质

有机酸+微生物、CO₂

NH₃、H₂S、PH₃ 等+能量

CO₂、CH₄+能

量

产酸阶段(产酸菌的作用) 气阶段(甲烷菌的作

用)

二、堆肥工艺流程

(一）堆肥工艺程序

传统堆肥化技术采用厌氧的堆积法。现代化的堆肥生产一般采用好氧堆肥工艺，通常分前处理、主发酵(一次发酵）、后发酵(二次发酵）、后处理及贮藏等工序组成。

1. 前处理

前处理包括调整含水量、碳氮比、破碎、除杂等。

2. 主发酵(一次发酵）

主发酵可在露天或发酵装置内进行，通过翻堆或强制同风向堆积层或发酵装置内供给氧气。堆肥时，由于原料中存在的微生物开始发酵。首先是易分解的物质分解，产生 CO₂ 和H₂O 同时产生热量，使温度上升，这些微生物吸收的物质分解而产生热量。主发酵期的温度应控制在 50~65℃。主发酵期为 5~10 天。一般物料堆高 1.2~1.4 米， 宽 2 米左右，长随意。

3. 后发酵(二次发酵）

经过主发酵的半成品再进行后发酵工序，将主发酵工序尚未分解的易分解有机物和较难分解的有机物进一步分解，使之变成腐殖酸、氨基酸比较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥制品。一般讲物料堆积 1.5 米左右高，进行发酵，并防止雨水流入发酵堆。堆温控制在 40℃

之内，超过 40℃必须进行翻堆和通风，通常不通风，而是每周进行一次翻堆。后发酵期的长短一般控制在 20 天以上。

4. 后处理

经两次发酵后的物料几乎所有的有机物都变成细小颗粒和变形， 数量减少了。根据需要可进行筛分，除去不需要的杂物(如塑料、玻璃、小石块等）和大颗粒，大颗粒根据需要进行破碎。根据农作物和土壤可配制成系列有机无机复合肥料。

5. 除臭

高温堆肥时添加复合微生物制剂可达到除臭的目的。

三、堆肥的影响因素

影响堆肥的因素很多，归纳起来主要有一下几个方面：

1. 有机质含量，堆肥中适合的有机质含量约为 20~80%之间。

2. 水分，水分为微生物生长所必须，在堆肥过程中，按重量计，

50~60%的含水率最有利于微生物分解。

3. 温度，堆肥的理想温度为 50~65℃，在这样高的温度下，一般堆肥只要 5~6 天即可达到无害化。

4. 碳氮比，堆肥理想的碳氮比为 25~30:1

5. 碳磷比，磷是磷肥和细胞核的重要组成元素，也是生物能 ATP

的重要组成成分，一般要求堆肥聊的C/P 在 75~150 为宜。

6. pH 值，pH 值对微生物的生长是重要因素之一，一般微生物最适宜的 pH 值是中性或弱碱性。

四、堆肥的工艺参数和质量标准

(一）堆肥的工艺参数

堆肥的工艺参数包括一次发酵和二次发酵工艺参数

1.一次发酵主要参数 含水率：45~60%；C/N 比 25~35/1；温度：

55~65℃；周期 5~10 天。

2.二次发酵工艺参数 含水率：<40%；温度<40℃周期 30~40

天。

(二）堆肥质量标准

1. 一次发酵终止指标 无恶臭；容积减量 25~30%；水分去除率

10%；C/N 比 15~20/1。

2. 二次发酵终止指标 堆肥充分腐熟；含水率<35%；C/N：<20/1； 堆肥粒度<10mm。

五、堆肥的制作方法

堆肥原料为农作秸秆、农业加工废弃物、生活有机垃圾、种菇渣、禽畜粪便等。农作物秸秆首先破碎，一般在 1 寸长左右。一层约 30~40 厘米高农作物秸秆、农业加工废弃物、生活垃圾等，再拨一层禽畜粪便，这样一层秸秆一层粪便，堆肥高度控制在 120 厘米左右、宽度

200 厘米左右、长度根据原料的多少而定。若在露天堆肥需覆盖塑料布，防止雨水和保温的作用。一般气温在 20℃以上，第二天堆内的温度可达到 50℃左右，当堆肥温度在 50℃以上可进行翻堆，一般翻