1、基本原理
好氧發(fā)酵是在有氧條件下,好氧微生物通過(guò)自身的分解代謝和合成代謝過(guò)程,將一部分有機物分解氧化成簡(jiǎn)單的無(wú)機物,從中獲得微生物新陳代謝所需要的能量,同時(shí)將一部分的有機物轉化合成新的細胞物質(zhì),使微生物生長(cháng)繁殖(有機質(zhì)是微生物的“糧食”),產(chǎn)生更多的生物體的過(guò)程。發(fā)酵的結果是廢棄物中有機物向穩定化程度較高的腐殖質(zhì)方向轉化,腐殖質(zhì)里面含腐植酸,腐植酸對土壤,對作物有非常好的作用功效。
2、微生物學(xué)過(guò)程
好氧發(fā)酵的微生物學(xué)過(guò)程可大致分為三個(gè)階段,每個(gè)階段都有其獨特的的微生物類(lèi)群:
1)產(chǎn)熱階段(中溫階段,升溫階段)
發(fā)酵初期(通常在1-3天),肥堆中嗜溫性微生物利用可溶性和易降解性有機物作為營(yíng)養和能量來(lái)源,迅速增殖,并釋放出熱能,使肥堆溫度不斷上升。此階段溫度在室溫至45℃范圍內,微生物以中溫、需氧型為主,通常是一些無(wú)芽胞細菌。微生物類(lèi)型較多,主要是細菌、真菌和放線(xiàn)菌。其中細菌主要利用水溶性單糖等,放線(xiàn)菌和真菌對于分解纖維素和半纖維素物質(zhì)具有特殊的功能。
2)高溫階段
當肥堆溫度上升到45℃以上時(shí),即進(jìn)入高溫階段。通常從堆積發(fā)酵開(kāi)始,只須2-3天時(shí)間肥堆溫度便能迅速地升高到55℃,1周內堆溫可達到 值( 溫可達80℃)。嗜溫性微生物受到抑制,嗜熱性微生物逐漸取而代之。除前一階段殘留的和新形成的可溶性有機物繼續分解轉化外,半纖維素、纖維素、蛋白質(zhì)等復雜有機物也開(kāi)始強烈分解。在50℃左右進(jìn)行活動(dòng)的主要是嗜熱性真菌和放線(xiàn)菌;溫度上升到60℃時(shí),真菌幾乎完全停止活動(dòng), 嗜熱性放線(xiàn)菌和細菌活動(dòng);溫度上升到70℃以上時(shí),大多數嗜熱性微生物已不適宜,微生物大量死亡或進(jìn)入休眠狀態(tài)。此時(shí),產(chǎn)生的熱量減少,堆溫自動(dòng)下降。當堆溫降至70℃以下時(shí),處于休眠狀態(tài)的嗜熱性微生物又重新活動(dòng),繼續分解難分解的有機物,熱量又增加,堆溫就處于一個(gè)自然調節的、延續較久的高溫期。
高溫對于發(fā)酵的快速腐熟起到重要作用,在此階段中發(fā)酵內開(kāi)始了腐殖質(zhì)的形成過(guò)程,并開(kāi)始出現能溶解于弱堿的黑色物質(zhì)。C/N比明顯下降,肥堆高度隨之降低。通過(guò)高溫能有效殺滅有機廢棄物中病原物,按我國高溫發(fā)酵衛生標準(GB7959-87),要求發(fā)酵 溫度達50-55℃以上,持續5-7d。