傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)采用厭氧的野外堆積法,然而它具有占地大、耗時(shí)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。現(xiàn)代化的堆肥生產(chǎn)則一般采用好氣堆肥工藝,并且它通常由前處理、主發(fā)酵(一次發(fā)酵)、后發(fā)酵(二次發(fā)酵)、后處理、脫臭及貯藏等工序組成。
若堆肥原料是家畜糞尿、污泥等時(shí),調(diào)整水分和C/N比,或者添加菌種和酶是其前處理的主要任務(wù)。但堆肥原料是城市生活垃圾時(shí),必須要有破碎和分選前處理工藝,由于垃圾中含有大塊的和非堆肥物質(zhì),要通過破碎和分選,調(diào)整垃圾的粒徑,去除非堆肥物質(zhì)。調(diào)整粒徑的理由是:原料水分在通過破碎后可實(shí)現(xiàn)一定程度的均勻化,同時(shí)破碎后原料的比表面積也將大大增加,這樣就使得微生物侵蝕原料的速度加快,從而提高發(fā)酵速率。從理論上講,粒徑越小,越容易分解。但是,在增加物料的表面積的同時(shí),為了使物料能夠獲得充足的氧氣,還必須保證物料有一定的孔隙率,便于通風(fēng)。一般適宜的粒徑范圍是2~60mm,.佳粒徑隨垃圾物理特性變化,如果堆肥物質(zhì)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、不易擠壓,粒徑則應(yīng)小些;相反,粒徑則應(yīng)大些。此外,在決定垃圾粒徑大小時(shí),經(jīng)濟(jì)方面的考慮也是必需的,因?yàn)槠扑榈迷郊?xì)越小,動(dòng)力消耗就越大,處理垃圾的費(fèi)用就會(huì)增加。如果非堆肥物質(zhì)不去除,那么將會(huì)導(dǎo)致:①使發(fā)酵倉(cāng)容積增大;②可能會(huì)使傳送裝置或翻堆攪拌裝置被纖維、繩子纏卷而影響操作;③妨礙發(fā)酵過程;④非堆肥物質(zhì)雖然也可在后處理工序去除,但干電池等物質(zhì)里所含的重金屬一旦混入堆肥原料,就不能在后處理時(shí)選出,而混到成品堆肥中。主發(fā)酵可在露天或發(fā)酵裝置內(nèi)進(jìn)行,通過翻堆或強(qiáng)制通風(fēng)向堆積層或發(fā)酵裝置內(nèi)供給氧氣。在露天堆肥或發(fā)酵裝置內(nèi)堆肥時(shí),主發(fā)酵的過程主要依賴存在于原料和土壤中的微生物所進(jìn)行的作用。首先是使易分解物質(zhì)分解,如簡(jiǎn)單糖類、淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸等,產(chǎn)生二氧化碳和水,同時(shí)產(chǎn)生熱量,不斷提高堆溫,這些微生物利用有機(jī)物中的C和N作為其營(yíng)養(yǎng)成分。而在細(xì)菌的自身繁殖過程中,不斷地分解從細(xì)胞中吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而產(chǎn)生熱量。一般將溫度升高到開始降低為止的階段稱為主發(fā)酵階段。主發(fā)酵階段的微生物大體可以分為2種:一種是.適宜生長(zhǎng)溫度為30~40℃的中溫菌,另一種是.適宜溫度為45~65℃的高溫菌。而在45~65℃溫度下,各種病原菌均可被殺死。以生活垃圾為主體的城市垃圾及家畜糞尿好氧堆肥,主發(fā)酵期為3~10d。后發(fā)酵期的主要任務(wù)則是進(jìn)一步將主發(fā)酵期的半成品,如尚未分解的易分解有機(jī)物和較難分解的有機(jī)物進(jìn)行分解,使之變成較為簡(jiǎn)單、較為穩(wěn)定的有機(jī)化合物腐殖酸、氨基酸等,得到完全成熟的堆肥制品。后發(fā)酵的方法一般是將物料堆積到1~2m高進(jìn)行發(fā)酵,而且要安裝防雨水流入裝置。另外,對(duì)于要進(jìn)行翻堆和通風(fēng)的場(chǎng)合,通常不進(jìn)行通風(fēng),而是每周進(jìn)行一次翻堆。堆肥的使用情況決定了發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短。例如,堆肥用于溫床(能夠利用堆肥的分解熱)時(shí),可在主發(fā)酵后直接使用;對(duì)在一兩個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)進(jìn)行休閑的土地,可以直接施用不經(jīng)發(fā)酵的堆肥;對(duì)一直在種作物的土地,為使得堆肥內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵的微生物不奪取土壤中的氮進(jìn)行自身的生長(zhǎng)繁殖,后發(fā)酵時(shí)間一般要在20~30d。堆肥經(jīng)過主發(fā)酵和后發(fā)酵后,幾乎所有的有機(jī)物都變細(xì)碎和變形了,數(shù)量也減少了。然面,城市生活垃圾有其特殊性,存在極難分解和不能分解的物質(zhì)如塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等,這些物質(zhì)在預(yù)分選工序沒有去除。因此,還需要添加一道分選工序,把這些雜物去除,并根據(jù)需要進(jìn)行再破碎(如生產(chǎn)精制堆肥)。由于化學(xué)反應(yīng),部分堆肥工藝和堆肥物在堆制過程和結(jié)束后會(huì)產(chǎn)生臭味,必須進(jìn)行脫臭處理。去除臭氣的方法主要有化學(xué)除臭劑除臭,堿水和水溶液過濾,熟堆肥或活性炭、沸石等吸附劑過濾。另外,可將熟堆肥覆蓋在露天堆肥的表面,以防止露天堆肥臭氣逸散。生產(chǎn)中常用的是安裝堆肥過濾器,其除臭原理是臭氣通過該裝置時(shí),惡臭成分會(huì)被熟化后的堆肥吸附,吸附后的臭氣會(huì)被其中的好氧微生物分解而將臭味脫掉,也可用特種土壤代替堆肥使用。堆肥使用的時(shí)間一般是在春、秋,所以在夏、冬就必須積存。堆肥可直接堆存在發(fā)酵池中或袋裝,如果要保存6個(gè)月則要求干燥而透氣,因?yàn)槭艹睍?huì)影響制品的質(zhì)量。