当前位置:首页 - 新闻动态 - 技术广角

严谨的堆肥原料配比,你知道多少呢?

时间:2019-05-24 09:10:32 点击:77 次
  堆肥生产中,如果仅仅通过感官或经验来判断原料搭配是否合理、水分调节是否适宜,往往偏差较大,别是当原料或工艺发生变化时,差异会更大,这也是造成产品质量不稳定的重要原因。要优化堆肥条件和配方,必须按照原料理化参数,通过科学的计算来确定。
  堆肥配方的形成就是对C/N和水分的平衡过程,目的是使它们均处于合理的范围内。

  通常个指标先调整合适后,堆肥的配方就可基本确定下来,若需要进步调整比例,则般要在不明显影响 个指标的情形下对二个指标进行优化。

堆肥原料

 、碳氮比

  堆肥化过程中,碳素是堆肥微生物的基本能量来源,也是微生物细胞构成的基本材料。
  堆肥微生物在分解含碳有机物的同时,利用部分氮素来构建自身细胞体,氮还是构成细胞中蛋白质、核酸、氨基酸、酶、辅酶的重要成分。
  据研究,般情况下,微生物每消耗25g有机碳,需要吸收1g氮素,微生物分解有机物较适宜的C/N为25左右。C/N过高,微生物生长繁殖所需的氮素来源受到限制,微生物繁殖速度低,有机物分解速度慢,发酵时间长;有机原料损失大,腐殖质化系数低;并且还会导致堆肥产品C/N高,施入土壤后易造成土壤缺氮,从而影响作物生长发育。C/N过低,微生物生长繁殖所需的能量来源受到限制,发酵温度上升缓慢,氮过量并以氨气的形式释放,有机氮损失大,还会散发难闻的气味。合理调节堆肥原料中的碳氮比,是加速堆肥腐熟,提高腐殖化系数的有途径。
  常见的有机固体废物含碳量般为40%~55%,但氮的含量变化却很大,因此C/N的变幅也较大。般禾本科植物的C/N较高,大约在40~60之间;畜禽粪便、城市污泥C/N较低,大约为10~30。为达到理想的堆肥有机物分解速度,通常用C/N较高的桔秆粉、草 炭、蘑菇渣等与C/N较低的畜禽粪便、城市污泥等进行混合调整。在堆肥化过程中,由于微生物的作用,有近2/3的碳素会以CO2的形式释放出来,剩余部分与氮素起合成细胞生物体,所以堆肥化过程是个C/N逐渐下降并趋于稳定的过程,腐熟堆肥的C/N般为15左右。

  此外,不同的堆肥原料其适宜的C/N也存在差异,这种差异主要有两方面构成:方面为取决于堆肥原料中有机物的生物有性(或可降解性);另方面取决于堆肥原料粒度。虽然从理论上讲堆肥物质中的大多数碳是可以利用的,但也存在些很难生物降解的有机化合物,如木材中的木质纤维素,因此,当这类物质含量较高时,应设置个较高的C/N值;相同原料由于粒度不同,比表面积存在差异,可被微生物利用的碳或者说其被 微生物分解的速度也存在差异,这些都是进行堆肥C/N设计时应考虑的。

有机物的生物有性

 二、水分

  堆制过程中保持适宜的水分含量,是堆肥制作成功的要条件。由于微生物大都缺乏保水机制,所以对水分为敏感。当含水量在35%~40%之间时,堆肥微生物的降解速率会显著下降,但水分下降到30%以下时,降解过程会完停止。通常有机物吸水后会膨胀软化,有利于微生物分解;水分在堆肥中移动时,所带菌体也会向四周移动和扩散,并使堆肥分解腐熟均匀;水中溶解的各种物质还会为微生物提供营养,并为微生物的繁殖创造条件。
  水分太少,微生物活动受限制,影响堆肥速度;水分太多,会堵塞堆肥物料间空隙,影响其通透性,易形成厌氧状况,并产生臭气,养分损失大,堆肥也同样缓慢。堆制过程中不同的原料具有不同的适水分上限,并由这些原料物质的粒径和结构性所决定。
  对于大多数堆肥混合物,的含水量上限为50%~60%。般情况下,可以用不太精 确的挤压测试来测量混合物料的湿度,如使用挤压测试时,堆肥混合物应该感觉起来比较潮湿,并有渗水的情形,但还不至于呈现大量水滴。要计算出堆肥物料的较好混合比例,先必须了解不同物料的 大持水能力,然后根据设定的混合物适水分含量,以调节C/N 为前提,确定不同物料的比例。

  下表中展现了部分原料的 大水分含量范围,水分含量值与堆肥基质的结构有关,含纤维或不易处理的基质如稻秸、木屑,在保持结构完整的条件下持水量均较高。

原料的 大水分含量范围

  许多堆肥基质如城市垃圾、农业废弃物和庭院废物都是以相对干燥的状态进行堆肥的,甚至动物粪便在堆肥前都需进行风干。污泥和其他湿有机物却不然,城市污泥含水率般大于70%,况且污泥不含亲水性的纤维,如果单以污泥饼进行堆肥,则会因其缺乏储存氧气的自由通气孔隙而需要不断的机械搅拌输入空气。

  牛粪堆肥中水分控制的重要性。该实验在2.4m深的堆肥仓中进行,仓底装有强制通风系统。当水分含量为66%时(起始点),系统 高温度上升到55℃就停止了;清仓后向其中加入干基质并调节水分含量到61%,温度会迅速升到75℃以上;如果继续提高水分含量则会阻碍堆肥进程,因为过量的水分会因基质挤压而减少自由通气孔隙,以致减少空气在基质中的分布。

牛粪堆肥中水分控制

  保持适当的水分和孔隙率是平衡堆肥过程的重要手段。要保证足够的生物稳定性,必须有足够的水分含量,但不能高到由于自由通气孔隙量减少而导致氧气传输量下降的状态,进而降低生物活性。另外,适当的水分和自由通气孔隙量有利于生产干燥的堆肥产品,易于储存和运输。当然在实际操作中是不可能使所有的控制因素同时达到好的,所以有时需要相互协调。

 三、容重

  水分调节可改善通气性,同时也可调节容重。相同的水分条件下,容重(比重)越小,堆肥化过程中的温度上升越快。在现场,可以参考容重判定通气性的改善果。例如,通过在定容积的水桶中装满材料,计量重量,能够简便的测定容重。

 四、粒径

  堆肥物料的分解主要发生在颗粒的表面或接近颗粒表面的地方,由于氧气可以扩散进入包裹颗粒的水膜,所以这些地方有足够的氧气保证有氧代谢的需求。
  在相同体积或质量的情况下,小颗粒要比大颗粒有更大的表面积。所以如果供氧充足,小颗粒物料般降解得要快些。实验证明将堆肥物料加以粉碎后,可以使降解速率提高2倍以上。般的颗粒粒径为1.3~7.6mm,这个区间的下限适用于通风或连续翻堆的堆肥系统,上限适用于静态堆垛或其他静态通风堆肥系统。
  对湿基质进行结构调整时,调理剂的粒径大小也会起到非常重要的作用。如果调理剂粒径过小,会导致难以达到预期的自由通气孔隙,并可能使混合基质固相体积不易达标。例如,有些堆肥系统由于使用粒径很小的称为“木粉”的木屑,导致混合基质呈饱和泥状,由于缺少空隙而易发生厌氧反应。为规范调理剂的使用,美些地方规定木屑应不少于总固相的65%,95%可以通过12mm筛,而通过2.23mm的应小于50%;有的规定粗木屑占总固相的50%~70%,95%可通过12.5mm筛,通过4.75mm的应小于20%。同时,对粒径大的颗粒进行限制是为了避免产品颗粒过大而需过筛。如果堆肥产品应用于园艺或在草坪、花园上施用时,粒径般不要大于10mm。

  总之,小颗粒调理剂如木屑等易于生物降解,但从结构角度来看,应避免使用过多的小颗粒。

堆肥

 五、pH值

  pH值是影响微生物生长繁殖的重要因素之。虽然不同研究得出的堆肥微生物适宜的pH值范围存在些许差异,但共同的研究结果表明,多数堆肥微生物适合在中性或偏碱性环境中繁殖与活动。细菌和放线菌适合的生长条件为中性和微碱性,真菌嗜酸性。细菌和真菌消化有机物时会释放有机酸,有机酸通常在堆肥初期被累积而导致pH值下降,从而有利于真菌的生长以及木质素和纤维素的降解,随着有机酸进步被降解,pH值逐渐升高,细菌和放线菌的繁殖会逐渐加快。
  然而,但堆肥体系变成厌氧状态时,有机酸的累积可以使pH值降低到4.5以下,这时会严重影响微生物的活动,通常可以通过通风增氧使堆肥pH值调节到正常范围;同样,当堆肥pH>10.5时,大多数细菌活性减弱,高于11.5时开始死亡。总之过高和过低的pH值都会引起蛋白质变性,如氨基、羧基基团变异,改变其物理结构,并使酶蛋白失活。
  常见的堆肥原料如畜禽粪便、市政污泥、作物秸秆、草炭、蘑菇渣等般不需要进行pH值调节,但当原料pH值偏离正常堆肥pH值(5~9)较大时,就必须进行pH值调节。
  当pH值偏酸性时(低于4),通常用石灰调节,有时为减少氮素损失,也用碱性磷肥调节酸碱度;当pH值偏碱性时(大于9),可以通过添加氯化铁或明矾来调节,有时也用强酸或堆肥返料进行调节。
  在pH值调节时要注意的是,石灰的用量不宜过大,般控制在5%以内,否则会延长堆肥过程的缓冲期,不利于堆肥化进程。

 六、堆肥配方确定

  影响堆肥的些初始因素并了些基本参数

影响堆肥的初始因素

  ①这些是对快速堆肥而言的,在这些范围以外的条件同样可以产生成功的结果。
  ②依定的物料、堆体大小和天气条件而变。
  在处理湿物料时,水分就成为重要的指标,因为高水分会引发厌氧条件、臭气和低分解率。不合适的C/N影响并不严重,通常尽量先根据水分来设计个初始配方,然后再逐步调整,获得个可接受的C/N干物料与C/N是成比例的,因为比较容易通过加水来调节。
CONTACT
联系我们

Copyright © 2018 洛阳科牛环保科技有限公司

手机:18903838829

电话:0379-65182189

传真:0379-63087636

公司地址:洛阳大学科技城 1-501/502
工厂地址:洛新产业聚居区纬二路

技术支持:尚贤科技  网站XML

豫ICP备19003900号