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1、堆肥初始条件及原料配方二堆肥初始条件及原料配方(二)2011-04-1017:26堆肥初始条件及原料配方(二)三、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，小颗粒物料一般降解的要快一些。实验证明将堆肥物料加以粉碎后，可以使将降解速率提高2倍以上。一般推荐的颗粒粒径为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
2、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，美国一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5070%，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最后的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，粒径一般不要大于10mm。总之，小颗粒调理剂如木屑等易于生物降
3、解，但从结构角度来看，应避免使用过多的小颗粒。四、pH值pH是影响微生物生长繁殖的重要因素之一。虽然不同研究得出的堆肥微生物适宜的pH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。细菌和放线菌最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，随着有机酸进一步被降解，pH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p
4、H调节到正常范围;同样，当堆肥pH10.5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都会引起蛋白质变性，如胺基、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、作物秸杆、草炭、蘑菇渣等一般不需要进行pH调节，但当原料pH偏离正常堆肥pH(59)较大时，就必须进行pH调节。当pH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调节时要注意的是，石灰的用量不宜过大，一般控制在5%以内，否则会延长堆肥过程的缓冲期，
5、不利于堆肥化进程。五、堆肥配方确定及计算表3-5列出了影响堆肥的一些初始因素并推荐了一些基本参数，供参考。表3-5快速堆肥的推荐条件条件合理范围a最佳范围碳氮比(C/N)20:140:125:130:1水分含量4065%5060%颗粒直径(直径以cm计)0.321.27可变bpH值5.59.06.58.0a这些推荐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。b依特定的物料、堆体大小和天气条件而变。在处理湿物料时，水分就成为最重要的指标，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比影响并不严重，通常最好先根据水分来设计一个初始配方，然后再逐步调整，获得一个可接受
6、的C/N比。干物料与C/N比是成比例的，因为比较容易通过加水来调节。表3-6给出了堆肥配方的计算公式，它是以干重为基础计算的。表3-6堆肥配方计算公式单个原料计算公式水重量=总重量水分含量干重=总重量-水重量=总重量(1-水分含量)氮含量=干重(含氮%100)碳含量=干重(含碳%100)=氮含量C/N比混合物料一般计算公式原料a水分含量+原料b水分含量+原料c水分含量+水分含量=-所有原料的总重量(aMa)+(bMb)+(cMc)+=-a+b+c+原料a碳重量+原料b碳重量+原料c碳重量+C/N比=-原料a氮重量+原料b氮重量+原料c氮重量+%Caa(1-Ma)+%Cbb(1-Mb)+%Ccc
7、(1-Mc)+=-%Naa(1-Ma)+%Nbb(1-Mb)+%Ncc(1-Mc)+a、b|、c、=原料a、b、c、的总重量Ma,、Mb、Mc、=原料a、b、c、的水分含量%Na、Nb、Nc、=原料a、b、c、的氮含量(干重%)%Ca、Cb、Cc、=原料a、b、c、的碳含量(干重%)对单个组分来讲，必须知道其水分含量、氮含量(%，干重)和碳含量(%，干重)以及C/N比。若要把重量转变为体积或相反，则还要知道每一成分的比重。下页给出了计算堆肥配方比例、水分和C/N比的案例和步骤。对两种原料的配方来说，如粪便和调理剂，调理剂的比例可以直接从预期C/N比或水分含量求得(表3-7)。但对三种或三种以上
8、原料来说，其配方应根据表3-3中的公式反复计算求得。在这种情形下，各原料的配比可先确定下来，然后计算相应的C/N比和水分，若无论是C/N比还是水分均不合适，就要调整配方继续计算，直至取得合适的C/N比和水分为止。这种计算很烦琐，若依赖计算机程序则要简单许多。案例3.1一堆肥厂以鸡粪为原料，鸡粪水分为70%，为获得良好堆肥效果，需要用35%水分含量的表3-7两种原料配方时调理剂的计算针对两种物料时的计算步骤:1.在预期水分含量下，单位重量原料b所需原料a的重量为mb-Ma=-M-ma2.在预期C/N比下，单位重量原料b所需原料a的重量为%Nb(R-Rb)(1-mb)a=-%Na(Ra-R)(1-
9、ma)然后，再检查混合物水分是否合适。这里:a=单位重量原料b所需原料a的重量M=预期混合物料水分含量ma=原料a水分含量mb=原料b水分含量R=预期混合物料C/N比Ra=原料a的C/N比Rb=原料b的C/N比锯末进行调节。假定鸡粪的C/N比为10:1，氮含量为6%;锯末的C/N比为500:1，氮含量为0.11%，试确定合适的堆肥配方。第一步:根据确定的混合物料水分含量，求物料的搭配比例如设定混合物料的水分不超过60%，1kg鸡粪需要Skg锯末鸡粪中水分含量+锯末中水分含量则混合物料水分=-总重量0.7+(0.35S)=-=60%1+SS=0.4即每公斤鸡粪至少需要用0.4公斤水分含量为35%
10、的锯末进行搭配，才能保证混合物料的水分含量不超过60%。第二步:根据上述搭配比例，检验混合物料的C/N是否合适首先依据下列公式计算两种物料的C量和N量水重量=总重量水分含量干重=总重量-水分重量氮量=干重N%碳重=C/N比氮重每1公斤鸡粪含:水=1公斤0.7=0.7公斤干物质=1公斤-0.7公斤=0.3公斤氮=0.30.06=0.018公斤碳=0.018公斤10=0.18公斤每1公斤锯末含:水=1公斤0.35=0.35公斤干物质=1公斤-0.35公斤=0.65公斤氮=0.650.0011=0.00072公斤碳=0.00072公斤500=0.36公斤然后计算混合物料的C/N鸡粪C量+锯末C量0.18+(0.40.36)C/N=-=-=17.7鸡粪C量+锯末C量0.018+(0.40.00072)计算结果表明，混合物料C/N过低，须调整物料比例，增加C含量即锯末的使用量。第三步:不断调整锯末比例，每调整一次，都按上述步骤重新计算混合物料的水分含量和C/N，直到都符合堆肥基本要求为止。经过反复计算，本案例的优化结果是每公斤鸡粪添加0.6公斤锯末，混合物料水分为57%，C/N比为21。
