堆肥發(fā)酵實際就是廢棄物穩(wěn)定化的一種形式，但它需要特殊的濕度、通氣條件和微生物以產(chǎn)生適宜的溫度。一般認為這個溫度要高于45℃，保持這種高溫可以使病原菌失活，并殺死雜草種子。在合理堆肥后殘留的有機物分解率較低、相對穩(wěn)定并易于被植物吸收。堆肥后臭味可以大大降低。

　　一、堆肥發(fā)酵工藝

　　堆肥過程有許多不同種類的微生物參與。由于原料和條件的變化，各種微生物的數(shù)量也在不斷發(fā)生變化，所以堆肥過程中沒有任何微生物始終占據(jù)主導地位。每一個環(huán)境都有其特定的微生物菌群，微生物的多樣性使得堆肥在外部條件出現(xiàn)變化的情況下仍可避免系統(tǒng)崩潰。

　　堆肥過程主要靠微生物的作用進行，微生物是堆肥發(fā)酵的主體。參與堆肥的微生物有兩個來源：一是有機廢棄物里面原有的大量微生物；另一是人工加入的微生物接種劑。
　　這些菌種在一定條件下對某些有機廢物具有較強的分解能力，具有活性強、繁殖快、分解有機物迅速等特點，能加速堆肥反應的進程，縮短堆肥反應的時間。

　　堆肥一般分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。好氧堆肥是在有氧情況下的有機物料分解過程，其代謝產(chǎn)物主要是二氧化碳、水和熱；厭氧堆肥是在無氧條件下有機物料的分解過程，厭氧分解最后的代謝產(chǎn)物是甲烷、二氧化碳和許多低分子量的中間產(chǎn)物，如有機酸等。

　　參與堆肥過程的主要微生物種類是細菌、真菌以及放線菌。這3種微生物都有中溫菌和高溫菌。

　　堆肥過程中微生物的種群隨溫度的變化發(fā)生如下的交替變化：低、中溫菌群為主轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈邷鼐簽橹鳎懈邷鼐簽橹鬓D(zhuǎn)化為中低溫菌群。隨著堆肥時間的延長，細菌逐漸減少，放線菌逐漸增多，霉菌和酵母菌在堆肥的末期顯著減少。

　　二、有機堆肥的發(fā)酵過程簡單可分為以下4個階段

　　1、發(fā)熱階段

　　堆肥制作初期，菌種開始工作。堆肥中的微生物以中溫、好氣性的種類為主，最常見的是無芽孢細菌、芽孢細菌和霉菌。它們啟動堆肥的發(fā)酵過程，在好氣性條件下旺盛分解易分解有機物質(zhì)（如簡單糖類、淀粉、蛋白質(zhì)等），產(chǎn)生大量的熱，不斷提高堆肥溫度，從20℃左右上升至40℃，稱為發(fā)熱階段，或中溫階段，時間是從加入菌種開始后6-24小時。

　　2、高溫階段

　　隨著溫度的提高，菌種中的好熱性的微生物逐漸取代中溫性的種類而起主導作用，溫度持續(xù)上升，一般在幾天之內(nèi)即達50℃以上，進入高溫階段。在高溫階段，好熱放線菌和好熱真菌成為主要種類。
　　它們對堆肥中復雜的有機物質(zhì)（如纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)等）進行強烈分解，熱量積累，堆肥溫度上升至60-70℃，甚至可高達80℃.隨即大多數(shù)好熱性微生物也大量死亡或進入休眠狀態(tài)（20d以上），這對加快堆肥的腐熟有很重要的作用。
　　堆肥不當?shù)亩逊?，只有很短的高溫期，或者根本達不到高溫，因而腐熟很慢，在半年或者更長時期內(nèi)還達不到半腐熟狀態(tài)。

　　3、降溫階段

　　當高溫階段持續(xù)一定時間后（一般為48小時左右），纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)大部分已被分解，剩下很難分解的復雜成分（如木質(zhì)素）和新形成的腐殖質(zhì)，微生物的活動減弱，溫度逐漸下降。當溫度下降到40℃以下時，中溫性微生物又成為優(yōu)勢種類。

　　如果降溫階段來的早，表明堆制條件不夠理想，植物性物質(zhì)分解不充分。這時可以翻堆，將堆積材料拌勻，使之產(chǎn)生第二次發(fā)熱、升溫，以促進堆肥的腐熟。

　　4、腐熟保肥階段

　　通過前三個階段發(fā)酵約7-10天，堆肥腐熟后，體積縮小，堆溫下降至稍高于氣溫，這時應將堆肥壓緊，造成厭氣狀態(tài)，使有機質(zhì)礦化作用減弱，以利于保肥。

　　簡而言之，有機堆肥的發(fā)酵過程實際上就是各種微生物新陳代謝、繁殖的過程。微生物的新陳代謝過程即有機物分解的過程。有機物分解必然會產(chǎn)生能量，這些能量推動了堆肥化進程，使溫度升高，同時還可干燥濕基質(zhì)。

　　2、堆肥發(fā)酵的工藝流程

　　（1）C／N

　　據(jù)研究，一般情況下，微生物每消耗25g有機碳需要吸收1g氮素，微生物分解有機物較適宜的C／N為25左右。C／N過高，微生物生長繁殖所需的氮素來源受到限制，有機物分解速度慢，發(fā)酵時間長。C／N過低，微生物生長繁殖所需的能量來源受到限制，發(fā)酵溫度上升緩慢，氮過量并以氨氣的形式釋放，有機氮損失大，還會散發(fā)難聞的氣味。合理調(diào)節(jié)堆肥原料中的碳氮比，是加速堆肥腐熟、提高腐殖化系數(shù)的有效途徑。

　　常見的有機固體廢物含碳量一般為40％～55％，但氮的含量變化卻很大，因此C／N的變幅也較大。一般禾本科植物的C／N較高，大約在40～60之間；畜禽糞便、城市污泥C／N較低，大約為10～30。為達到理想的堆肥有機物分解速度，通常用C／N較高的秸稈粉、草炭、蘑菇渣等與C／N較低的畜禽糞便、城市污泥等進行混合調(diào)整。
　　在堆肥化過程中，由于微生物的作用，有近2／3的碳素會以CO2的形式釋放出來，剩余部分與氮素一起合成細胞生物體，所以堆肥化過程是一個C／N逐漸下降并趨于穩(wěn)定的過程，腐熟堆肥的C／N一般為15:1左右。

　　不同的堆肥原料其適宜的C／N也存在差異，這種差異主要有兩方面構成:一方面取決于堆肥原料中有機物的生物有效性(或可降解性)；另一方面取決于堆肥原料粒度。

　?。?）水分

　　堆制過程中保持適宜的水分含量，是堆肥制作成功的首要條件。當含水量在35％～40％之間時，堆肥微生物的降解速率會顯著下降，當水分下降到30％以下時降解過程會完全停止。通常有機物吸水后會膨脹軟化，有利于微生物分解；水分在堆肥中移動時，所帶菌體也會向四周移動和擴散，并使堆肥分解腐熟均勻；水中溶解的各種物質(zhì)還會成為微生物營養(yǎng)，并為微生物的繁殖創(chuàng)造條件。水分太少，微生物活動受限制，影響堆肥速度；水分太多，會堵塞堆肥物料問空隙，影響其通透性，易形成厭氧狀況，并產(chǎn)生臭氣，養(yǎng)分損失大，堆肥也同樣緩慢。
 

　?。?）粒徑

　　在相同體積或質(zhì)量的情況下，小顆粒要比大顆粒有更大的表面積。所以如果供氧充足，小顆粒物料一般降解地要快一些。
　　實驗證明將堆肥物料加以粉碎后，可以使降解速率提高2倍以上。一般推薦的顆粒粒徑為1.3～7.6 cm，這個區(qū)間的下限適用于通風或連續(xù)翻堆的堆肥系統(tǒng)，上限適用于靜態(tài)堆垛或其他靜態(tài)通風堆肥系統(tǒng)。

　　（4）pH值

　　雖然不同研究得出的堆肥微生物適宜的pH值范圍存在些許差異，但共同的研究結(jié)果表明，多數(shù)堆肥微生物適合在中性或偏堿性環(huán)境中繁殖與活動。
　　細菌和放線菌最適合的生長條件為中性和微堿性，真菌嗜酸性。細菌和真菌消化有機物時會釋放有機酸，有機酸通常在堆肥初期被累積而導致pH值下降，從而有利于真菌的生長以及木質(zhì)素和纖維素的降解；隨著有機酸進一步被降解，pH值逐漸升高，細菌和放線菌的繁殖會逐漸加快。

　　常見的堆肥原料如畜禽糞便、市政污泥、作物秸稈、草炭、蘑菇渣等一般不需要進行pH值調(diào)節(jié)，但當原料pH值偏離正常堆肥pH值(5～9)較大時，就必須進行pH值調(diào)節(jié)。

　　在pH值調(diào)節(jié)時要注意的是，石灰的用量不宜過大，一般控制在5％以內(nèi)，否則會延長堆肥過程的緩沖期，不利于堆肥化進程。