堆肥發酵實際就是廢棄物穩定化的一種形式，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、相對穩定并易于被植物吸收。堆肥后臭味可以大大降低。

　　一、堆肥發酵工藝

　　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，各種微生物的數量也在不斷發生變化，所以堆肥過程中沒有任何微生物始終占據主導地位。每一個環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變化的情況下仍可避免系統崩潰。

　　堆肥過程主要靠微生物的作用進行，微生物是堆肥發酵的主體。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物是甲烷、二氧化碳和許多低分子量的中間產物，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生如下的交替變化：低、中溫菌群為主轉變為中高溫菌群為主，中高溫菌群為主轉化為中低溫菌群。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、有機堆肥的發酵過程簡單可分為以下4個階段

　　1、發熱階段

　　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。它們啟動堆肥的發酵過程，在好氣性條件下旺盛分解易分解有機物質（如簡單糖類、淀粉、蛋白質等），產生大量的熱，不斷提高堆肥溫度，從20℃左右上升至40℃，稱為發熱階段，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，溫度持續上升，一般在幾天之內即達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（如纖維素、半纖維素、果膠物質等）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℃.隨即大多數好熱性微生物也大量死亡或進入休眠狀態（20d以上），這對加快堆肥的腐熟有很重要的作用。
　　堆肥不當的堆肥，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還達不到半腐熟狀態。

　　3、降溫階段

　　當高溫階段持續一定時間后（一般為48小時左右），纖維素、半纖維素、果膠物質大部分已被分解，剩下很難分解的復雜成分（如木質素）和新形成的腐殖質，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，植物性物質分解不充分。這時可以翻堆，將堆積材料拌勻，使之產生第二次發熱、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，使有機質礦化作用減弱，以利于保肥。

　　簡而言之，有機堆肥的發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。

　　2、堆肥發酵的工藝流程

　　（1）C／N

　　據研究，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，還會散發難聞的氣味。合理調節堆肥原料中的碳氮比，是加速堆肥腐熟、提高腐殖化系數的有效途徑。

　　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。

　　（2）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還會成為微生物營養，并為微生物的繁殖創造條件。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，并產生臭氣，養分損失大，堆肥也同樣緩慢。
 

　　（3）粒徑

　　在相同體積或質量的情況下，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，這個區間的下限適用于通風或連續翻堆的堆肥系統，上限適用于靜態堆垛或其他靜態通風堆肥系統。

　　（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，但共同的研究結果表明，多數堆肥微生物適合在中性或偏堿性環境中繁殖與活動。
　　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值調節，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值調節。

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