
好氧发酵是有氧微生物通过自身的分解代谢和合成代谢过程将某些有机物分解并氧化为简单的无机物,以获取微生物代谢所需的能量,同时将某些有机物转化为合成的过程。新型细胞材料的诞生,它可以使微生物生长和繁殖,从而产生更多的生物。发酵的结果是,废物中的有机物被稳定化为腐殖质。
好氧发酵的微生物过程可大致分为三个阶段,每个阶段都有其独特的的微生物类群:
在发酵的早期阶段(通常在1-3天之内),粪肥中的嗜温微生物利用可溶且易于降解的有机物作为营养物质和能量的来源,迅速繁殖并释放热能,从而导致粪肥的温度升高。不断上升。该阶段的温度在室温至45℃的范围内,并且微生物主要是中等温度和好氧型的,通常是一些无孢子的细菌。有许多类型的微生物,主要是细菌,真菌和放线菌。其中,细菌主要使用水溶性单糖等。放线菌和真菌具有分解纤维素和半纤维素物质的特殊功能。
当堆肥的温度升高到45°C以上时,它进入高温阶段。通常从批量发酵开始,粪便堆的温度迅速上升到55°C仅需2-3天,堆肥温度可在1周内达到最高值(最高温度可达到80°C C)。嗜温微生物被抑制,嗜热微生物逐渐被替代。除了在先前阶段分解和转化残留的和新形成的可溶性有机物外,诸如半纤维素,纤维素和蛋白质之类的复杂有机物也开始强烈分解。嗜热真菌和放线℃左右有活性。当温度升至60℃时,真菌几乎停止活动,只有嗜热放线菌和细菌才活动。当温度升高到70℃以上时,大多数嗜热微生物不再适合,大量微生物死亡或进入休眠状态。此时,产生的热量减少,烟囱温度自动降低。当反应器温度降至70°C以下时,休眠的嗜热微生物会重新活化并继续分解难以分解的有机物,热量再次升高,并且反应器温度处于自然调节的长期高温期间。
高温在发酵的快速成熟中起重要作用。在此阶段,腐殖质的形成开始于发酵过程,并且开始出现农业数字化可溶于弱碱的黑色物质。 C / N比显着降低,堆肥的高度相应降低。高温可以有效杀死有机废物中的病原体。根据我国高温发酵卫生标准(GB7959-87),最高发酵温度要求在50-55℃以上5-7天。
在高温阶段结束时,仅剩下一些较难分解的有机物和新形成的腐殖质。此时,微生物活性降低,热值降低,温度降低。此时,嗜温微生物再次占优势,进一步分解了残留的难以分解的有机物,腐殖质不断增加并趋于稳定,发酵进入腐烂阶段。