堆肥發(fā)酵的目的是使廢棄物中的揮發(fā)性物質(zhì)降低，臭氣減少，殺滅寄生蟲卵和病原微生物，達到無害化目的。同時使有機物料的性質(zhì)變得疏松、分散，礦化釋放N、P、K等養(yǎng)分，便于儲存和使用。

 一、堆肥發(fā)酵工藝流程

  堆肥發(fā)酵工藝流程般包括發(fā)酵、翻堆、曝氣等環(huán)節(jié)。堆肥發(fā)酵過程中，通過翻拋、曝氣等強制供氧方式，在發(fā)酵堆體內(nèi)形成好氧發(fā)酵環(huán)境。氧的供給情況和發(fā)酵車間保溫程度對堆肥的溫度上升有很大影響?？筛鶕?jù)堆肥物料的溫度、水分、氧含量等參數(shù)的變化及時進行工藝控制，使堆肥溫度可以上升至60~70℃。堆肥周期般為15~20天，經(jīng)過個周期的堆肥，發(fā)酵后的含水率大幅度降低（般小于40%）。

 二、堆肥發(fā)酵系統(tǒng)構(gòu)成

  發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備因堆肥類型而存在差異，條垛式堆肥設(shè)備配置簡單，功能單，通過對物料的機械攪動起到翻堆曝氣作用；而槽式堆肥設(shè)備相對齊，有布料系統(tǒng)、翻堆系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)等。以槽式堆肥為例，其發(fā)酵系統(tǒng)由發(fā)酵槽、布料機、翻堆機、移行車、曝氣系統(tǒng)等組成。

  發(fā)酵工藝為設(shè)施的核心工藝，分為次發(fā)酵和二次發(fā)酵（熟化），基本設(shè)備由發(fā)酵設(shè)施、通風(fēng)設(shè)備和加水設(shè)備構(gòu)成。

  1、發(fā)酵設(shè)施

  發(fā)酵設(shè)施是使原材料中所含的有機物被好氧微生物分解、穩(wěn)定，同時通過水分蒸發(fā)，使體積減少的設(shè)施。有機物在發(fā)酵設(shè)施中被分解、放熱，使發(fā)酵設(shè)施里的物料的溫度升高，并維持定的高溫時間，從而可以生產(chǎn)出安、衛(wèi)生的堆肥產(chǎn)品。

  根據(jù)堆積情況、攪拌、翻堆方式的不同，處理方式有多種多樣，決定處理方式時應(yīng)考慮到原材料的條件、占地面積、作業(yè)性、環(huán)境條件、設(shè)備投資和運行成本等各方面因素。除此之外，還必須采用滿足上述溫度條件的發(fā)酵處理方式。

  發(fā)酵設(shè)施主要包括發(fā)酵槽、翻堆機（攪拌機）、布料車、移行車。其中，發(fā)酵槽單槽尺寸（L×W×H）通常為(60~100）m×（4~6）m×(1~1.2）m，槽的壁上部鋪設(shè)導(dǎo)軌，便于布料車、翻堆機行走。翻堆機（攪拌機）的主要作用是通過機械攪動將物料攪拌均勻，促進熱量和水分揮發(fā)并將物料在槽內(nèi)緩慢位移，主要由行走底盤部分、攪拌齒、液壓升降部分、傳動部分及電控部分組成。典型翻堆機的行走速度0.6m/min、攪拌軸轉(zhuǎn)速32.5r/min、工作幅寬6m、行走動力2×0.75kW、攪拌動力2×7.5kW。布料車的作用是將物料均勻地撒布在發(fā)酵槽內(nèi)，由行走底盤、布料斗、傳動部件等構(gòu)成。典型布料車行走速度11.5m/min、車旋轉(zhuǎn)速度0.036r/min、配套動力2×0.75kW、布料斗有容積6m3、工作幅寬8m、布料斗旋轉(zhuǎn)角范圍0°~180°。移行車的作用是用于將攪拌機及布料車從個槽移至另個槽上。般配套動力2×0.75kW、運行速度0.8m/min。

  2、通風(fēng)設(shè)備

  為了使部原材料在均的好氧狀態(tài)下進行發(fā)酵的同時蒸發(fā)原材料中的水分，在次發(fā)酵設(shè)施中應(yīng)安裝通風(fēng)設(shè)備。通過通風(fēng)，還可以縮短發(fā)酵天數(shù)。進行二次發(fā)酵時，雖然有機物所需的空氣沒有次發(fā)酵多，但是通過通風(fēng)也可以促進發(fā)酵的進行。

  曝氣系統(tǒng)其作用是向槽內(nèi)發(fā)酵物料通風(fēng)充氧，主要由高壓風(fēng)機、曝氣管道組成，通風(fēng)管道的口徑75mm，4m寬的槽至少應(yīng)鋪設(shè)三條曝氣管道，管道上鉆有小孔，通過高壓風(fēng)機向槽底送風(fēng)充氧。般風(fēng)壓300mbar、風(fēng)量9.2m3/min、配套動力5.5kw。

  3、加水設(shè)備

  在次發(fā)酵和二次發(fā)酵進行好氧發(fā)酵中，可以利用有機物分解產(chǎn)生的發(fā)酵熱來蒸發(fā)水分。在發(fā)酵過程中，原材料的水分減少到40%時，微生物就會停止發(fā)酵，此時，應(yīng)該由加水設(shè)備給原材料加水，使好氧發(fā)酵繼續(xù)進行。是否加水取決于發(fā)酵過程中物料的水分多少，般在堆積物的水分減少較多的次發(fā)酵的后半部和二次發(fā)酵里進行。

 三、堆肥發(fā)酵系統(tǒng)規(guī)模

  發(fā)酵和熟化（陳化、二次發(fā)酵）是堆肥工藝的兩個階段，兩者可以選擇在個車間或兩個立車間內(nèi)進行。由于發(fā)酵和陳化兩個階段的控制參數(shù)不盡相同，高溫快速好氧堆肥工藝般要求將兩個階段分別在兩個立的車間內(nèi)實現(xiàn)，條垛式堆肥工藝則傾向于將兩個階段合并設(shè)計。

  1、車間面積計算

  高溫快速好氧堆肥工藝的發(fā)酵周期為12~18天，陳化周期為15~20天，即發(fā)酵車間和陳化車間面積應(yīng)滿足存放發(fā)酵周期內(nèi)相應(yīng)體積的物料。車間內(nèi)的物料堆放形式主要由翻堆設(shè)備決定，同時兼顧布料設(shè)備、出料設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備布置要求。車間面積計算步驟如下。

  1)確定發(fā)酵槽尺寸根據(jù)堆肥處理量和物料每天移動前進的距離確定槽的寬度和數(shù)量，選擇相應(yīng)的翻堆機。確定發(fā)酵槽寬度和數(shù)量時要結(jié)合翻堆機的實際翻堆距離、廠房跨度和其他設(shè)備布置要求進行反復(fù)試算，終確定較為合適的發(fā)酵槽的寬度、長度和數(shù)量。

  2）確定發(fā)酵槽布置根據(jù)曝氣設(shè)備和曝氣方式確定發(fā)酵槽間距，根據(jù)翻堆機運行凈空要求確定發(fā)酵槽和柱子間距。

  3）長度、寬度和跨度布置根據(jù)布料設(shè)備和出料設(shè)備布置要求確定發(fā)酵槽進料、出料長度。綜合考慮控制發(fā)酵槽布置的各個因素，確定發(fā)酵車間的長度、寬度和跨度。

  2、發(fā)酵系統(tǒng)規(guī)模計算

  發(fā)酵系統(tǒng)的大小主要由產(chǎn)量規(guī)模和發(fā)酵方式?jīng)Q定，項目目標產(chǎn)量確定后，則發(fā)酵方式?jīng)Q定系統(tǒng)規(guī)模。各種工藝的設(shè)計思路基本相同，下面以高溫快速好氧堆肥的槽式工藝為例進行具體設(shè)計計算的說明。

  發(fā)酵系統(tǒng)規(guī)?？砂匆韵虏襟E計算。

  1）每天處理不同原料的體積V=V₁+V₂+V₃+…+Vn式中，V₁、V₂、V₃…Vn為各種原料的體積。

  2）混合原料的校正體積Va=V×0.80

  3）系統(tǒng)（發(fā)酵車間）內(nèi)部混合物原料體積Vb=發(fā)酵天數(shù)×Va

  4）系統(tǒng)（發(fā)酵車間）內(nèi)因原料收縮后的實際體積Vc=收縮系數(shù)×Vb不同原料及配方，收縮系數(shù)存在差異，通?？梢?span>0.75計。

  5）單個槽（堆體）體積Vd=MLa式中，M為堆體截面積；La為堆體長度。

  6）堆體數(shù)量N=Vc/Vd

  7）系統(tǒng)（發(fā)酵車間)長度L_T=La+Lb式中，Lb為堆體兩預(yù)留操作通道的寬度。

  8）系統(tǒng)（發(fā)酵車間）寬度W_T=WN+Wa+Wb式中，W為單個堆體寬度；Wa為堆體間距寬度；Wb為兩側(cè)過道寬度。

  9）系統(tǒng)（發(fā)酵車間）面積M_T=L_TW_T也可按下列方式進行簡單推算：通常條垛式堆肥的條垛間距大約為80~100cm，場地利用率大約為60%~70%，堆體空間利用率不到20%，如果按批次發(fā)酵周期平均10天，年生產(chǎn)日數(shù)200天計算，結(jié)合堆體大小，每平方米年發(fā)酵產(chǎn)量大約為4t，即年產(chǎn)萬噸有機肥至少需要發(fā)酵場地2500㎡；槽式堆肥的場地利用率較高，通?？梢赃_到80%~90%，槽內(nèi)空間利用率80%左右，如果按上述發(fā)酵周期和生產(chǎn)日數(shù)計算，每平方米年發(fā)酵產(chǎn)量大約為12t，即年產(chǎn)萬噸有機肥需要發(fā)酵場地大約1000㎡，需要60m×6m×1m的發(fā)酵槽約3個。不同規(guī)模類型的發(fā)酵系統(tǒng)大小可依此類推。