文 献 综 述

1. 沼渣来源及特性

沼渣是沼气发酵后剩余的半固体物质，分为3个部分：一是有机质、腐殖酸；二是氮、磷、钾等元素；三是未腐熟原料（焦瑞莲，2010）。沼渣含有腐殖酸10%~20%，有机质30%~50%，全氮1.0%~2.0%，含磷0.4%~0.6%、全钾0.6%~1.2% ^[2]，可见含有大量的植物生长需要的养分。然而，沼渣的不合理处置也会给环境带来严重的污染，因此如何妥善的处置尤为重要。沼渣虽然经过厌氧发酵处理，但是性质仍然不稳定，仍然存在着病原体和恶臭等问题，因此不能直接施入农田。好氧堆肥技术室处理沼渣减容化、无害化、资源化、产业化的一种最为有效的方法，因其具有运行费用低、处理量大、二次污染小等优点，近年来已成为世界各国资源、环保领域的一个研究热点。堆肥化过程不仅可以杀死有机废物中的各种病菌及杂草种子使沼渣达到无害化，还会生成大量可以被植物吸收利用的有效养分，并合成新的构成土壤肥力的重要物质#8212;#8212;腐殖质，彻底的实现了废弃物的循环利用（方珊，2011）。因此，沼渣好氧堆肥生产生物肥料渐渐成为沼渣处理的一种主要趋势。

2．好氧堆肥技术的原理及影响因素

2.1好氧堆肥技术的原理

氧堆肥技术是在人工控制的条件下，在一定的水分、C/N比和通风的条件下，在不同阶段通过不同的微生物群落的交替作用，使有机废物逐步分解，最终形成稳定的对环境无害的类腐殖质的复合物的技术，堆肥化后的产物称为堆肥，堆肥既可用作植物的肥料，也可以用于改良土壤等。

2.2好氧堆肥技术的影响因素

好氧堆肥是一个复杂的过程，要达到良好的堆制效果，必须控制一些主要影响因素。它们分别为有机质含量、C/N比、通风供氧量、含水率、温度、孔隙率（或颗粒度）以及堆肥时间等。这些因素决定微生物活动强度，从而影响堆肥的速度与品质，具体影响因素如下（李自刚，2006；杨天学，2009）：

（1）有机物：有研究表明，在高温好氧堆肥中适用的有机质范围为20%-80%，当有机物的含量低于20%时，使堆肥化工程中产生的热量不足以提高堆层的温度而达不到堆肥无害化的目的。当堆体中的有机物的含量高于80%时，由于高的有机物对氧气的需求量较大，而实际的供氧量难以达到要求，不利于好氧堆肥的要求。通常在畜禽粪便的堆肥过程中需要和种植废弃物（秸秆、蒿草、壳等）混合，即可以利用作物秸杆提高堆体的孔隙率，又可以提高畜禽粪便堆体中的有机质的含量，同时也为作物秸杆和畜禽类便的联合处理提供了简捷的方法，因此在实际的应用过程中通常采用畜禽粪便和种植废弃物（秸秆、蒿草、壳等）混合处理（贺琪，2005；孙晓杰等，2009；Petric et al., 2009; Liu et al., 2011; Zhang et al., 2011; Jindu et al., 2012），但是种植废弃物的种类选择及添加量仍需要进行研究。

（2）碳氮比（C/N）：好氧堆肥过程中，C和N都是微生物生长需要的重要物质，理论上认为C/N=25-35最有利于堆肥的快速发酵。一般各种禽畜粪便的C/N比分别为：鸡粪3-10、猪粪11-15、牛粪11-30。因此，禽畜粪便好氧堆肥常添加木屑、锯末、树皮、稻草、稻壳米糠等C/N较高的种植业废弃物将C调节到25-35，以加快堆肥进程和减少N损失（李自刚，2006；杨天学，2009）.

（3）温度：对于好氧堆肥而言，温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。堆肥初期一般呈中温，嗜温菌较为活跃，大量繁殖，它们在利用有机物的同时有一部分转化为热量，能够在短期内将堆体的温度达到50-60度，在此温度下嗜温菌死亡，嗜热菌大量的繁殖，当堆体温度进一步升高时嗜热菌也承受不了其酶热变性的影响开始大部分死亡，在此情况下，堆肥的反应速度下降。因此过高的温度会抑制多种微生物生长，影响堆肥的反应速度，过低的温度不利于堆肥的无害化处理和物质降解。一般在堆肥的过程中温度通过调节通气量、翻堆等方式控制（李自刚，2006；杨天学，2009）。

（4）pH值：堆肥过程中的微生物一般以中性的环境为宜，一般pH在6.0-8.0之间，过高或过低都会影响微生物的活性甚至导致微生物死亡（李自刚，2006；杨天学，2009）。除了影响微生物的生长外，过高的pH值还能导致堆肥过程中氮以氨的形式挥发（贺琪等，2005），因此对于过高pH的堆料需要适当的调节pH值后再进行堆肥。

（5）含水率：水是微生物生长和繁殖的必需的影响因素，因此水分的含量直接关系到堆肥的发酵速度和腐熟程度。水分过少，堆肥材料不易吸水软化，不利于微生物的侵入和分解，影响堆肥的效率；水分过多，会使好氧呼吸受到限制，堆体产生厌氧的环境，导致产生臭味、降低温度等。研究表明（Robert, 2000; 杨天学，2009），适应的堆肥的水分应该控制在50%-70%之间，这是微生物活动的最适宜的含水率范围。对于含水量较高的畜禽粪便等物质，在堆肥前需要添加含水较低的种植废弃物（秸秆、蒿草、壳等）进行适当的调节。值得注意的是，在堆肥的腐熟阶段，堆体水分应该减少到30%，以形成稳定的堆肥产品。

（6）通气量：通气的主要目的是为堆肥过程中好氧微生物的生长提供必须的氧气。另外，可以防止堆肥过程中温度过高，前以述及堆肥需要由于微生物活动产生的热量，同时温度过高会影响堆体微生物的活性，不利于堆肥的快速发酵，此时就需要通风来调节，还可以达到堆肥干化的目的，因为堆体的通风和堆体水分散失紧密相关，所以在堆肥后期应该加大通风量，以冷却堆肥并带走水分，达到堆肥体积和重量减少的目的（杨天学，2009; Gao et al., 2010; Guardia et al., 2012）。