传统的发酵技术采用厌氧的野外堆积法，然而它具有占地大、耗时长的缺点。现代化的堆肥生产则一般采用好气堆肥工艺，并且它通常由前处理、主发酵（一次发酵）、后发酵（二次发酵）、后处理、脱臭及贮藏等工序组成。
若堆肥原料是家畜粪尿、污泥等时，调整水分和C/N比，或者添加菌种和酶是其前处理的主要任务。但堆肥原料是城市生活垃圾时，必须要有破碎和分选前处理工艺，由于垃圾中含有大块的和非堆肥物质，要通过破碎和分选，调整垃圾的粒径，去除非堆肥物质。调整粒径的理由是：原料水分在通过破碎后可实现一定程度的均匀化，同时破碎后原料的比表面积也将大大增加，这样就使得微生物侵蚀原料的速度加快，从而提高发酵速率。从理论上讲，粒径越小，越容易分解。但是，在增加物料的表面积的同时，为了使物料能够获得充足的氧气，还必须保证物料有一定的孔隙率，便于通风。一般适宜的粒径范围是2～60mm,.佳粒径随垃圾物理特性变化，如果堆肥物质结构坚固、不易挤压，粒径则应小些；相反，粒径则应大些。此外，在决定垃圾粒径大小时，经济方面的考虑也是必需的，因为破碎得越细越小，动力消耗就越大，处理垃圾的费用就会增加。如果非堆肥物质不去除，那么将会导致：①使发酵仓容积增大；②可能会使传送装置或翻堆搅拌装置被纤维、绳子缠卷而影响操作；③妨碍发酵过程；④非堆肥物质虽然也可在后处理工序去除，但干电池等物质里所含的重金属一旦混入堆肥原料，就不能在后处理时选出，而混到成品堆肥中。主发酵可在露天或发酵装置内进行，通过翻堆或强制通风向堆积层或发酵装置内供给氧气。在露天堆肥或发酵装置内堆肥时，主发酵的过程主要依赖存在于原料和土壤中的微生物所进行的作用。首先是使易分解物质分解，如简单糖类、淀粉、蛋白质、氨基酸等，产生二氧化碳和水，同时产生热量，不断提高堆温，这些微生物利用有机物中的C和N作为其营养成分。而在细菌的自身繁殖过程中，不断地分解从细胞中吸收的营养物质而产生热量。一般将温度升高到开始降低为止的阶段称为主发酵阶段。主发酵阶段的微生物大体可以分为2种：一种是.适宜生长温度为30～40℃的中温菌，另一种是.适宜温度为45～65℃的高温菌。而在45～65℃温度下，各种病原菌均可被杀死。以生活垃圾为主体的城市垃圾及家畜粪尿好氧堆肥，主发酵期为3～10d。后发酵期的主要任务则是进一步将主发酵期的半成品，如尚未分解的易分解有机物和较难分解的有机物进行分解，使之变成较为简单、较为稳定的有机化合物腐殖酸、氨基酸等，得到完全成熟的堆肥制品。后发酵的方法一般是将物料堆积到1～2m高进行发酵，而且要安装防雨水流入装置。另外，对于要进行翻堆和通风的场合，通常不进行通风，而是每周进行一次翻堆。堆肥的使用情况决定了发酵时间的长短。例如，堆肥用于温床（能够利用堆肥的分解热）时，可在主发酵后直接使用；对在一两个生长季节内进行休闲的土地，可以直接施用不经发酵的堆肥；对一直在种作物的土地，为使得堆肥内进行发酵的微生物不夺取土壤中的氮进行自身的生长繁殖，后发酵时间一般要在20～30d。堆肥经过主发酵和后发酵后，几乎所有的有机物都变细碎和变形了，数量也减少了。然面，城市生活垃圾有其特殊性，存在极难分解和不能分解的物质如塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等，这些物质在预分选工序没有去除。因此，还需要添加一道分选工序，把这些杂物去除，并根据需要进行再破碎（如生产精制堆肥）。由于化学反应，部分堆肥工艺和堆肥物在堆制过程和结束后会产生臭味，必须进行脱臭处理。去除臭气的方法主要有化学除臭剂除臭，碱水和水溶液过滤，熟堆肥或活性炭、沸石等吸附剂过滤。另外，可将熟堆肥覆盖在露天堆肥的表面，以防止露天堆肥臭气逸散。生产中常用的是安装堆肥过滤器，其除臭原理是臭气通过该装置时，恶臭成分会被熟化后的堆肥吸附，吸附后的臭气会被其中的好氧微生物分解而将臭味脱掉，也可用特种土壤代替堆肥使用。堆肥使用的时间一般是在春、秋，所以在夏、冬就必须积存。堆肥可直接堆存在发酵池中或袋装，如果要保存6个月则要求干燥而透气，因为受潮会影响制品的质量。
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