堆肥化的质量控制指标

堆肥化的目的是要污泥达到无害化、稳定化和资源化的要求，堆肥后的产品符合相关标准。堆肥腐熟度是反映堆料中有机物降解和生物化学稳定度的重要指标。未腐熟的堆肥施入土壤后，会引起微生物的剧烈活动，从而形成厌氧环境，还会产生大量中间代谢产物（有机酸）及NH3、H2S等有害成分，这些物质会严重毒害植物的根系，影响作物的正常生长。

多年来，研究人员对堆肥腐熟度进行过各种研究和探讨，也提出过多种评判标准，总体来看可分为物理指标、化学指标和生物学指标三大类指标。

01物理指标

（1）温度

微生物降解有机质时会放出热量，使料堆温度升高，当有机质基本被降解完后，放出的热量减少，料堆温度逐渐接近于环境温度，不再有明显变化。因此根据温度的变化，可以判断堆肥化进行的程度，判断堆肥是否腐熟，但料堆温度往往与通风量大小、热损失的多少有关，并且堆料不同区域的温度也不同，温度无法很准确地反映堆肥的腐熟程度，但是因为操作过程中温度的测量相对简便，因此温度是堆肥过程最常用的检测指标之一。

（2）气味

堆料通常具有令人不愉快的异味，运行良好的堆肥化过程中，这种异味逐渐减弱，腐熟度越高，气味越弱。完全熟化的堆肥产品往往具有潮湿泥土的气味。

（3）颜色

堆肥过程中堆料会逐渐变黑，熟化后的堆肥产品呈黑褐色或黑色，因此用简单的技术检测堆肥产品的色度，结合其他物理指标，可综合判断堆肥的腐熟程度。

02化学指标

物理指标仅能从感官等方面间接判断堆肥的腐熟程度，无法定量表达堆料成分的变化，不能准确说明堆肥的腐熟程度，但是通过量化的化学指标分析，根据堆料化学成分和性质的变化，能更准确地判断堆肥的腐熟程度。

（1）挥发性固体

挥发性固体（VS）基本上能反映污泥中有机质的含量。在堆肥化过程中的不同阶段，堆料有机质变化幅度比较大，因此可利用VS的变化作为反映堆肥腐熟程度的指标。据有关研究表明，污泥堆肥的有机质含量大于10%，挥发性固体的含量小于40%，在此范围内可以认为污泥堆肥已经腐熟。

化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）也是反映有机质变化的重要参数。COD的变化主要发生在高温降解阶段，随后处于平稳。BOD虽然不能代表堆料中的全部有机质，但代表了堆料中可生物降解的有机质，腐熟的堆肥产品中，BOD5值应小于5mg/g干堆肥，但BOD的测定比较复杂、测定时间长，作为堆肥腐熟控制指标，在实际应用中较为少见。

（2）含氮物质

污泥中除含有机质外，氮含量也相对较高。堆肥过程中随着有机质的分解，其中含氮的物质也发生分解而产生氨气，释放出的氨气散逸进入大气，或者生成亚硝酸盐和硝酸盐，或者被微生物吸收。大量研究表明，随着堆肥化过程的进行，污泥中氨态氮含量会逐渐降低，而硝态氮含量会逐渐增加，完全腐熟的堆肥，氮大部分以硝酸盐形式存在，而未腐熟的堆肥中则含有一定量的氨，基本上不含硝酸盐。因此通过检测堆肥中氨、硝酸盐是否存在及其比例，可判断堆肥腐熟程度，但目前尚未有一个定量指标，只能相对比较。

（3）碳氮比

碳氮比（C/N）是在评价堆肥腐熟程度中应用最多的一个指标。堆肥化过程中，碳作为微生物能源被转化成CO2和腐殖质，氮作为微生物的营养被同化吸收或转变成氨、硝酸盐。因此碳和氮的变化也是堆肥化的基本特征之一。从理论上来说，当有机质完全变成腐殖质后C/N值应为10，然而在实际应用中，C/N从最初的25～30或更高降低到15～20，表示堆肥已腐熟，达到稳定化程度。

03生物学指标

在堆肥过程中，一些微生物的活性变化或者植物生长的变化可以作为指标来评价堆肥的腐熟程度，这些指标主要有呼吸作用、微生物活性、种子发芽率等。

（1）呼吸作用

通常根据堆肥过程中微生物吸收O2和释放CO2的强度来判断微生物代谢活动的强度及堆肥的稳定性。有研究者提出，当堆肥释放CO2在5mg（C）/g以下时，堆肥相对稳定；达到2mg（C）/g以下时，堆肥腐熟。

（2）微生物活性

堆体中微生物量及种群的变化，也是反应堆肥代谢情况的依据，反映微生物活性变化的参数有酶活性、三磷酸腺苷（ATP）和微生物量。

（3）种子发芽率

未腐熟的堆肥中含有植物毒性物质，对植物的生长发育会产生抑制作用。多种植物种子在堆肥原料和未腐熟堆肥萃取液中生长受到抑制，而在腐熟的堆肥中生长得到促进，以种子发芽和根长度计算发芽指数GI（germination index），可以用来评价堆肥的腐熟程度，当GI大于50%时可认为堆肥中毒性物质降低到植物可承受的范围，当GI≥85%时认为堆肥已完全腐熟。