TW202328031A - 處理有機廢料的方法 - Google Patents

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Abstract

本公開涉及一種將有機廢料加工成有機堆肥的方法，所述方法包括： a）發酵有機廢料，包括向有機廢料中添加至少一種或多種乳酸菌，其中該步驟在兼性厭氧條件和酸性pH下進行，由此獲得發酵有機材料， b）在需氧條件下使步驟a）中獲得的發酵有機材料熟化，由此獲得熟化有機材料，和 c）將在步驟b）中獲得的熟化有機材料進行蚯蚓堆肥，由此獲得有機堆肥。

Description

處理有機廢料的方法
本公開涉及處理有機廢料（organic waste）以獲得經處理的有機產物的領域，所述經處理的有機產物尤其用於改善土壤植物的生長特性。
本領域已知有多種方法將有機廢料轉化為有用的產品，尤其是形成土壤改良產品，例如改善土壤植物生長特性的產品。
在這些方法中，厭氧消化（anaerobic digestion）是處理有機廢料的可持續選擇，因為它利用生物質作為可再生能源。從厭氧消化過程中，主要獲得兩種產物：可用作燃料的沼氣（biogas）和可稱為“沼渣（digestate）”的穩定的液固殘渣，其可用作土壤改良劑（soil conditioner）和/或作物的生物肥料。沼渣在本領域中描述為含有高濃度的有機物質和多種植物營養劑，其非常適合用作農業肥料（Guilayn等人，2019，廢料管理，第86卷：67-79 (Guilayn et al., 2019, Waste Management, Vol. 86 : 67-79)）。 然而，在多種情況下，沼渣可能會因釋放氨氮（ammoniacal nitrogen）而造成水體富營養化、地下水污染和空氣污染等不利影響。沼渣的缺點包括（a）存在不完全穩定的可生物降解物質，（b）高濃度的氨可能導致空氣污染並可導致植物毒性作用，（c）沼渣中存在可存活長達一年的病原微生物，尤其是在中溫消化系統中，和（d）由於沼渣的高含水量導致的儲存和運輸困難。
通常將沼渣分成兩相用於進一步處理，分別是液體部分和固體部分。固體部分主要用作有機肥料。儘管如此，沼渣的固體部分通常通過生物處理過程（例如堆肥）精製。
在精製有機廢料的厭氧沼渣的多種處理方法中，本領域已經描述了通過蚯蚓堆肥處理沼渣（Krishnasamy等人，2014，國際環境與廢料管理，第14卷：149-164(Krishnasamy et al., 2014, Int. Environment and Waste Management, Vol. 14 : 149-164)）。在蚯蚓堆肥之前，厭氧沼渣可通過添加基體材料（bulking material）（如鋸末）進行脫水和穩定化。根據Krishnasamy等人（2014年，同上），已發現製備70:30（沼渣:鋸末）的混合物是基於蠕蟲生長（worm growth）的蚯蚓堆肥的合適培養基。
本領域仍然需要用於處理有機廢料的改進方法，其包括用於獲得適於改良土壤（例如用於改善植物生長）的經處理的有機廢料的改進方法。
本公開涉及一種將有機廢料加工成有機堆肥的方法，包括： a）發酵有機廢料，包括向有機廢料中添加至少一種或多種乳酸菌（lactic bacteria），其中該步驟在兼性厭氧條件和酸性pH下進行，由此獲得發酵有機材料， b）在需氧條件下使步驟a）中獲得的發酵有機材料熟化，由此獲得熟化有機材料，和 c）將在步驟b）中獲得的熟化有機材料進行蚯蚓堆肥，由此獲得有機堆肥。
在一些實施方案中，步驟a）包括將包含乳酸菌的微生物組合物添加到有機廢料中。
在一些實施方案中，在步驟a）中使用的微生物組合物除乳酸菌之外還包含一種或多種選自以下的微生物：乳酸桿菌（ Lactobacillus）、丙酸桿菌（ Propionibacterium）、片球菌（ Pediococcus）、鏈球菌（ Streptococcus）或其組合。
在一些實施方案中，步驟a）在約3至約5的pH下進行。
在一些實施方案中，在步驟b）中處理的發酵有機材料的水分含量為約45%至約75%。
在一些實施方案中，步驟b）在約4至約7的pH下進行。
在一些實施方案中，步驟c）包括將一種或多種蚯蚓物種的蚯蚓（earthworm）添加到在步驟b）中獲得的熟化有機材料中。
在一些實施方案中，步驟c）進一步包括除蚯蚓之外，還將纖維素廢料和/或水添加到熟化有機材料中。
在一些實施方案中，步驟c）在約15℃至約30℃的T℃下進行。
在一些實施方案中，步驟c）在經處理的有機材料的水分含量為約60%至約70%下進行。
本公開進一步涉及一種可通過根據本文公開的方法的方法獲得的經處理的有機堆肥。
其還涉及通過本文公開的方法獲得的經處理的有機堆肥或本文公開的有機堆肥用於土壤施肥的用途。
本發明還涉及一種土壤施肥方法，包括： i）依請求項1至10中任一項所述的方法處理有機廢料，由此獲得有機堆肥；和 ii）將在步驟i）中獲得的所述有機堆肥添加到待施肥的土壤中。
已經發現，可通過執行包括尤其是在特定的兼性厭氧條件（這可避免甲烷的產生）下的發酵步驟的方法來改進有機廢料處理。
已經發現，可通過在待處理的起始有機廢料的特定兼性厭氧條件下進行發酵步驟的組合來改進有機廢料處理，從而獲得所得的發酵有機廢料，所述發酵有機廢料通過在需氧條件下發酵的步驟進一步處理，以獲得立即適於通過蚯蚓堆肥進行轉化的熟化有機材料。
本公開涉及一種將有機廢料加工成有機堆肥的方法，包括至少發酵步驟、熟化步驟和蚯蚓堆肥步驟，其中： a）發酵步驟包括向有機廢料中至少添加一種或多種乳酸菌（lactic bacteria），其中所述步驟在兼性厭氧條件和酸性pH下進行，由此獲得發酵有機材料， b）熟化步驟包括在需氧條件下發酵在步驟a）中獲得的發酵有機材料，由此獲得熟化有機材料，和 c）蚯蚓堆肥步驟包括至少使在步驟b）中獲得的熟化有機材料經受蚯蚓堆肥步驟，由此獲得有機堆肥。
在一些實施方案中，本公開涉及一種將有機廢料加工成有機堆肥的方法，包括： a）發酵有機廢料，包括向有機廢料中添加至少一種或多種乳酸菌，其中該步驟在兼性厭氧條件和酸性pH下進行，由此獲得發酵有機材料， b）在需氧條件下使步驟a）中獲得的發酵有機材料熟化，由此獲得熟化有機材料，和 c）將在步驟b）中獲得的熟化有機材料進行蚯蚓堆肥，由此獲得有機堆肥。 定義
在下面的權利要求書和此處的說明書中，術語“包括”、“包括”、“包含”、“由……組成”或“其包括”（“including”, “includes” “comprising”, “comprised of’ or “which comprises”）中的任何一個是開放術語，其意在包括至少以下元素/特徵，但不排除其他元素/特徵。因此，當在權利要求中使用時，術語包括不應解釋為限制其後列出的裝置（means）或元素或步驟。例如，包含步驟A和步驟B的方法的表述範圍不應限於僅由方法A和B組成的方法。如本文所用，術語“包括”或“其包括”或“這包括”（“including” or “which includes” or “that includes”）中的任何一個也是開放術語，其也意在包括至少該術語之後的元素/特徵，但不排除其他元素/特徵。因此，“包括”與“包含”同義並表示“包含”。
術語“由……組成”不包括未在權利要求中限定的任何元素、步驟或成分。過渡短語“基本上由……組成”不會顯著影響權利要求中關於特定物質或步驟的範圍，以及要求保護的公開的基本和新穎特徵。術語“基本上由……組成”權利要求包括以“由……組成”形式撰寫的封閉權利要求和以“包括”形式撰寫的完全開放權利要求之間的中心區域（central area）。
如本文所用，術語“廢料”和“有機廢料”可互換使用，是指源自人、動物或工業領域的任何類型的廢棄有機材料。有機廢料可包括選自以下的廢料：城市污水（municipal sewage）、家庭垃圾、屠宰場廢料、人類排泄物（human waste）、植物廢料（例如但不限於園藝）、動物廢料、和工業廢料，例如但不限於來自食品、飼料和製藥工業的廢料，例如來自發酵工藝、釀造或生產重組酶產生的廢料。廢料可由廢料儲存設施提供，即，容納、儲存或處理廢料的設施，包括儲存動物廢料的坑（pit）或瀉湖（lagoon）。
如本文所用，術語“能量密度”是指以有機材料的重量計的能量的量。通常，能量密度可以表示為每千克幹物質的千焦耳。
如本文所用，酸性pH是指小於7.0的pH，優選5.0或更低的pH。如本文所用，鹼性pH是指大於7.0的pH，優選8.0或更高的pH。 提供有機廢料
可提供任何種類的有機廢料來進行所公開的方法。
優選地，為進行所公開的方法而提供的有機廢料可以是“新鮮的”有機廢料，即，尚不能檢測到分解開始的有機廢料。
因此，優選地，可用作待通過本文公開的方法處理的起始材料的有機廢料可先前未經受任何在外源微生物存在下的發酵步驟。這並不意味著起始有機廢料本身不天然含有任何微生物。說明性地，可自然進入起始有機廢料的組合物中的動物性雜肥（animal manure）包括腸桿菌（enterobacteria），例如但不限於大腸桿菌（ E; coli）和/或乳酸桿菌（ Lactobacillus）。
然而，儘管這不是優選的實施方案，但是起始有機廢料可已經開始至少部分地分解。
由於根據本文公開的方法可處理多種有機廢料，所述起始有機廢料可包括各種量的碳、氫、氧和氮，尤其可以具有多種C:N比（碳量與氮量之比）。
說明性地，如本領域已知的，與主要包括魚屑（fish scrap）的有機廢料相比，主要包括新鮮草料（fresh weed）的有機廢料具有顯著更高的C:N比值。進一步說明性地，與鋸末或木屑和樹枝相比，主要包括豬糞或雞糞的有機廢料具有顯著較低的C:N比值。
在一些實施方案中，起始有機廢料可包括多種有機廢料，例如但不限於家庭垃圾、工業有機廢料、農業有機廢料等。
在一些實施方案中，起始有機廢料可以是多種廢料的混合物。
合物的組成以避免在所公開方法的發酵步驟期間溫度過度升高。通過製備具有適當平均能量密度的廢料混合物，例如能量密度小於約1000 kJ/100 g起始有機廢料濕物質，可避免在所公開方法的發酵步驟期間溫度過度升高。
本領域技術人員預先知道幾乎所有有機物質的近似能量密度，因此包括可包含在用於進行所公開方法的起始有機廢料中的多種材料的近似能量密度。說明性示例在下文表1中提供。本領域技術人員容易獲得關於可進入用於實施所公開方法的起始有機廢料的組合物中的數百種有機材料的能量密度值的詳細資訊。說明性地，詳細資訊尤其在標題為“Informations Nutritionnelles.fr”的網站上公開（以下互聯網地址：“https:\\informationsnutritionnelles.fr/energie-kilojoules”_其內容通過引用併入本文）。
表 1 ：幾種有機材料的能量密度
有機材料 平均能量密度，單位為千焦 /100 g 濕物質
植物油 （核桃、花生、向日葵、橄欖油、菜籽油、葡萄籽） 3 700 – 3 800
牛油 3 000 - 3100
核桃、榛子、腰果（cashnew） 2 800 – 2 900
杏仁、開心果（pistache）、花生仁（arachide）、花生（peanut） 2 600 – 2 700
黑巧克力、牛奶巧克力 2 200 – 2 500
餅乾 2 000 – 2 500
香腸 1 800 – 2 100
乾果 1 900 – 2 000
MARS®棒（MARS® bar） 1 900
糖果、甜食 1 700
埃曼塔拉乳酪（Emmental cheese） 1 500 - 1 700
吐司麵包、麵包幹（rusk） 1 600
麵食（Pastas）、米飯 1 400 – 1 600
麵包 1 000 - 1 200
鮮牛奶奶油 1 200
果醬 800 – 1 000
肉類（小牛肉、牛肉） 1 000
芥末 500 - 600
豬肉火腿（Prok ham） 500 – 700
雞蛋 500 – 600
鷹嘴豆 500 – 600
新鮮乳酪、優酪乳 400 – 600
金槍魚 400 – 500
肉類（家禽，例如雞肉、火雞） 400 – 500
青豆（Green peas） 300 – 400
白葡萄 200 – 300
牛奶（牛、山羊、母羊） 200 – 300
水果（黑莓、杏 200 – 300
脫脂牛奶 100 – 200
綠豆（Green bean） 100 – 150
蔬菜（蘆筍、蘑菇、蘿蔔、菊苣(endive)、沙拉） 30 – 100
草料（Fodder） 10 - 20
紙板 1 - 2
鋸末 1 - 2
紙 1 - 2
水 0
在一些實施方案中，可製備起始有機廢料以包括具有不同能量密度值的多種廢料的混合物，從而獲得用於所公開方法的有機廢料；其中所述有機廢料具有適當的平均能量密度。
通常，起始有機廢料可包括具有高能量密度值的廢料（例如植物油、巧克力等）和具有低能量密度值的廢料（例如蔬菜、草料、鋸末、紙板）。
在一些實施方案中，起始有機廢料可通過將其中所含的各種廢料混合來製備，以獲得在其整體品質或體積內具有合適的平均能量密度的所述材料。
在一些實施方案中，可通過多層結構獲得適當平均能量密度的起始有機廢料。在示例性的多層結構中，起始有機廢料可通過以下方式製備：（i）形成具有第一平均能量密度值的第一層有機廢料（例如具有高能量密度值），（ii）形成具有第二能量密度值的第二層廢料（例如具有低密度值）等），並且重複交替地形成高能量密度層和低能量密度層，直到完成提供待通過所公開的方法處理的起始有機廢料。
說明性地，旨在根據所公開的方法處理的起始有機廢料可包含以下的混合物：（i）具有高能量密度值的廢料，例如含糖材料，例如可哥漿（cacao pulp），和（ii）具有低能量密度值的廢料，例如含纖維的材料，例如貓砂。說明性地，所述起始有機廢料的平衡組合物可包含例如約40 kg可哥漿和30 kg貓砂。
通常，在所公開方法的步驟中，在起始有機廢料中存在纖維材料（如植物廢料）將有利於真菌的生長。
在一些實施方案中，起始有機廢料可包含固體廢料和液體廢料的混合物。
在一些實施方案中，可提供有機廢料，以便在切割成約1至10 cm長的片段後實施所公開的方法，以優化所公開的方法的條件，例如（i）縮短該方法的溫育、發酵、熟化和蚯蚓堆肥步驟中的一個或多個步驟的持續時間，和/或（ii）在該方法的一個或多個所述步驟結束時獲得更完整加工的材料。 方法的步驟 a ）
在步驟a）中，待處理的有機廢料在兼性厭氧條件和酸性pH下進行發酵步驟。
為了在步驟a）中開始發酵，可用包括乳酸菌（lactic bacteria）在內的微生物組合物接種起始有機廢料。
在一些實施方案中，待通過所公開的方法處理的有機廢料中所含的多種廢料的性質可顯著不同。在這些實施方案中，可優選地單獨接種一種或多種不同的組成廢料有機材料，所述有機材料旨在摻入在所述方法的步驟a）中處理的有機廢料中。
如本文所用，為了實施所公開的方法，可用包括乳酸菌在內的微生物組合物單獨接種可用於構成起始有機廢料的不同廢料，然後收集不同的經微生物接種的廢料，以獲得在所公開方法的步驟a）開始時使用的經微生物接種的有機廢料。否則，在其中進入起始有機廢料的組合物中的不同有機廢料分別用所述微生物組合物接種的實施方案中，在這些不同的材料接種所述微生物組合物之後，形成多層結構的所述起始有機廢料。
說明性地，在具有如前所公開的多層結構的起始有機廢料中，可用包括乳酸菌在內的微生物組合物接種形成多層中的一層的各廢料，這產生包括所述微生物組合物的起始有機廢料，其中乳酸菌分散在所述起始有機廢料的整個體積內。
進一步說明性地，用包括乳酸菌在內的微生物組合物播種寵物食品粗磨料（作為有機廢料）通常需要將所述粗磨料在所述包括乳酸菌在內的微生物組合物中浸泡足夠長的時間，以使微生物在寵物食品粗磨料的整個體積中定殖。
用於播種起始有機廢料的微生物組合物
在步驟a）中，添加到有機廢料中的乳酸菌可選自乳酸桿菌、丙酸桿菌、片球菌、鏈球菌或其組合。
在一些實施方案中，乳酸桿菌細菌可選自保加利亞乳酸桿菌（ Lactobacillus bulgaricus）和乾酪乳酸桿菌（ Lactobacillus casei）。
在一些實施方案中，丙酸桿菌細菌可包括費氏丙酸桿菌（ Propionibacterium freudenreichi）。
在一些實施方案中，片球菌細菌可包括嗜鹽片球菌（ Pediococcus halophilus）。
在一些實施方案中，鏈球菌細菌可包括乳酸鏈球菌（ Streptococcus lactis）或糞鏈球菌（ Streptococcus faecalis）。
在一些實施方案中，除乳酸菌之外，還可將一種或多種選自放線菌、向光性細菌（其也可稱為“光合細菌”）、黴菌（mold）、真菌（fungi）和/或酵母的其他微生物在步驟a）開始時添加到有機廢料中。
在一些實施方案中，一種或多種放線菌可選自鏈黴菌（ Streptomyces）、 Streptoverticilium、諾卡氏菌（ Nocardia）、小單孢菌（ Micromonospora）和紅球菌（ Rhodococcus）。
在一些實施方案中，鏈黴菌放線菌可選自白色鏈黴菌（ Streptomyces albus）和灰色鏈黴菌（ Streptomyces griseus）。
在一些實施方案中，鏈輪絲菌放線菌（ Streptoverticiliumactinomycetes）可由 Streptoverticilium baldacii組成。
在一些實施方案中，諾卡氏菌放線菌可由星狀諾卡氏菌（ Nocardia asteroids）組成。
在一些實施方案中，小單孢菌放線菌可由青銅小單孢菌（ Micromonospora chalcea）組成。
在一些實施方案中，紅球菌屬放線菌可由深紅紅螺菌（ Rhodospirilum rubrum）組成。
在一些實施方案中，一種或多種黴菌真菌（mold fungi）可選自麯黴屬（ Aspergillus）和毛黴屬（ Mucor）
在一些實施方案中，麯黴屬黴菌真菌可由日本麯黴（ Aspergillus japonicus）或米麯黴（ aspergillus oryzae）和凍土毛黴（ Mucor hiemalis）組成。
在一些實施方案中，毛黴屬真菌可由凍土毛黴（ Mucor hiemalis）組成。
在一些實施方案中，一種或多種酵母可選自酵母屬（ Saccharomyces）和念珠菌屬（ Candida）。
在一些實施方案中，酵母屬酵母可由釀酒酵母（ Saccharomyces cerevisiae）或乳酸酵母（ Saccharomyces lactis）組成。
在一些實施方案中，念珠菌酵母可由產朊假絲酵母（ Candida utilis）組成。
在一些實施方案中，在步驟a）中添加的微生物組合物中僅包括乳酸菌。
在一些其他實施方案中，乳酸菌與放線菌、向光性細菌、黴菌真菌和酵母中的一種或多種組合。
在所公開方法的步驟a）中添加的微生物組合物中，可與乳酸菌結合的微生物的各種示例性實施方案描述於下表2中。
表 2 說明性：在步驟 a ）中組合添加的微生物
參考 a 放線菌 b 向光性細菌 c 黴菌真菌 酵母
1 +      
2   +    
3     +  
4       +
5 + +    
6 +   +  
7 +     +
8   + +  
9   +   +
10     + +
11 + + +  
12 + +   +
13 +   + +
14   + + +
15 + + + +
在表2中：（i）參考 a：組合參考號；（ii）放線菌 b：放線菌；（iii）向光性細菌 c：向光性細菌。
可與乳酸菌結合以添加到有機廢料中的各種微生物的每一種都是可以公開獲得的（publicly available），包括通過微生物培養物保藏中心（microorganism culture collections）如ATCC（American Type Culture Collection，美國模式菌培養物保藏中心）。
多種組合微生物的混合物（cocktails）也是可商購的，並且可在本方法的步驟a）中使用。
在一些實施方案中，在步驟a）中添加的微生物可由稱為“有效微生物”（也稱為“EM”）的組合微生物組成，例如由Yamada等人所公開的（2001年，作物生產雜誌（Journal of crop production），第3卷：255-268）或Szymenski等人（2003年， Lanfax Laboratories，Armidale，新南威爾士州，澳大利亞，R.A.和Jones, M.J.（編輯）（ISBN 0-9579438-1-4，其內容通過引用併入本文）。
在一些實施方案中，在步驟a）中添加的組合微生物在培養混合物產品中，其中微生物任選地位於支援物上，所述培養混合物產品包括麥麩（wheat bran）和任選的糖蜜（molasses）。
在步驟a）開始時添加到有機廢料中的含乳酸菌的微生物組合物的示例性實施方案可包含，每毫升所述組合物，（i）10 4CFU（Colony Forming Units，菌落形成單位”）的乳酸菌，（ii）10 3CFU的光合細菌，和（iii）10 3CFU的酵母。
可添加到用於進行步驟a）的有機廢料中的含有乳酸菌的微生物組合物的一個實施方案是由TeraGanix公司以名稱“EM-1 TM”市售的組合物提供。
製備包含乳酸菌的微生物組合物
如本文先前所述，步驟a）的一些實施方案包括添加包含可商購的乳酸菌的微生物組合物。
在步驟a）的一些實施方案中，包含乳酸菌的微生物組合物可專門製備，然後將其添加至有機廢料。
包含乳酸菌的微生物組合物可通過在合適的培養基中，預培養乳酸菌和任選地還有一種或多種選自放線菌、向光性細菌、黴菌、真菌和/或酵母的其他微生物，以提供在所公開方法的步驟a）中可重複用作包含乳酸菌的起始微生物組合物的原液微生物組合物（stock microorganism composition）。
包含乳酸菌的原液微生物組合物可通過將適量的乳酸菌、包含乳酸菌的微生物組合物添加到合適的培養基中來製備。
然後，為了實施步驟a），收集適當部分（例如，體積）的所述原液（stock solution）以提供包含乳酸菌的微生物組合物，所述微生物組合物添加到待處理的有機廢料中。
在一些實施方案中，所述原液以及由此收集的包含乳酸菌的微生物組合物每毫升所述組合物可包含約10 4CFU（“菌落形成單位”）的乳酸菌。
在其中所述原液還包含光合細菌的一些實施方案中，所述原液可包含約10 3CFU的光合細菌。
在其中所述原液還包含酵母的一些實施方案中，所述原液可包含約10 3CFU的酵母。
在一些實施方案中，用於預培養乳酸菌和任選地還有一種或多種選自放線菌、向光性細菌、黴菌、真菌和/或酵母的其他微生物的合適培養基，主要包括向其中添加有機糖蜜和纖維（例如，麥麩）的水。說明性地，在這樣的實施方案中，培養基可包括約20升水（例如在室溫下）、約250 mL有機糖蜜和約20 kg麥麩的混合物。
乳酸菌以及任選地還有一種或多種選自放線菌、向光性細菌、黴菌、真菌和/或酵母的其他微生物添加到預培養基中。
在一些實施方案中，已接種有乳酸菌和任選地還有一種或多種選自放線菌、向光性細菌、黴菌、真菌和/或酵母菌的其他微生物的預培養基在約25℃下、優選在兼性厭氧條件下例如在兩周的時間段內溫育，以允許乳酸菌和任選地還有一種或多種選自放線菌、向光性細菌、黴菌、真菌和/或酵母菌的其他微生物生長。
在預培養基溫育期結束時，提供包含乳酸菌的原液微生物組合物，其中其部分可用作在所公開方法的步驟a）中添加到有機廢料中的包含乳酸菌的微生物組合物。
根據這些實施方案，可在所公開方法的步驟a）中使用的包含乳酸菌的微生物組合物是連續可用的。
步驟 a ）的實施方案
在步驟a）中，取決於尤其是待處理的有機廢料的平均定性和定量組成，含乳酸菌的微生物組合物可以以每kg待處理有機廢料約10 2至約10 6、優選約10 3至約10 5CFU的乳酸菌的平均量添加。
在步驟a）中，可根據技術人員熟知的任何方法添加微生物組合物。典型地，任選地支援在特定載體上的微生物可簡單地分散在待處理的可發酵有機廢料的頂部，或者單獨分散在包括在待處理的起始有機廢料中的每種廢料的頂部，或者進一步地尤其是當微生物組合物為液體形式時，有機廢料可浸泡在所述組合物中。
在一些實施方案中，在步驟a）中使用的含有乳酸菌的微生物組合物可為液體組合物。
在步驟a）中應用的兼性厭氧條件意指避免完全沒有氧氣。或者說，步驟a）不在嚴格的厭氧條件下進行。
通常，在嚴格的厭氧條件下，微生物在含氧量為約1%至約2%的有機材料中生長。應用嚴格的厭氧條件導致主要是厭氧微生物的生長，包括在接種含乳酸菌的微生物組合物之前最初可能存在於有機廢料中的那些厭氧微生物，例如共生細菌，例如在其中有機廢料包括動物糞便的實施方案中，腸桿菌。通常，在嚴格的厭氧條件下處理所述有機廢料，從而有利於厭氧微生物的生長，會導致產生酒精（特別是由於含糖材料發酵）和氨（特別是由於含蛋白質的物質發酵）。通常，應用嚴格的厭氧條件，特別是由於其會產生大量的氨，會導致被處理的有機廢料的高鹼性pH，例如通常8至9的鹼性pH。鹼性pH導致殺死大多數微生物，包括真菌和酵母，當它們存在時，根據所公開的方法、尤其在所公開方法的下一步驟b）中非常有用。此外，如本領域所知，應用嚴格的厭氧條件將允許病原菌生長，在一些實施方案中，包括可能包含在動物糞便中的病原菌。此外，在嚴格的厭氧條件下發酵原始有機廢料會導致高升溫，通常高達70℃，這將導致多種有用的微生物（包括真菌和酵母菌）被殺死。
如本領域所知，有機廢料的嚴格厭氧消化使用天然細菌的聯合體（consortium）來降解有機底物，然後將其轉化為甲烷和二氧化碳的混合物。通常，本領域已知的有機廢料的嚴格厭氧消化的步驟在（i）在不受控制的pH條件下、或（ii）在鹼性pH條件（該pH條件有利於甲烷的產生）下進行。
然而，本公開認為雖然甲烷產生可提供有用的能源，但它是大氣污染的來源。此外，所得發酵有機物不適合隨後用作肥料，特別是由於其含有氨，其對通過微生物轉化的進一步步驟進一步立即加工所得發酵材料是有害的。
相比之下，步驟a）的酸性pH條件可避免產生甲烷。
相比之下，在所公開方法的步驟a）中，發酵的兼性厭氧條件可允許（i）避免過量產生醇和氨，和（ii）有利於特別是乳酸的產生（特別是由於含糖物質發酵）。
在其中產生發酵液的步驟a）的一些實施方案中，所述發酵液可優選地在以一定時間段內或連續地去除，以避免會導致嚴格的厭氧條件的缺氧。
在步驟a）中乙酸的產生可允許在酸性條件下進行步驟a）。
在一些實施方案中，步驟a）可在約3.0至約5.0的pH範圍內進行，例如在約3.5至約4.0的pH範圍內進行。
pH可根據本領域已知的任何方法測量，例如使用本身已知的pH探針。
在步驟a）中，可通過本領域熟知的技術容易地獲得兼性厭氧條件，例如但不限於通過最初提供“充氣的（aerated）”有機廢料。充氣的有機廢料可通過在步驟a）開始時簡單地攪拌待處理的有機廢料，並且任選地還通過在步驟a）期間攪拌發酵有機廢料一次或多次來獲得。
通常，通過在兼性厭氧條件下進行步驟a），微生物可在具有約5%至約20%的氧含量的發酵有機廢料中生長。
如本說明書通篇所用，有機材料的氧含量、尤其是在步驟a）中處理的有機廢料的氧含量在需要時可根據本領域已知的任何方法測量，例如通過使用氧氣探針（oxygen probe）。
通常不需要對有機廢料進行酸化，因為可通過在步驟a）中產生乙酸來獲得酸性pH值。
在一些實施方案中，可通過將一種或多種有機酸添加到所述廢料中至少部分地獲得酸性pH。
在一些實施方案中，所述一種或多種有機酸可為具有2至6個碳原子的直鏈或支鏈、飽和或不飽和羧酸。在一些實施方案中，所述一種或多種有機酸可選自乙酸、乳酸、檸檬酸、蘋果酸、抗壞血酸和葡萄糖酸。乳酸是最優選的有機酸。
步驟a）不會引起高升溫，因為其在兼性厭氧條件下進行。 通常，步驟a）可在基本上不影響已添加並已在處理中的廢棄有機材料中定殖的微生物的活力的溫度下進行。
步驟a）可優選地在低於約50℃的溫度下進行，並且可優選在約10℃至約45℃的溫度下進行。
實際上，厭氧發酵工藝在寬溫度範圍內進行，並且在大多數實施方案中，不需要監測和/或控制日常溫度。
由於應用了兼性厭氧條件，步驟a）可在中等溫度下進行的事實有利於期望的嗜常溫細菌的生長並且不利於不期望的嗜熱細菌的生長。
此外，步驟a）可在兼性厭氧條件和酸性條件下進行，這些條件允許真菌和酵母的生長，它們在鹼性pH條件或嚴格厭氧條件下會被殺死或不會生長。
由於在發酵過程中沒有高升溫，從而沒有失水或由於蒸發而僅有減少量的失水，因此在進行步驟a）時一般不需要進一步添加水。
在一些實施方案中，步驟a）的持續時間可為約15天至約45天，這取決於在步驟a）中提供的有機廢料的種類、在步驟a）中溫育的完成程度、在步驟b）中添加的微生物的種類和在步驟a）中經處理的廢料的溫度。
取決於在步驟a）開始時提供的有機廢料的種類以及尤其是其量，步驟a）的兼性厭氧條件可通過本領域公知的方法實施。
在一些實施方案中，步驟a）可在適當尺寸的已知模型的厭氧消化裝置中進行。消化器裝置在本文中也可稱為發酵裝置。
應當理解，當步驟a）在厭氧消化器裝置中進行時，步驟a）的兼性厭氧條件通過允許消化器的內部隔室、以及因此發酵有機廢料與大氣環境接觸而獲得。
此外，避免嚴格厭氧條件可通過避免發酵有機廢料的內部體積的缺氧來達到，例如通過限制消化器中有機廢料的高度，例如將有機廢料的高度限制為小於80釐米高。
在步驟a）結束時，所得發酵有機產物主要包括含水固體部分。
在步驟a）結束時，可儲存所得發酵有機產物直至進一步加工。其可儲存在步驟a）使用的消化器中，或者可儲存在另一個容器中。
值得注意的是，用於製備起始有機廢料的每種組合廢料的初始顏色基本上沒有改變。不希望受任何特定理論的束縛，據信與在步驟a）期間產生的乳酸相關的氧氣消耗至少部分地保存了所述有機廢料，因此所述有機廢料僅經歷了部分降解。例如，據信包含在起始有機廢料中的糖材料被降解為產生的乳酸和/或乙酸。
方法的步驟 b ）
步驟a）中獲得的發酵有機材料的加工可通過使所述材料在需氧條件下進行進一步的步驟b）來繼續。步驟b）也可稱為所公開方法的“熟化階段”。
在步驟a）結束時，所得發酵有機材料通常僅包括固體，可具有高水分含量，因為在發酵步驟a）期間可產生的液體被定期或連續去除以保持兼性厭氧條件，從而避免嚴格厭氧條件。
與其中將一種或多種微生物特定添加到待處理的起始有機廢料中的步驟a）相比，在該方法的步驟b）中沒有特定添加其他微生物。
步驟a）中應用的兼性厭氧條件可允許保存在需氧條件下生長的微生物，包括需氧細菌、真菌和酵母。在所公開方法的步驟b）中，這些微生物處於適合其生長的條件下。
優選地，在步驟b）中，可使步驟a）中獲得的發酵有機物與大氣接觸，以實現進一步轉化的需氧條件。
由於大氣傳播多種微生物，包括需氧微生物，因此置於需氧條件下的發酵有機材料會隨時間定殖有空氣中的微生物，這些微生物也將有助於發酵有機廢料的轉化和降解，更準確地說，將有助於轉化和降解在該方法的步驟a）中獲得的發酵有機材料。
因此，在步驟b）中，包括細菌在內的需氧微生物群落在步驟a）獲得的發酵有機材料中自發地生長。
由於步驟b）在需氧條件下進行，因此發酵有機材料的全部物質應盡可能與氧氣接觸，例如與大氣接觸。
在步驟b）中，應注意避免經處理的發酵有機產物的溫度過度升高，以及避免產生不希望的氣體釋放，尤其是甲烷釋放。
根據待處理的發酵有機產物的品質（mass amount）以及反應器的大小和形狀，可在步驟b）中輕輕攪拌經處理的發酵有機產物，以保證步驟b）在需氧條件下進行。
在一些實施方案中，在需氧條件下進行步驟b）可包括將植物材料添加到經處理的發酵有機材料中，以降低其密度並確保發酵物內的大氣迴圈。說明性地，在步驟b）中，可將含纖維的材料、尤其是含木質素的材料，例如但不限於粉碎的樹枝木、鋸末、草料（fodder）或動物垃圾（animal litter），添加到在步驟a）中獲得的發酵有機材料中，以降低在步驟b）處理的廢料的密度，也有利於真菌和酵母的生長。
優選地，在所公開方法的步驟b）中處理的廢料的含水量（即，水分含量）通常可為約45%至約75%。
在其中提供用於進行所公開的方法的有機廢料具有高能量密度的實施方案中，例如為具有高含量的碳水化合物、脂肪和蛋白質中的一種或多種中的有機廢料，還可將低能量密度的材料添加到步驟b）開始時的發酵有機產物中。
優選地，在所公開方法的步驟b）中處理的廢料的pH可為約4至約6。
在步驟b）中處理的廢料的溫度可優選為約25℃至約50℃，最優選約25℃至約45℃。
通常，在步驟b）中觀察到溫度升高，這是由於在處理的發酵有機廢料中發生的放熱轉化反應。在大多數實施方案中，在步驟b）中處理的發酵有機廢料的溫度升高至高於周圍環境的溫度最高達15℃，例如升高至高於環境溫度15℃或升高至高於環境溫度最高達20℃。
步驟b）的持續時間可為約2周至約6周並且通常可為約30天。
在一些實施方案中，步驟b）的完成可確定為，在上述溫度升高之後，經處理的發酵有機廢料的溫度降低直到達到比周圍環境的溫度最高達2℃，例如降低至高於環境溫度最高達2℃。
在一些實施方案中，步驟b）的完成也可根據所獲得的熟化有機材料的顏色來確定，所述熟化有機材料是褐色的。
在一些實施方案中，步驟b）的完成也可在酵母和真菌達到生長時確定，例如當操作者感知到真菌存在的特有氣味時。
在需氧發酵步驟b）結束時，獲得熟化有機產物。
方法的步驟 c ）
在所公開方法的步驟c）中，可將步驟b）結束時獲得的熟化有機材料進行蚯蚓堆肥步驟，從而得到經處理的有機堆肥。
蚯蚓堆肥本身是本領域已知的廢料轉化方法。關於蚯蚓堆肥作為將廢料轉化為有機肥料的技術的一般教導可見於例如Guttierrez-Miceli等人(2011, 植物營養雜誌（Journal of Plant Nutrition）, 第34卷: 1642-1653)和Yadav等人(2011, 廢料管理（Waste Management）, 第30卷: 50-56 – 其內容通過引用併入本文)。
蚯蚓堆肥產生的產品被稱為細碎的熟化泥炭狀（peat-like）材料，其通過包括蚯蚓和微生物之間相互作用的非嗜熱過程產生（Edwards等人，1988， In Neuhauser,C.A. (Ed.)，環境和廢料管理中的蚯蚓（Earthworms in Environmental and Waste Management），SPB學術出版社，荷蘭海牙，211-220），所述非嗜熱過程導致有機材料的生物氧化和穩定化（Aira等人，2000，歐洲土壤生物學雜誌（Eur J Soil Biol），第38卷: 7-10 _ 其內容通過引用併入本文）
在本文中，“蚯蚓堆肥”應理解為通過蠕蟲（worm）攝取和消化物質進行的有機物質分解。蚯蚓堆肥還包括來自微生物作用的有機物質的附帶生物轉化，例如此類系統中固有的細菌作用。因此，蚯蚓堆肥是蚯蚓將原料轉化為蚯蚓糞（vermicastings）（蚯蚓的排泄物）和蚯蚓堆肥（vermicompost）（通過與蠕蟲接觸而改變的材料，而不是排泄物）。
如本領域所知，蚯蚓堆肥增加了銨（即，氨氣（ammonia）或氨（ammoniac）形式）轉化為硝酸鹽的轉化率。
將在步驟b）結束時獲得的熟化有機產物進行蚯蚓堆肥的步驟c）是顯著可行的，因為所述熟化有機產物的氨含量低。
已經觀察到，根據本公開，蠕蟲可立即定殖在所公開方法的步驟b）獲得的熟化有機材料中。這與已知的廢料處理方法通常觀察到的情況形成對比，特別是與對先前在厭氧條件下經過發酵步驟的物質進行蚯蚓堆肥所觀察到的情況形成對比，其中在對先前在厭氧條件下經過發酵步驟的物質進行蚯蚓堆肥中，蠕蟲定殖不是立即的，而是在待處理的發酵材料所必需的潛伏期以消除對蠕蟲有毒的物質（例如氨）之後。
在一些實施方案中，步驟c）可包括將含蚯蚓的底物（earthworm-containing substrate）添加到在步驟b）中獲得的熟化有機產物中，並在適當的蚯蚓生長條件下開始進行蚯蚓堆肥。
在一些實施方案中，蚯蚓堆肥的步驟c）可包括將一種或多種蚯蚓物種的蚯蚓添加到在步驟b）中獲得的熟化有機材料中。
有多種蠕蟲物種、特別是蚯蚓物種，它們通常稱為“紅”蠕蟲，能夠進行蚯蚓堆肥。一個非限制性實例是粉正蚓（ Lumbricus rubellus），另一個非限制性實例是赤子愛勝蚓（ Eisenia fetida）（自2004年從 foetida改為 fetida）。可在步驟e）中使用的其他蠕蟲物種是安德愛勝蚓（ Eisenia andrei）、掘穴環爪蚓（ Perionyx excavatus）和尤金真蚓（ Eudrilus eugeniae）（Dominguez等人，2010年，在C.A. Edwards、N.Q. Arancon和R.L. Sherman (Eds)，蚯蚓養殖技術：蚯蚓，有機廢料和環境，博卡拉頓（Boca Raton），FL:CRC出版社，第11-25頁_其內容通過引用併入本文）。本系統中使用的紅蠕蟲可為赤子愛勝蚓（ Esenia fetida）。然而，該系統不限於特定種類的紅蠕蟲，因為其他類型也可使用，部分取決於有機物質的類型和可用的可持續環境。也就是說，可使用其他種類的蚯蚓來補充或代替“紅”蠕蟲例如赤子愛勝蚓 。如本說明書中使用的術語，“蠕蟲”旨在包括可用於有機材料的蚯蚓堆肥的所有類型和種類的蚯蚓。
有利地，蚯蚓“安德愛勝蚓 （ Eisenia andrei ）”類型，也稱為“加利福尼亞蠕蟲”，它們喜歡有機物質，因此可很好地適應該功能。自然地，蚯蚓從它們的消化道中釋放出一種無味的深棕色液滴——稱為滲出液——其中含有非常豐富的礦物質和有機元素，同時也非常富含厭氧菌。因此，滲出液是極好的“肥料”，可用作液體肥料。
儘管線蟲接種物（nematode inoculum）是可商購的，但是這些產品可以包裝在濕海綿中，設計成在水中沖洗並用水直接施用於需要處理的產品，本文中為在所公開方法的步驟c）中獲得的熟化有機產物。
在含有蚯蚓的底物由含有蚯蚓的濕海綿組成的實施方案中，這些海綿可遞送物質也可通過將海綿浸泡並擠壓到釀造罐的水或茶中而釋放到堆肥和蚯蚓堆肥茶釀造罐中。由於傳統蚯蚓堆肥茶（conventional vermicompost tea）的釀造時間為24小時或更短，這些茶不會繁殖添加的線蟲種群中，它們只是作為所添加線蟲的載體。
在一些實施方案中，在所公開方法的步驟c）開始時，可將蚯蚓以每千克待處理的熟化有機產物至少約10個蚯蚓的量添加到在步驟b）中獲得的熟化有機材料中。
在一些實施方案中，在步驟c）結束時，可收集所需體積的已被蚯蚓定殖的經處理的有機廢料，用於隨後用作含蚯蚓的底物，以與在實施本文公開的方法的步驟b）的另一個迴圈中獲得的熟化有機材料一起重複步驟d）。
蠕蟲種群可通過繁殖和自然選擇無限期地維持。在沒有特殊情況的情況下，除床的初始形成之外，不需要添加或移除蠕蟲種群的成員。因此，本發明還涉及一種通過將蠕蟲暴露於經調節的原料來生產蠕蟲的設備和方法。然而，為了維持適合蚯蚓的環境條件，在一些實施方案中，生物量必須保持對濕潤度（moist）以及鹽度、pH和氮等參數被監控。
優選地，當需要時，步驟c）可進一步包括將纖維素廢料和/或水添加到在步驟b）中獲得的熟化有機材料中。
可在配備有噴水系統的發酵反應器中調節蠕蟲床的水分含量。調節施加的水量以避免可能導致蠕蟲上升並暴露在表面上的飽和狀態，同時提供足夠的水分以保持在整個蠕蟲床高度上的水分梯度。還可監測待施加的水的溫度，以免過多的熱量不從蠕蟲床上帶走或施加到蠕蟲床上。也就是說，如果水太冷，即使水量對於水分含量是合適的，也可能會帶走過多的熱量，並且蠕蟲可能會向下遷移而遠離最近施加的進料。
噴水系統可調節以在消化器床上方產生細霧，使得蒸發冷卻可占主導地位並實現相應的溫度降低，而不會顯著增加消化器床和蠕蟲床的水分含量。也就是說，大部分排出的水（expressed water）在下降到蠕蟲床表面之前蒸發，從而局部冷卻該區域，從而冷卻蠕蟲床。
在所公開方法的步驟c）中，被處理的廢棄有機材料的溫度可為至少約15℃，優選至少約20℃。在所公開方法的步驟c）中，被處理的廢棄有機材料的溫度可為至多約40℃，最優選至多約30℃。
在所公開方法的步驟c）中，被處理的廢棄有機材料的水分含量可為至少約50%，例如至少約60%。被處理的廢棄有機材料的水分含量可為至多約75%。被處理的廢棄有機材料的水分含量可為約65%至約80%。
在所公開方法的步驟c）中，被處理的廢棄有機材料的pH值可為約5至約7。
通常，蚯蚓堆肥過程可包括與蚯蚓活動有關的兩個不同階段，（i）蚯蚓處理待處理有機產物的活動階段，和（ii）熟化階段，其標誌是，當微生物分解經蚯蚓處理的底物時，蚯蚓向更新鮮的未消化的有機底物層遷移。因此，蠕蟲通過蠕蟲床有效地向上遷移，總是尋找更高部分的蠕蟲床，具有更高的食物濃度（並且遠離底部照明）。隨著施加到暴露在外的蠕蟲床頂部的水量和溫度受到調節，蠕蟲在蠕蟲床中不斷向上遷移。也就是說，可選擇水施用的速率和水溫，以防止將蠕蟲驅離消化器床中的蠕蟲床的表面。
在步驟b）中獲得的施用的熟化有機材料可在約12周至約18周的時間內通過消化器床中的蠕蟲床（worm bed）進行處理。
在一些實施方案中，作為一般處理的一部分，刮板（scraper）可沿消化器床底部的篩網頂部週期性地通過。將材料固定在消化器床中的蚯蚓糞和蚯蚓堆肥的橋接特性受到干擾，從而材料從篩網中落下，直到新的橋接作用將覆蓋的墊料（overlying bedding）固定到位。落入落料區的材料被轉移到篩選器，包裝並出售。
在蚯蚓堆肥步驟c）結束時獲得的經處理的有機廢料在病原生物中的含量降低，甚至可不含病原生物。蚯蚓堆肥減少人類病原體存在的有效性是本領域已知的（參見 Eastman 等人， 2001 ，堆肥科學與應用（ Compost Science & Utilization ），第 9 卷： 38-49_ 其內容通過引用併入本文）。
步驟c）可在本領域已知的任何種類的蚯蚓堆肥裝置中進行。本領域技術人員可例如參考Tauseef等人（2021, 生物質轉化和生物精煉（Biomass Conversion and Biorefinery）_ 其內容通過引用併入本文）公開的裝置，
在本文公開的方法的步驟c）中使用的蚯蚓堆肥裝置（也可稱為“蠕蟲箱（worm bin）”）應基本上對大氣開放。蚯蚓堆肥裝置可優選地在其頂部開口，沒有實心底部，並且在一些實施方案中，可在其側面具有額外的通風口。在適於實施所公開方法的步驟c）的蚯蚓堆肥裝置的實施方案中，所述蚯蚓堆肥裝置的底部可包括螺旋鑽（auger），所述螺旋鑽可轉動以收穫蠕蟲糞（worm casting）和其他成分。
在所公開方法的步驟c）結束時，獲得有機堆肥。
本公開還涉及可通過本文公開的方法獲得的有機廢料堆肥。
用途
據信，在所公開方法的步驟c）結束時獲得的經處理的有機堆肥材料將增加土壤磷的利用率。
此外，蚯蚓堆肥中腐殖質的已知存在使得在所公開方法的步驟c）中獲得的所得經處理的有機堆肥既農藝學上有效又環保（Senesi等人，2007，土壤生物學與生物化學（Soil Biol Biochem），第39卷：1244-1262）。
此外，據報導，在由不同種類的蚯蚓產生的蚯蚓堆肥中存在許多不同種類的細菌。
此外，已知蚯蚓堆肥可增強植物（包括幼苗）的多個參數（Joshi等人，2014，環境科學與生物技術綜述（Rev Environ Sci Biotechnol），DOI 10.1007/s11157-014-9347-1，尤其是表3）。
本公開還涉及可通過本文公開的方法獲得的有機堆肥用於土壤施肥的用途。
本公開涉及通過本文公開的方法獲得的經處理的有機堆肥或本文公開的有機堆肥用於土壤施肥的用途。
本發明還涉及一種用於土壤施肥的方法，包括以下步驟：
a）通過本文公開的方法處理有機廢料，由此獲得有機堆肥，和
b）將在步驟a）中獲得的有機堆肥添加到待施肥的土壤中。
提供對所公開實施方案的上述描述以使本領域的任何技術人員能夠製造或使用本發明。對這些實施方案的各種修改對於本領域技術人員而言將是顯而易見的，並且本文描述的通用原理可應用於其他實施方案而不背離本發明的精神或範圍。因此，應理解，本文提供的描述和附圖代表本發明的當前優選的實施方案，因此代表了本發明廣泛考慮的主題。還應理解，本發明的範圍完全涵蓋對本領域技術人員而言可變得顯而易見的其他實施方案。
實施例
A - 步驟 a ：兼性厭氧發酵
收集了幾種廢料：密封的幹粗磨料、少量用過的貓砂（98%的杉木樹枝鋸屑）、不含塑膠和金屬的紙板。
將2x10升原液（來自Agriton的EM-1®）與稀釋在2x180升水中的2x10升甘蔗糖蜜在30℃下溫育1周，製成400升特定微生物溶液。
本實驗“步驟a”中使用的廢料的整體概況（global profile）如表3所示。
表 3 ：有機廢料的整體概況
有機廢料 重量，kg 概況
用於狗和貓的重分類粗磨物 394 30.9%
用過的貓砂 185 14.5%
紙板 136 10.7%
用過的咖啡渣（Used coffee ground） 112 8.8%
益生菌    
接種水（85%的微生物溶液） 449 35.1%
總計 1276 100%
廢料單獨接種適當摻入比率的接種水（seeded water），表4。
表 4 ：有機廢料的接種水比率
有機廢料 接種水摻入率 （Kg接種水/Kg廢料）
用於狗和貓的重分類粗磨物 35%
用過的貓砂 66%
紙板 100%
用過的咖啡渣 25%-50%*
*根據水分含量
重新引入過量的液體，直到觀察到廢料完全浸透。
然後，根據對其碳、氮和能量含量的生物利用度的粗略估計，互補的有機物質成對關聯。還考慮了與現場廢料產生量相關的可用性。以這種方式，通過在600升的特定容器中交替疊加多層（slide）（厚度10 cm），製備完成狗/貓粗磨物和用過的貓砂的混合物。採用紙板和用過的咖啡渣也完成相同的製備。
具體而言，對於混合粗磨物和用過的貓砂，認為幾種摻入比率是20%至40%。
發酵發生在接下來的4周內。
在本實驗中，在此步驟中非生物（brute matter）的平均重量損失為約6%。 B - 步驟 b ：熟化，需氧發酵
首先，根據水分含量，以來自“步驟a”的發酵材料重量的20%至40%加入水。然後，根據發酵物組成，發酵物每週攪拌3次，持續2至6周。
在前3周內，且特別是對於混合粗磨物/貓砂，溫度與粗磨物摻入比率成比例增加。發酵材料可準時達到比環境溫度高20℃的溫度（實驗中表面＜45℃）。隨著溫度的升高，CO 2釋放增加，並且材料氣味也顯示了氨和脂肪酸釋放。
發酵材料的自重增強了反應。在該階段，堆料（pile）的尺寸和形狀很重要。通過在高度小於80 cm的容器中建立條帶（swath）來增加與空氣的交換表面是在需要時進行熱控制的適當調整。
根據粗磨物的摻入比率和熱量管理，在前3周內材料的非生物重量損失（brute weight loss）為15%至34%。
根據粗磨物的摻入比率，第4周溫度可能仍高於環境溫度。在該氧化階段，淺色有機物變成深棕色。
為了對蠕蟲而言適口，氨等難聞的氣味必須消除。在熟化物中添加濕纖維解決了這一問題。
事實上，從第4周至第6周，以發酵物重量的10至20%的摻入比率添加浸有水的纖維（紙板），可明顯促進真菌的發育，並在一周內抑制對於蠕蟲而言的不適氣體。其次認為是有機物質元素的更好螯合（sequestration）。
這種纖維添加還允許將密度調節到約0.5至0.75的最佳範圍。
對於特定的發酵材料，包括紙板和用過的咖啡渣，熟化階段僅持續幾周，沒有檢測到任何難聞的氣味。
此步驟的適當管理允許在短時間內觀察對熟化食物感興趣的蠕蟲。
在本實驗的規模下，1190 kg發酵材料“步驟b”通過添加476 kg水和36 kg紙板進行熟化。
在本實驗中，整體測量的該步驟中非生物的平均重量損失為27%。
C - 步驟 c ：蚯蚓堆肥
八個600升的容器專為蚯蚓堆肥而設計。主要特點是：用於收集蠕蟲茶的閥門（tap），底部用於充氧的遮泥板（duckboard）（10 cm高），蓋子上的適當孔洞表面以優化空氣流動，同時保持冷凝並避免蠕蟲逃出。
每個容器中添加5 kg安德愛勝蚓（ Eisenia andrei），總共40 kg。
對於每種食物（熟化材料）分配，其量均分在每個容器中。
水被霧化，紙板和用過的咖啡渣根據蠕蟲的行為直接均勻地添加到每個蚯蚓堆肥容器中。
表5顯示了蚯蚓堆肥容器中投入的概況。
表 5 ：蚯蚓堆肥容器中的投入概況
蚯蚓堆肥容器中的食物投入 重量，kg 概況
來自步驟b的熟化發酵材料 1235.5 64.8%
霧化水 422.5 22.1%
紙板 163.5 8.6%
用過的咖啡渣 86 4.5%
總計 1907.5 100%
8個蚯蚓堆肥容器的整體投入重量為1907.5 kg。
為了計算該步驟的非生物的重量損失，考慮了“步驟c”的3個輸出（表 6）。
表 6 ：蚯蚓堆肥容器的整體產出
蚯蚓堆肥容器的整體產出 重量，kg
1-篩至6 mm的蚯蚓堆肥 1379.2
2-蠕蟲茶（worm tea） 16
3-蠕蟲品質（worms’ mass）的重量增加 40
蚯蚓堆肥容器的總產量 1435.2
經認證實驗室分析後，蚯蚓堆肥符合法國標準NF U44-051（有機土壤改良劑——命名、規範和標記）。
在本實驗中，該步驟中非生物的平均重量損失為15%。
在本實驗中經過6-7個月的蚯蚓堆肥後，當所有給定的食物似乎都被吃掉時，停止步驟c。1噸目標蚯蚓堆肥的最佳持續時間為約4個月。

Claims (13)

  1. 一種將有機廢料加工成有機堆肥的方法，所述方法包括： a）發酵有機廢料，包括向有機廢料中添加至少一種或多種乳酸菌，其中該步驟在兼性厭氧條件和酸性pH下進行，由此獲得發酵有機材料， b）在需氧條件下使步驟a）中獲得的發酵有機材料熟化，由此獲得熟化有機材料，和 c）將在步驟b）中獲得的熟化有機材料進行蚯蚓堆肥，由此獲得有機堆肥。
  2. 依請求項1所述的方法，其中步驟a）包括將包含乳酸菌的微生物組合物添加到所述有機廢料中。
  3. 依請求項2所述的方法，其中所述微生物組合物除所述乳酸菌之外還包含一種或多種選自以下的微生物：乳酸桿菌（ Lactobacillus）、丙酸桿菌（ Propionibacterium）、片球菌（ Pediococcus）、鏈球菌（ Streptococcus），或它們的組合。
  4. 依請求項1至3中任一項所述的方法，其中步驟a）在約3至約5的pH下進行。
  5. 依請求項1至4中任一項所述的方法，其中在步驟b）中處理的發酵有機材料的水分含量為約45%至約75%。
  6. 依請求項1至5中任一項所述的方法，其中步驟b）在約4至約7的pH下進行。
  7. 依請求項1至6中任一項所述的方法，其中步驟c）包括將一種或多種蚯蚓物種的蚯蚓添加到在步驟b）中獲得的所述熟化有機材料中。
  8. 依請求項1至7中任一項所述的方法，其中步驟c）進一步包括除蚯蚓之外，還將纖維素廢料和/或水添加到所述熟化有機材料中。
  9. 依請求項1至8中任一項所述的方法，其中步驟c）在約15℃至約30℃的T℃下進行。
  10. 依請求項1至9中任一項所述的方法，其中步驟c）在經處理的有機材料的水分含量為約60%至約70%下進行。
  11. 一種可通過依請求項1至10中任一項所述的方法獲得的加工有機堆肥。
  12. 依請求項1至10中任一項所述的方法獲得的加工有機堆肥或依請求項11所述的有機堆肥用於土壤施肥的用途。
  13. 一種用於土壤施肥的方法，所述方法包括： i）依請求項1至10中任一項所述的方法處理有機廢料，由此獲得有機堆肥；和 ii）將在步驟i）中獲得的所述有機堆肥添加到待施肥的土壤中。
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