規模奶牛場新式污糞處理一體化方案探討

胡朝陽 北京四方順通畜牧科技發展有限公司

我國奶牛養殖業自21世紀初步入了規模化、集約化的進程，經過近5年的發展，規模養殖場存欄量小則1000頭，多則上萬頭。在奶牛場急劇擴張的同時，也遇到了前所未有的困難，如防疫，飼料供應，機械化，信息化管理以及污糞處理問題。在所有問題中，以污糞處理問題更為突出。因為這不僅關系到奶牛場內和場外的環境衛生問題，還影響著奶牛場的可持續發展。當人們逐步從環境污染給全世界帶來危害的惡果中醒悟過來時，以“高效環保、生態循環”為核心的理念指明了我國當代奶牛養殖業應遵循的思想，這也將污糞的處理和利用提高到了前所未有的高度。

污糞處理是一項非常復雜的工程，不同氣候、不同生產條件、不同牧場周邊的資源狀況以及牧場的規模等，都與污糞處理工藝的設計有關。筆者深入研究了國內外各種污糞處理技術，吸收其先進的技術經驗，結合中國奶牛場的國情，提出了下文的污糞處理一體化方案，以供同行借鑒。

1 污糞處理的基本原則

1.1 農牧結合原則

1個奶牛總存欄5000頭的牧場中，每天奶牛的糞尿污水產生量將超過350噸。通過工業手段使這種高濃度有機廢水達到達標排放的標準，其代價是極其昂貴的，遠遠超過牧場所能承受的經濟范圍。放眼全世界奶牛養殖發達的地區，其污糞處理都采取了“農牧結合”的方式，使得物質歸入自然界的大物質循環鏈中，生產有機飼料和有機牛奶。全世界奶牛養殖的科學實踐證明，“農牧結合”是奶牛場可持續發展的紐帶。

1.2 系統高效原則

將整個規模牧場的各個環節視為一個整體中的各個環節，利用系統的思維來思考，這其中也包括將污糞處理納入牧場生產系統中。從系統的角度出發，有利于設計出合理的污糞處理工藝，最終達到“系統高效”的目的。

2 污糞處理一體化工藝流程

污糞處理一體化工藝流程可分為3個部分，即牛舍內污糞的收集，牧場內污糞的輸送，污糞的處理和利用（圖1）。

2.1 牛舍內污糞的收集

牛舍內糞尿收集方式主要有：鏟車清糞、水沖清糞和電動機械刮糞板清糞。現代規模養殖更加依賴機械設備，以提高勞動效率。傳統的人工收集方式已不適應集約養殖的需要，逐漸被淘汰。

2.1.1 鏟車清糞

目前，我國沒有專門針對牛舍清糞研制的清糞鏟車。牧場現在采用的清糞鏟車多由小型裝載機改裝而成，推糞部分利用了廢舊輪胎制成一個刮糞斗，更換方便。采用這種鏟車收集糞尿，耗油大、運行成本高，且只能在牛群去擠奶的時候清糞，每天清糞次數有限，難以保證牛舍的清潔。此車體積大，工作噪音大，易對牛造成傷害和驚嚇，不經濟，操作起來也不靈活。在收集運動場牛糞時，機械鏟車收集是最主要的方式，在氣候干燥，降雨少的區域，其法利用率較高。

2.1.2 水沖清糞

水沖收集設備清糞方式主要包括水沖閥和水沖泵，需配套管路設施，在美國使用較為普遍。這種設備需要的人力少，勞動強度小，勞動效率高，能頻繁沖洗，從而保證牛舍的清潔和奶牛的衛生。但需配備充足的水量、配套的污水處理系統、合適的牛舍坡度、輸送污糞用的泵和管路等。在寒冷的氣候下，如果不能保證牛舍的溫度在0℃以上，沒有充足的空間來儲存、處理這些沖洗水，這種系統不能保證正常運行。

2.1.3 電動機械刮糞板清糞

電動機械刮糞板（圖2）能做到每天24h清糞，時刻保證牛舍的清潔。電動機械刮糞板操作簡便，工作安全可靠，其刮板高度及運行速度適中，基本沒有噪音，對牛群的行走、飼喂、休息不造成任何影響，運行、維護成本低，對提高奶牛的舒適度，減輕牛蹄疾病和增加產奶量都有決定性影響。電動機械刮糞板清糞是我國當前清糞技術的發展方向，其先進性、實用性、可靠性及性價比終將為我國的牧場接受。

2.2 牧場內污糞的輸送

國內外采用的污糞輸送方式主要有：罐車輸送和渠道輸送。其中罐車耗油大，日常運行成本高，且容積有限，只適合小規模牧場。大規模牧場采用渠道輸送方式是最佳途徑，既能做到降低能耗，又能保證場區的環境衛生。渠道輸送方式需要的主要設備是攪拌泵和輸送泵，以及配套的土建工程，國內很多廠家都有生產這些設備的能力。

2.3 污糞的處理和利用

糞尿的處理和利用是一項很大的工程，不同處理工藝涉及的設備不同。國內外對糞尿的處理和利用技術主要有固液篩分技術、產沼技術和還田技術，生態循環經濟理念被實踐證明為指導牧場糞尿處理和利用的基本原則。

筆者推薦的糞尿處理和利用工藝如下：將由渠道輸送匯集的污糞，首先進行固液篩分，一次篩分出的纖維固體堆肥后制作牛床墊料；篩分后的液體，可根據企業經濟實力和產業方向實現沼氣工程，或是簡單存放后還田灌溉；沼氣工程后的沼渣、沼液可進行二次篩分，篩分的固體制作有機肥，最后的液體還田利用。

該工藝中涉及的設備有以下3種。①固液篩分設備。國內現有的固液篩分設備普遍存在單臺處理量小，運行成本高的缺點，國外US Farm Systems公司的固液篩分設備（圖3）經過28年的生產實踐和改進，現在美國應用非常廣泛，效果十分理想。②沼氣凈化設備和發電機設備。這些設備在國內都有成熟的設備，可供用戶方便選用。③污水灌溉設備。由于大牧場的污水量很大，又受可灌溉土地、灌溉季節、時間等多方面因素的限制，污水的還田技術在國內還沒有成熟的方案。目前，國內缺乏大容量、高效率的灌溉設備，急需進行研發推廣。目前，歐洲普遍采用的灌溉罐體車只適用于中小型牧場（如混群3000頭以下的牧場），大牧場需配備其它效率更高的灌溉設備，可參考美國大牧場的污水灌溉設備和灌溉方案。

圖2 電動機械刮糞板

圖3 固液篩分設備