規(guī)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(fā)展有限公司

我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)自21世紀(jì)初步入了規(guī)模化、集約化的進程，經(jīng)過近5年的發(fā)展，規(guī)模養(yǎng)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(yīng)，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(guān)系到奶牛場內(nèi)和場外的環(huán)境衛(wèi)生問題，還影響著奶牛場的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)人們逐步從環(huán)境污染給全世界帶來危害的惡果中醒悟過來時，以“高效環(huán)保、生態(tài)循環(huán)”為核心的理念指明了我國當(dāng)代奶牛養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)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(fù)雜的工程，不同氣候、不同生產(chǎn)條件、不同牧場周邊的資源狀況以及牧場的規(guī)模等，都與污糞處理工藝的設(shè)計有關(guān)。筆者深入研究了國內(nèi)外各種污糞處理技術(shù)，吸收其先進的技術(shù)經(jīng)驗，結(jié)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(nóng)牧結(jié)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(chǎn)生量將超過350噸。通過工業(yè)手段使這種高濃度有機廢水達到達標(biāo)排放的標(biāo)準(zhǔn)，其代價是極其昂貴的，遠遠超過牧場所能承受的經(jīng)濟范圍。放眼全世界奶牛養(yǎng)殖發(fā)達的地區(qū)，其污糞處理都采取了“農(nóng)牧結(jié)合”的方式，使得物質(zhì)歸入自然界的大物質(zhì)循環(huán)鏈中，生產(chǎn)有機飼料和有機牛奶。全世界奶牛養(yǎng)殖的科學(xué)實踐證明，“農(nóng)牧結(jié)合”是奶牛場可持續(xù)發(fā)展的紐帶。

1.2 系統(tǒng)高效原則

將整個規(guī)模牧場的各個環(huán)節(jié)視為一個整體中的各個環(huán)節(jié)，利用系統(tǒng)的思維來思考，這其中也包括將污糞處理納入牧場生產(chǎn)系統(tǒng)中。從系統(tǒng)的角度出發(fā)，有利于設(shè)計出合理的污糞處理工藝，最終達到“系統(tǒng)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(nèi)污糞的收集，牧場內(nèi)污糞的輸送，污糞的處理和利用（圖1）。

2.1 牛舍內(nèi)污糞的收集

牛舍內(nèi)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(xiàn)代規(guī)模養(yǎng)殖更加依賴機械設(shè)備，以提高勞動效率。傳統(tǒng)的人工收集方式已不適應(yīng)集約養(yǎng)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(xiàn)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(shù)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(jīng)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(qū)域，其法利用率較高。

2.1.2 水沖清糞

水沖收集設(shè)備清糞方式主要包括水沖閥和水沖泵，需配套管路設(shè)施，在美國使用較為普遍。這種設(shè)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(wèi)生。但需配備充足的水量、配套的污水處理系統(tǒng)、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(tǒng)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(chǎn)奶量都有決定性影響。電動機械刮糞板清糞是我國當(dāng)前清糞技術(shù)的發(fā)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(nèi)污糞的輸送

國內(nèi)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(guī)模牧場。大規(guī)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(qū)的環(huán)境衛(wèi)生。渠道輸送方式需要的主要設(shè)備是攪拌泵和輸送泵，以及配套的土建工程，國內(nèi)很多廠家都有生產(chǎn)這些設(shè)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(shè)備不同。國內(nèi)外對糞尿的處理和利用技術(shù)主要有固液篩分技術(shù)、產(chǎn)沼技術(shù)和還田技術(shù)，生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟理念被實踐證明為指導(dǎo)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(jù)企業(yè)經(jīng)濟實力和產(chǎn)業(yè)方向?qū)崿F(xiàn)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(shè)備有以下3種。①固液篩分設(shè)備。國內(nèi)現(xiàn)有的固液篩分設(shè)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(shè)備（圖3）經(jīng)過28年的生產(chǎn)實踐和改進，現(xiàn)在美國應(yīng)用非常廣泛，效果十分理想。②沼氣凈化設(shè)備和發(fā)電機設(shè)備。這些設(shè)備在國內(nèi)都有成熟的設(shè)備，可供用戶方便選用。③污水灌溉設(shè)備。由于大牧場的污水量很大，又受可灌溉土地、灌溉季節(jié)、時間等多方面因素的限制，污水的還田技術(shù)在國內(nèi)還沒有成熟的方案。目前，國內(nèi)缺乏大容量、高效率的灌溉設(shè)備，急需進行研發(fā)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(shè)備，可參考美國大牧場的污水灌溉設(shè)備和灌溉方案。

圖2 電動機械刮糞板

圖3 固液篩分設(shè)備