規(guī)模化豬場清糞技術(shù)現(xiàn)狀與建議

龐建建

（北京京鵬環(huán)宇畜牧科技股份有限公司，北京 100094）

隨著人們生活水平的提高，對高品質(zhì)肉蛋奶的需求量也越來越大。我國肉類消費(fèi)最多的是豬肉，占比超過肉類總產(chǎn)量的60%。目前，我國養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)受豬肉需求的強(qiáng)力拉動(dòng)，生豬產(chǎn)量呈逐年上升的增長態(tài)勢，隨之帶來的污染也成為畜牧業(yè)的主要污染源之一。因此，選擇合適的清糞方式，解決養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的糞污處理問題可推動(dòng)我國生豬產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 豬舍清糞工藝

1.1 水沖糞工藝

該工藝是20世紀(jì)從國外引進(jìn)的清糞技術(shù)，方法是使用大量水沖洗豬圈舍內(nèi)的糞污，污水和糞尿通過漏縫地板流入糞溝，溝端的沖洗設(shè)備數(shù)次沖洗糞溝，將糞溝內(nèi)的糞水沖入集污池。該工藝可及時(shí)、有效地清除豬舍內(nèi)的糞污，保持豬舍環(huán)境和衛(wèi)生，有利于豬群和飼養(yǎng)人員的健康；可減少糞污清理的勞動(dòng)力投入，提高豬場的自動(dòng)化管理水平。但該工藝耗水量較大，嚴(yán)重浪費(fèi)水資源，一個(gè)萬頭養(yǎng)豬場每天耗水量約200～250 t[1]。糞污固液分離后，干物質(zhì)中的養(yǎng)分含量相對較低[2]，肥料價(jià)值較低；污水中的可溶性有機(jī)物仍然很高，增加了后續(xù)處理的技術(shù)難度，一般情況下不推薦使用此工藝。

1.2 尿泡糞工藝

尿泡糞模式是在豬舍糞溝中注入一定深度的水，糞尿、沖洗和飼養(yǎng)管理用水一并通過漏縫地板流入糞溝。糞污在糞溝內(nèi)浸泡稀釋成糞液，儲存約2周后，溝中糞水排入糞便主溝和化糞池。該工藝優(yōu)點(diǎn)是可以定期有效地清除豬舍內(nèi)的糞污，減少沖洗水量，節(jié)約勞動(dòng)力，提高豬場的自動(dòng)化管理水平，設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低，糞污后續(xù)處理較簡單，后期處理成本降低，企業(yè)勞動(dòng)工作效率提高。該工藝缺點(diǎn)是雖然減少了用水，但耗水量仍然比較高，年產(chǎn)萬頭豬場日耗水量約100～150 t[3]。由于糞污在豬舍內(nèi)停留時(shí)間較長，會發(fā)生厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生一定量的有害氣體，如CH4(甲烷)、H2S(硫化氫)等，因此需要科學(xué)的通風(fēng)系統(tǒng)為豬舍提供良好的環(huán)境。

1.3 干清糞工藝

干清糞模式指糞便產(chǎn)生后，用機(jī)械或人工收集和清理干糞便，將尿液和沖洗水從下水道分流，分別進(jìn)行處理。干清糞工藝一般有兩種清糞方式，即人工清糞和機(jī)械清糞。人工清糞是指依靠人力使用鐵鍬、掃帚和人力車等工具，把糞便清理出畜禽養(yǎng)殖場，該方式使用的設(shè)備較簡單且不消耗電力，一次性投資少，可大量減少污水的有機(jī)物濃度和排放量，實(shí)現(xiàn)了糞尿污水固液分離，便于后期處理。但該工藝勞動(dòng)強(qiáng)度大、人工成本高且工作效率低[4]。機(jī)械清糞包括使用鏟車和刮糞板將豬糞從豬舍內(nèi)清運(yùn)至舍外，該清糞方式可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率，但一次性投入較大，后期進(jìn)行維護(hù)成本也高。

1.4 微生物發(fā)酵技術(shù)

應(yīng)用微生物發(fā)酵技術(shù)將微生物與農(nóng)用稻草、稻殼、鋸末按一定比例混合，然后在高溫下發(fā)酵，制作有機(jī)墊料發(fā)酵床。發(fā)酵床的微生物可直接分解和消化豬的糞尿，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬糞污的零排放。微生物發(fā)酵床的優(yōu)點(diǎn)是可有效分解豬糞尿，不需要沖洗豬舍，節(jié)約水資源，可節(jié)水80%～90%[5]；豬舍無糞尿和污水的排放，可實(shí)現(xiàn)零污染、零排放的清潔生產(chǎn)模式，較大程度節(jié)約勞動(dòng)力；養(yǎng)殖全程無臭味產(chǎn)生，可提供一個(gè)干凈舒適的養(yǎng)殖環(huán)境，提高豬群免疫力、出欄率和料肉比，進(jìn)而增加養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟(jì)效益。但該工藝會增加養(yǎng)豬場的占地面積，且墊料會產(chǎn)熱，夏季溫度較高，不利于豬只健康[6]。

2 清糞工藝對比分析

以萬頭豬場為例，清糞工藝用水量對比見表1。由表1可知，水沖糞工藝用水量較大。目前，水沖糞工藝和人工清糞工藝已難以適應(yīng)大型規(guī)模化豬場的技術(shù)需要，微生物發(fā)酵技術(shù)可實(shí)現(xiàn)零污染、無臭氣，但其會增加場區(qū)占地面積，菌種受抗生素等藥物影響較大，會增加豬場防疫難度，亦不適用于規(guī)模化豬場。機(jī)械干清糞和尿泡糞逐漸成為規(guī)模化豬場的常用清糞方式。機(jī)械干清糞和尿泡糞工藝相比（見表2），其工藝固體養(yǎng)分的損失小，是未來規(guī)模化豬場清糞工藝的趨勢。

表1 萬頭豬場日用水量和日糞污量

表2 機(jī)械干清糞和尿泡糞污水濃度情況

豬舍采用刮糞板干清糞與尿泡糞清糞工藝的造價(jià)對比見表3。刮糞板方案造價(jià)約為7.77萬元，尿泡糞方案造價(jià)為6.23萬元（以1棟長度63 m、寬25.7 m的育肥舍為例，都采用全漏縫形式）。

表3 機(jī)械干清糞和尿泡糞成本造價(jià)對比

3 機(jī)械干清糞設(shè)備

機(jī)械干清糞是利用機(jī)械設(shè)備清理豬舍地面和糞溝糞污的清糞方式。機(jī)械設(shè)備將收集的糞污運(yùn)送至畜禽舍外或者直接運(yùn)送至舍內(nèi)糞溝。目前大部分豬場使用的機(jī)械清糞設(shè)備為刮糞板。刮糞板采用智能控制系統(tǒng)控制，可以人工設(shè)定豬舍每日的清糞次數(shù)、清糞時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障報(bào)警等功能。它能夠減少人與豬的接觸，降低疾病傳播的概率[7]。

常用的刮糞板清糞系統(tǒng)為一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元（見圖1），帶動(dòng)兩個(gè)刮糞車，稱為一拖二結(jié)構(gòu)，短距離可以做到一拖四結(jié)構(gòu)。在一拖二結(jié)構(gòu)中，用304鋼絲繩通過四個(gè)角輪和驅(qū)動(dòng)單元周圍的多個(gè)線槽連接刮糞車，依次連接形成閉合環(huán)路，刮糞車在電控箱的控制下可以前后移動(dòng)[8]。

圖1 刮糞板示意圖

機(jī)械刮糞板工作原理：刮糞板和糞道在漏縫地板的下方，兩個(gè)糞道為一個(gè)循環(huán)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過鋼絲繩帶動(dòng)刮糞板，舍內(nèi)刮糞板向一端運(yùn)行時(shí)為刮糞狀態(tài)，向另一端運(yùn)行時(shí)為非刮糞狀態(tài)。兩刮糞板的位置在糞道中處于相對位置，刮糞板往返1次為一個(gè)完整循環(huán)。

常用刮板式清糞系統(tǒng)有V型刮糞系統(tǒng)和平板刮糞系統(tǒng)兩種。V型刮糞板（見圖2）整體呈V字形，糞道底部修成V字形，兩斜面坡度均為8～10°，在V字形底部埋設(shè)1條“Ω”形導(dǎo)尿管，導(dǎo)尿管開口朝上，便于豬尿沿著池底部坡度流入，糞溝縱向長度也有0.3～0.5°的坡度，導(dǎo)尿管的尿液流向末端集尿池，刮板運(yùn)行時(shí)，尿液向反方向流出，從源頭做到干濕分離。

圖2 V型刮糞板

平板刮糞板又稱為一字形刮糞板（見圖3），糞溝底部平行于刮板，亦沒有“Ω”導(dǎo)尿管。平板刮糞系統(tǒng)相對工藝比較簡單，糞尿同時(shí)刮到一側(cè)，拔掉管道塞子即可將糞尿排到集糞池，舍內(nèi)沒有糞尿分離，需后續(xù)增加糞尿的分離設(shè)備，且尿液容易揮發(fā)，空氣質(zhì)量相對較差。

圖3 平板刮糞板

和平板刮糞板相比，V字形刮糞板的使用對糞溝施工精度要求高，必須確保糞溝的坡度，溝面盡可能平整光滑，粗糙度給驅(qū)動(dòng)單元增加了額外的負(fù)載，導(dǎo)尿管的施工也很關(guān)鍵，必須確保導(dǎo)尿管在糞溝中間，否則刮糞車在運(yùn)行時(shí)會卡死，改造的方法只能重建，刮板運(yùn)行時(shí)會有少量糞便落入導(dǎo)尿管，易造成導(dǎo)尿管堵塞。需要注意的是，V字形刮糞板和平板刮糞板都存在一些問題，如投資高、運(yùn)行管理維護(hù)成本高，刮板在刮除糞污過程中會因運(yùn)行異常而出現(xiàn)清理不徹底、刮板前進(jìn)受阻等情況，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致設(shè)備損毀[9]，或鏈條或鋼絲繩與糞尿接觸久了容易被腐蝕而發(fā)生斷裂等問題。

4 小結(jié)

與其他清糞方法相比，干清糞工藝在規(guī)模化養(yǎng)殖中具有優(yōu)勢，因此有必要加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備的研究，提高機(jī)械化水平。清糞裝置的研究主要集中在減少清糞設(shè)備對畜禽的傷害、提高清糞效率和清理效果、降低生產(chǎn)成本方面。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)與人工智能的發(fā)展，各種新型清糞設(shè)備的研究陸續(xù)展開，搭配自動(dòng)清糞設(shè)備的信息化平臺將成為新的研究方向，其可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清糞裝備的精準(zhǔn)化管理，設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析和故障報(bào)警等關(guān)鍵信息的自動(dòng)獲取以及系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和調(diào)試，可提高清糞系統(tǒng)的穩(wěn)定性和信息化水平，降低勞動(dòng)力成本，促進(jìn)養(yǎng)豬生產(chǎn)的信息化、智能化、清潔化和可持續(xù)發(fā)展。