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　　無臭式重力干清糞工藝設計及關鍵技術運用

農(nóng)村廢棄物綜合利用工作開始于2014年，農(nóng)業(yè)部、財政部專門下發(fā)了《2014年畜禽糞污等農(nóng)業(yè)農(nóng)村廢棄物綜合利用試點實施指導意見》文件，在全國范圍內(nèi)就開展農(nóng)業(yè)農(nóng)村廢棄物綜合利用試點工作進行安排。

2014年10月，河南省南陽市內(nèi)鄉(xiāng)縣畜牧局申報了“牧原生豬廢棄物綜合利用試點項目”，聯(lián)合牧原食品股份有限公司，組織有關專家，成立課題組，進行規(guī)?；i場可持續(xù)發(fā)展集成技術探索。

以內(nèi)鄉(xiāng)縣牧原24場建設為依托，開發(fā)了無臭式重力干清糞工藝，建設糞污收集、儲運、處理和綜合利用等工程，配套相關設施設備，通過幾年的運行，牧原24場周邊廢棄物得到了全面的資源化利用，形成了“廢棄物-清潔能源-有機肥料”的“豬-沼-農(nóng)”模式，解決了生豬飼養(yǎng)流程中所產(chǎn)生的糞污等廢棄物的資源化利用問題。

對無臭式重力干清糞工藝不斷完善，形成了一套施工規(guī)范，已大面積應用于牧原和其他中型養(yǎng)豬場建設。

1  無臭式重力干清糞工藝技術要點

（1）充實完善重力干清糞技術，確立生豬養(yǎng)殖廢棄物綜合利用思路。

通過不斷改進完善，提出“無臭式重力干清糞”概念，為規(guī)?；笮拓i場干清糞處理工藝提供機械化作業(yè)方案。采用全漏縫地板免水沖工藝，豬生活在漏縫地板上，排泄的糞便由腳踩踏，直接落入糞道，在整個飼養(yǎng)期不用沖洗豬圈，豬糞水的來源只有豬產(chǎn)生的糞、尿和最終沖洗、消毒圈舍的水。兩個飼養(yǎng)期之間對上一個飼養(yǎng)期產(chǎn)生的糞尿進行機械式干濕分離，同時對圈舍進行消毒沖刷一次。

全漏縫地板免水沖工藝與傳統(tǒng)水泡糞工藝的顯著區(qū)別是日常清糞不使用清水，糞尿靠重力作用落入豬舍下面，靠自流經(jīng)導尿溝進入儲存收集池，減少了糞污產(chǎn)生量并實現(xiàn)糞尿及時清理，之后經(jīng)干濕分離，實現(xiàn)資源化利用，糞尿沒有混合排出，具備干清糞工藝所有基本特征，實質(zhì)是一種機械式干清糞。

（2）發(fā)揮4個重力作用，減少糞尿產(chǎn)生量，創(chuàng)新廢污利用方法，加快尿液和沼液利用速度。

重力干清糞主要表現(xiàn)在4個方面。①采用自動灌水的飲水裝置，通過水箱、限位飲水盤和控制室，靠水的重力作用自動供水，在水箱內(nèi)的底部設置有電加熱器，水箱的下端與控制室之間連通有下水管，下水管下方的出水口內(nèi)固定安裝有過濾網(wǎng)，在控制室內(nèi)設置有溫度傳感器，通過電加熱器和溫度傳感器控制水溫，避免限位飲水盤冬天結(jié)冰，既節(jié)約用水，又減少糞便中含水量。

②采用智能供料系統(tǒng)，減少飼料灑落數(shù)量，通過飼料塔、輸料線、定量桶和動力系統(tǒng)控制系統(tǒng)連接，啟動動力系統(tǒng)，電機帶動輸料線在管道內(nèi)運行，輸料線圍繞圈舍內(nèi)部各個食槽上方循環(huán)走動，最后回到飼料塔里面，在每個食槽上方的管線里面開一個下料口，當輸料線帶動飼料塔里面的飼料在管道內(nèi)運行到下料口的位置，飼料靠重力作用就會順著下料管道下到食槽里面。

在最后一個食槽里面有一個料位傳感器，當最后一個食槽下滿的時候，料位傳感器就會把信息傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)會切斷電源，動力箱停止工作，輸料過程完成，不僅節(jié)約了大量的勞動力，而且可以使整棟圈舍里面的豬只同時進食，定量飼喂，減少應激，精確飼喂，提高養(yǎng)殖效益。

③采用排尿溝，尿液靠重力流入尿液收集池，建豬舍之前進行防滲處理，漏縫板距地平150～200cm，便于安裝機械刮板機，漏縫板下面地平中間用鋪設剖開的PVC管作為導尿溝，導尿溝一邊高一邊低，便于尿液自流，漏縫板下面地平采用兩邊高中間低，具有一定坡度，便于尿液自流到導尿溝。

導尿溝兩邊設柵欄，防止豬糞進入導尿溝，導尿溝流入外面收集池、中轉(zhuǎn)池和沉淀池，導尿溝流向與機械刮板機刮糞方向相反，機械刮板機所刮的糞直接堆積發(fā)酵，沉淀池糞污經(jīng)干濕分離機后，干糞堆積發(fā)酵，液體通過暗道流入沼液發(fā)酵池。

④沼液靠重力作用，經(jīng)沼液儲存池，通過支農(nóng)管網(wǎng)輸送到農(nóng)田、生態(tài)園和特色農(nóng)業(yè)基地進行液體施肥。

尿液、沼液在收集過程中無論從產(chǎn)生量和利用方式，全部靠重力作用，從糞堆下滲出到導尿溝，再在導尿溝內(nèi)自流到圈舍外尿液收集池、中轉(zhuǎn)池和沉淀池，在生豬飼養(yǎng)過程中無需動力，節(jié)約了動能和電力資源，具有創(chuàng)新性。

尿液在收集池、中轉(zhuǎn)池、沉淀池自流工程通過PVC管道連接，其直徑估計豬舍存欄量確定，在豬舍外中轉(zhuǎn)池附近接一豎直PVC管道作為觀察孔，其高度不高于漏縫板地坪，其作用為隨時監(jiān)測豬舍下部尿液高度，同時隨時排出豬舍內(nèi)刺激性氣體。

（3）減少污水產(chǎn)生量和干濕分離工作勞動量和勞動強度。

全部采用免水沖工藝，豬生活在漏縫地板上，糞便經(jīng)豬踩踏落入圈舍下面，經(jīng)自然堆積進行自然發(fā)酵，自然風干，在整個飼養(yǎng)期不存在水沖現(xiàn)象，豬糞污水的來源只有豬自身產(chǎn)生的糞、尿和最終沖洗、消毒圈舍的水。由于豬糞在漏縫地板下堆積風干發(fā)酵，產(chǎn)生的高溫蒸發(fā)了大量水氣，產(chǎn)生的所有糞便可在生豬出欄后進行回收，減少了機械式干濕分離勞動強度，防止了污染源擴大現(xiàn)象，一個飼養(yǎng)期只沖圈一次，節(jié)約了養(yǎng)殖用水。

（4）建立除臭系統(tǒng)，防治惡臭氣味擾民。

在除臭方面除在源頭科學設計日糧，合理使用添加劑提高日糧消化率、減少干物質(zhì)排出量，減少腸道臭氣產(chǎn)生量和糞便排出后臭氣量，從源頭控制惡臭外，主要采取推廣復合微生物菌液、氣體吸附法、氨氣中和法和化學除臭法等措施，防治惡臭擾民，因地制宜，因場施策。

（5）對施工流程進行程序化規(guī)范，形成獨特的豬舍建設6步法施工流程。

具體步驟：整理土地→開挖功能池→防滲處理→導尿溝、地坪建設→建承重墻、鋪設漏縫板→安裝豬舍內(nèi)部設施→焊接鋼構架、完善場棚建設。

施工時第1步先整理土地，開挖各種糞污收集池、中轉(zhuǎn)池和沉淀池，再對豬舍下面及尿液收集池、中轉(zhuǎn)池和沉淀池進行防滲處理。

第2步進行導尿溝及漏縫板下面地坪建設，地坪兩邊高中間低，形成一定坡度，便于尿液自流，導尿溝也要一邊高一邊低，便于尿液自流，導尿溝流向與機械刮板機刮糞方向相反。

第3步建設高150～200cm的承重墻，鋪設漏縫板；第4步建導尿溝外的柵欄，防止豬糞進入導尿溝；第5步安裝豬舍內(nèi)設施；第6步焊接鋼構架，完善場棚建設。

養(yǎng)豬場內(nèi)部如圖1所示。

圖1  養(yǎng)豬場內(nèi)部

2  實踐應用

課題組在改進、總結(jié)和完善無臭式重力干清糞工藝集成技術基礎上，充分挖掘了該工藝在生產(chǎn)實踐中的作用，通過在牧原24場等新建場、內(nèi)鄉(xiāng)縣昂達牧業(yè)有限公司和內(nèi)鄉(xiāng)縣玉祥牧業(yè)玉祥公司的實踐運用表明，無臭式重力干清糞工藝集成技術在減量化、無害化和資源化方面具有獨特作用。

（1）在生豬養(yǎng)殖廢棄物減量化技術體系方面突出節(jié)水控制。

無臭式重力干清糞工藝采用自動供料系統(tǒng)，可對飼料進行精細化管理，減少生豬自身排泄物量，達到減排目的。綜合節(jié)水技術的運用及沖水次數(shù)的減少，有效地控制了生豬已排泄物體積外源的增加，控制了水的消耗量，做到了生豬養(yǎng)殖廢棄物減量化排放，減少環(huán)境污染。

在內(nèi)鄉(xiāng)縣牧原24場建設中，在豬舍漏糞板上面建設部分，飼料全部采用精細化供應，建立了統(tǒng)一的自動供料系統(tǒng)，采用全漏縫地板，在養(yǎng)殖過程中，做到零沖洗，每頭豬可減少沖洗用水1100L；大量采用限位飲水盤，做到飲水零浪費，每頭豬可減少飲用水浪費2000L。

采用高壓沖洗圈舍，減少了消毒沖洗用水量，每頭豬可減少消毒水16 L；采用電腦控制降溫，噴霧節(jié)水每頭豬可減少降溫水50 L；每棟豬舍都安裝水表進行計量，減少跑冒滴漏，通過以上綜合節(jié)水措施，做到從源頭上控制用水，減少了污水產(chǎn)生量。通過上述措施，110 kg的豬夏季用水1.8 t/頭，春秋冬季節(jié)用水1.4 t/頭，每上市一頭豬廢水量僅為1.1～1.5 m3，節(jié)水達60%。

（2）在生豬養(yǎng)殖廢棄物無害化技術體系方面突出防臭處理。

豬場中的惡臭來源主要有豬的糞便、污水和飼料等的腐敗分解、豬的消化道排出的氣體、豬自身皮脂腺和汗腺的分泌物、粘附在體表的污物以及呼出氣中的CO₂。

據(jù)科學統(tǒng)計，豬糞惡臭成分有230種，其中危害最大的惡臭物質(zhì)是NH₃、H₂S和VFA（揮發(fā)性脂肪酸），因此在無害化處理方面必須綜合防治，無臭式重力干清糞工藝集成技術除對固體廢棄物、液體廢棄物進行常規(guī)處理外，也突出氣體防臭處理。

對固體廢棄物：直接在圈舍下堆積發(fā)酵，減少收集次數(shù)，便于收集運輸，圈舍下糞便可直接裝車運往有機肥場進行無害化處理，資源化利用。

對液體廢棄物：尿液經(jīng)排尿溝流入外面收集池、中轉(zhuǎn)池和沉淀池，機械刮板機所刮的糞便直接堆積發(fā)酵，沉淀池糞污經(jīng)干濕分離機后，干糞堆積發(fā)酵，液體通過暗道流入沼液發(fā)酵池，最后儲存在防滲漏的沼液儲藏壩內(nèi)，完成污水的無害化處理。

對氣體廢棄物：主要采取6項措施。①活性炭吸附，在豬舍內(nèi)部承重墻上放置一些吸附性較強的活性炭小掛件或炭包，用來吸收豬舍異味和惡臭氣味。②秸稈墻過濾，在墻外建設與承重墻等高的60 cm寬的秸稈墻，用于吸收過濾臭氣。

③遮陰網(wǎng)遮臭，在兩豬舍之間搭上遮陰網(wǎng)，既能除臭，又能遮陰，在干濕分離車間進行密閉作業(yè)，連同收集池、干濕分離車間用遮陰網(wǎng)搭建，防止臭氣擴散。

④沼液密封保存，對所有沼液儲存池進行2層膜鋪設，第1層下面做防滲處理，第1層和第2層之間密閉連接，對沼液進行密封保存，第2層上面存儲雨水，最大限度防止沼液儲存池臭氣擴散。

⑤在豬舍排氣口外設置4個固定噴霧噴頭，每天6次定時進行噴霧或化學除臭噴灑酸制劑，除去空氣中的氨氣等易溶氣體和微小顆粒，減少臭氣。⑥搞好豬舍周圍綠化，充分利用綠色植物吸收豬體排出的二氧化碳氣體，以凈化豬舍周圍環(huán)境，營造一個良好的養(yǎng)豬生產(chǎn)小氣候。

（3）在廢棄物資源化利用方面突出豬糞肥料化和能源化處理。

在豬糞肥料化利用方面，無臭式重力干清糞工藝最大優(yōu)點是免水沖，一個飼養(yǎng)周期內(nèi)產(chǎn)生的豬糞直接堆積發(fā)酵，尿液中的水分一部分被發(fā)酵產(chǎn)生的高溫直接風干了，另一部分經(jīng)重力作用通過柵欄自流到導尿溝，最終匯聚到糞污收集池。

固體糞便添加一定的目標菌劑制成微生物肥料或顆?；谱鞒捎袡C肥，開拓新品種農(nóng)業(yè)肥料，生產(chǎn)有機生態(tài)肥料。

在豬糞能源化利用方面，建造一定體積的沼氣池，將豬場廢棄物經(jīng)收集后進入沼氣池發(fā)酵，得到的沼氣可作供氣供暖發(fā)電用。

3  結(jié)束語

無臭式重力干清糞工藝及集成技術可節(jié)約養(yǎng)殖用水，糞尿依靠重力進入儲存收集池，減少了污水產(chǎn)生量并保證了糞尿及時清理，糞污干濕分離和無害化處理后，全部實現(xiàn)了綜合利用，沒有混合排出，具備干清糞工藝基本特征，是一種機械式干清糞技術，無臭式重力干清糞工藝及集成技術被環(huán)保部全國推廣應用。

糞污經(jīng)污水深度處理系統(tǒng)處理后，貯存于沼液壩，建設沼液灌溉設施，為養(yǎng)殖場周邊農(nóng)戶鋪設農(nóng)田灌網(wǎng)，在需要時通過支農(nóng)管網(wǎng)為農(nóng)作物、林果或蔬菜提供肥料，實現(xiàn)豬糞肥料化、能源化處理，具有極大推廣價值。

來源：2018年9期《農(nóng)業(yè)工程》（中國科技核心期刊）

作者：張定安  劉書平  任鋒  李松范  胡琳華  郭華譜  王恒州  席冬麗  杜世泰  翟全中  王帥  周珣  吳陽  秦明華  

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