规模奶牛场新式污粪处理一体化方案探讨

胡朝阳 北京四方顺通畜牧科技发展有限公司

我国奶牛养殖业自21世纪初步入了规模化、集约化的进程，经过近5年的发展，规模养殖场存栏量小则1000头，多则上万头。在奶牛场急剧扩张的同时，也遇到了前所未有的困难，如防疫，饲料供应，机械化，信息化管理以及污粪处理问题。在所有问题中，以污粪处理问题更为突出。因为这不仅关系到奶牛场内和场外的环境卫生问题，还影响着奶牛场的可持续发展。当人们逐步从环境污染给全世界带来危害的恶果中醒悟过来时，以“高效环保、生态循环”为核心的理念指明了我国当代奶牛养殖业应遵循的思想，这也将污粪的处理和利用提高到了前所未有的高度。

污粪处理是一项非常复杂的工程，不同气候、不同生产条件、不同牧场周边的资源状况以及牧场的规模等，都与污粪处理工艺的设计有关。笔者深入研究了国内外各种污粪处理技术，吸收其先进的技术经验，结合中国奶牛场的国情，提出了下文的污粪处理一体化方案，以供同行借鉴。

1 污粪处理的基本原则

1.1 农牧结合原则

1个奶牛总存栏5000头的牧场中，每天奶牛的粪尿污水产生量将超过350吨。通过工业手段使这种高浓度有机废水达到达标排放的标准，其代价是极其昂贵的，远远超过牧场所能承受的经济范围。放眼全世界奶牛养殖发达的地区，其污粪处理都采取了“农牧结合”的方式，使得物质归入自然界的大物质循环链中，生产有机饲料和有机牛奶。全世界奶牛养殖的科学实践证明，“农牧结合”是奶牛场可持续发展的纽带。

1.2 系统高效原则

将整个规模牧场的各个环节视为一个整体中的各个环节，利用系统的思维来思考，这其中也包括将污粪处理纳入牧场生产系统中。从系统的角度出发，有利于设计出合理的污粪处理工艺，最终达到“系统高效”的目的。

2 污粪处理一体化工艺流程

污粪处理一体化工艺流程可分为3个部分，即牛舍内污粪的收集，牧场内污粪的输送，污粪的处理和利用（图1）。

2.1 牛舍内污粪的收集

牛舍内粪尿收集方式主要有：铲车清粪、水冲清粪和电动机械刮粪板清粪。现代规模养殖更加依赖机械设备，以提高劳动效率。传统的人工收集方式已不适应集约养殖的需要，逐渐被淘汰。

2.1.1 铲车清粪

目前，我国没有专门针对牛舍清粪研制的清粪铲车。牧场现在采用的清粪铲车多由小型装载机改装而成，推粪部分利用了废旧轮胎制成一个刮粪斗，更换方便。采用这种铲车收集粪尿，耗油大、运行成本高，且只能在牛群去挤奶的时候清粪，每天清粪次数有限，难以保证牛舍的清洁。此车体积大，工作噪音大，易对牛造成伤害和惊吓，不经济，操作起来也不灵活。在收集运动场牛粪时，机械铲车收集是最主要的方式，在气候干燥，降雨少的区域，其法利用率较高。

2.1.2 水冲清粪

水冲收集设备清粪方式主要包括水冲阀和水冲泵，需配套管路设施，在美国使用较为普遍。这种设备需要的人力少，劳动强度小，劳动效率高，能频繁冲洗，从而保证牛舍的清洁和奶牛的卫生。但需配备充足的水量、配套的污水处理系统、合适的牛舍坡度、输送污粪用的泵和管路等。在寒冷的气候下，如果不能保证牛舍的温度在0℃以上，没有充足的空间来储存、处理这些冲洗水，这种系统不能保证正常运行。

2.1.3 电动机械刮粪板清粪

电动机械刮粪板（图2）能做到每天24h清粪，时刻保证牛舍的清洁。电动机械刮粪板操作简便，工作安全可靠，其刮板高度及运行速度适中，基本没有噪音，对牛群的行走、饲喂、休息不造成任何影响，运行、维护成本低，对提高奶牛的舒适度，减轻牛蹄疾病和增加产奶量都有决定性影响。电动机械刮粪板清粪是我国当前清粪技术的发展方向，其先进性、实用性、可靠性及性价比终将为我国的牧场接受。

2.2 牧场内污粪的输送

国内外采用的污粪输送方式主要有：罐车输送和渠道输送。其中罐车耗油大，日常运行成本高，且容积有限，只适合小规模牧场。大规模牧场采用渠道输送方式是最佳途径，既能做到降低能耗，又能保证场区的环境卫生。渠道输送方式需要的主要设备是搅拌泵和输送泵，以及配套的土建工程，国内很多厂家都有生产这些设备的能力。

2.3 污粪的处理和利用

粪尿的处理和利用是一项很大的工程，不同处理工艺涉及的设备不同。国内外对粪尿的处理和利用技术主要有固液筛分技术、产沼技术和还田技术，生态循环经济理念被实践证明为指导牧场粪尿处理和利用的基本原则。

笔者推荐的粪尿处理和利用工艺如下：将由渠道输送汇集的污粪，首先进行固液筛分，一次筛分出的纤维固体堆肥后制作牛床垫料；筛分后的液体，可根据企业经济实力和产业方向实现沼气工程，或是简单存放后还田灌溉；沼气工程后的沼渣、沼液可进行二次筛分，筛分的固体制作有机肥，最后的液体还田利用。

该工艺中涉及的设备有以下3种。①固液筛分设备。国内现有的固液筛分设备普遍存在单台处理量小，运行成本高的缺点，国外US Farm Systems公司的固液筛分设备（图3）经过28年的生产实践和改进，现在美国应用非常广泛，效果十分理想。②沼气净化设备和发电机设备。这些设备在国内都有成熟的设备，可供用户方便选用。③污水灌溉设备。由于大牧场的污水量很大，又受可灌溉土地、灌溉季节、时间等多方面因素的限制，污水的还田技术在国内还没有成熟的方案。目前，国内缺乏大容量、高效率的灌溉设备，急需进行研发推广。目前，欧洲普遍采用的灌溉罐体车只适用于中小型牧场（如混群3000头以下的牧场），大牧场需配备其它效率更高的灌溉设备，可参考美国大牧场的污水灌溉设备和灌溉方案。

图2 电动机械刮粪板

图3 固液筛分设备