牛粪处理的技术分析

曹娅娅

（凤冈县农业农村局，贵州凤冈 564200）

1牛场粪便产生的来源与量估算

1.1 牛的饲养数量、生长周期与产粪量的关系

1.1.1 饲养数量

根据最近的统计数据，截至2022 年，全省的牛只数量达到数百万头。这些牛主要包括肉牛、奶牛和种牛，其中肉牛占据主导地位。

1.1.2 生长周期与产粪量关系

一般来说，一个成年牛每天可以产生约15～20 千克的粪便。幼牛期：这个阶段的牛只年龄在0～6 个月，每天产粪量约为5～8 千克。生长期：牛只在6～24 个月，每天的粪便产量逐渐增加，大约在10～15 千克。成熟期： 当牛只年龄超过24个月后，其每天的粪便产量稳定在15～20 千克。

1.2 不同饲料对粪便产量和质量的影响

在贵州地区，由于其多山的地形和温润的气候，养殖业所使用的饲料类型丰富多样，主要包括天然草料、精饲料、农作物副产品等。这些不同的饲料不仅影响牛的生长发育，也直接影响到粪便的产量和质量。

1.2.1 天然草料

天然草料饲养的牛产生的粪便含水分高、有机物量丰富但纤维素也多。对于养殖户来说，可以考虑进行堆肥，再进行适当的翻堆，加快堆肥的成熟过程。由于纤维素含量较高，可以考虑与其他高氮饲料如鸡粪混合，以改善堆肥的氮磷钾比例，增加其肥效。

1.2.2 精饲料

由精饲料饲养出的粪便营养价值高，对养殖户而言，此类粪便是宝贵的资源。考虑到其高营养成分，可以直接进行有机肥料的生产，或者在饲养时混合少量的农作物副产品，以增加粪便的纤维含量，提高其在堆肥过程中的通气性，减少发酵过程中的臭味。

1.2.3 农作物副产品

利用农作物副产品饲养的牛，其粪便纤维含量丰富。养殖户可以考虑与其他饲料如精饲料饲养的牛粪进行混合，以提高其肥效。同时，对于希望进行蘑菇种植的农户，可以将此类粪便作为优质的蘑菇基质使用。其纤维结构有助于蘑菇菌丝的生长，而适中的水分则降低了灌溉需求。

2 现代化的粪便处理技术

2.1 生物气化

生物气化是一种将有机物转化为生物气的过程，涉及微生物在无氧条件下分解有机物。对于贵州牛场而言，考虑到其地理、气候和畜牧业的特点，生物气化有其独特的优势。以下为生物气化在贵州牛场的具体实施措施：

2.1.1 前期准备

选择地点： 建议在牛场附近找一个地势较低的区域，利用地形差异来收集牛粪，同时降低运输成本。

尺寸确定：参考过往的粪便产出统计数据，预测未来的需求，以确定沼气池的容量。

2.1.2 建设沼气池

设计：考虑到贵州的降雨量，设计应具备雨水分流功能，避免雨水进入沼气池稀释原料。

施工：在施工中，推荐使用当地经验丰富的工程团队，并确保他们遵循沼气池的标准施工流程。

2.1.3 投料与启动

初次投料：建议先进行小规模的试运行，观察微生物菌群的活跃情况，再进行大规模投料。

接种菌种： 考虑到当地其他牛场的实践经验，从那些已成功运行的沼气池中获取消化液，以确保新沼气池的启动成功率。

2.1.4 日常运行与维护

定期投料：建议每天在固定时段进行投料，以确保沼气的稳定产出。

监控：推荐使用现代化的远程监控系统，使管理者随时了解沼气池的运行状态。

温度控制：考虑安装太阳能加热系统，利用当地丰富的日照资源，为沼气池提供稳定的温度。

2.1.5 沼液与沼渣的处理与利用

沼液：建议与当地的农田合作，提供沼液作为有机液肥，并对其效果进行跟踪研究。

沼渣： 可以与农业合作社或者有机农业实践者合作，将沼渣作为有机肥料使用，同时收集反馈，持续改进其质量。

2.2 固液分离技术

固液分离技术在畜牧业粪便处理中扮演着关键角色。对于贵州地区的牛场，这项技术能有效减少储存和运输成本，同时增加各种资源的回收率。

2.2.1 技术原理

固液分离技术是将牛粪中的固态和液态成分分开。生产实践中，许多牛场发现，直接利用未处理的牛粪在农田中可能导致污染，因此选择了固液分离技术进行预处理。

2.2.2 设备选择

挤压式固液分离机：适合规模较小的牛场，经济实惠，但处理能力有限。

离心式固液分离机：虽然初期投资较大，但适用于大型牛场，长期看更经济。

2.2.3 操作过程

预处理：根据设备说明书和生产实践，确定牛粪与水的混合比例，保证分离效果。

设备操作：确保操作人员经过培训，熟悉设备操作流程，预防操作失误。

收集与存储：应设置专门的储存设施，并定期检查，防止沼液、沼渣发酵或外泄。

2.2.4 后续利用

沼液：生产实践中，许多牛场与周边农田合作，将沼液直接作为有机肥使用。

沼渣：沼渣作为有机物的良好来源，一些牛场与有机肥企业合作，将沼渣卖给他们。

2.3 粪便发酵技术

2.3.1 技术原理

粪便发酵是一个生物降解的过程，涉及到多种微生物（如细菌、真菌）在无氧或微氧条件下分解牛粪中的有机物质，产生如甲烷、二氧化碳等气体和其他有用的副产品。

2.3.2 设备与建设

发酵罐： 根据牛场规模选择适当大小的发酵罐，确保其材质耐腐蚀、密封性好。

搅拌设备：为保证发酵过程中的均匀性，需要在发酵罐中安装搅拌设备。

温度系统：为确保微生物的最佳活性，需要持续监测发酵罐内的温度。

2.3.3 发酵过程

预处理：将新鲜牛粪进行粗筛，去除大颗粒杂质。

调整浓度： 与水混合，调整到适当的固液比。

投入发酵罐： 将处理好的牛粪料液投入发酵罐。

接种微生物： 可以从其他运行良好的发酵系统中提取部分发酵液，加速新罐的发酵过程。

维持适宜条件：通过搅拌、加热或冷却等方法，保持发酵罐内的条件适宜微生物生长。

2.3.4 后续处理与利用

收集气体：如甲烷，可以用于能源利用，例如烹饪、发电等。

发酵残渣：作为有机肥料使用，或继续进行其他处理如堆肥、生物气化等。

发酵液：可直接用作液体有机肥料，或进行进一步的净化、浓缩。

2.4 粪便处理后的再利用

对于贵州地区的牛场来说，粪便处理后的再利用不仅可以带来经济收益，更能为当地农业、能源和环境带来多重好处，具体为：

2.4.1 有机肥生产

经过固液分离和堆肥等处理步骤，牛粪可以转化为有机肥。在贵州，很多农作物如茶叶、水果等对土壤质量要求较高，使用有机肥可以改善土壤结构，增加土壤中的微生物活性，有助于提高农作物的产量和质量。

2.4.2 生物能源

沼气，主要成分为甲烷，是一种清洁的能源。牛场可以将沼气用于日常的取暖、烹饪或发电，减少对外部能源的依赖，同时降低温室气体排放。

2.4.3 蘑菇培养基

处理后的牛粪富含有机物和微量元素，适合作为蘑菇的培养基。贵州地区的蘑菇种植业在近年来得到了快速发展，使用牛粪作为培养基可以大大降低生产成本，同时提高蘑菇的产量和品质。

2.4.4 喂养鱼类

处理后的牛粪沼液，经过适当的稀释，可以用于养鱼池。其中的有机物为水中的浮游生物提供了丰富的食物来源，从而供给鱼类。

2.4.5 土壤改良

粪便处理后的有机物质可以作为土壤改良剂。在贵州的山地和斜坡地上，土壤流失严重，使用这些有机物质可以提高土壤的保水性和抗侵蚀能力，同时增强土壤的肥力。

3 结束语

综上所述，牛粪处理技术在畜牧业的可持续发展中占据举足轻重的地位。通过生物气化、固液分离、发酵技术等现代化方法，不仅可以将牛粪转化为有价值的资源，还能显著降低对环境的污染。