閆曉華，劉書平，張定安，江玉龍，梁素云，秦明華

（1.內(nèi)鄉(xiāng)縣動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，河南 內(nèi)鄉(xiāng) 474350；2.內(nèi)鄉(xiāng)縣畜牧局；3.牧原食品股份有限公司）

重力機(jī)械式干清糞工藝的設(shè)計(jì)及運(yùn)用

閆曉華1，劉書平2，張定安1，江玉龍1，梁素云1，秦明華3

（1.內(nèi)鄉(xiāng)縣動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，河南 內(nèi)鄉(xiāng) 474350；2.內(nèi)鄉(xiāng)縣畜牧局；3.牧原食品股份有限公司）

畜禽養(yǎng)殖污染是制約畜牧業(yè)發(fā)展的瓶頸之一，尋求機(jī)械的、快速的，能極大節(jié)約人力物力同時(shí)又符合環(huán)保要求的糞污收集方式，是現(xiàn)代生豬產(chǎn)業(yè)的內(nèi)在需求。當(dāng)前，傳統(tǒng)的、被環(huán)保部門認(rèn)可的生豬糞污收集方式已滿足不了快速發(fā)展的規(guī)?；i場(chǎng)發(fā)展要求，如何改善工藝，對(duì)傳統(tǒng)干清糞工藝進(jìn)行改進(jìn)，滿足規(guī)?；i場(chǎng)特別是大型豬場(chǎng)的需求是業(yè)界人士長(zhǎng)期思考、探索的主要問題。

牧原食品股份有限公司是一家集約化的生豬養(yǎng)殖企業(yè)，在公司膨脹發(fā)展期，傳統(tǒng)的生豬糞污收集方式干清糞已越來(lái)越不適應(yīng)公司日益擴(kuò)張的規(guī)模化需求，為此，牧原公司一直在不斷嘗試改進(jìn)生豬養(yǎng)殖清糞工藝，從水沖糞、水泡糞、墊料養(yǎng)豬、重力干清糞到機(jī)械刮板清糞模式，都經(jīng)過(guò)了探索試驗(yàn)。目前，公司設(shè)計(jì)的重力機(jī)械式干清糞不僅有利于后續(xù)有機(jī)肥集中生產(chǎn)，而且找到了污水還田的有效方式，降低了污水貯存、消納成本，基本實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期、綜合性循環(huán)利用，找到了超大規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)的環(huán)保解決方案，具有非常好的可復(fù)制性，已廣泛應(yīng)用于高度集約化的生豬生產(chǎn)，2015年3月24日，該工藝得到環(huán)保部行文批復(fù)。

1 探索背景

為規(guī)范畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程建設(shè)與運(yùn)行，國(guó)家環(huán)保部發(fā)布并實(shí)施了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范》，這對(duì)控制畜禽養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)的廢水、廢渣及惡臭對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)工藝和技術(shù)進(jìn)步，維護(hù)生態(tài)平衡，發(fā)揮了極大作用。在糞污收集上，一是規(guī)定對(duì)新建、改建、擴(kuò)建的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)宜采用干清糞工藝?，F(xiàn)有采用水沖糞、水泡糞清糞工藝的養(yǎng)殖場(chǎng)，應(yīng)逐步改為干清糞工藝。二是規(guī)定對(duì)畜禽糞污應(yīng)做到日產(chǎn)日清。

《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范》要求采用干清糞方式，糞便產(chǎn)生后即分流，干糞由機(jī)械或人工清掃和收集，尿及沖洗水則從下水道流出，分別進(jìn)行處理。目前國(guó)內(nèi)機(jī)械清糞配備設(shè)備、工具簡(jiǎn)單，成本低，較適合一些散養(yǎng)戶、小型豬場(chǎng)，但對(duì)規(guī)模較大的養(yǎng)殖場(chǎng)，由于糞便排量大，必須結(jié)合其他排污設(shè)備才能達(dá)到更好的成效。同時(shí)清糞機(jī)工作時(shí)噪聲較大，不利于畜禽生長(zhǎng)，傳統(tǒng)的干清糞工藝已嚴(yán)重阻礙了現(xiàn)代生豬生產(chǎn)，大型規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)必須找到一種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的清糞方式，同時(shí)要達(dá)到國(guó)家規(guī)定的工程技術(shù)規(guī)范。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)原則

一是保留傳統(tǒng)干清糞工藝優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)清糞要實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、快捷。二是實(shí)現(xiàn)糞污綜合利用：要有糞污收集、儲(chǔ)運(yùn)、處理、綜合利用等工程，并配套相關(guān)設(shè)施設(shè)備，解決糞污廢水的資源化利用問題。三是建立除臭系統(tǒng)，防止惡臭氣味擾民。

2.2 主要生產(chǎn)技術(shù)路線

全部采用全漏縫地板免水沖工藝，對(duì)養(yǎng)殖過(guò)程產(chǎn)生的糞水進(jìn)行固液分離，固體用于生產(chǎn)有機(jī)肥；液體進(jìn)行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣、沼液等資源化利用。固液分離采用“漏縫板+機(jī)械刮板機(jī)”模式進(jìn)行糞污收集、分離，主要建設(shè)收集池、中轉(zhuǎn)池、沼液儲(chǔ)存池、排糞通道、排尿溝等土建部分，設(shè)備包括脫水器、脫硫器、厭氧罐、翻拋機(jī)等。

2.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.3.1 施工流程程序化，確定獨(dú)特的豬舍建設(shè)六步法施工流程

防滲漏處理

施工時(shí)第一步先平整土地，開挖尿液收集池、中轉(zhuǎn)池、沉淀池，再在豬舍下面對(duì)尿液收集池、中轉(zhuǎn)池、沉淀池進(jìn)行防滲處理。第二步進(jìn)行排尿溝及漏縫板下面地平建設(shè)：地平一定要兩邊高，中間低，要有一定坡度，便于尿液自流；排尿溝也要一邊高，一邊低，便于尿液自流；排尿溝流向與機(jī)械刮板機(jī)刮糞方向相反。第三步建200 cm高的承重墻，鋪設(shè)漏縫板。第四步建排尿溝外的柵欄，防止豬糞進(jìn)入排尿溝。第五步安裝豬舍內(nèi)設(shè)施。第六步焊接鋼構(gòu)架，完善場(chǎng)棚建設(shè)。

2.3.2 尿液靠重力流入尿液收集池，極大地節(jié)約了人力物力和電力資源

建豬舍之前進(jìn)行防滲處理；采用全漏縫板免水沖工藝，豬糞一個(gè)周期一清；漏縫板距地平200 cm，便于安裝機(jī)械刮板機(jī)；漏縫板下面地平中間開設(shè)排尿溝，排尿溝一邊高，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，便于尿液自流到排尿溝；排尿溝兩邊設(shè)柵欄，防止豬糞進(jìn)入排尿溝；尿液經(jīng)排尿溝流入外面收集池、中轉(zhuǎn)池、沉淀池；排尿溝流向與機(jī)械刮板機(jī)刮糞方向相反；機(jī)械刮板機(jī)所刮的糞直接堆積發(fā)酵，沉淀池糞污經(jīng)干濕分離機(jī)后，干糞堆積發(fā)酵，液體通過(guò)暗道流入沼液發(fā)酵池；厭氧反應(yīng)主體一般采用IC反應(yīng)器，根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)日產(chǎn)污量情況，結(jié)合運(yùn)營(yíng)實(shí)際，設(shè)計(jì)IC反應(yīng)器容積相應(yīng)容量及水力停留時(shí)間，一般為2 d；建設(shè)支農(nóng)管網(wǎng)，經(jīng)過(guò)發(fā)酵后的沼液儲(chǔ)存在沼液儲(chǔ)存池里，并定期通過(guò)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(jìn)行液體施肥。沼液儲(chǔ)存池在建設(shè)時(shí)進(jìn)行防滲漏、防斷裂處理，使用HDPE膜+混凝土雙層防滲，同時(shí)沼液儲(chǔ)存密封，杜絕臭氣擴(kuò)散。

沼液壩防滲漏處理

上述尿液在收集過(guò)程中全部靠重力作用，從糞堆下滲出到排尿溝，再在排尿溝內(nèi)自流到圈舍外尿液收集池、中轉(zhuǎn)池、沉淀池，在生豬飼養(yǎng)過(guò)程中無(wú)需動(dòng)力，極大地節(jié)約了動(dòng)能和電力資源，具有獨(dú)創(chuàng)性。

2.3.3 豬糞圈舍下自然堆積，自然發(fā)酵，自然風(fēng)干，大大減少了污水產(chǎn)生量和干濕分離勞動(dòng)強(qiáng)度

由于該工藝全部采用全漏縫地板免水沖工藝，豬生活在漏縫地板上，豬糞在圈舍下自然堆積，自然發(fā)酵，自然風(fēng)干，在整個(gè)飼養(yǎng)期無(wú)水沖現(xiàn)象，豬糞水的來(lái)源只有豬產(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發(fā)酵，產(chǎn)生的高溫蒸發(fā)了大量水氣，整個(gè)飼養(yǎng)期產(chǎn)生的糞便可在生豬出欄后直接回收，減少了機(jī)械式干濕分離勞動(dòng)強(qiáng)度，防止了污染源擴(kuò)大現(xiàn)象，一個(gè)飼養(yǎng)期只沖圈1次，極大地節(jié)約了養(yǎng)殖用水。

“重力干清糞”圈舍內(nèi)部設(shè)施情況

2.3.4 建立除臭系統(tǒng)，防止惡臭氣味擾民

一是豬舍內(nèi)部在豬舍的承重墻上放置一些吸附性較強(qiáng)的活性炭小掛件或炭包，用來(lái)吸收豬舍的異味，有效防治惡臭氣味擾民。同時(shí)在墻外建一60 cm寬的與承重墻等高的秸稈墻，用于吸收過(guò)濾臭氣，在兩豬舍之間搭上遮陰網(wǎng)，既能除臭，又能遮陰。二是干濕分離車間進(jìn)行密閉，連同收集池、干濕分離車間用遮陰網(wǎng)搭建，防止臭氣擴(kuò)散。三是在沼液儲(chǔ)存池對(duì)沼液進(jìn)行密封保存，防止臭氣擴(kuò)散。

防臭墻試驗(yàn)

秸稈墻過(guò)濾

3 運(yùn)用實(shí)例

3.1 項(xiàng)目概況

牧原生豬廢棄物綜合利用試點(diǎn)項(xiàng)目位于河南省南陽(yáng)市內(nèi)鄉(xiāng)縣灌漲鎮(zhèn)后馬村、王店鎮(zhèn)宋溝村，項(xiàng)目于2014年10月申報(bào)獲批，2015年年底建設(shè)完成。項(xiàng)目總投資為2 509.97萬(wàn)元。全部采用重力機(jī)械式干清糞，主要建設(shè)包括收集池、中轉(zhuǎn)池、沼液儲(chǔ)存池、排糞通道、排尿溝等土建部分，設(shè)備包括脫水器、脫硫器、厭氧罐、翻拋機(jī)等。

密封沼液壩

3.2 項(xiàng)目效果

項(xiàng)目建成后，通過(guò)近兩年的運(yùn)行，該項(xiàng)目保證了50萬(wàn)頭生豬廢棄物的正常處理，年產(chǎn)沼液6萬(wàn)m3、沼氣20.98萬(wàn)m3、有機(jī)肥0.38萬(wàn)t，牧原公司通過(guò)對(duì)養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢水進(jìn)行各場(chǎng)區(qū)域的治理，將糞污變廢為寶，固糞收集后統(tǒng)一在有機(jī)肥廠加工成有機(jī)肥料，以內(nèi)鄉(xiāng)為核心銷往周邊區(qū)域，用于生產(chǎn)高附加值農(nóng)產(chǎn)品；沼液用于施肥場(chǎng)區(qū)周邊的農(nóng)田，解決了旱地農(nóng)田干旱缺水問題，提高了糧食的產(chǎn)量；沼氣發(fā)電，支持場(chǎng)區(qū)生產(chǎn)、生活的自用電，節(jié)省成本；病死豬統(tǒng)一進(jìn)行無(wú)害化處理，產(chǎn)生的肉骨渣和油脂，用于高檔有機(jī)肥生產(chǎn)，整個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目解決了生豬飼養(yǎng)流程中所產(chǎn)生的糞污和病死畜禽等廢棄物的資源化利用問題，具有較高的生態(tài)和社會(huì)效益。

4 討論

“重力干清糞”概念是牧原公司在實(shí)踐中首次提出，目的是為干清糞處理工藝提供機(jī)械化作業(yè)。所謂“重力干清糞”就是規(guī)?；i場(chǎng)全部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(gè)飼養(yǎng)期不用沖洗豬圈，豬糞水的來(lái)源只有豬產(chǎn)生的糞、尿和最終沖洗、消毒圈舍的水。兩個(gè)飼養(yǎng)期之間對(duì)上一個(gè)飼養(yǎng)期產(chǎn)生的糞尿進(jìn)行機(jī)械式干濕分離，大大減少?zèng)_圈次數(shù)，極大地節(jié)約了養(yǎng)殖用水。這與水泡糞工藝的最大區(qū)別是水泡糞日常清糞使用清水，而“重力干清糞”不用清水，糞尿產(chǎn)生即依靠重力離開豬舍進(jìn)入儲(chǔ)存池，大大減少了糞污產(chǎn)生量并實(shí)現(xiàn)糞尿的及時(shí)清理；糞污離開儲(chǔ)存池即進(jìn)行干濕分離和無(wú)害化并全部實(shí)現(xiàn)綜合利用，沒有混合排出。具備干清糞工藝所有基本特征，實(shí)質(zhì)是一種機(jī)械式干清糞，在實(shí)踐中“重力干清糞”在生豬養(yǎng)殖廢棄物減量化、無(wú)害化處理和資源化利用方面均發(fā)揮著不可替代的作用。

4.1 在生豬養(yǎng)殖廢棄物減量化技術(shù)體系中的作用

重力干清糞工藝一般采用自動(dòng)供料系統(tǒng)，可對(duì)飼料進(jìn)行精細(xì)化管理，減少生豬自身排泄物量，達(dá)到減排目的。同時(shí)綜合節(jié)水技術(shù)的運(yùn)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，控制水的消耗量，減少環(huán)境污染。做到了生豬養(yǎng)殖廢棄物減量化排放。

4.2 在生豬養(yǎng)殖廢棄物無(wú)害化技術(shù)體系中的作用

對(duì)固體廢棄物無(wú)害化處理的作用：無(wú)臭式重力干清糞工藝由于在圈舍下直接堆積發(fā)酵，減少收集次數(shù)，便于收集運(yùn)輸，圈舍下糞便可直接裝車運(yùn)往有機(jī)肥場(chǎng)進(jìn)行無(wú)害化處理，資源化利用。

對(duì)液體廢棄物無(wú)害化處理的作用：尿液經(jīng)排尿溝流入外面收集池、中轉(zhuǎn)池、沉淀池；排尿溝流向與機(jī)械刮板機(jī)刮糞方向相反；機(jī)械刮板機(jī)所刮的糞直接堆積發(fā)酵，沉淀池糞污經(jīng)干濕分離機(jī)后，干糞堆積發(fā)酵，液體通過(guò)暗道流入沼液發(fā)酵池；最后儲(chǔ)存在防滲漏的沼液儲(chǔ)藏壩內(nèi)，用于肥料澆灌公司配套的生態(tài)林和溫室蔬菜，或用于不同季節(jié)澆施農(nóng)田和作物。研究沼液灌溉技術(shù)，為養(yǎng)殖場(chǎng)周邊農(nóng)戶鋪設(shè)農(nóng)田灌網(wǎng)。

對(duì)氣體廢棄物無(wú)害化處理的作用：豬場(chǎng)惡臭氣味來(lái)源有三：一是豬舍內(nèi)部糞便，二是干濕分離車間，三是沼液儲(chǔ)存池，因此除臭分為三部分。該工藝在設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮氣味影響，三種臭氣處理方式真正做到了對(duì)有害氣體進(jìn)行收集，做到無(wú)害化處理。

4.3 在生豬養(yǎng)殖廢棄物資源化技術(shù)體系中的作用

便于豬糞肥料化：重力干清糞工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是免水沖，一個(gè)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(fēng)干了，另一部分經(jīng)重力作用通過(guò)柵欄自流到導(dǎo)尿溝。固體糞便添加一定的目標(biāo)菌劑制成微生物肥料或顆?；谱鞒捎袡C(jī)肥，開拓農(nóng)業(yè)肥料的新品種，生產(chǎn)有機(jī)生態(tài)肥料。同時(shí)液體經(jīng)污水深度處理、系統(tǒng)處理，貯存于沼液壩，在需要時(shí)通過(guò)糞污還田的支農(nóng)管網(wǎng)進(jìn)行消納。

便于豬糞能源化：建造一定體積的沼氣池，將豬場(chǎng)廢棄物經(jīng)收集后進(jìn)入沼氣池發(fā)酵，得到的沼氣可作供氣供暖發(fā)電用。

“重力干清糞”工藝在實(shí)踐中運(yùn)用正是具有上述優(yōu)點(diǎn)而獲得廣大養(yǎng)殖場(chǎng)認(rèn)同，經(jīng)環(huán)保部專家現(xiàn)場(chǎng)考察，符合國(guó)家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范要求，并以環(huán)辦函〔2015〕425號(hào)《關(guān)于牧原食品股份有限公司部分養(yǎng)殖場(chǎng)清糞工藝問題的復(fù)函》進(jìn)行了批復(fù)，該模式得以全國(guó)推廣。

5 小結(jié)

重力機(jī)械式干清糞工藝解決了困擾大型養(yǎng)殖場(chǎng)的清糞難題，實(shí)踐證明，該清糞方式可滿足機(jī)械化、規(guī)?；a(chǎn)需求，運(yùn)用該工藝，通過(guò)對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢棄物的綜合利用，既可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，又可分擔(dān)環(huán)保成本，是生豬產(chǎn)業(yè)集約化、規(guī)?；C(jī)械化發(fā)展的必經(jīng)之路，是生豬糞污防治的治本之策?！?/p>