劉 洋

（哈爾濱華美億豐復(fù)合材料有限公司，哈爾濱 150000）

1 緒論

畜牧業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位，發(fā)展畜牧業(yè)不僅是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，而且也是一個(gè)政治問題。為了適應(yīng)整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要的“勞動(dòng)力”和肥料，保證輕工業(yè)獲得充足的原料來源，逐步滿足人民日益增長的對肉類等的需求，增加國民經(jīng)濟(jì)和個(gè)人的收入，必須大力發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)。

經(jīng)過改革開放四十年的努力，中國已成為世界第一大畜牧業(yè)生產(chǎn)和飼料工業(yè)生產(chǎn)大國。畜牧業(yè)總產(chǎn)值超過3萬億元，約占農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值的1/3。飼料工業(yè)總產(chǎn)值首次突破8 000億元，產(chǎn)量超過2.2億t，約占全球總產(chǎn)量的1/4。約9 000萬農(nóng)戶從事畜牧業(yè)，吸納了大量的勞動(dòng)力，成為帶動(dòng)農(nóng)牧民增收致富的重要渠道。我國畜牧業(yè)在養(yǎng)殖規(guī)模和質(zhì)量上都得到了快速發(fā)展，但與此同時(shí)，畜禽養(yǎng)殖所帶來的環(huán)境污染問題十分嚴(yán)峻。受養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖成本等因素的影響，畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的污水、糞便、飼料殘?jiān)任廴疚锒逊e如山，無法得到科學(xué)、集中的處理，對生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響尤為嚴(yán)重。畜禽養(yǎng)殖對水源的污染主要來自于畜禽糞便和養(yǎng)殖場污水。通過畜禽排泄物進(jìn)入水體的COD量已超過生活和工業(yè)污水COD排放量的總和。奶牛養(yǎng)殖業(yè)是高效的畜牧業(yè)，在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)村致富和改善城鄉(xiāng)人民生活等方面發(fā)揮著重要作用。

我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展非常迅速，2012年我國奶牛存欄達(dá)到1 440萬頭，比2008年增長17%；奶類總產(chǎn)量達(dá)到3 810萬t，比2008年增長0.8%。隨著我國畜牧業(yè)快速的發(fā)展，集約化、規(guī)?；I(yè)化的奶牛的養(yǎng)殖模式逐漸取締小規(guī)模的散養(yǎng)，然而規(guī)?；?、集約化的奶牛養(yǎng)殖場帶來糞污量大且相對集中的問題，成為制約牧業(yè)發(fā)展的重要影響因素，如何推進(jìn)奶牛場廢棄物的無害化處理和資源化利用成為廣大研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。牛床是牛場重要的硬件設(shè)施之一，傳統(tǒng)的牛床墊料如沙子、橡膠、秸稈等，因經(jīng)濟(jì)性、舒適性以及對后續(xù)處理利用設(shè)備損耗等不良影響，刺激了牛糞作為再生墊料的商業(yè)化應(yīng)用。牛糞制作墊料解決了環(huán)境壓力，實(shí)現(xiàn)糞污資源化利用的同時(shí)，因其舒適性增加奶牛躺臥時(shí)間，增加產(chǎn)奶量并減少肢蹄病。

2 奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備

奶牛場糞污經(jīng)不同處理加工成牛床墊料已成為糞污資源化利用的重要方式，但國內(nèi)尚沒有專門用于生產(chǎn)牛糞再生墊料的設(shè)備。哈爾濱華美億豐復(fù)合材料有限公司與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作，經(jīng)過3年時(shí)間，投入研發(fā)資金千萬元，開發(fā)出奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備填補(bǔ)了我國在生產(chǎn)牛糞再生墊料設(shè)備的空白。獲得了黑龍江省環(huán)保創(chuàng)新產(chǎn)品首臺(tái)套殊榮，已列入《黑龍江省工業(yè)節(jié)能技術(shù)裝備推廣目錄》和《國家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄》。設(shè)備首次將復(fù)合材料應(yīng)用于制造牛床再生墊料發(fā)酵系統(tǒng)的主發(fā)酵倉上，使其具有高強(qiáng)、耐腐、質(zhì)輕，節(jié)能、耐用等特點(diǎn)。

奶牛是牛場的第一生產(chǎn)力，牛床墊料能夠提高臥床的舒適性，為奶牛提供一個(gè)柔軟舒適的躺臥環(huán)境，增加奶牛的躺臥時(shí)間，這對于提高奶牛場的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。糞污經(jīng)過固液分離后，液體部分進(jìn)入氧化塘發(fā)酵，固體部分通過墊料的方式實(shí)現(xiàn)清潔回用，不僅可以解決糞污存放與牛床墊料來源的問題，還可以降低后續(xù)糞污處理的難度。牛糞再生墊料制作的兩個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)為含水率與殺菌消毒。傳統(tǒng)方式制作的牛糞再生墊料存在發(fā)酵時(shí)間長、含水率過高、殺菌不徹底的問題，奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備可以解決上述問題，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。

該設(shè)備融合了復(fù)合材料制品制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)自控技術(shù)、生物工程技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)的交互式技術(shù)。以微生物好氧發(fā)酵技術(shù)為核心，利用微生物降解牛糞中所含的復(fù)雜大分子有機(jī)質(zhì)，碳素是堆肥微生物的基本能量來源，也是微生物細(xì)胞構(gòu)成的基本材料，通過奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備的智能控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)部供氧的頻率和時(shí)間，為好氧微生物提供一個(gè)最為適宜的生存環(huán)境，以保證其自身不斷的新陳代謝使得設(shè)備內(nèi)的牛糞保持在較高溫度狀態(tài)（55～70℃）。牛糞在奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)過好氧發(fā)酵，其含水率控制在50%以內(nèi)，大腸桿菌、鏈球菌、金黃色葡萄球菌及克雷伯氏菌等奶牛乳房炎致病菌去除率均達(dá)到100%。控制牛糞在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間是為了即保證牛糞再生墊料含水率的降低、致病微生物的殺滅同時(shí)又防止牛糞過度發(fā)酵，使牛糞再生墊料在理化性質(zhì)方面，如：含水率、粒徑分布更加符合奶牛躺臥的舒適性要求。與傳統(tǒng)稻殼等墊料相比能夠有效降低墊料在鋪設(shè)過程中引起的揚(yáng)塵現(xiàn)象，減少奶牛呼吸道疾病的發(fā)生概率，稻殼的主要組成成分是二氧化硅、木質(zhì)素、纖維素等物質(zhì)自身的吸水性較差，奶牛躺臥時(shí)潮濕感明顯，牛糞再生墊料則較為疏松持水性較好，在相對較高的含水率條件下也能夠減弱奶牛的潮濕感，增加奶牛的躺臥舒適度。同時(shí)經(jīng)過奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的牛糞再生墊料粒徑分布情況為＜1.0 mm占34.81%，1.0～2.0 mm占38.42%，＞2.0 mm占26.77%能夠?yàn)槟膛Ｌ峁┮粋€(gè)更為舒適的躺臥環(huán)境，牛糞中的纖維在奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備中得到了充分的軟化，保證了牛糞再生墊料對于奶牛乳房不會(huì)產(chǎn)生任何不適感，從而保證奶牛乳房的健康。

3 典型應(yīng)用實(shí)例

在規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場使用奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備主要有以下幾個(gè)優(yōu)勢：減輕規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場糞污處理壓力，奶牛糞渣達(dá)到全量清潔回用；減少規(guī)模化養(yǎng)殖場外購墊料費(fèi)用，降低牧場經(jīng)營成本；提供更加舒適的牛糞再生墊料，延長奶牛躺臥時(shí)間提高奶牛生產(chǎn)力。

3.1 應(yīng)用牧場情況

優(yōu)然牧業(yè)長青牧場位于黑龍江省肇東市海城鄉(xiāng)海城村，占地34萬平方米，現(xiàn)有牛舍8棟，現(xiàn)有奶牛約3 900頭，其中泌乳牛約2 300頭，后備牛約1 600頭，牧場每天產(chǎn)生牛糞約80 t，污水約200 t，糞污進(jìn)行固液分離處理，糞渣堆存在場區(qū)內(nèi)，糞水存于氧化塘中，占地面積大，環(huán)境污染大，需頻繁外運(yùn)處理。牧場每天需求墊料約20 t，采購稻殼與鋸末，成本高，增加了牧場廢棄物的總量及其后續(xù)處理壓力。牧場結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)狀，于2018年引進(jìn)了奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了牛糞再生墊料的生產(chǎn)及使用。

3.2 案例發(fā)展模式

3.2.1 牛糞墊料化利用模式

模式以牛場產(chǎn)生的糞污為原料，經(jīng)哈爾濱華美億豐復(fù)合材料有限公司奶牛臥床墊料再生設(shè)備處理，可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的奶牛臥床墊料，減輕了牛場糞污存放壓力，減少了污染物對環(huán)境的破壞，解決了奶牛臥床墊料的來源，降低了奶牛臥床墊料成本，實(shí)現(xiàn)了奶牛糞污處理、利用方式由單一向綜合轉(zhuǎn)變、由低值向高值轉(zhuǎn)變。

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、工廠化管理

再生墊料生產(chǎn)全程智能化管理，工藝參數(shù)監(jiān)測、控制精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，可規(guī)?；瘡?fù)制，成本低廉，生產(chǎn)簡便高效。

3.2.3 科學(xué)支撐、產(chǎn)學(xué)研融合

通過數(shù)字模擬奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備主發(fā)酵倉內(nèi)部牛糞好氧發(fā)酵全過程，不斷優(yōu)化設(shè)備整體構(gòu)造以及工藝流程。

結(jié)合“快速生物好氧發(fā)酵技術(shù)”，通過生物熱能使物料快速升溫降水，節(jié)約烘干成本、降低能耗，同時(shí)殺滅物料中有害微生物和病原菌，生產(chǎn)的墊料清潔衛(wèi)生，舒適度高，對奶牛乳房炎、肢蹄病具有較好的抑制作用，保障奶牛健康安全。

3.2.4 創(chuàng)新的第三方運(yùn)營服務(wù)模式

結(jié)合實(shí)際情況，牧場采購安裝了奶牛臥床墊料一體化生產(chǎn)系統(tǒng)，由華美億豐專業(yè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的運(yùn)營服務(wù)及臥床墊料的生產(chǎn)，牧場只需回購系統(tǒng)生產(chǎn)的合格物料，并定期對物料進(jìn)行抽檢，減少了牧場管理運(yùn)營壓力。

3.3 案例發(fā)揮作用

3.3.1 示范效果顯著

牧場與企業(yè)的合作，實(shí)現(xiàn)了糞污發(fā)酵生產(chǎn)奶牛臥床墊料產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)了牛糞再生墊料大量長期使用的示范，實(shí)現(xiàn)了牛場糞污資源化清潔回用模式，為推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物無害化的處理和綜合利用，促進(jìn)畜牧業(yè)的健康發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3.2 打破國外壟斷技術(shù)

牛糞再生墊料以其經(jīng)濟(jì)型、環(huán)保型的優(yōu)點(diǎn)，受國內(nèi)外牧場的廣泛關(guān)注，奧地利、意大利等牛床墊料再生系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入我國市場，系統(tǒng)價(jià)格高，生產(chǎn)周期長，一般規(guī)?；翀鲭y以接受。由哈爾濱華美億豐復(fù)合材料有限公司生產(chǎn)的奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備的成功運(yùn)營使用打破了國外壟斷技術(shù)，助力中國奶牛業(yè)的發(fā)展。

3.3.3 提高牧場的經(jīng)濟(jì)效益

奶牛再生墊料的使用，不僅降低了糞污處理成本，并節(jié)約了奶牛臥床墊料的采購成本，奶牛是牛場的第一生產(chǎn)力，臥床再生墊料能夠提高臥床的舒適性，為奶牛提供一個(gè)柔軟舒適的躺臥環(huán)境，增加奶牛的躺臥時(shí)間，從而增加營養(yǎng)效率和產(chǎn)奶量，這對于提高奶牛場的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

3.4 案例產(chǎn)生效益

牧場需求墊料約20 t·d-1，一直以來采用稻殼（430元·t-1）作為墊料每年墊料費(fèi)用約300萬元。現(xiàn)使用奶牛臥床再生墊料生產(chǎn)設(shè)備所生產(chǎn)的牛糞再生墊料（280元·t-1）后，每年在奶牛臥床墊料方面的投資為200萬元，每年可節(jié)省100萬元，并大大節(jié)省了原有糞污的處理成本。