吳曉莉 李焰
摘要:擬在福建省福清市東瀚鎮(zhèn)陳莊村建造1 000頭基礎(chǔ)母豬生態(tài)種豬場(chǎng)。場(chǎng)內(nèi)共有3個(gè)品種種豬,分別是杜洛克、大白、長(zhǎng)白,育種方式為純繁。糞便處理采用異位發(fā)酵,污水處理采用沼氣池-A/O系統(tǒng),病死豬處理采用無(wú)害化堆肥處理技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)物質(zhì)的良性循環(huán),項(xiàng)目還增設(shè)綠色農(nóng)產(chǎn)品基地,種植水稻、狼尾草、蔬菜、魚腥草、枇杷、柑橘等,對(duì)異位發(fā)酵及無(wú)害化堆肥處理后產(chǎn)生的有機(jī)肥進(jìn)行消納,真正做到資源再利用,糞污零排放。該項(xiàng)目的建設(shè)將促進(jìn)當(dāng)?shù)氐木G色經(jīng)濟(jì)發(fā)展,預(yù)計(jì)每年為全國(guó)大小商品豬場(chǎng)及二元擴(kuò)繁場(chǎng)提供20 000頭優(yōu)質(zhì)純種種豬。
關(guān)鍵詞:生物安全;異位發(fā)酵;沼氣池-A/O系統(tǒng);綠色健康;生態(tài)循環(huán)
中圖分類號(hào):S815? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):0439-8114(2019)07-0083-06
Abstract: The project was based on 1 000 basic sow ecological breeding farms construction in Chenzhuang village, Donghan town, Fuqing city, Fujian province. There are three breeds of pigs, namely Duroc, Yorkshire and Landrace, and the breeding methods are pureectopic. Ectopic fermentation system was used for dirt treatment, biogas digester and A/O system was used for sewage treatment, and harmless composting technology was used for treatment of dead pigs. In order to achieve a virtuous circle of substances in the farm, this project added green agricultural product base, by planting rice, pennisetum, vegetables, houttuynia cordata, and citrus trees, the organic fertilizer produced by heterotopic fermentation and harmless composting can be eliminated, so as to recycle resources and zero discharge emissions. The construction of the project will promote the development of local green economy and it is expected to provide 20 000 high-quality purebred pigs each year for the whole country from small to large-scale commercial pig farms and F1 gilt expansion farms.
Key words: biosafety; ectopic fermentation; biogas digester and A/O system; greenness and health; ecological cycle
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快,環(huán)保壓力成了制約生豬產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展的一大要素,不僅如此,養(yǎng)豬業(yè)還面臨著豬肉市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)、疫病傳播風(fēng)險(xiǎn)、進(jìn)口肉的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等重大挑戰(zhàn),近年來(lái),許多豬場(chǎng)因不堪重負(fù)而倒閉,豬場(chǎng)數(shù)量驟減,但是人們對(duì)豬肉產(chǎn)品的需求并未減少。由此,大型集約化生態(tài)養(yǎng)殖場(chǎng)因其規(guī)模化、專業(yè)化以及農(nóng)牧結(jié)合的經(jīng)營(yíng)方式,成為政府所推崇的一種長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。
本項(xiàng)目擬在福建省福清市東瀚鎮(zhèn)陳莊村構(gòu)建綠色循環(huán)的生態(tài)種豬場(chǎng)。項(xiàng)目建設(shè)嚴(yán)格遵循生物安全的要求進(jìn)行合理規(guī)劃布局,重視配套設(shè)施的生態(tài)設(shè)計(jì),遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)原理,以構(gòu)建新型農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。根據(jù)《福清市畜禽禁養(yǎng)區(qū)、禁建區(qū)、可養(yǎng)區(qū)劃定方案》,本項(xiàng)目選址不在規(guī)劃內(nèi)的禁建區(qū)與禁養(yǎng)區(qū),屬于適養(yǎng)區(qū),符合政府要求。項(xiàng)目為種豬場(chǎng)建設(shè),提出對(duì)1 000頭基礎(chǔ)母豬的種豬場(chǎng)產(chǎn)生的糞污進(jìn)行消納,根據(jù)當(dāng)下具體情況提出合理的布局和建設(shè),制定良好的糞污循環(huán)系統(tǒng),利用異位發(fā)酵技術(shù)處理糞便;沼氣池-A/O系統(tǒng)對(duì)污水處理回收;病死豬采用無(wú)害化堆肥處理技術(shù),并建設(shè)46.7 hm2的農(nóng)產(chǎn)品基地,對(duì)處理后的糞污進(jìn)行消納,以此實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧結(jié)合,健康養(yǎng)殖。
1? 規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)及背景
1.1? 項(xiàng)目組成
本項(xiàng)目擬在福建省福清市東瀚鎮(zhèn)陳莊村建設(shè)53.3 hm2的原種豬場(chǎng)。項(xiàng)目組成見表1。
1.2? 場(chǎng)址選擇
福建省福清市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,境內(nèi)丘陵廣布,雨量充沛,降雨主要集中在3—9月,其中7—9月會(huì)有臺(tái)風(fēng);年平均氣溫10.6 ℃;全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南偏南風(fēng);陳莊村山地坡緩,地勢(shì)高燥、向陽(yáng)背風(fēng)、土地肥沃。種豬場(chǎng)的主要用水為自來(lái)水和地下水,水質(zhì)符合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部NY5027《畜禽飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》;交通便利,距離漁平高速1 km以上,距周圍養(yǎng)殖場(chǎng)及屠宰場(chǎng)3 km以上。
1.3? 場(chǎng)地規(guī)劃及布局
場(chǎng)區(qū)總平面圖見圖1。按主導(dǎo)風(fēng)向分為生活區(qū)、辦公區(qū)、隔離區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和糞污處理區(qū)。
2? 工藝參數(shù)
2.1? 工藝流程
本場(chǎng)采用全進(jìn)全出制度,五階段四次轉(zhuǎn)群的工藝流程:配種-妊娠-分娩哺乳-保育-生長(zhǎng)育肥(種豬測(cè)定);育成舍需對(duì)157 d的每頭種公豬以及待測(cè)母豬進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定完成后即可售賣。所有豬只銷售均在育成舍進(jìn)行,包括豬苗、肉豬、種豬,對(duì)于70 d剛轉(zhuǎn)入育成舍的肉用豬只作為豬苗售賣,可節(jié)省育成舍面積。生產(chǎn)流程見圖2。
2.2? 育種技術(shù)
本項(xiàng)目遵循《全國(guó)生豬遺傳改良計(jì)劃》的規(guī)定,開展種豬登記,建立建全種豬系譜檔案,每窩至少有1公2母進(jìn)行測(cè)定及登記體重達(dá)100 kg的日齡、背膘厚。對(duì)所有豬只在出生后3 d左右打上耳刻,進(jìn)行系譜登記。使用Herdsman軟件對(duì)全場(chǎng)豬只進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤。Herdsman軟件可在生產(chǎn)中指導(dǎo)選擇引種,進(jìn)行遺傳改良工作[1]。具體指標(biāo):100 kg體重日齡小于150 d、背膘小于10 mm,體型外貌良好,遺傳性能穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng),無(wú)應(yīng)激敏感基因,蹄肢健壯,育種值高[2]。
2.3? 豬群結(jié)構(gòu)
該項(xiàng)目依據(jù)不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的生理特性劃分為若干個(gè)連續(xù)的飼養(yǎng)階段,每個(gè)階段里飼養(yǎng)著處于同一發(fā)育時(shí)期或同一生產(chǎn)目的的豬群,每一飼養(yǎng)階段里的豬群被編排成若干個(gè)飼養(yǎng)組,豬只以組為單位,在一個(gè)飼養(yǎng)階段里飼喂一段時(shí)間后,調(diào)到下一個(gè)飼養(yǎng)階段[3]。各階段的生產(chǎn)指標(biāo)見表2,豬群結(jié)構(gòu)見表3。
3? 豬舍建筑設(shè)計(jì)
建豬舍時(shí),必須遵循全進(jìn)全出的原則,同一批豬全部出欄后,要空出一周的時(shí)間進(jìn)行徹底清掃和消毒,為下一階段飼養(yǎng)的豬創(chuàng)造一個(gè)良好的衛(wèi)生條件。與此同時(shí)盡量提高豬欄的利用率,不可貪大。本項(xiàng)目豬舍具體的尺寸及布局見表4。
生產(chǎn)中,對(duì)豬舍內(nèi)小環(huán)境的把控尤為重要,尤其在分娩舍,一方面需要保證“怕冷”的仔豬不受涼,另一方面要讓“怕熱”的母豬不受熱,看似矛盾無(wú)法協(xié)調(diào),實(shí)際上通過(guò)對(duì)豬欄巧妙的設(shè)計(jì)和產(chǎn)床的合理安排,可滿足仔豬和母豬的兩種需求;公豬站、配種舍和妊娠舍主要注重夏天豬舍隔熱與降溫,公豬站、配種舍和妊娠舍周邊設(shè)有大量綠植;所有豬舍安裝吊頂,材質(zhì)為PVC板。不僅如此,在豬舍配套設(shè)施安排上,還需要考慮到雨污分離。具體配套設(shè)施見表5。
4? 糞污處理
本項(xiàng)目每天糞便產(chǎn)生量大約為20 t,污水產(chǎn)生量50~100 t。糞便采用異位發(fā)酵處理,污水采用沼氣池-A/O系統(tǒng)處理,糞污處理流程如圖3所示。糞污進(jìn)入集污池,通過(guò)清濃分離設(shè)備,濃度較大的糞污通過(guò)異位發(fā)酵系統(tǒng)處理,濃度較小的糞污通過(guò)沼氣池和A/O系統(tǒng)處理。
另外,全場(chǎng)鋪設(shè)雨污分流管道、采用全漏縫免沖洗清糞工藝;配種舍、妊娠舍安裝水位計(jì)飲水器,公豬站、分娩舍安裝碗式飲水器,并配備高壓(200 Pa左右)水槍。確實(shí)做到從生產(chǎn)源頭上最大限度地減少糞污產(chǎn)生量。
4.1? 糞便處理
糞便處理采用異位發(fā)酵處理綜合技術(shù),該技術(shù)利用人工構(gòu)建的高效發(fā)酵系統(tǒng)將畜禽糞污集中處理,使畜禽養(yǎng)殖與糞污處理分開進(jìn)行,具有占地小、投資少、運(yùn)行成本低和無(wú)臭味等優(yōu)點(diǎn)。養(yǎng)殖場(chǎng)無(wú)需設(shè)置排污口,可實(shí)現(xiàn)糞污零排放;糞污經(jīng)微生物發(fā)酵處理后可全部轉(zhuǎn)化為固態(tài)有機(jī)肥原料,實(shí)現(xiàn)資源化利用[4]。
4.1.1? 異位發(fā)酵床處理設(shè)備? 異位發(fā)酵陽(yáng)光棚,建筑層數(shù)1層。結(jié)構(gòu)形式為輕鋼結(jié)構(gòu),內(nèi)設(shè)發(fā)酵槽與噴淋池,棚外設(shè)有墊料儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù),面積125 m2。大棚脊高5.5 m,檐高4.5 m,墻高1.8 m,總長(zhǎng)45.3 m,寬23 m,總面積1 042 m2;配套卷簾布、鋁合金卷簾門;棚內(nèi)有發(fā)酵槽、噴淋槽、移位槽、翻拋機(jī)、噴淋機(jī)。1 t墊料占3 m3,每月吸納3 t糞污,得出該處理設(shè)備日處理糞污量最高可達(dá)48 t。異位發(fā)酵陽(yáng)光棚內(nèi)部構(gòu)造見表6,圖4、圖5為異位發(fā)酵陽(yáng)光棚圖解。
4.1.2? 異位發(fā)酵處理原料? 發(fā)酵基質(zhì)配方:谷殼、木屑各半,將濕度調(diào)節(jié)到40%~60%,后期補(bǔ)充墊料時(shí)主要投放谷殼,年補(bǔ)充量約為1/3。
發(fā)酵菌劑:枯草芽孢桿菌、放線菌和光合細(xì)菌及霉菌混合制劑[5],劑量:500 g/m3;異位發(fā)酵菌劑可耐高溫,最低45 ℃,最高80 ℃,并且可以去除糞污的臭味物質(zhì)[6],將不易消化的成分降解為易吸收的小分子,還可產(chǎn)生菌體蛋白和抗病毒、抗菌物質(zhì)。
4.1.3? 異位發(fā)酵處理流程? 異位發(fā)酵處理流程如圖6所示,豬舍內(nèi)的糞污經(jīng)糞溝進(jìn)入集污池,糞污在集污池內(nèi)切割與攪拌以防止沉淀,并通過(guò)切割泵打漿抽送至噴淋池,噴淋機(jī)將糞污漿噴灑在墊料床上,此時(shí)添加發(fā)酵菌劑;智能翻拋機(jī)對(duì)墊料床進(jìn)行翻堆,將墊料與糞污混合均勻。噴淋機(jī)往返噴淋糞污,翻拋機(jī)同樣是往返式翻堆,反復(fù)進(jìn)行,最終墊料可作為有機(jī)肥利用。
發(fā)酵初期,床體持續(xù)高溫使水分很快蒸發(fā),填入的糞污被微生物快速分解與消耗;15~20 d后,床體的水分持續(xù)下降,pH呈堿性,不利于微生物生長(zhǎng)繁殖,此時(shí)需要添加糞尿,使床體的水分與養(yǎng)分含量升高;發(fā)酵后期,可供微生物利用的養(yǎng)分含量減少,此時(shí)則需要通過(guò)翻推、添加新鮮的墊料、菌劑的方式,使床體恢復(fù)活力[7,8]。發(fā)酵時(shí)間可控制在45 d左右,將有機(jī)肥取出,補(bǔ)充墊料后繼續(xù)運(yùn)行;若不急需施肥,墊料可持續(xù)使用1年以上。
4.1.4? 異位發(fā)酵處理結(jié)果? 經(jīng)微生物異位發(fā)酵發(fā)酵處理后的糞污和墊料轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì),顏色呈黑褐色或黑色、無(wú)味、不臭,水分在45%以下,質(zhì)地疏松、有彈性,碳氮比降為15~20∶1。腐熟的墊料富含有機(jī)質(zhì)與氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),其含量符合中國(guó)有機(jī)肥料農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY525-2012)與城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)(GB8172-1987)的要求,同時(shí)重金屬元素與抗生素的含量也均在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限量范圍內(nèi),滿足作為再利用的有機(jī)肥的要求[9]。
4.2? 污水處理
豬場(chǎng)污水有“三高”的特點(diǎn),高氨氮、高有機(jī)物、高懸浮物,并且水質(zhì)水量波動(dòng)大,單一的處理系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)污水處理及無(wú)害化回用。本項(xiàng)目污水處理采用沼氣池-A/O系統(tǒng),A/O系統(tǒng)是厭氧水解技術(shù)和活性污泥結(jié)合的污水處理法,可有效地降解有機(jī)物,還可除磷。先行使用沼氣池處理可使難降解的物質(zhì)變成易降解的物質(zhì),再經(jīng)A/O系統(tǒng)處理,日處理污水可高達(dá)80 t。沼氣池-A/O系統(tǒng)工藝技術(shù)成熟,運(yùn)行穩(wěn)定,不僅可做到污水回用,當(dāng)糞污經(jīng)沼氣池處理時(shí),還可產(chǎn)生沼氣,供生產(chǎn)使用??傮w流程見圖7,污水處理系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備具體規(guī)格見表7。
4.2.1? 預(yù)處理工藝? 預(yù)處理系統(tǒng)主要是完成攔截注射器、塑料袋、胎盤等大塊雜物,同時(shí)沉淀污水中砂礫等顆粒,除去雜物后的污水進(jìn)行固液分離,分離出液體和糞渣,液體進(jìn)入沉淀酸化池初步酸化,并有污泥沉淀;糞渣進(jìn)入糞渣堆棚,可用于無(wú)害化堆肥工藝。固液分離機(jī)選用臺(tái)灣煉盛最新型全自動(dòng)高效固液分離機(jī),型號(hào)LK-120T,固液分離機(jī)最大處理量40 t/h;整機(jī)為304不銹鋼結(jié)構(gòu),契型水切濾網(wǎng)配有擠壓裝置。其流程為:廢水→格柵/沉砂池→集水井→固液分離機(jī)→沉淀酸化池。
4.2.2? 厭氧處理工藝? 厭氧處理工藝設(shè)有紅泥塑料厭氧池即沼氣池,污水在厭氧池內(nèi),在水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌、產(chǎn)甲烷菌等微生物的共同作用下可在無(wú)耗能的條件下將廢水中有機(jī)物降解,還可將大分子污染物分解為小分子中間體,使難生化降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨到獾奈镔|(zhì),可提高污水可生化性;同時(shí)污水中有機(jī)物在產(chǎn)甲烷菌的降解作用過(guò)程中可產(chǎn)生沼氣。
4.2.3? A/O系統(tǒng)處理工藝? A/O系統(tǒng)處理工藝是先厭氧后好氧的一個(gè)過(guò)程,先對(duì)沼液進(jìn)行調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量,調(diào)整后的污水進(jìn)入中沉池進(jìn)行泥水分離,分離出污泥和污水,污泥排至污泥濃縮池,污水進(jìn)入?yún)捬跆幚?,硝化與反硝化作用,調(diào)節(jié)污水pH,并將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨氣排出,污水進(jìn)入好氧處理,即活性污泥處理,該過(guò)程也會(huì)通過(guò)硝化作用除去氮,并且活性污泥中的聚磷菌在此過(guò)程大量地吸收污水中的磷酸鹽,而進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離,將污泥排至污水處理系統(tǒng),上清液進(jìn)入后續(xù)處理。其流程為:沼液→調(diào)整池→中沉池→缺氧池→接觸氧化池→二沉池。
4.2.4? 深度處理系統(tǒng)? 采用催化氧化、混凝沉淀進(jìn)一步除去A/O系統(tǒng)出水中難降解的污染物,并投入絮凝劑PAC和PAM,對(duì)水中小分子有機(jī)物絮凝,然后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離,上清液進(jìn)入接觸消毒池,池中投放次氯酸鈉,可殺死絕大多數(shù)的病原微生物,污泥進(jìn)入污泥濃縮池。標(biāo)準(zhǔn)排放口可用于污水經(jīng)處理后最終排放前的水質(zhì)采樣檢測(cè)和計(jì)量,配備流量計(jì)及在線監(jiān)測(cè)儀等監(jiān)測(cè)設(shè)備。流程為:二沉池出水→催化氧化池→混凝池→沉淀池→接觸消毒池→標(biāo)準(zhǔn)排放口→沖洗豬舍。
4.2.5? 污泥處理系統(tǒng)? 污泥濃縮池收集沉淀酸化池、中沉池、缺氧池、二沉池、沉淀池的污泥,進(jìn)行重力濃縮,降低含水率、以減少污泥體積,上清液流到集水井,污泥抽至異位墊料車間進(jìn)行處理。
5? 病死豬無(wú)害化處理
病死豬處理采用無(wú)害化堆肥技術(shù),又稱高溫堆肥,該技術(shù)成本低廉,原料簡(jiǎn)單,主要是稻糠、木屑、秸稈、原場(chǎng)內(nèi)新鮮糞便、干豬糞;其原理是人為制造一個(gè)好氧發(fā)酵的環(huán)境,使微生物大量繁殖,有機(jī)物分解。過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生55~70 ℃的高溫,并持續(xù)1~2周,可殺死絕大部分病原菌、寄生蟲和害蟲,最后使動(dòng)物尸體轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì),可直接用于農(nóng)田施肥,整個(gè)過(guò)程沒有廢水產(chǎn)生。
6? 園區(qū)資源循環(huán)利用
根據(jù)豬場(chǎng)周邊的地理特性,本項(xiàng)目設(shè)置46.7 hm2的農(nóng)產(chǎn)品基地,用于消納異位墊料處理和無(wú)害化堆肥處理后產(chǎn)生的有機(jī)肥。果園面積約26.7 hm2,種植枇杷及柑橘,套種雜交狼尾草,這樣的種植方式可使果園保濕、保肥能力加強(qiáng),利于果樹的生長(zhǎng)[10];農(nóng)田約20.0 hm2,種植水稻、蔬菜、魚腥草。魚腥草是一種中草藥,具有清熱解毒、利尿消腫、止血等功效,在豬飼料中長(zhǎng)期添加魚腥草,對(duì)豬喘氣病有一定的治療效果,并且可以預(yù)防許多其他的疾病[11];狼尾草及蔬菜可用于豬群飼喂,采用打漿拌料的方式,不僅不會(huì)破壞其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,且適口性良好[12];稻糠、稻草可作為發(fā)酵基質(zhì)使用。園區(qū)資源循環(huán)利用如圖8所示。
7? 小結(jié)
本項(xiàng)目以實(shí)現(xiàn)“生態(tài)循環(huán)、健康高效”為目的,其核心內(nèi)容是建立一套完整的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),使場(chǎng)內(nèi)物質(zhì)良性循環(huán)。整個(gè)豬場(chǎng)建設(shè)的選址、工藝參數(shù)、工藝流程、規(guī)劃布局,都體現(xiàn)出現(xiàn)代生豬養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?;c專業(yè)化。糞污采用異位發(fā)酵處理;污水處理采用沼氣池-A/O系統(tǒng);病死豬采用無(wú)害化堆肥處理,這些“變廢為寶”的相關(guān)設(shè)施,貫穿綠色理念,實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。該項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)氐木G色經(jīng)濟(jì)以及畜牧業(yè)有一定的促進(jìn)與示范作用。
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