鄒細霞， 陳海旭， 李麗娟， 杜芳娟， 熊康寧， 樊云龍

(1. 貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢節(jié)循環(huán)經(jīng)濟研究院， 貴州 畢節(jié) 551700; 2. 貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院土木建筑工程學(xué)院， 貴州 畢節(jié) 551700; 3. 貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢節(jié)試驗區(qū)研究院， 貴州 畢節(jié) 551700; 4. 貴州師范大學(xué)喀斯特研究院， 貴州 貴陽 550001; 5. 貴州師范學(xué)院地理與資源學(xué)院， 貴州 貴陽 550018)

畜牧養(yǎng)殖場廢棄物較多的是畜牧糞便，研究喀斯特石漠化畜牧養(yǎng)殖場糞便固液分離一體化圈舍，不但能防治環(huán)境污染，而且分離處理過的固體糞便或尿液可以直接利用，為喀斯特石漠化治理形成的畜牧養(yǎng)殖場糞便資源化利用做好前期準(zhǔn)備。目前，國外采用新技術(shù)對糞便處理達到固液分離目的，分離徹底，而國內(nèi)研究起步較晚，主要采用機械分離，操作簡單，自動化程度高，輕便移動方便，但糞便沒有考慮消毒、殺菌，分離糞便不宜直接利用，而且傳統(tǒng)單獨糞便固液分離機一般使用電，分離成本較高。水平畜牧養(yǎng)殖場糞便固液分離系統(tǒng)占地面積大，水平輸送糞便易造成環(huán)境二次污染。本文研究糞便就地固液分離一體化圈舍，考慮了糞便的消毒、殺菌，分離出的糞便可以作為資源出售及多種開發(fā)利用，而且是在糞便生產(chǎn)地就地分離，可以利用太陽能、水資源等實現(xiàn)糞便資源化處理，節(jié)約經(jīng)營者成本，該研究為喀斯特石漠化治理生態(tài)畜牧養(yǎng)殖場糞便處理技術(shù)提供參考。

1 生態(tài)畜牧業(yè)是喀斯特石漠化治理的重要產(chǎn)業(yè)載體

喀斯特石漠化不是一種純自然過程，而是與人類活動密切相關(guān)，具有明顯的自然和社會學(xué)屬性[1]。在喀斯特脆弱生態(tài)環(huán)境背景下，人為因素破壞森林植被引起水土流失加重，自然災(zāi)害頻繁，巖石逐漸裸露，最終形成缺水、缺土、缺林的喀斯特石漠化土地。該土地生產(chǎn)力衰退甚至喪失，使該區(qū)居民缺糧、缺錢，人地矛盾更加突出，居民更加貧困。因此，石漠化治理核心任務(wù)包括3個方面和層次：首要任務(wù)是在土地缺水、缺土，居民缺糧、缺錢的條件下進行植被修復(fù)與重建；重要任務(wù)是如何鏟除石漠化地區(qū)的“窮根”；目標(biāo)任務(wù)是實現(xiàn)喀斯特石漠化地區(qū)生態(tài)文明——山綠民富[2]。草地植被群落作為植被生態(tài)系統(tǒng)的先鋒群落，起到基礎(chǔ)性作用，草地資源也是生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展的必備物質(zhì)基礎(chǔ)，是家畜的糧食聚居地，草地放牧能形成草地特有的群落演替頂級，與喀斯特山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)相契合，發(fā)展成為獨特的山區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)。山區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)的發(fā)展，能召回外出務(wù)工農(nóng)戶，緩解就業(yè)壓力，緩和社會矛盾，加快資金流轉(zhuǎn)速度，延長區(qū)域經(jīng)濟輻射范圍，緩解與日俱增的肉、奶、蛋的市場需求[3]。生態(tài)畜牧業(yè)可以逐步完成石漠化治理核心任務(wù)的3個方面和層次，是石漠化治理的重要產(chǎn)業(yè)載體。

2 喀斯特石漠化地區(qū)生態(tài)畜牧養(yǎng)殖場建設(shè)要求

2.1 喀斯特石漠化環(huán)境容量小，養(yǎng)殖場廢棄物必須低排放或零排放

在環(huán)境容量以內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)具有自凈功能，但生態(tài)系統(tǒng)遭到了人類活動的巨大沖擊與破壞后，生態(tài)系統(tǒng)的功能迅速衰退[4]。喀斯特石漠化生態(tài)系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)和功能都退化了的喀斯特生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)功能低，環(huán)境容量小，甚至生態(tài)功能喪失，失去自凈能力，養(yǎng)殖場廢棄物必須低排放或零排放[5]?？λ固氐貐^(qū)具有自己獨特的生態(tài)系統(tǒng)，巖石溶解率遠遠高于其它巖類，地形破碎、山高谷深，具有地上地下雙層水文地質(zhì)系統(tǒng)，水平分布的露天糞便處理系統(tǒng)易造成環(huán)境污染，且污染后難以治理。

2.2 為減輕居民日常支出，養(yǎng)殖場糞便處理成本盡量要低

根據(jù)中國·巖溶地區(qū)石漠化狀況公報顯示，截至2016年底，喀斯特地區(qū)石漠化土地總面積為1007 萬公頃，占喀斯特面積的22.3%。與2011年相比，2015年貧困發(fā)生率由21.1%下降到7.7%，但貧困人口數(shù)量依然還有1000 萬以上[6]。為了鞏固喀斯特石漠化治理的成效，應(yīng)繼續(xù)推進石漠化綜合治理生態(tài)畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。畜牧養(yǎng)殖場糞便處理運營成本由企業(yè)或居民日常支出，為了使貧困人口數(shù)量不反彈，糞便處理成本盡量要低。雖然，該圈舍建設(shè)成本較高，但能減少糞便惡臭、空氣污染、病菌傳播等，可將養(yǎng)殖場糞便污染的負外部性內(nèi)部化。在政府強制行政措施的同時，為減輕居民負擔(dān)，貧困人口數(shù)量不反彈，可進行圈舍建設(shè)補助，在養(yǎng)殖場按標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)后，向企業(yè)提供養(yǎng)殖場建設(shè)補助資金，以此來減輕企業(yè)或居民負擔(dān)。

2.3 喀斯特石漠化地區(qū)養(yǎng)殖場糞便需要實現(xiàn)固液分離并資源化利用

養(yǎng)殖場糞便資源化利用不僅能有效防治糞便環(huán)境污染，還可以變廢為寶，延長產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，促進區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟形成，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化發(fā)展。好氧堆肥和厭氧發(fā)酵的方法是家畜糞便處理比較普遍和行之有效的方法。從畜牧養(yǎng)殖場排出的糞便量較大，總固體含量濃度較低，一般在3%左右，無論是好氧堆肥還是厭氧發(fā)酵，都會影響生產(chǎn)效率。因此，在糞便處理過程中應(yīng)用先進的發(fā)酵工藝以開展家畜糞便的綜合利用，其重要的前提條件是必須對糞便污水進行固液分離處理，降低污水中總固體含量濃度。

3 喀斯特石漠化治理生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

石漠化綜合治理進入了生態(tài)經(jīng)濟全面建設(shè)階段，打造生態(tài)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，形成了一批典型模式，打造了一批優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。2004～2006 年石漠化綜合治理項目在貴州省黔西南州、黔南州、貴陽市建立6個草地畜牧業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范基地，建設(shè)優(yōu)質(zhì)人工飼草料基地0.2萬hm2，發(fā)展種草養(yǎng)畜專業(yè)戶1800 戶，其中飼養(yǎng)奶牛10 頭以上或肉牛20 頭以上，山羊200 只以上的養(yǎng)殖大戶100 戶[7]。隨著項目的發(fā)展，分別在貴州清鎮(zhèn)的站街、流長、暗流3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)創(chuàng)建肉牛養(yǎng)殖示范區(qū)，養(yǎng)殖示范農(nóng)戶952 戶，人工草地 1.2 萬畝，飼養(yǎng)雜交肉牛3237 頭[8]。貴州省晴隆縣建立了多個養(yǎng)殖示范點，每個示范點均建有種羊繁育基地、優(yōu)質(zhì)肉羊育肥基地、人工牧草種植及改良基地，做到示范、生產(chǎn)、推廣相結(jié)合[9]。廣西恭城縣成功建立了“恭城模式”，帶動了縣域經(jīng)濟的發(fā)展，還榮獲了“全國生態(tài)農(nóng)業(yè)示范縣”、“全國無公害水果生產(chǎn)示范基地縣”等榮譽稱號[10]。在廣西平果縣新安鎮(zhèn)，大禹兔業(yè)公司投資956.5 萬元，在百色市平果縣新安鎮(zhèn)建立了占地3.6 hm2的標(biāo)準(zhǔn)化肉兔養(yǎng)殖示范場，并配套3 條肉兔深加工生產(chǎn)線，是唯一肉兔養(yǎng)殖和加工示范基地[11]。在廣西蘋果示范區(qū)還建成專門的示范養(yǎng)殖場1 個，并培植養(yǎng)殖示范戶163 戶，引進優(yōu)良種畜187 頭、種禽37750 只，牛凍精(雜交改良本地牛)配種126頭，共繁育良種畜雜交后代13606 頭、良種種禽1600 只[12]。在畢節(jié)撒拉溪石漠化綜合治理養(yǎng)殖基地載畜量牛3465 頭，改良種畜693 只。

目前，喀斯特石漠化綜合治理實現(xiàn)了生態(tài)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，但沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化發(fā)展。石漠化治理區(qū)畜牧養(yǎng)殖場糞便沒有實現(xiàn)固液分離并資源化利用，且造成了一定程度的環(huán)境污染。畜牧養(yǎng)殖場圈舍的地面上通常會集聚大量的糞便(見圖1和圖2)，因而需要人工對圈舍的地面進行定期清理，降低圈舍內(nèi)畜牧養(yǎng)殖場生病的概率，而人工清理費時費力，且工作環(huán)境很差。為了解決這一技術(shù)存在的問題，本文研究喀斯特石漠化地區(qū)畜牧養(yǎng)殖場糞便固液分離一體化圈舍，能夠解決圈舍內(nèi)糞便處理的問題。

4 國內(nèi)外畜牧業(yè)養(yǎng)殖場糞便固液分離研究現(xiàn)狀

用固液分離技術(shù)處理畜牧糞便，是目前利用畜牧糞便中的有機成分，變廢為寶，消除環(huán)境污染，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[13]。國外對畜牧糞便分離技術(shù)，主要有生物干燥處理技術(shù)、流化床焚燒技術(shù)、超聲波脫水技術(shù)等，生物干燥處理技術(shù)其原理是利用堆肥化處理過程中微生物分解有機質(zhì)產(chǎn)生的能量，增加糞便中水分的散發(fā)，起到干燥糞便降低糞便水分的作用，該項技術(shù)已在美國等西方國家使用多年；流化床焚燒技術(shù)廣泛用于污泥，在日本、德國、瑞士、英國等過已成為處理污泥和液狀廢棄物的主要手段；超生波脫水技術(shù)已在西方發(fā)達國家廣泛應(yīng)用，通過超聲波的作用，能改變構(gòu)成疏未膜物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，破壞菌膠團結(jié)構(gòu)，提高污泥的脫水性能[14-15]。

圖1 喀斯特石漠化治理養(yǎng)牛圈舍

圖2 喀斯特石漠化治理養(yǎng)羊圈舍

我國常用的固液分離方法一是沉降(由固體重力決定)；二是機械分離，為現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的技術(shù)；三是蒸發(fā)池，這種方法在干旱地區(qū)效果較好，蒸發(fā)出來的水可以用于灌溉，其分離效率受限于池的規(guī)模、配套的設(shè)備和環(huán)境的變化影響，而且會有一定的環(huán)境污染；四是絮凝分離，是一種新型的固液分離技術(shù)，應(yīng)用化學(xué)試劑使微小的懸浮固體迅速地聚集成較大的固體顆粒，進而沉淀分離的方法；五是脫水分離，即用加熱來除去污水中水分，由于具有高成本、高維修費用和高耗能等缺點，并沒有廣泛被采用。上述分離方法中，分離效果最好的是機械分離。機械分離設(shè)備可分為篩分、離心分離和壓濾3種類型。對不同類型固液分離機的分離效率進行試驗，其分離性能差距很大，糞水的固體物質(zhì)去除率約在 3%～67%之間[16]。

目前，在畜牧養(yǎng)殖場糞便脫水設(shè)備方面，主要有螺旋擠壓脫水機、篩板式脫水機、廂式板框擠壓機、網(wǎng)帶式擠壓等方式(見表1)[17-18]。生產(chǎn)效率高、自動化程度高、機械化水平高、能耗低、操作勞動強度低、不產(chǎn)生二次污染的脫水設(shè)備是以后畜牧養(yǎng)殖場糞便脫水設(shè)備發(fā)展方向。隨著綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，我國養(yǎng)殖綜合利用和污染治理將逐漸的實現(xiàn)規(guī)?；?、商品化、高效化、規(guī)范化和潔凈化生產(chǎn)。大批的、高效的畜牧養(yǎng)殖場糞便脫水設(shè)備，將向大型化、機械化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化和環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展，并且將會成為必然趨勢[19-20]。

表1 畜牧養(yǎng)殖場糞便固液分離單獨的機械脫水設(shè)備及其主要缺點

目前，糞便固液分離循環(huán)利用系統(tǒng)，屬于水平分布系統(tǒng)。系統(tǒng)包括固液分離系統(tǒng)、污水循環(huán)利用系統(tǒng)。固液分離系統(tǒng)包括集污池、晾曬大棚，集污池與牛舍的糞溝的一端相連，集污池設(shè)有潛水切割泵、潛水?dāng)嚢铏C、液位計，晾曬大棚設(shè)有固液分離機，潛水切割泵的出口與固液分離機的進料口相連污水循環(huán)利用系統(tǒng)包括污水池，污水池設(shè)有回沖泵、液位計，回沖泵的出口通過回沖管與牛舍的糞溝的另一端相連，回沖管設(shè)有氣動閘閥固液分離機設(shè)有出水口和溢流口，出水口與污水池相連，溢流口與集污池相連。該系統(tǒng)設(shè)備先進、自動化程度高、處理后糞便可循環(huán)利用可將牛場產(chǎn)生的糞便自動收集并進行固液分離處理固液分離后固體和液體均可循環(huán)使用[21]。但該系統(tǒng)占地面積大，糞便水平輸送易造成環(huán)境二次污染。本文涉及的糞便就地固液分離一體化圈舍，考慮了糞便的消毒、殺菌，分離出的糞便可以作為資源出售及多種開發(fā)利用，而且是在糞便生產(chǎn)地就地分離，可以利用太陽能、水資源等實現(xiàn)糞便資源化處理，節(jié)約經(jīng)營者成本，該研究為喀斯特石漠化治理生態(tài)畜牧養(yǎng)殖場糞便處理技術(shù)提供參考。

5 喀斯特石漠化地區(qū)畜牧養(yǎng)殖場糞便固液分離一體化圈舍結(jié)構(gòu)設(shè)計

5.1 圈舍的房頂

圈舍的頂部為等腰三角形，三角屋頂斜面1/3以上鋪設(shè)有太陽能電池板，為圈舍提供電能，包括圈舍照明和清理糞便的推板所連電機的電源。房頂?shù)撞吭O(shè)有集水池搜集雨水，用于清理圈舍或?qū)胄钏貎艋蠹倚箫嬎?。在圈舍墻壁安置噴淋裝置，功能有兩方面，一是當(dāng)圈舍溫度超過養(yǎng)殖場最適溫度時，利用房頂集水灑水降溫；二是沖洗地板糞便。當(dāng)水多于集水區(qū)時，將多余雨水導(dǎo)入雨水池，一方面以備稀釋尿液用于灌溉，另一方面經(jīng)過凈化處理達到家畜飲水標(biāo)準(zhǔn)，用作家畜飲用水。

5.2 圈舍的上層

圈舍內(nèi)分為上下兩層，其中上層與下層之間通過地板分割，上層分為儲物區(qū)和家畜區(qū)，家畜區(qū)的地板為漏糞地板，儲物區(qū)的地板為平板。漏糞地板上開設(shè)有排糞槽，漏糞地板的材料應(yīng)根據(jù)飼養(yǎng)家畜的種類選定。儲物區(qū)內(nèi)墻半封閉，且與家畜區(qū)的墻共用，儲物區(qū)外墻帶有較大窗戶，大窗下面是擋風(fēng)墻，大窗和內(nèi)墻上部分形成空氣對流，保證家畜良好的通風(fēng)和采光。儲物區(qū)的寬度就是房頂集水池底部的寬度，也是畜牧養(yǎng)殖場糞便發(fā)酵柜的寬度。儲物區(qū)主要存放家畜飼料，堆放高度不能超過擋風(fēng)墻的高度。

5.3 圈舍的下層

圈舍內(nèi)分為上下兩層，上層與下層之間通過地板分割，下層設(shè)有糞便分離及發(fā)酵系統(tǒng)，具有糞便處理功能。 糞便發(fā)酵系統(tǒng)包括糞便發(fā)酵柜和沉降池，沉降池位于糞便發(fā)酵柜的下方。漏糞地板與糞便發(fā)酵柜之間通過第1導(dǎo)板連接，漏糞地板與沉降池之間通過第2導(dǎo)板連接。第1導(dǎo)板位于第2導(dǎo)板的上方，第1導(dǎo)板和第2導(dǎo)板均傾斜設(shè)置。漏糞地板在水平面上的投影位于第1導(dǎo)板在水平面上的投影內(nèi)，第1導(dǎo)板在水平面上的投影與第2導(dǎo)板在水平面上的投影重合。第1導(dǎo)板為板狀鋼絲網(wǎng)，板上設(shè)置有推板，推板與第1導(dǎo)板的上表面滑動配合，推板的長度與第1導(dǎo)板的寬度相等，且推板的一端通過電機帶動，在第1導(dǎo)板上振動式推刮，以便將第1導(dǎo)板上殘留的糞便推到糞便發(fā)酵柜內(nèi)。糞便發(fā)酵柜在本研究中所起到的作用，主要是能夠?qū)l(fā)酵柜內(nèi)的糞便進行發(fā)酵從而有效進行廢物利用。糞便發(fā)酵柜包括上箱體和下箱體，上箱體和下箱體之間通過分隔板進行上下分割，分隔板通過抽插的方式安裝在糞便發(fā)酵柜內(nèi)，下箱體內(nèi)插設(shè)有發(fā)酵箱，位于沉降池的正上方。糞便發(fā)酵系統(tǒng)的沉降池劃分為上沉降空間和下沉降空間，上沉降空間內(nèi)并排設(shè)置有多個發(fā)酵箱。

整個圈舍的糞便分離系統(tǒng)數(shù)量為2個，2個糞便分離系統(tǒng)的2個第一導(dǎo)板的上端連接在一處，而漏糞地板則位于2個分離系統(tǒng)第一導(dǎo)板的正上方，這樣兩個糞便分離系統(tǒng)就構(gòu)成人字形，使得糞便分別導(dǎo)向兩側(cè)的糞便發(fā)酵柜中以及沉降池內(nèi)。水泥隔板以下，低于沉降池的所有空間都是尿液儲存殺毒池，根據(jù)存量需要設(shè)置尿液儲存殺毒池大小。消毒池與圈舍內(nèi)部的沉降池連通，這樣沉降池內(nèi)多余的尿液便會導(dǎo)流進入到消毒池內(nèi)，而消毒池的外側(cè)開設(shè)有排放口，可從該排放口排出尿液，便于后期稀釋后農(nóng)田灌溉。圈舍的外側(cè)設(shè)置有通道，與上層連通，該通道方便車輛直接開到上層，方便飼料的堆放，以及家禽的運輸(見圖3和圖4)[22-23]。

6 喀斯特石漠化地區(qū)畜牧養(yǎng)殖場糞便固液分離一體化圈舍工作原理

6.1 糞便固液分離

漏糞地板上開設(shè)有排糞槽,糞便和尿液會從漏糞地板上的排糞槽向下滑落掉落到第1導(dǎo)板上，由于第1導(dǎo)板為傾斜設(shè)置，糞便會沿著第1導(dǎo)板滑入到糞便發(fā)酵柜內(nèi)進行發(fā)酵，而第1導(dǎo)板板狀的鋼絲網(wǎng)，因而尿液會從網(wǎng)孔內(nèi)滲出從而掉落到下側(cè)的第2導(dǎo)板上，并沿著第2導(dǎo)板滑入沉降池內(nèi)，從而實現(xiàn)了糞便和尿液的分離。

圖3 家畜糞便固液分離一體化圈舍

圖4 圈舍的糞污固液分離系統(tǒng)

6.2 糞便發(fā)酵

糞便滑落到糞便發(fā)酵柜內(nèi)時，只是進入到上箱體內(nèi)，而后人工拔出分隔板，上箱體內(nèi)的糞便會掉落到下箱體內(nèi)的發(fā)酵箱內(nèi)，然后再將分隔板插上，因而糞便可在發(fā)酵箱內(nèi)進行發(fā)酵；另外，發(fā)酵箱采用插設(shè)的方式，因而在發(fā)酵箱內(nèi)的糞便發(fā)酵完畢后，由于單個發(fā)酵箱的尺寸可相對較小，人工直接打開固糞出口將發(fā)酵箱從糞便發(fā)酵柜內(nèi)取下，準(zhǔn)備好卡車裝車運走。 糞便發(fā)酵過程中，發(fā)酵箱內(nèi)的糞便必然會殘留一定的尿液，而發(fā)酵箱下側(cè)為柵板,可保證糞便內(nèi)的尿液從發(fā)酵箱的下側(cè)滲出滴入到下方的沉降池。發(fā)酵箱拉手除了在升降和在沉降池中時置于箱內(nèi)，其它時間可以直立或置于箱外(見圖5)。

1.發(fā)酵箱的底； 2.發(fā)酵箱的壁； 3.發(fā)酵箱出糞口； 4.發(fā)酵箱的滾輪； 5.可轉(zhuǎn)向拉手； 6.連接條； 7.弧形插條圖5 發(fā)酵柜的發(fā)酵箱

圈舍的沉降池上下劃分為上沉降空間和下沉降空間，上沉降空間內(nèi)并排設(shè)置有多個發(fā)酵箱。流入到沉降池內(nèi)的尿液內(nèi)含有一定的糞便，而所有的尿液需先經(jīng)過沉降池上部的發(fā)酵箱，發(fā)酵箱可將糞便與尿液分離。圈舍發(fā)酵系統(tǒng)的糞便發(fā)酵柜整體是安裝在支架上，包含下側(cè)的升降池內(nèi)的發(fā)酵箱也相對固定在該支架上。后期可將沉降空間內(nèi)的發(fā)酵箱移入到糞便發(fā)酵柜內(nèi)進行發(fā)酵。

6.3 糞便清理

糞便在第1導(dǎo)板上滑動時，由于第1導(dǎo)板是鋼絲網(wǎng)，因而，在一定的程度上會阻礙糞便在其上部的滑動，長時間積累，可能會導(dǎo)致第1導(dǎo)板上的糞便阻塞，因而在第1導(dǎo)板上設(shè)置有推板，推板與第1導(dǎo)板的上表面滑動配合，以便將第1導(dǎo)板上殘留的糞便推到糞便發(fā)酵柜內(nèi)，推板的長度與第1導(dǎo)板的寬度相等，推板的一端通過電機帶動在第1導(dǎo)板上震動式推刮，從而將第1導(dǎo)板上殘留的糞便全部推到糞便發(fā)酵柜內(nèi)，防止糞便阻塞第1導(dǎo)板。

7 喀斯特石漠化地區(qū)畜牧養(yǎng)殖場糞便固液分離一體化圈舍的價值分析

7.1 該圈舍可將糞便污染產(chǎn)生的經(jīng)濟負外部性內(nèi)部化

根據(jù)經(jīng)濟學(xué)原理，有效的資源配置，社會成本和私人成本相重合。一個經(jīng)濟主體行為直接影響到另一個相應(yīng)的經(jīng)濟主體，卻沒有給予相應(yīng)支付或得到相應(yīng)補償，就出現(xiàn)了外部性。這種影響對另一主體有利的就是正外部性，有害的就是負外部性。如果養(yǎng)殖企業(yè)不對家畜糞污不進行處理，那么，家畜糞污便產(chǎn)生惡臭、污染空氣、傳播病菌等，養(yǎng)殖業(yè)就產(chǎn)生了經(jīng)濟負外部性。假設(shè)養(yǎng)殖業(yè)的負外部性全由糞便污染環(huán)境造成，由于養(yǎng)殖企業(yè)沒有承擔(dān)環(huán)境成本SE，這時，社會成S1本高于養(yǎng)殖企業(yè)私人成份本S2，家畜市場供需均衡點為E2，對應(yīng)的市場產(chǎn)量Q2過量。如果企業(yè)構(gòu)建了糞便固液分離一體化圈舍，除了必須承擔(dān)的私人成本外，企業(yè)自己承擔(dān)了環(huán)境成本，即S2′= S2+SE(S2'為養(yǎng)殖企業(yè)全構(gòu)建糞便固液分離一體化圈舍后養(yǎng)殖產(chǎn)生的生產(chǎn)成本，S2為存在經(jīng)濟負外部性企業(yè)私人成本，SE為環(huán)境成本)，使養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的經(jīng)濟負外部性內(nèi)部化。這時，私人成本與社會成本相重合，S1=S2′，家畜市場供需均衡點為E1，家畜產(chǎn)量到達資源有效配置最優(yōu)產(chǎn)量Q1(見圖6)。

7.2 喀斯特石漠化地區(qū)畜牧養(yǎng)殖場糞便固液分離一體化圈舍生態(tài)經(jīng)濟效益分析

該圈舍不僅是糞便就地固液分離系統(tǒng)，還自帶糞便發(fā)酵系統(tǒng)和糞便清理功能，從源頭防止糞污環(huán)境污染，并可將發(fā)酵后的糞便直接資源化利用，生態(tài)經(jīng)濟效益雙高。理論上，該圈舍適合大中小畜牧養(yǎng)殖場，在實際建造過程中，具體利用什么材料，什么承重結(jié)構(gòu)，需要根據(jù)養(yǎng)殖類型及規(guī)模來計算其糞便的重量來確定。小型畜牧養(yǎng)殖場糞便固液分離一體化圈舍在圈舍兩側(cè)各設(shè)一個分離系統(tǒng)，如果養(yǎng)殖場規(guī)模較大，糞便量大的養(yǎng)殖場，可以將圈舍兩側(cè)的糞便分離系統(tǒng)拆分成幾個小的分離系統(tǒng)，就是多一些支架和電動機，圈舍結(jié)構(gòu)不變，工作原理不變。

圖6 畜牧養(yǎng)殖企業(yè)經(jīng)濟負外部性內(nèi)部化

喀斯特石漠化綜合治理進入了生態(tài)經(jīng)濟全面建設(shè)階段，打造生態(tài)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，形成了一批典型模式，打造了一批優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，出現(xiàn)不少養(yǎng)殖大戶，在畢節(jié)撒拉溪石漠化綜合治理養(yǎng)殖基地載畜量牛就有3465 頭[7-12]。據(jù)測算，1頭100公斤左右的商品豬日排糞量可達2.5公斤，日排尿量約3公斤[24]。有關(guān)學(xué)者通過查閱國內(nèi)1994 ～ 2004 年間公開發(fā)表或出版的文章和著作, 收集其中的畜禽糞尿排泄相關(guān)參數(shù) ,計算出十幾種畜禽新鮮糞尿的排泄系數(shù)[25]。參照畜禽新鮮糞尿的排泄系數(shù)及養(yǎng)殖規(guī)模，可計算出家畜每日、每月的糞便重量，并根據(jù)糞便重量來選擇圈舍承重材料及固液分離系統(tǒng)的個數(shù)。

8 結(jié)論與討論

(1)該圈舍實際是兩個清潔能源型糞便就地固液分離系統(tǒng)，與目前已有的糞便分離系統(tǒng)相比，該就地分離系統(tǒng)有如下幾方面優(yōu)點，首先已有的糞便分離系統(tǒng)是水平分布的，占地較多，而就地分離系統(tǒng)是主要是縱向分布的，占地面積小，節(jié)約資源；其次已有的糞便分離系統(tǒng)，要通過露天溝渠輸送糞污或露天集糞池固液分離，易蒸發(fā)有害物質(zhì)或產(chǎn)生惡臭污染環(huán)境，而該就地分離系統(tǒng)中的糞便分離幾乎在密封設(shè)備中進行，不會產(chǎn)生類似水平分離系統(tǒng)污染環(huán)境的情況。

(2)該圈舍能實現(xiàn)家畜糞便固液分離及其發(fā)酵，并自動清理糞便實現(xiàn)畜牧養(yǎng)殖場清潔生產(chǎn)，避免養(yǎng)殖場糞便堆積或轉(zhuǎn)移過程中污染環(huán)境。該圈舍糞便處理運營成本低，雖然建設(shè)成本高，但如有政府補貼、強制性環(huán)保要求或由某專項構(gòu)建該系統(tǒng)，推廣應(yīng)用迅速，且節(jié)能環(huán)保，養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)化程度較高?？梢栽谏鷳B(tài)脆弱、經(jīng)濟貧困區(qū)，以生態(tài)扶貧方式試建并逐步推廣該系統(tǒng)，實現(xiàn)該區(qū)畜牧業(yè)生態(tài)化發(fā)展，鞏固和提升生態(tài)治理成果。貴州喀斯特地面出露面積為109085.09 km2，占全省總面積的61.92%，石漠化總面積已達到32480 km2，占貴州省出露喀斯特總面積的21.51%。在全省85個縣市中，已有73個縣市發(fā)生了不同程度的石漠化。石漠化綜合治理也成了構(gòu)建長江和珠江上游生態(tài)屏障的重要保證，更是貴州和西南喀斯特山區(qū)生存環(huán)境與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的客觀需要。如果貴州73個縣市全面展開石漠化綜合治理，以及全國生態(tài)脆弱、經(jīng)濟貧困地區(qū)，進行生態(tài)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化及產(chǎn)業(yè)生態(tài)化發(fā)展，成果轉(zhuǎn)化并推廣該系統(tǒng)，市場前景可觀。

(3)喀斯特石漠化治理植被修復(fù)與重建為喀斯特石漠化地區(qū)家畜提供食物，畜牧業(yè)則為鏟除石漠化地區(qū)“窮根”提供資金，喀斯特石漠化地區(qū)合理發(fā)展生態(tài)畜牧業(yè)能實現(xiàn)該區(qū)山綠民富。生態(tài)畜牧業(yè)可以逐步完成石漠化治理核心任務(wù)的3個方面和層次，是石漠化治理的重要產(chǎn)業(yè)載體。該圈舍在幾乎密閉空間中進行糞便的固液分離、發(fā)酵、清理及消毒殺菌，不對外界產(chǎn)生環(huán)境污染，能滿足喀斯特石漠化地區(qū)生態(tài)畜牧養(yǎng)殖場建設(shè)要求，促進喀斯特石漠化治理畜牧業(yè)生態(tài)化發(fā)展。