规模奶牛场粪污处理系统

文 / 杜 金

（农业部农业机械鉴定总站）

1 前言

我国奶牛养殖业正处于一个由家庭养殖户及小型牧场向规模化、集约化、标准化和现代化方向快速发展的时期，传统的家庭散养养殖模式正逐渐被少则几百头、多则上万头的规模牧场所取代。随着新建规模奶牛场的增加，奶牛粪污所带来的环境污染问题也日益严重。

奶牛场粪污的主要来源有：奶牛产生的粪便、尿液，清洗挤奶设备、待挤厅和挤奶厅的废水。本文建议采用的主要粪污处理工艺流程为：牛舍内采用智能化清粪系统将牛粪尿收集至牛舍中间的集粪渠，经地下管渠将粪污集中输送到粪污处理区进行固液分离，固体堆肥后做成有机肥（或牛床垫料），液体经厌氧发酵（或曝氧、好氧）后灌溉周边的农田（图1）。

2 粪污的收集系统

智能化清粪系统能够时刻保持牛舍的清洁、干净、干燥和卫生（图2、图3），其运行的速度可以根据不同的牛群设置不同的运行速度。充分体现了“牛性化”的设计理念和提高奶牛福利的理念。

智能化清粪系统存在的优势如下：一是程序化控制，智能化清粪系统程序化控制，性能稳定可靠；二是速度可调，可以根据不同的牛群设置不同的运行速度，运行成本低；三是实时监控，运行速度和运行的轨迹可以通过无线传输系统传到中央控制中心，人员不需要进入牛舍即可了解刮板的运行情况；四是安全性能高，不会对奶牛或人员造成任何伤害，控制系统配有安装报警系统，设备运行时碰到病牛会自动停止并报警；五是防冻系统，设备配有防冻系统，确保在寒冷的冬季设备能够正常使用；六是运行费用低，以5 000 头牧场为例，每天的运行成本仅为162 元左右，仅为一名清粪工的工资。

3 粪污的输送：地下管渠

刮板将粪尿刮到牛舍中间或一端的地下粪渠，挤奶厅的废水也一并进入到地下粪渠，粪渠的坡度为0.3%。在粪渠的始端设置水冲阀门，利用废水冲洗将粪污冲到混合搅拌池（图4）。

地下输送管渠道与智能化清粪系统结合起来的工艺布置如（图5）所示。此工艺方案正真实现了智能化、科技化，体现了目前国内规模牧场先进的设备理念及先进的工艺和设备的采用情况。

4 粪污处理：固液分离

牛舍的粪污和挤奶厅的废水全部由回冲阀门输送至牧场的粪污处理区后，由混合搅拌池中的设备提取粪水混合物进行固液分离（图6）。

经固液分离后的固体纤维物质可以通过堆积发酵或晾晒的方式进行杀菌后作为牛床垫料使用，以提高奶牛上床率（图7）；液体被输送至回冲池，上清液用来回冲主渠，下面的液体通过污水转移泵输送至沼气工程或氧化塘进行后续处理。

5 液体达标排放

液体部分经固液分离后进入沼气工程，经沼气工程后液体进入一级氧化塘进行暴氧处理，约60 天后进入二级氧化塘，约30 天后进入三级氧化塘，约20 天后即可达到畜牧排放标准（图8）。

图1 粪污处理工艺流程

图2 牛舍运行实景图

图3 智能化清粪系统工艺布置图

图4 地下管渠输送示意图

图5 地下输送管渠道与智能化清粪系统工艺布置图

图6 固液分离工艺布置图

图7 牛床垫料提高奶牛上床率

图8 液面悬浮泵工作示意图

6 结论

综合上述分析，得出如下结论：第一，自动化粪污处理系统能轻松地解决牛场的粪污问题，能实现自动清理牛粪，能保持牛舍的卫生和清洁，能降低肢蹄病和乳房炎的发病率。第二，粪污经地下粪渠输送至粪污处理区，可改善空气质量，减少蚊蝇的滋生。第三，可降低牛场的药物投入成本，提高牛奶的质量。第四，可改善整个场区及周围居民的生活环境。第五，可以真正地实现环保、低碳，为环保事业作贡献。第六，分离后的固体可以做成有机肥或牛床垫料，解决牛床垫料问题，使奶牛舒适度得到提高，也可制成有机肥，用于改善土壤结构；筛分后的液体含固率低，可用于灌溉农田。