浙江省瑞安市智慧畜牧云平台猪粪肥田安全匹配与数字化监管系统的建立

翁明忠彭乃木周一媚彭兆道

（1.浙江省瑞安市动物疫病预防控制中心，浙江瑞安 325200；2.浙江省瑞安市畜牧业兽医局，浙江瑞安 325200；3.浙江省瑞安市畜产品安全监测站，浙江瑞安 325200；4.浙江省瑞安市梅屿兆道畜牧养殖场，浙江瑞安 325200）

浙江省瑞安市智慧畜牧云平台猪粪肥田安全匹配与数字化监管系统的建立

翁明忠1彭乃木2周一媚3彭兆道4

（1.浙江省瑞安市动物疫病预防控制中心，浙江瑞安 325200；2.浙江省瑞安市畜牧业兽医局，浙江瑞安 325200；3.浙江省瑞安市畜产品安全监测站，浙江瑞安 325200；4.浙江省瑞安市梅屿兆道畜牧养殖场，浙江瑞安 325200）

智慧畜牧云平台猪粪肥田安全匹配与数字化监管系统是针对养猪场的猪粪便污水等在农田中过量施用和不合理施用、甚至随意排放和偷排情况的现象，基于移动互联网、云计算和物联网技术，通过超声波液位探测端，图像采集端，红外线移动勘测端，传感器端和定位端的物联网信息，24h监测污水液位全程动向和槽罐车在沼液（粪尿）运输工作中的运行轨迹、农田贮存、施用浓度、施用作物、施用时间等，监测数据经计算处理汇总后及时传输至配套的数字终端（电脑和手机app软件），实现远程高清监控，突破人为监管的局限性。目前该系统已在瑞安市兆道畜牧养殖场试点安装完成，成效明显。

猪粪安全匹配数字化监管系统 信息技术 养猪业 废弃物 无害化处理 环境保护

1 项目背景

近年来，因畜牧业发展对环境的影响越来越严重，特别畜禽排泄物对水域的污染，引起了社会的高度关注和政府的高度重视。本省相继下发了《浙江省畜禽养殖污染防治办法》（省政府令第336号）、《关于印发浙江省劣V类水剿灭行动方案的通知》（浙政办发165号）、《关于印发2017年度浙江省“五水共治”工作考核评价指标体系及评分细则的通知》（浙治水办发〔2017〕14号）、《关于印发＜剿灭劣V类水——农业水环境治理行动方案＞的通知》（浙农科发〔2017〕4号）等文件。为此，瑞安市政府认真贯彻落实并责成农业局针对我市畜禽业排泄物污染特点开展防治技术研究。与此同时，农业局成立课题组并根据上级有关精神，开展以“政府推动、企业主导、市场运作”的规模化农业生产经营主体的畜禽养殖排泄物利用网络模式研究，即猪粪肥田安全匹配技术与液肥配送物流网络研究。通过GPS在线液肥监测调配，以精准测土配方施肥等现代化的管理手段，使液肥（粪污）得到合理化、资源化的配置，把养殖业、种植业等产业有机地结合起来，从而形成一个区域内的生态大循环，最终达到土壤理化性状得到改善，养殖业污染问题得到彻底解决的生态循环农业生产模式。

2 解决痛点

2.1 财力人力资源重复浪费

通过现阶段的畜禽业整治，瑞安市保留了100多家规模畜牧场，分散在各乡镇（街道）且各场点之间间隔远；全市有22乡镇（街道）只有畜牧员18个，担负着动物防疫、畜牧生产、畜产品安全、排泄物治理等工作，监管人员严重不足且有5个乡镇（街道）缺编；导致无法持续监管，复发情况严重。如何有限巩固整治成果，杜绝财政资金和执法人力的重复浪费已成为政府的一个“痛点”；在这样的情况下，尽快建立起智能化一体化监管体系显得尤为迫切。

2.2 传统监管模式落后

传统监管模式下，靠执法人员巡检查去监管，更不能实现多个畜牧场的实时监控，需要动用大量的监管人员。现有的超声波业务监管系统只能提供定性的报警提示，无法传递实时数据，且设备误报率高，致使监管部门无法留存精准数据。如何有限巩固整治成果，打消养殖场户对畜禽粪污综合利用设施设备运行停用或直接偷漏排现象的发生，杜绝粪污未经处理随意排放已成为政府的一个“痛点”；在这样的情况下，尽快实现远程高清监控，突破人为监管的局限性显得尤为迫切。

3 技术指标

3.1 沼液实时监测功能需求

建成后的监管平台，能自动监控池内沼液（粪污）的存量，并能远程查看沼液池（贮液池）内沼液（粪污）的增加、使用量，供项目单位工作人员查询和分析；如过量或不合理施用平台将自动报警。同时，硬件设备还必须保证防雷、防水，保证在野外做到安全运行。

3.2 视频监控功能需求

建成后的监管平台，能自动监控畜禽排泄物（沼液）处理、运输、利用的全过程，供工作人员实时查询利用；工作人员在办公室里通过特定的网页或者客户端可实时监控畜禽排泄物（沼液）综合利用或处置情况。

3.3 GPS车辆定位功能需求

建成后的监管平台，能监控沼液（粪污）运输车辆的全程轨迹，供工作人员实施查询；工作人员在办公室里通过特定的网站或者客户端可实时监控沼液运输车的运行轨迹，防止偷排或随意倾倒。

3.4 环境安全匹配需求

建成后的监管平台，可从环境安全角度出发，提出猪粪尿水还田利用环境安全匹配农田面积，从而为我市推广种养结合家庭养猪模式时匹配粮食作物种植面积以及猪粪尿还田时适宜使用量（合适的浓度和养分），提供重要的科学参考依据。

3.5 成果实际应用需求

研究成功后试点安装一家，经验收后对41家畜禽规模养殖场全部完成安装线上防控系统，并有限对接至省平台（市环保监管平台）。达到精准监管，排泄物综合利用率达到100%的需求。

4 研究内容

4.1 瑞安市畜禽业污染源现状调查

主要调查猪、牛、鸡等各种动物饲养数量、动物粪便排泄量、不同粪便收集方式产生的粪污量、粪便（沼液）氮磷钾含量、沼液（粪污）综合利用等情况。

4.2 瑞安市种植业施肥情况调查

主要调查现在种植农作物品种、种植面积、不同生长期需各种养分等；同时，要开展对全市土肥调查，施用有机肥情况调查。经查我市一边是生猪饲养量大，但周边农田少、植物用肥少，畜禽粪尿就地利用率低，导致粪尿过剩影响周边及下游环境。另一边是生猪饲养量少，但周边农田多、植物用肥多，畜禽粪尿用量大，导致农田缺乏有机肥、只好施用化肥，但破坏了土壤结构、且生产农产品质量差。

4.3 平台系统工程建设

一是硬件设施（平台数据中心）建设；二是数据采集（沼液配送车辆、智能检测仪）设备购置安装；三是调度指挥建设（见下图）。四是管理模块建立。用户可以填写自己的身份信息，自行在平台进行注册。用户可以使用“用户名+密码+验证码”的方式登录到平台。用户登录平台后，可以修改个人基本信息。管理员可以设置不同的权限，并对用户进行权限指派；管理员可以对部门进行分类管理，对安装在现场的物联网设备进行管理、运行质量监控、管理。

4.4 平台基础信息管理

4.4.1 沼液池信息管理

平台可对GIS地图上展示池子的分布位置，配套农田面积，种植不同作物，土壤肥力情况等，同时可包括沼液池的添加、删除、查询等基本功能。

4.4.2 车辆管理（个性化）

平台对GIS地图上展示车辆的实时的地理分布位置，同时包括车辆的添加、删除、查询等基本功能。

4.4.3 司机信息（个性化）

包括车辆司机信息的添加、删除、查询等基本功能。

4.4.4 沼液池监测管理

对现场沼液池数据进行采集，并通过无线3G网络传递将数据传输到平台端。系统可对历史数据进行存储，以备随时进行分析和处理。系统将采集到的数值通过直观的形式向用户展示时间分状况（折线图）和空间分布状况（场图），提供日报、月报等历史报表。系统允许用户制定自定义的数据范围，超出范围的错误情况会在系统中进行标注，以达到报警的目的。

4.4.5 车载监测管理（个性化）

系统用户可以查看到车辆在GIS地图上的实时地理位，可以查看车辆运行历史轨迹，系统平台可以进行信息发送（对单台、多台车或手机发送信息）。

4.4.6 报表管理

系统将采集到的数值通过直观的形式向用户展示时间分状况（折线图）和空间分布状况（场图），提供日报、月报等历史报表。

5 实施效果

通过本项目的实施，真正实现畜禽养殖智能化监管系统建设。沼液（粪污）的使用数量、安全匹配和处置情况整个过程被视频监控；沼液（粪污）配送车辆GPS定位、调度；管理人员实时查看、监管；实现远程高清监控，突破人为监管的局限性。通过本项目的建设，最终将最大限度地处理畜禽养殖污染、综合利用率可达100%。试点企业3000头生猪规模，通过线上监控系统建设，半年来5000吨沼液总量全部用于800亩作物（柑橘、番茄、水稻等），共计节约成本8.5万元。同时，消除了周边下游村庄村民的不信任心理，促进了社会和谐；又因严格控制农田化肥使用，不仅有利于减少农业面源污染，提高农产品的质量安全水平，确保食品安全，也有利于维护农业生态环境，因而具有良好的环境生态效益。