下图一:粪污处理工艺流程图
二、粪污处理一体化工艺流程
如图一所示,粪污处理一体化工艺流程可分为一下三个部分:牛舍内粪污的收集;场内粪污的输送;粪污的处理和利用。
1、牛舍内粪污的收集
牛舍内粪污的收集方式主要有:铲车清粪、水冲清粪和电动机械设备,以提高劳动效率。目前,我国没有专用针对牛舍研制的清粪铲车。牧场现在采用的清粪铲车都有小型装载机改装而成,堆粪部分利用废旧的轮胎制成一个粪斗,更换方便。采用这种铲车收集粪尿,耗油大运行成本高,且只能在牛群去挤奶时清粪,每天清粪次数有限,难以保证牛舍的清洁。此车体积大、工作噪音大,易对牛造成伤害和惊吓,不经济也不灵活。在收集运动场牛粪时,机械铲车收集是最主要的方式,在气候干燥降雨少的区域其优点最为突出。
水冲收集设备清粪方式主要包括水冲阀和水冲泵,需配套的管路设施,在美国使用较为普遍。这种设备需要的人力少、劳动强度小、劳动效率高、能频繁冲洗,从而保证牛舍的清洁和奶牛的卫生。但需配备充足的水量、配套的污水处理系统、合适的牛舍坡度、输送粪污用的泵和管路等。在寒冷的气候下,如果不能保证牛舍零度以下的温度,没有充足的空间来储存、处理这些从水头,这种系统很难保证正常运行。
电动机械刮粪板能做到每天二十四小时清粪,时刻保证牛舍的清洁,如图2所示。机械操作简便,工作安全可靠,其刮板高度计运行速度适中,基本没有噪音,运行、维护成本低,对提高奶牛的舒适度、减轻牛蹄疾病和增加产奶量都有决定性影响。电动机械刮粪板清粪是我国当前发展的方向,其先进性、实用性、可靠性及性价比会逐渐被奶牛场接受。
下图二:电动机械刮粪在牛场的应用
2、牧场内粪污的输送
国内外采用的粪污输送方式主要有:罐车输送和渠道输送两种主要方式。其中罐车耗油大,日常运行成本高,且容积有限,只适合小规模牧场。大规模牧场采用渠道输送方式最佳途径,既能做到降低能耗、又能保证场区的环境卫生。渠道输送方式需要的主要设备是搅拌泵和输送泵。以及配套的土建工程,这些设备在国内很多厂家都有能力生产。
3、粪污的处理和利用
粪污的处理和利用时一项很大的工程,不同处理工艺涉及的设备都不同。国内为对粪尿的处理和利用技术主要有固液循环经济理念被实践证明为是知道牧场粪尿处理和利用的正确方法。
笔者就粪尿的处理和利用推荐的工艺描述如下:将有渠道输送汇集的粪污,首先进行固液筛分,一次筛分出的纤维固体堆肥后制作牛床垫料;筛分出的液体,可根据企业的经济实力和产业的方向实现沼气工程,或是简单存放后黄田灌溉,沼气工程后的沼渣沼液可进行二次筛分,筛分的固体制作有机肥,液体最后的还田利用。
该工艺中涉及的设备有:
(1)固液筛分设备:国内现有的固液筛粪设备普遍存在单台处理量小,运行成本高的缺点。但国外US Farm Systems公司的固液筛分设备经28年的生产实践和改进,现在美国应用非常广泛,效果十分理想,如图三所示。
下图三:固液筛分设备
(2)沼气净化设备和发电机设备:这些设备在国内都有成熟的设备,可供用户方便选用。
(3)污水灌溉设备:由于大牧场的污水很大,又受可灌溉土地、灌溉季节、时间等多方面因素的限制,污水的还田技术在国内还没有成熟的方案。国内奇缺大容量高效率的灌溉设备,急需进行研发推广。欧洲普遍采用的灌溉体车只适用中小型牧场,如混群三千头一下,大牧场需配备其他效率更高的灌溉设备,可参考美国大牧场的污水灌溉设备和灌溉方案。