水冲粪,干清粪工艺和水泡粪工艺,三者对比

   一、水冲粪工艺

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水冲粪后进行固液分离

  水冲粪工艺是20世纪80年代中国从国外引进规模化养猪技术和管理方法时采用的主要清粪模式。 该工艺的主要目的是及时、有效地清除畜舍内的粪便、尿液,保持畜舍环境卫生,减少粪污清理过程中的劳动力投入,提高养殖场自动化管理水平。 水冲粪的方法是粪尿污水混合进入缝隙地板下的粪沟,每天数次从沟端的水喷头放水冲洗。粪水顺粪沟流入粪便主干沟,进入地下贮粪池或用泵抽吸到地面贮粪池。

  投资情况:水冲粪系统是在建场时设计和施工,粪污收集系统不需要单独投资。高压喷头每只约RMB100元左右。污水泵每台约RMB2000元,一个污水收集系统至少需污水泵3台。人工费用极少。后续的粪污处理工艺需进行固液分离,固液分离占地约50 m2,采用螺旋挤压式固液分离机,每台约RMB9万元(LJG-1型)。

  运行费用主要包括:水费、电费和维护费。一头猪每天需用水20~25L,电费主要来自水喷头和污水泵用电。维护费约为3000元/月。

  优点:水冲粪方式可保持猪舍内的环境清洁,有利于动物健康。劳动强度小,劳动效率高,有利于养殖场工人健康,在劳动力缺乏的地区较为适用。

  缺点:耗水量大,一个万头养猪场每天需消耗大量的水(200~250 m3)来冲洗猪舍的粪便。污染物浓度高,COD为11000~13000 mg/L,BOD为5000~6000 mg/L,SS为17000~20000 mg/L。固液分离后,大部分可溶性有机质及微量元素等留在污水中,污水中的污染物浓度仍然很高,而分离出的固体物养分含量低,肥料价值低。 该工艺技术上不复杂,不受气候变化影响,但污水处理部分基建投资及动力消耗很高。

  二、水泡粪工艺

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  该工艺的主要目的是定时、有效地清除畜舍内的粪便、尿液,减少粪污清理过程中的劳动力投入,减少冲洗用水,提高养殖场自动化管理水平。 水泡粪清粪工艺是在水冲粪工艺的基础上改造而来的。工艺流程是在猪舍内的排粪沟中注入一定量的水,粪尿、冲洗和饲养管理用水一并排放缝隙地板下的粪沟中,储存一定时间后(一般为1~2个月),待粪沟装满后,打开出口的闸门,将沟中粪水排出。粪水顺粪沟流入粪便主干沟,进入地下贮粪池或用泵抽吸到地面贮粪池。

  投资情况:水泡粪系统是在建场时设计和施工,粪污收集系统不需要单独投资。闸门自动开关每台约RMB500~1000元,污水泵每台约RMB2000元,一个污水收集系统至少需污水泵3台。人工费用极少。后续的粪污处理工艺需进行固液分离,固液分离占地约50 m2,采用螺旋挤压式固液分离机,每台约RMB9万元(LJG-1型)。 运行费用主要包括:水费、电费和维护费。一头猪每天需用水10~15L,电费主要来闸门自动开关系统和污水泵用电。维护费约为3000元/月。

  优点:比水冲粪工艺节省用水。 缺点:由于粪便长时间在猪舍中停留,形成厌氧发酵,产生大量的有害气体,如H2S(硫化氢),CH4(甲烷)等,恶化舍内空气环境,危及动物和饲养人员的健康。粪水混合物的污染物浓度更高,后处理也更加困难。 该工艺技术上不复杂,不受气候变化影响,污水处理部分基建投资及动力消耗较高。

  三、干清粪工艺

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  该工艺的主要目的是及时、有效地清除畜舍内的粪便、尿液,保持畜舍环境卫生,充分利用劳动力资源丰富的优势,减少粪污清理过程中的用水、用电,保持固体粪便的营养物,提高有机肥肥效,降低后续粪尿处理的成本。干清粪工艺的主要方法是,粪便一经产生便分流,干粪由机械或人工收集、清扫、运走,尿及冲洗水则从下水道流出,分别进行处理。 干清粪工艺分为人工清粪和机械清粪两种。人工清粪只需用一些清扫工具、人工清粪车等。设备简单,不用电力,一次性投资少,还可以做到粪尿分离,便于后面的粪尿处理。其缺点是劳动量大,生产率低。 机械清粪包括铲式清粪和刮板清粪。机械清粪的优点是可以减轻劳动强度,节约劳动力,提高工效。缺点是一次性投资较大,还要花费一定的运行维护费用。而且中国目前生产的清粪机在使用可靠性方面还存在欠缺,故障发生率较高,由于工作部件上粘满粪便,维修困难。此外,清粪机工作时噪声较大,不利于畜禽生长,因此中国的养猪场很少使用机械清粪。

  投资情况:人工清粪只需用一些清扫工具、人工清粪车等。设备简单,不用电力,一次性投资少。机械清粪的铲式清粪机和刮板清粪系统投资约为每部2000~5000元。排污系统是在建场时设计和施工,粪污收集系统不需要单独投资。污水泵每台约RMB2000元,一个污水收集系统需要一至两台污水泵,污水泵每台约RMB2000元。人工费用较少。

  运行费用主要包括:人工清粪运行费据北京市顺义绿健集团的资料,养殖场每个工人每天清运100头猪的粪便,约200公斤,工人所得奖金为RMB5元。机械清粪的费用有水费、电费和维护费。一头猪每天需用水10L左右,电费来自于机械清粪和污水泵用电。维护费约为3000元/月。 该工艺技术上不复杂,不受气候变化影响,污水处理部分基建投资比水冲粪和水泡粪工艺大大降低。

  四、三种清粪工艺比较分析

  投资情况:现有的资料表明,采用水冲式和水泡式清粪工艺的万头猪粪污水处理工程的投资和运行费用比采用干清粪工艺的多一倍。另据北京市顺义绿健集团的资料,养殖场每个工人每天清运100头猪的粪便,约200公斤,工人所得奖金为RMB5元。 水冲式和水泡式清粪工艺,耗水量大,排出的污水和粪尿混合在一起,给后处理带来很大困难,而且固液分离后的干物质肥料价值大大降低,粪便中的大部分可溶性有机物进入液体,使液体部分的浓度很高,增加了处理难度。表1提供了三种清粪工艺水量消耗和水质情况资料。 与水冲式和水泡式清粪工艺相比,干清粪工艺固态粪污含水量低,粪中营养成分损失小,肥料价值高,便于高温堆肥或其他方式的处理利用。产生的污水量少,且其中的污染物含量低,易于净化处理,在中国劳动力资源比较丰富的条件下,是较为理想的清粪工艺。

  表1、养猪场不同清粪工艺污水水量和水质

 

  资料来源:参考文献1 注:(1)水冲粪和水泡粪的污水水质按每日每头排放COD量为448克,BOD量为200克,悬浮固体为700克计算得出。 (2)干清粪的3组数据为3个养猪场实测结果。

  参考文献 1、国家环境保护总局自然生态保护司编,《全国规模化畜禽养殖业污染情况调查及防治对策》,中国环境科学出版社,2002年9月 2、农业部科技教育司,《大中型畜禽养殖场能源环境工程规划》,2001年

[责任编辑:猪小妹]
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