(一) 人工清粪
人工清粪主要依靠人工清扫,然后用手推车将粪便运送到猪场外。这种方法的优点是操作简便,不需要机械设备,不消耗电能,用水量较少,投资成本低;其缺点是劳动强度大,工作效率低。在小型规模化猪场和大部分规模化猪场的配种妊娠猪舍以及育肥猪舍中,这种清粪方式被广泛采用。
(二) 机械清粪
机械清粪是利用机械设备将粪便清理到猪场外。常用的机械设备包括铲式清粪机、刮板式清粪装置和输送带式清粪机等。这种方法的优点在于能够替代人力,减轻劳动强度,提高工作效率;其缺点是投资成本高,耗电量大,粪便对金属具有腐蚀性,设备耐用性较差,平均使用寿命为2至3年。在我国,这种清粪方式在规模化猪场中并不常见。
(三) 水冲清粪
水冲清粪是利用水流将粪便冲刷到猪场外,然后通过排粪沟排至沉淀池或化粪池。常见的冲粪方式包括喷头水冲、闸门式水冲和自流式水冲等。其优点是设备简单,效率高,故障率低,有利于保持猪场卫生,控制疾病传播;缺点是基础设施建设投资大,粪便处理工程复杂,耗水量高。在规模化猪场的分娩舍和保育舍中,当使用产床和保育网时,通常会采用粪沟水冲清粪;妊娠母猪采用限位栏饲养时也是如此;育肥猪舍采用漏缝地板时也会采用水冲清粪。
(四) 粪尿处理
粪尿处理的基本方法按照处理原理可以分为物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法四大类。其中,最常用的处理方法包括堆肥、粪便干燥、粪便沉淀与固液分离、厌氧发酵、好氧发酵、制沼气和培养蝇蛆、蚯蚓等。
(一) 堆肥与粪便干燥
1. 堆肥是一种好氧发酵处理粪便的方法,通过微生物分解物料中的有机质并产生高温(50~70℃),能够杀死病原微生物、寄生虫及虫卵等。腐熟后的物料无臭,复杂的有机化合物被降解为植物容易吸收的简单化合物,形成高效的有机肥料。堆肥的方法包括自然堆腐、大棚式堆肥发酵槽、堆肥发酵罐、充氧动态发酵机和卧式发酵滚筒等。自然堆腐是将粪便堆成一定尺寸的条垛,气温为20℃时需要腐熟15至20天,期间需要翻垛一两次以供氧、散热和发酵均匀,腐熟后的物料需要静置堆放2至3个月。为了加快发酵速度,可以在垛内埋置秸秆或在垛底铺设通风管。自然堆肥的优点是无需设备和耗能,但占地面积大,腐熟速度慢,效率低。现代堆肥法能够提高效率10倍以上,要求物料含水率在60%至70%,碳氮比在25:1至30:1,堆肥过程中需要通风供氧,必要时加温以促进腐熟,物料含水率应在30%左右。
2. 粪便干燥是对新鲜粪便或经发酵处理、固液分离后的固体物质进行干燥处理,以便于储存和运输。干燥方法包括利用太阳直接晒干和机械快速干燥,机械快速干燥设备主要有粪便快速烘干机、热喷粪便干燥机、微波干燥机等。
(二) 粪便的沉淀与固液分离
该方法主要用于水冲式清粪的猪场,目的是将粪尿水中的有机物、悬浮物及其他固体物质分离出来。
沉淀法需要建造沉淀池,种类包括平流式、竖流式和斜板式等。平流式沉淀池一般长30至50米,宽5至10米,深2.5至3米,池底坡度1至2°,较低一端设有污泥槽,污水在池内停留1至2小时,水流速度为5至10毫米/秒。污水从沉淀池整个宽度的横向潜孔流入,距进水口0.5至1米处设置进水挡板,挡板高出水面0.15至0.2米,深入水下0.25米,排泥管直径为200毫米。
固液分离法采用固液分离机,常用的有旋转筛压分离机和带压轮刷筛分离机,还有离心式和挤压式分离机等。固液分离法可以使污水中的化学需氧量降低14%至16%。
(三) 化粪池发酵
化粪池根据细菌分解类型的不同分为好氧化粪池、兼性化粪池和厌氧化粪池三种。好氧化粪池由好氧细菌分解粪便,兼性化粪池上部由好氧细菌作用,下部由厌氧细菌作用,厌氧化粪池主要由厌氧细菌分解粪便。
1. 好氧性和兼性化粪池一般分为自然充气和机械充气化粪池。好氧型自然充气化粪池池深在1米以内,兼性型为1至1.5米。它们依靠水面上藻类植物的光合作用提供氧气。藻类植物生长的温度范围是4至35℃,最佳温度是20至35℃,在最佳温度下,好氧型自然充气化粪池可在40天内将BOD值减少93%至98%。自然充气池不需动力,但占地面积大,若增加沉淀池、串联化粪池或提前进行固液分离,则可减少化粪池的容积和面积。
2. 厌氧化粪池的深度一般为3至6米,通过发酵在水面形成浮渣层,使自然充气达到最小程度,主要由厌氧细菌分解粪便并进行沉淀分离。其优点是节省机械和劳力,能够适应较高固体含量的粪液;缺点是处理时间长,要求池的容量大,对温度敏感,寒冷时分解作用差,有臭味。采用厌氧化粪池时,最好每天加入粪便一次,上部液体每年卸出一两次,卸出量为池容量的1/3以上,并应保持一半的容量以保证细菌的正常活动。
(四) 制沼气
利用猪粪进行厌氧发酵产生沼气是当前常用的粪便处理方法。农村多采用常规沼气发酵池。为实现养殖粪污综合利用率75%的目标,需推进养殖污染治理进程,并协调学校、科研单位、企业对现有畜禽粪污处理设备进行创新升级。
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