资源简介

(共44张PPT)
奶牛场粪污环保处理技术
奶牛场粪尿无害化处理技术
奶牛场粪尿无害化处理技术
推进奶牛场粪污无害化处理，有利于增强养殖场的综合生产能力，保障奶产品供给安全；有利于提高生产效率和生产水平，增加养殖场经济收入；有利于从源头对奶产品质量安全进行控制。
提升奶产品质量安全水平；有利于有效提升奶牛疫病防控能力，降低疫病风险，确保人畜安全：有利于加快养殖生产方式转变，维护国家生态安全；有利于畜禽粪污的集中有效处理和资源化利用，实现奶牛养殖业与环境保护的协调发展。
随着规模化养牛业水平的提高，牛场粪污对环境的影响越来越受到社会的关注，“十三五”初期，我国每年奶牛粪污达到4亿吨，综合利用率不足60%，奶牛场常因为粪污扰民而被迫关闭，奶牛场粪污处理压力不容小觑。奶牛排泄的粪污中含有大量的氮、磷、钾等营养元素，大量粪污直接排放于土壤中，会导致土壤 中氮、磷、钾元素过量，过量的矿物元素会改变土壤性状，影响土壤质量[1]。 粪污也会对环境空气造成污染。粪污在堆积发酵过程中，会产生氨气和二氧化硫等大量有害气体，降低环境空气质量，刺激奶牛呼吸道，导致其免疫力下降，影响牛奶品质。绝大部分粪污在未经处理后直接渗入地下，造成地下水污染，还有很多小型养殖场直接将粪污排放进临场的河流内，造成水质污染，严重影响周边居民用水安全和身体健康。
奶牛养殖场粪污处理不当危害
粪污处理技术单一
建设规划不合理
由于奶牛养殖过度追求经济利益，忽略环境管理投入，建场初期未选择合理的建场地址，且对粪污处理设施和处理技术投入不足，造成后期环境污染严重。
奶牛粪污处理现状
目前由于粪污处理技术和方式落后，大部分养殖场选用直接还田处理。由于规模化程度不断 提高，导致大量污染物不能及时运到农田，造成环境污染，严重制约养殖业发展。
环保意识淡薄
目前我国奶牛场对粪污无害化处理意识浅薄，对国家相关部门颁布的《畜禽规模养殖污染防治条例》《中华人民共和国畜牧法》《中华人民共和国环境保护法》等法律法规知识缺乏系统性的学习，无法清楚的意识到环境保护的重要性。
1.无害化：为了我们的生存环境和人身安全，必须对奶牛场粪便进行无害化处理。奶牛养殖产生的粪便、污水：
首先会对水体污染，造成水体N、P量升高，导致水体严重富营养化：污水中有毒、有害成分可造成地下水持久性有机污染，极难治理、恢复。
其次奶牛粪便中含臭味化合物对空气造成污染，其中含量最多的有甲烷、硫化氢、氨气、脂肪族醛类、粪臭素和硫醇类等。
再次，奶牛养殖污水会对农田土壤污染，长期灌溉会使作物陡长、倒伏、晚熟或不熟，造成减产，大面积腐烂；高浓度污水导致土壤孔隙堵塞．造成土壤板结，严重影响土壤质量。最后还会引起病毒传播：约有人畜共患疾病100多种，这些人畜共患疾病的载体主要是奶牛和牛场废弃物。
无害化处理的原则
规模奶牛场粪污无害化处理技术
无害化处理的原则
规模奶牛场粪污无害化处理技术
2.减量化：粪污处理就是减少粪尿污物的数量、所含致病病原微生物种类、减少饲料中重金属在生物链的富集。粪污中还有许多重金属如：铜、锌、锰、铅等。它们一旦进人水体和土壤后，部分为动植物所吸收，并有逐级富集作用。
此外还有激素、霉菌、霉菌毒素、药物残留等有毒、有害物质通过食物链被富集，再通过奶产品进入人体，给人的生理机能造成破坏，包括致残、致畸、致癌和遗传突变等。重金属和其他有害物质残留、使用的药物残留危害人体健康，损害人体健康。
无害化处理的原则
规模奶牛场粪污无害化处理技术
3.规范化：牛场粪污处理方法得当，设施齐全且运转正常．实现粪污资源化利用或达到相关排放标准。养殖场粪污处理必须做到规范化。利用现代生物技术或者产品，对养殖场污物进行全面处理，不能流于形式，做表面文章。
养殖场根据养殖规模、存栏数量、粪污种类选用工业化处理设备，对其产生的污水、粪尿进行无害化处理，承担企业对社会的责任和义务。最后出场的废水必须符合国家规定的技术要求。
无害化处理的原则
规模奶牛场粪污无害化处理技术
4.特色化：养殖场建立的粪污无害化处理模式要符合自己的特色，因地制宜，综合利用，可以是单一模式、也可以多种模式共存，不要求过分多样化，最好采用1~2个处理模式。有利于节约资源，合理利用资金，不必贪大求洋。
比如：牛场采用粪便生产沼气处理模式，也可以采用养殖蚯蚓和生产沼气相结合，或者生产沼气和粪便高温发酵相结合法。
规模牛场粪污清理技术
人工清粪
人工利用用铁锨、铲板、笤帚等将粪便收集成堆,人力装车运至堆粪场或直接施入农田，是小规模牛场普遍采用的清粪方式。
人工清粪无需设备投资、简单灵活;但工人工作强度大、环境差,工作效率低。逐渐被取代。
规模牛场粪污清理技术
半机械清分粪
半机械清粪将铲车、拖拉机改装成清粪铲车,或者购买专用清粪车辆、小型装载机进行清粪。
采用这种方式清粪，操作灵活、方便，提高了工作效率，降低人工成本；但是运行成本高，噪音大，易对牛造成伤害和惊吓。
规模牛场粪污清理技术
刮粪板清粪
新建的规模牛场主要使用刮粪板清粪,该系统主要由刮粪板和动力装置组成。
该清粪方式能随时清粪,机械操作简便,工作安全可靠,刮板高度及运行速度适中，基本没有噪音。设备安装方便。
规模牛场粪污清理技术
水冲清分粪
水冲清粪多在水源充足，气温较高的南方地区使用。污水排除系统，一般由排尿沟、降扣、地下排出管及粪水池组成。此外，牛舍地面必须有一定的坡度、宽度和深度，牛舍温度必须在0℃以上。
优点：所需人人力少、劳动强度小、效率高。
缺点：冲洗用水量大，产生污水量也大；粪水贮存、管理、处理工艺复杂；北方地区冬季易出现污水冰冻的情况。
规模牛场粪污清理技术
“软床饲养”
所谓软床，就是在牛舍地面上铺设稻草或是锯末做成的垫料，垫料中添加生物制剂 。
牛场粪污贮存技术
堆肥场
贮粪池一股在地下,且用水泥预制板封顶,用来贮存固液混合的粪便和污水。
贮粪池
污水池
污水池用来贮存从牛舍排尿沟排出的尿液和冲洗污水,堆粪场排水沟的污水也通过管道送至污水池。
堆粪场多建在地上,为倒梯形,地面用水泥、砖等修建而成,且具有防渗功能，墙面用水泥或其他防水材料修建，顶部为彩钢或其他材料的遮雨棚，防止雨水进入。
厌氧发酵的基本条件
沼气池
沼池是与空气隔绝的厌氧装置,保证沼气微生物生活在严格的厌氧环境中,同时便于收集和贮存沼气。
沼气微生物
是沼气的生产者。沼气微生物是一些种类繁多、习性各异的专性和兼性的细菌。
发酵原料
能够被沼气微生物分解利用的有机物。
牛粪沼气生物制能技术
沼气池的基本构造与设计施工
沼气池结构
沼气池选择
大中型沼气工程
沼气池建筑材料
沼气池的施工
牛粪沼气生物制能技术
牛粪发酵工艺流程
牛粪沼气生物制能技术
堆肥化
蚯蚓堆肥化
堆肥技术是牛粪无害化处理和资源化利用的重要途径
利用蚯蚓处理畜禽废弃物是一项古老而新生的生物技术
牛粪沼气生物制能技术
催化氧化处理
用催化氧化方法降解牛粪,使其未消化分解的粗纤维、粗蛋白质、粗脂肪和腐植酸类物质转化为水可溶的有机物质和氨基酸-黄腐酸。反应在全封闭条件下进行，全过程过程无废气、废液、废渣排放。
牛粪制备汽油
将牛粪放进容器，加进几种金属催化剂，通过使高压和高温处理，成功提取出汽油。
牛粪的无害化处理技术
牛粪制备型煤和活性炭
用成型技术将含有大量植物纤维的牛粪与煤炭混合制成生物质型煤,不但可以提升煤燃烧性能,而且可以降低燃烧时硫的排放量。
用于水产养殖
牛粪养鱼时不需要发酵,用新鲜粪肥更好。投放次数和量要根据天气、水色、鱼类生长和浮头情况灵活把握。
牛粪的无害化处理技术
物理处理法
化学处理法
用物理处理是利用格栅、化粪池或滤网等设施进行简单的处理方法。经物理处理的污水, 可除去40%~65%的悬浮物,并使BOD5(生化需氧量)下降25%~35%。
混凝沉淀：采用混凝剂,使污水中的悬浮物和胶体物质沉淀
化学消毒：以用氯化消毒法最为方便有效,经济实用
生物处理法
用利用污水中微生物代谢作用分解其中的有机物，对污水进行处理。
牛场污水的处理技术
牛粪作为牛床垫料的优点
将奶牛场的粪污经固液分离,固体牛粪再经堆积发酵或条垛发酵无害化处理后作为卧床垫料既卫生又安全,具有保障奶牛健康,提高奶牛卧床舒适度,减少肢蹄疾病，易于粪污处理的特点。
牛粪的卧床垫料利用技术
牛粪垫料制作工艺
牛粪干燥及无害化处理方法
固液分离
堆积发酵
牛粪的卧床垫料利用技术
床建造设计
隔栏
卧床
排水口
活动颈杠牛粪垫料的使用
牛粪的卧床垫料利用技术
牛粪垫料制作工艺
牛粪养殖无菌蝇蛆
牛粪养殖蚯蚓
牛粪的生物利用技术
奶牛场粪污环保利用模式
根据粪污循环利用、种养结合的整体工艺理念及 “减量化( Ｒeduce) 、再利用( Ｒeuse) 、再循环( Ｒecycle) ” 的 3 Ｒ 原则，设计牧场粪污收集及循环利用工艺模式，见图7-4-3。舍内粪污经刮板或水冲收集后进入集污池，经搅拌均匀后提升至固液分离机进行固液分离。
分离后的固体一部分通过垫料生产系统生产出牛床垫料，另一部分经发酵生产有机肥施用于农田。分离出的液体一部分循环回冲清粪通道或粪沟，另一部分作为稀释用水回流到集污池中，多余污水在厌氧发酵存储塘中腐熟后定量/稀释作为水肥施用于农田。
粪污循环利用工艺
图7-4-3牧场粪污收集及循环利用工艺
粪污循环利用工艺
粪污收集系统
目前国内集约化奶牛场舍内清粪工艺中广泛应用的有“机械刮板+粪沟冲洗”和“地面冲洗阀+冲洗 水塔”两种粪污收集系统。
粪污收集系统设计要点
“机械刮板+粪沟冲洗”粪污收集系统
“机械刮板+粪沟冲洗”粪污收集系统工艺流程: 牛舍内粪污由机械刮板刮至牛舍端头的粪沟内，然后用粪污循环水将粪沟内粪污输送至集污池。因粪污黏稠度较高，为保证粪污输送顺畅，必须在粪沟起始端配备气动冲洗阀 ，通过气动冲洗阀瞬时开启形成的水压和水流来推动粪污的输送，该工艺粪污收集为机械干清粪模式，在舍内正常生产温度下均可运行，适用范围广。
粪污收集系统设计要点
“地面冲洗阀+冲洗水塔”粪污收集系统
“地面冲洗阀+冲洗水塔”粪污收集系统工艺流程: 牛舍内的粪污清理采用地面冲洗阀冲洗的方式，冲洗后的粪污连同大量冲洗水一起通过粪沟坡度设置及水冲惯性输送至粪污处理区。该地面冲洗阀粪污收集工艺，清洗洁净度高，相比刮板清粪工艺，其用水量较大，受冬季低温冰冻期影响，该工艺更适于在冬季较温暖的南方地区应用。
粪污收集系统设计要点
总粪污量为“牛只粪尿+冲洗水”总量。冲洗水量因工艺不同而有所不同，“刮板清粪+粪沟冲洗”模式通常冲洗一道粪沟新增污水量约为10m 。
粪污产生量确定
粪污收集系统设计要点
清粪通道纵向坡度及建议做法
清粪通道的地面采用防滑的齿槽形式，设计时卧床起台不低于 150 mm，以免粪污或冲洗水漫过卧床。采用刮板清粪的方式时不设置纵向坡度。采用循环水冲地面的方式时，从节约水源、降低能耗和奶牛站立舒适性几方面考虑，建议选用 2%的坡度。
粪污收集系统设计要点
固液分离系统主要构筑物及设备有集污池( 内装切割泵、搅拌机) 、固液分离平台( 放置固液分离机用) 、污水池( 内装回冲/排水泵、搅拌机) 、集污池、污水池内各种泵的启闭主要由液位控制。
固液分离预处理系统设计要点及注意事项
粪污收集系统设计要点
（1） 固液分离机筛网关键尺寸选择奶牛粪便颗粒尺寸分布，结合奶牛饲 草料成分，粪污中长纤维多的牛场可选用 0.75mm。
牛舍清粪通道地面建议形式的 筛 网 孔 径; 粪污中长纤维较少的牛场可选用 0.50mm的筛网孔径。经多个牧场使用测试，分离效率在 75%以上，分离后液体粪污中含固率＜1. 8%。
如后续液体施肥环节为管道喷灌系统时，应进行第2次固液分离，以减少液体中的含固率，防止后续施肥环节管路堵塞。
固液分离预处理系统设计要点及注意事项
粪污收集系统设计要点
①集污池：考虑粪污排放的不稳定性和设备检修的应急需求，集污池有效容积最小应取牛场日新增粪污量、一次冲洗粪污水量、进料泵0.5h流量三者中的最大值作为设计值，可根据备用设备配置情况及应急需求适当加大设计容量。另外，集污池深度还应满足搅拌机对最低有效池深的要求。
固液分离机平台：根据两次清理的时间间隔、运输机械的高度来选择安装固液分离机平台的高度。考虑到分离机房结构的经济性，一般选用3m左右为宜。
②污水池：有效容积应不小于一次回冲水量和日新增粪污水量的最大值，可根据备用设备配置情况及应急需求适当加大设计容量。
各构筑物容积的确定
粪污收集系统设计要点
常规沙土牛床垫料柔软、透气性好，但不够经济和环保，每立方米沙土成本大约在 80~100 元，每头奶牛一年大约需要3m 沙土，成本较高; 且奶牛活动时易将沙子带出，使其 与粪尿混合进入粪污系统，会对管道及设备造成磨损，严重时可造成粪污系统瘫痪。奶牛场粪污经处理后，固体部分制作牛床垫料，除了能节约垫料原料，还具有其他垫料所不具有的优势：
A.牛粪是奶牛场急需处理的废弃物，原料成本及运输费用较低;
B.牛粪经处理后具有干燥、松软、防滑、舒适等特点，可提高奶牛卧床率;
C.不易对奶牛肢蹄造成伤害，能保障奶牛的健康。
各构筑物容积的确定
粪污收集系统设计要点
牛床垫料快速再生系统里存在的氧气( 空气) 可保证牛粪在设备里的好氧发酵降解过程，70℃保持至少 60 min 的放热生物过程可确保巴氏杀菌效果。
牛床垫料快速再生系统
粪污收集系统设计要点
A. 控制垫料含水率。为获得最佳的牛床垫料和控制成本，经过处理后的牛粪含水率降低到60%左右即可作为牛床垫牛床垫料快速再生系统料使用，此时的牛粪具有无臭、松软、湿度适宜的特点。
B.及时清除牛舍中新产生的牛粪以减少新鲜牛粪对牛床垫料的污染;
C.更换垫料的频率不要太高，频繁更换的垫料含水率高、细微颗粒多，可能会引起奶牛体细胞数增多和乳房炎发病率增高。因此 1 周更换 1 次牛床垫料的效果会更好;
D.有条件的奶牛场可适当增加牛粪垫料的好氧发酵时间，从而最大程度上保证生物安全。
牛床垫料生产工艺设计要点
粪污收集系统设计要点
将固液分离后的污水用于循环回冲粪沟或牛舍地面，不仅能节约大量的冲洗水、从源头减少每天产生的粪污量、减少输送环节能耗，而且多次循环回冲的粪污水肥效更高。
液体粪水作为场区回冲水循环利用
粪污收集系统设计要点
考虑到施肥环节的生物安全性和非用肥季节的粪污存放需求，液体粪污经常需要在场区内发酵熟化处理一段时间再进行大田施用，存储时间一般为4～6 个月。
液体粪肥存储塘设计要点及注意事项
液体粪肥存储塘参考丹麦农业建筑规范设计，是具有防渗、防蒸发功能的厌氧存储设施，可以就地开挖铺设，施工快捷。
存储工艺及其特点
粪污收集系统设计要点
粪污经固液分离后，液体部分存储在底膜和浮动膜之间的空间里，随着进入的粪污量不断增加，浮动膜会慢慢浮起，存储过程中产生的少量发酵气体可以从四周排气孔排出。存储塘系统就地开挖铺设即可，施工简单、快捷、选址灵活，存储成本低; 存储过程中无渗漏、无蒸发，粪污存储过程中氮损失少，能高效保留粪污肥效，对周边大气、土壤、地下水等也会不造成污染，是一种绿色、环保、高效、经济的粪污存储方式。
设计要点
容积确定 应综合当地气候条件、作物生长季节、土壤需求等确定容积，一般情况下其最小容积不得低于当地农林作物生产用肥最大间隔时间内本养殖场所产生的粪污总量; 侧坡考虑大于300mm高，防止雨季倒灌。设计的存储期过短会造成存储设施过早充满; 设计的存储期过长会造成不必要的投资浪费。
覆膜活动口预留 考虑到粪污水中残留有一定的固形物，存储设施使用多年后会造成固体粪污沉积，因此在存储塘侧边合适位置应预留搅拌机入口，排污方向应设置不小于2%的坡度，以便多年后搅拌排污使用。
粪污收集系统设计要点
粪肥还田影响因素
粪肥还田环节建议综合考虑粪肥成分、作物需求、 土壤肥力等因素，制订适合牧场的施肥方案，每年定期测土、测粪施肥，可咨询当地土肥监测部门。
（1）抽取粪肥时将液态粪肥充分搅匀，以便能将沉淀固体搅起，确保施肥均匀度。
（2）施肥时，为发挥粪肥的最大潜力，建议施撒之后立即翻耕，最大限度地降低挥发或地表径流造成的氮、磷、钾损失，减少施肥异味。尤其在农田坡度超过10%时，应采用铲刀注入式追施液态粪肥，避免地表径流造成施肥不均匀，影响种子发芽率和作物单产。
（3）避免向水饱和的土壤或上冻的土壤施液态粪肥，以免发生径流。在干旱地区，一年需灌足一次水，以避免根区盐分积累。干燥天气时建议采用稀释粪肥灌溉，以便能同时为作物
粪污收集系统设计要点

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