21世紀(jì)初期,規(guī)模化、集約化奶牛場在我國開始興起,奶牛場污糞的處理問題在短短幾年時(shí)間內(nèi)不斷凸顯,其問題主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:(1)占用場區(qū)土地;(2)滋生蠅蟲、病害;(3)污染空氣、土壤和水源。這些問題不僅影響產(chǎn)奶量和牛奶品質(zhì),還給奶牛、居民的身體健康帶來隱患,并污染周圍的環(huán)境。隨著人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng),污糞處理問題制約著牧場的可持續(xù)發(fā)展,帶給牧場經(jīng)營管理者的壓力越來越大,成為每一個(gè)規(guī)模化牧場不能回避的問題。探討奶牛場污糞的利用途徑,既是環(huán)保的要求,也是資源化利用的要求。只有將污糞的處理和利用結(jié)合起來考慮,才能提高奶牛場的系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)收益。 國內(nèi)外各牧場的污糞利用狀況千差萬別,與牧場規(guī)模、氣候狀況、自然資源、鄰近市場需求等各因素相關(guān)??傮w來說有以下三種方式:(1)厭氧產(chǎn)沼發(fā)電,此種案例在國內(nèi)僅馬鞍山萬頭牧場一例。由于牛糞有機(jī)質(zhì)含量偏低,產(chǎn)沼原料中含沙和長纖維,存在產(chǎn)氣量低、管路堵塞等問題。而且這種方式的投資、運(yùn)行成本均較高,需要專業(yè)人員操作、維護(hù)。(2)好氧堆肥制作有機(jī)肥,這種方法在國內(nèi)牧場運(yùn)用的較多,但普遍存在有機(jī)肥銷售市場空間不夠,制作有機(jī)肥的設(shè)備、固定資產(chǎn)投資長時(shí)間不能收回。(3)自然堆放,在春季直接低價(jià)賣給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民,作為田間肥料。這種方法運(yùn)行成本低,但需要大量的堆置場地。 以上三種方式對奶牛場污糞的處理、利用狀況都不是十分理想,存在成本高、收益小的缺陷。把污糞處理后制成牛床墊料,不僅能解決污糞存放的問題,還能解決牛床墊料來源的問題,并減輕后續(xù)污糞處理的難度。這種方式在美國、加拿大普遍采用,大量牧場的實(shí)踐表明,用污糞制成的牛床墊料衛(wèi)生、安全、舒適。污糞、牛床墊料、產(chǎn)奶量三個(gè)環(huán)節(jié)相互連接,能提高奶牛場的系統(tǒng)效率。 牛床墊料 如何提高產(chǎn)奶量是每個(gè)牧場經(jīng)營管理者都非常關(guān)心的問題,一般說來有以下三種方式:(1)優(yōu)化遺傳育種;(2)加強(qiáng)飼養(yǎng)管理;(3)改善奶牛生活環(huán)境。改善奶牛生活環(huán)境中最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是為奶牛提供清潔、干燥的牛床,提高其休息的舒適度。牛床舒適與否直接影響奶牛的上床率,從而影響奶牛的休息時(shí)間、身體健康狀況,進(jìn)而影響其產(chǎn)奶量。如果牛床是水泥地面,奶牛休息大約只有7小時(shí);如果牛床上有舒適的墊料,其休息時(shí)間則能達(dá)到14小時(shí)以上。同時(shí)干凈和干燥的牛床墊料還可減少細(xì)菌繁殖和蹄病的發(fā)生率,保障奶牛的健康。 牛床墊料從材料角度,可分為無機(jī)墊料和有機(jī)墊料。選擇牛床墊料要考慮三個(gè)因素:能否保障奶牛健康、能否提高奶牛的生活舒適度和對后續(xù)污糞處理的影響。一般而言,無機(jī)材料安全,不會(huì)成為微生物生存的媒介,但通常對后續(xù)的污糞處理會(huì)帶來很多問題。有機(jī)墊料因其可生物降解性而不存在后續(xù)處理的難題,但有可能成為微生物生長的媒介。以下簡要分析幾種有代表性的牛床墊料。 沙子 沙子是一種優(yōu)良的牛床墊料,微生物不能在這種墊料中繁殖,它能防止由墊料引發(fā)乳房炎的隱患,從而保障奶牛的健康。且沙子滲水性較好,即使含水較高,也不容易結(jié)成塊狀,沙粒趨于分散,均衡承擔(dān)奶牛的體重。其缺點(diǎn)體現(xiàn)在污糞處理方面:沙子和污糞混在一起后,使得清糞設(shè)備、泵和篩分器更易被磨損,在輸送過程中管路易堵塞。大量沙子沉積在積糞池和儲(chǔ)液池底部,使得每隔一段時(shí)間就需要清池。將含沙的污糞制成有機(jī)肥也會(huì)影響其肥效。用沙子做墊料,用量約為每天每頭20 千克,沙子全國售價(jià)約每立方米50元~70元,運(yùn)行成本昂貴。 沙土 沙土這種無機(jī)材料同樣不會(huì)滋生細(xì)菌,滲水性較好,能維持牛床的衛(wèi)生、干燥。但它容易結(jié)成塊狀,導(dǎo)致奶牛膝蓋、腿容易受傷,且同樣不利于后續(xù)的污糞處理。用沙土做墊料,用量約為每天每頭20 千克,全國售價(jià)約每立方米20元。 橡膠墊 橡膠墊通常墊在水泥臥床上面,具有鋪設(shè)方便、維護(hù)簡單、使用方便的優(yōu)點(diǎn),當(dāng)有水的時(shí)候可直接拭去。但它的舒適性和安全性較差,奶牛的腿、膝蓋易被磨損,在床墊下面容易滋生病菌,且其造價(jià)也相當(dāng)昂貴。 牛糞墊料 經(jīng)堆肥處理后的牛糞,含水率30%,無臭、松軟而干燥。奶牛雖不會(huì)講話,但卻會(huì)自己選擇其樂意臥睡的地方。仔細(xì)觀察奶牛在運(yùn)動(dòng)場休息的情景,可以看出奶牛選擇臥在運(yùn)動(dòng)場邊緣的牛糞堆上,而不會(huì)臥在運(yùn)動(dòng)場中間沒有牛糞的地方。美國牧場主Greg擁有一個(gè)7000頭泌乳牛的牧場,其牧場產(chǎn)生的牛糞全部用來生產(chǎn)牛床墊料,其墊料完全能供應(yīng)自己牧場的臥床使用,還有少量充當(dāng)有機(jī)肥施于田間。 牛糞做牛床墊料的用量一般為每天每頭9千克,每周添加一次。如果牛床建造以土面為床底,可加少量石灰拌黃土,夯實(shí)之后墊上4厘米~7厘米的牛糞墊料。這樣可以減少墊料的用量,減少細(xì)菌生存的空間,延長奶牛在臥床上休息的時(shí)間,可達(dá)到16小時(shí)。 牛床墊料制作工藝 利用牛糞制作牛床墊料的工藝流程如圖1所示:奶牛場的污糞和沖洗廢水全部收集到混合池,經(jīng)攪拌后用泵抽至一次固液篩分器;篩分后固體自然落到固體料堆上,液體可用泵抽至二次固液篩分器;二次篩分的固體落到另一料堆上,液體流入儲(chǔ)液池。篩分后的固體經(jīng)好氧堆積發(fā)酵后可直接作為牛床墊料;儲(chǔ)液池中的液體可作為混合池的稀釋攪拌用水,或作為固液篩分器的清洗用水,用不完的液體可灌溉牧場周圍的農(nóng)田,或經(jīng)二次處理后達(dá)標(biāo)排放。 圖1中虛線所示部分,可由牧場主根據(jù)實(shí)際情況選用。如果奶牛場周圍有足夠的農(nóng)田消納所有的污水,則可省去二次篩分器;如果污水必須達(dá)標(biāo)排放,則最好加上兩套固液篩分器,這樣能顯著減少污水中有機(jī)物的含量,降低后續(xù)污水處理的成本。一次固液篩分器和二次固液篩分器原理、功能完全相同,只是篩網(wǎng)的孔徑不一樣。一次篩分器、混合攪拌池和固體料堆如圖2所示。 相關(guān)設(shè)備及參數(shù) 采用上述工藝制作牛床墊料的核心環(huán)節(jié)就是固液篩分器,美國US Farm Systems公司針對奶牛場的污糞狀況研制了該設(shè)備。此設(shè)備在美國、加拿大的牧場中廣泛應(yīng)用,且都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。國內(nèi)還沒有成熟的針對奶牛污糞的固液分離設(shè)備,如用其他領(lǐng)域的固液分離設(shè)備實(shí)現(xiàn)上述篩分器的工作效果,需細(xì)格柵和脫水機(jī)兩個(gè)工藝環(huán)節(jié),其總體成本反而高出這種設(shè)備。 該設(shè)備實(shí)現(xiàn)固液分離的原理有重力篩分和擠壓,在固液分離前不用添加任何化學(xué)藥劑,在制作牛床墊的過程中也不用添加特殊的菌種。 該工藝及設(shè)備的重要工作參數(shù)如下: 設(shè)備安裝角度約72°,這個(gè)角度很重要,直接影響篩分后固液物料的比例。 篩分前污糞的含水率不能低于88%。 一次篩分后固體含水率為78%,二次篩分后固體含水率為74%,一、二次篩分出的固體物料比例約3∶1。 固體物料經(jīng)6周好氧堆積后,其含水率可降至30%,可直接作為臥床墊料。 存欄1000頭牛的牧場,設(shè)備每天的工作時(shí)間為2小時(shí),2000頭牛的牧場,設(shè)備工作時(shí)間約4小時(shí),依此類推。 以每天每頭牛使用牛床墊料9千克計(jì)算,牧場生產(chǎn)的牛床墊料約有1/4的余量,可用作有機(jī)肥使用。 存欄1000頭的牧場,一次固液篩分設(shè)備投資約75萬人民幣。 綜合分析比較 表1僅對沙子、沙土和牛糞墊料作了綜合比較。由于有機(jī)墊料如稻殼、鋸末、秸稈等的購買成本很高,來源有限,市場波動(dòng)大;橡膠墊料不僅成本高且其舒適性、安全性較差,故將上類墊料排除在比較的墊料之外。從表1可以看出,牛糞作為牛床墊料具有經(jīng)濟(jì)、安全、舒適、易處理的綜合性能,因而成為最佳的選擇。 表2對國內(nèi)的固液分離設(shè)備和美國US Farm Systems公司的固液篩分設(shè)備進(jìn)行了綜合比較,其中設(shè)備投資以存欄1000頭牧場為例。國內(nèi)的固液分離設(shè)備要達(dá)到分離后固體70%左右的含水率,必須配上格柵和脫水機(jī)兩種設(shè)備。前者用于分離原料中的大塊固體雜物、長纖維等,且脫水機(jī)工作時(shí),須在原料中添加絮凝劑,因而導(dǎo)致運(yùn)行成本較高。由表2可以看出,美國US Farm Systems公司的固液篩分設(shè)備具有固液分離效果良好,設(shè)備投資相對較低、運(yùn)行成本低、檢修方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。 據(jù)北京四方公司胡朝陽訪問美國、加拿大牧場獲得的信息:一個(gè)存欄5000頭奶牛的牧場于2004年9月份,開始使用上述工藝制作并使用牛糞墊料。一年后,產(chǎn)奶量由原來的每天25 千克提高至每天30千克;兩年后,提高至每天35千克;三年后,提高至每天每頭40千克。實(shí)際表明,這種牛床墊料對提高奶牛單產(chǎn)量效果顯著。如果該牧場選擇沙子作為牛床墊料,三年內(nèi)購買沙子的資金完全能抵消購置美國US公司設(shè)備及設(shè)備日常的運(yùn)行費(fèi)用,污糞處理環(huán)節(jié)的綜合投入為0,奶牛場的系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)效益大大提高了。 結(jié)論 綜合上述分析,得出如下結(jié)論: ?。?)我國奶牛場普遍存在污糞處理和綜合利用的難題,還沒有找到一種經(jīng)濟(jì)合理、效果突出的方法。 ?。?)將牛糞制成牛床墊料,是連接污糞處理和提高產(chǎn)奶量、節(jié)省經(jīng)濟(jì)開支的紐帶。如能將奶牛場的各環(huán)節(jié)系統(tǒng)考慮,應(yīng)能對降低生產(chǎn)運(yùn)行成本、提高產(chǎn)奶量提供一種思路。 (3)使用上述工藝生產(chǎn)牛床墊料,是一種值得我們?nèi)L試和研究的新途徑。希望本文能對解決國內(nèi)牧場經(jīng)濟(jì)效益低、污糞處理難等問題提供一定的幫助。 |
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