岳 璐，尹雙雙，陳昌嗣，王 平，李宏偉，李 波，王 軍

1.十堰市鄖陽(yáng)區(qū)畜牧技術(shù)推廣站，湖北鄖陽(yáng) 442500；2.十堰市畜牧技術(shù)推廣站，湖北十堰 442000；3.十堰市鄖陽(yáng)區(qū)南化塘鎮(zhèn)畜牧獸醫(yī)服務(wù)中心，湖北鄖陽(yáng) 442500；4.丹江口市畜牧技術(shù)推廣站，湖北丹江口 442700

2014年以來，隨著《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》的實(shí)施，國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)畜禽養(yǎng)殖污染環(huán)境的治理。 2016年中央環(huán)保督察壓力增大，許多畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）因污染防治設(shè)施配套低、糞污處理設(shè)施設(shè)備種類少、市場(chǎng)信息閉塞、購(gòu)置途徑有限，畜禽糞便、污水等廢棄物肆意排放導(dǎo)致污染環(huán)境、社會(huì)糾紛而被迫關(guān)停，影響了養(yǎng)殖業(yè)的正常發(fā)展。在此情況下，基層畜牧獸醫(yī)工作人員根據(jù)高彈棉吸滿水后，在一定壓力擠壓下，所含水分能被擠出，得到啟示，研究發(fā)明了“一種豬糞水分分離器及豬糞污水處理裝置”，并在畜牧生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)過了反復(fù)試驗(yàn)和推廣應(yīng)用。2020年9月，該裝置獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局實(shí)用新型專利授權(quán)（專利授權(quán)公告號(hào)CN211521956U）。研究的目的在于提供一種新的豬糞干濕分離處理技術(shù)，以便高效、低能耗處理生豬養(yǎng)殖糞尿的污染問題[1]。該裝置已經(jīng)在十堰市鄖陽(yáng)區(qū)南化塘鎮(zhèn)的中小型豬場(chǎng)成功推廣，經(jīng)過理論的不斷探討和實(shí)踐的證明，筆者認(rèn)為該裝置非常適合在中小型生豬養(yǎng)殖場(chǎng)推廣使用。

1 裝置簡(jiǎn)介

1.1 形狀結(jié)構(gòu)

該裝置（如圖1）為長(zhǎng)方體，頂端為敞口，長(zhǎng)2～3 m，寬1.5 m，高1.5 m。用板鋼焊接而成，鋼板厚度達(dá)3～5 mm，采用無(wú)縫焊接，箱體內(nèi)外全部噴涂瀝青漆防止生銹。箱體兩外側(cè)面中線靠近底部位置分別有1 個(gè)小孔，一個(gè)安裝出水閥，另一個(gè)安裝真空閥，真空閥高于出水閥10 cm。真空閥與真空泵相連，出水閥與出水管道相連。箱體上邊緣垂直焊接直邊條2～3 cm，可防止箱體變形，增加箱體側(cè)壁承受力；箱體上緣4 個(gè)角處焊接吊環(huán)，方便調(diào)運(yùn)箱體（如圖1）。為保證箱體內(nèi)的污水、空氣更好排出，可將磚頭置于安裝真空閥一面的箱體下，使箱體整體傾斜10°左右（如圖2）。

圖1 箱體立體

圖2 箱體傾斜側(cè)面示意

材料分層安裝，最下層為儲(chǔ)水層，向上依次為低層漏糞板層、高彈棉層、方鋼層、高層漏糞板層、儲(chǔ)糞層（如圖3）。 儲(chǔ)水層厚度為20～30 cm（大約是2 塊紅磚的厚度），在箱體底部疊放2 塊紅磚，紅磚位置以剛好支撐低層漏糞板的接縫處為宜；低層漏糞板層厚度為7～8 cm，由若干塊漏糞板拼接而成，四周與箱體留有1 cm 左右的縫隙；高彈棉層厚度為8～10 cm，由1 張完整的高彈棉鋪設(shè)而成，為保證真空的高效形成，高彈棉長(zhǎng)寬均需比箱體長(zhǎng)寬多出1.5 cm 左右；方鋼層厚度為4～6 cm，放置3根方鋼，呈川字排布（如圖4），以防止高層漏糞板壓壞高彈棉，且方鋼長(zhǎng)度比箱體寬度短1～2 cm，方便活動(dòng)，與箱體不產(chǎn)生磨擦；高層漏糞板層厚度為7～8 cm，由若干塊漏糞板拼接而成，四周與箱體留有1 cm 左右的縫隙；儲(chǔ)糞層厚度為70～85 cm，用于暫存糞污水。

圖3 箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意

圖4 方鋼川字排布

糞污水通過糞污管道排進(jìn)儲(chǔ)糞層，管道出口應(yīng)高于儲(chǔ)糞層1 m 左右，以便于糞尿翻騰而利于水分分離。為防止因操作不當(dāng)而造成儲(chǔ)水層產(chǎn)生的氣體難以排出，進(jìn)而引起爆炸使分離材料被掀翻，在箱體上口中央處焊接一根方鋼。

漏糞板的參數(shù)為：加厚樹脂復(fù)合漏糞板（易清洗、耐腐蝕）；雙筋寬邊加重款，參數(shù)為50 cm×60 cm；漏糞孔尺寸67 mm×10 mm，最大厚度7 cm；雙筋設(shè)計(jì)承重更強(qiáng)?；蛘哂弥褡勇┘S板，竹子漏糞板參數(shù)為1 m×0.5 m 與2 m×0.5 m 拼接使用，孔隙寬度1.5 cm。

真空泵的參數(shù)為：型號(hào)MS-200H 活塞式無(wú)油壓縮機(jī)；抽氣量9.6 m3/h；真空度-98 KPa；進(jìn)氣口徑1/418FNPT；功率500 W；噪音58 dB；重量8.2 kg；安裝尺寸L204×W112 m（安裝孔6.8 mm）；外形尺寸L240×W126×H203 mm。

1.2 工作原理

該裝置采用重力作用和正負(fù)壓力作用原理創(chuàng)造。水分分離分2 個(gè)過程，重力稀濕水分離和負(fù)壓濕干水分離。重力稀濕水分離：最初進(jìn)入豬糞分離器的為稀糞，稀糞流到高層漏糞板上，在重力作用下，其中的水分經(jīng)高層漏糞板、高彈棉、低層漏糞板的過濾，到達(dá)儲(chǔ)水層，又經(jīng)出水閥流到一級(jí)沉淀池。這個(gè)過程中必須保證出水閥一直打開，避免因關(guān)閉出水閥儲(chǔ)水層濁水發(fā)酵引起爆炸。真空閥關(guān)閉，以保證重力稀濕水分離的效率。負(fù)壓濕干水分離：經(jīng)一段時(shí)間過濾后，稀糞變成濕糞，重力不能使其中的水分快速流出。此時(shí)，打開真空閥裝置，并關(guān)閉出水閥。在真空負(fù)壓的強(qiáng)力作用下，濕糞中水分被快速分離到儲(chǔ)水層。結(jié)束真空抽壓后，打開出水閥，關(guān)閉真空閥，濁水流入一級(jí)沉淀池。經(jīng)過以上2 個(gè)過程處理后，濕糞變成干糞。最后將干糞鏟出，同時(shí)也可配備自動(dòng)傳輸設(shè)備，將處理后的干糞直接輸送至運(yùn)糞車中，還田使用。

1.3 使用方法

該裝置適合用于中小型規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)干清糞后，清洗圈舍的糞污水處理。500 頭規(guī)模的生豬養(yǎng)殖場(chǎng)配置1 個(gè)水分分離器，千頭豬場(chǎng)需配置2 個(gè)循環(huán)使用。2 個(gè)水分分離器并排放置，中間共用1 個(gè)真空泵，安裝真空閥的側(cè)立面相對(duì)，這樣可以節(jié)約空間和管道，防止過多的管道阻礙通路。

糞污水經(jīng)過糞污管道排放至儲(chǔ)糞層，管口高于儲(chǔ)糞層1 m 左右，且其垂直點(diǎn)位位于箱體一側(cè)的中間點(diǎn)，糞污水排放一段時(shí)間后，再將管道加長(zhǎng)移動(dòng)至箱體另一邊的垂直中間點(diǎn)，以保證糞渣均勻分布，而不至于中心位置糞渣多邊緣位置糞渣少。

稀糞在儲(chǔ)糞層，自然發(fā)酵。為促進(jìn)發(fā)酵，注入一定量的益生菌種，可以加快臭味消除速度。幾年后若真空泵效率變低，可更換裝置內(nèi)的材料。一般情況下，主要是更換高彈棉，以提高真空抽排效率。

1.4 配套三級(jí)沉淀池的建設(shè)

為更好地處理豬糞水分分離器中排出的污水，保證污水達(dá)標(biāo)排放，需建設(shè)三級(jí)沉淀池配套使用[2]。三級(jí)沉淀池用于沉淀發(fā)酵濁水。經(jīng)過水分分離器處理后的濁水，沒有糞渣，但仍含有一定的雜質(zhì)，所以需要經(jīng)過三級(jí)沉淀處理。每一級(jí)沉淀池長(zhǎng)5～6 m，寬3～4 m，深3～4 m。深度3～4 m 是為了保證濁水在低層進(jìn)行發(fā)酵。一級(jí)沉淀池半滿時(shí)將上層清水抽壓至二級(jí)沉淀池進(jìn)行二次沉淀；待二級(jí)沉淀池半滿時(shí)將上層清水抽壓至三級(jí)沉淀池，進(jìn)行三次沉淀；在三級(jí)沉淀池中，加入適量漂白粉或生石灰來調(diào)節(jié)水的酸堿度，并對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。待三級(jí)沉淀池半滿時(shí)將清水抽出噴灑養(yǎng)殖場(chǎng)周圍植被或還田使用。三級(jí)沉淀池使用2年后，及時(shí)清掃并排出沉淀池下層的污垢，以保證處理后的水質(zhì)清澈。

2 效益分析

2.1 生態(tài)效益

該裝置能實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬場(chǎng)中糞渣與糞水的分離。干糞為發(fā)酵殘?jiān)?，是高效肥，無(wú)臭味，施于農(nóng)田肥力效果良好，也可用做有機(jī)復(fù)合肥生產(chǎn)原料。糞水經(jīng)過分離與凈化處理，不含雜質(zhì)與有害病菌，清澈、干凈、衛(wèi)生，確保達(dá)標(biāo)排放，不污染環(huán)境，也可噴灑養(yǎng)殖場(chǎng)周圍植被或灌溉農(nóng)田。該裝置既解決了生豬養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境污染問題，又促進(jìn)了種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)的生豬生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

建造成本低，占用空間小，處理高效，省時(shí)，省電，省人力。作坊式單個(gè)建造成本約1 萬(wàn)元，若批量生產(chǎn)可壓縮至5 000 元以下。據(jù)統(tǒng)計(jì)，千頭豬場(chǎng)沖洗圈舍1 次產(chǎn)生糞污水約14 t，經(jīng)水分分離器處理后，可產(chǎn)生干糞4.6 t，濁水9.4 t。最終干糞的含水量為30%～40%。2 個(gè)分離器就可以解決一千頭豬的糞污問題，而占地面積只需15 m2左右。真空泵抽排空氣耗電低，一人則可輕松完成整個(gè)處理過程。千頭豬場(chǎng)按每月清洗1 次豬舍計(jì)算，1年可分離出干糞55.2 t 左右，按有機(jī)肥220 元/t 計(jì)算，可增加干糞銷售收入1.2 萬(wàn)元左右。

構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于維護(hù)保養(yǎng)。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，其性能和強(qiáng)度完全達(dá)到要求，且在中小型規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作靈活方便，不易出故障，使用壽命長(zhǎng)，大大省去了維修保養(yǎng)的成本。

干濕分離作用強(qiáng)，干糞水分低，濕糞雜質(zhì)少。經(jīng)該裝置處理后，糞渣含水量在30%～40%。大大省去了新鮮豬糞的運(yùn)輸成本、存儲(chǔ)成本等，也能確保養(yǎng)殖場(chǎng)周邊環(huán)境干凈整潔，減少蚊蠅滋生騷擾與疫病傳播風(fēng)險(xiǎn)。

降低沼氣池的建設(shè)成本。未經(jīng)處理的糞便水進(jìn)入沼氣池，每單位體積沼氣池的有機(jī)負(fù)荷大大增加，使得沼氣池的體積也會(huì)大大增加。長(zhǎng)期使用沼氣池，發(fā)酵后留下大量殘?jiān)?，沼氣池堵塞，容量減少，沼氣池不能使用，清洗池效率極低，增加費(fèi)用。利用水分分離器，經(jīng)過干濕分離處理，既能大大提高沼氣池的處理能力，減少施工沼氣池和生化池的面積，降低沼氣池的建設(shè)投入，又可以解決沼氣池中豬糞沉淀的問題。以建設(shè)200 m3的沼氣池約30萬(wàn)元成本計(jì)算，建設(shè)200 m3三級(jí)沉淀池僅需要15萬(wàn)元左右，糞污處理設(shè)施建設(shè)成本減少15 萬(wàn)元左右。按養(yǎng)殖場(chǎng)人工3 萬(wàn)元/年計(jì)算，則可輕松省下處理沼液、沼渣、清洗及轉(zhuǎn)運(yùn)等人工成本。

適當(dāng)改裝后，可廣泛推廣應(yīng)用。該裝置工作原理簡(jiǎn)單，構(gòu)造簡(jiǎn)單，若經(jīng)過適當(dāng)?shù)母难b，可推廣應(yīng)用到肉牛（奶牛）養(yǎng)殖場(chǎng)使用，以處理清洗圈舍的廢水。也可用于處理屠宰場(chǎng)的污水，及其他養(yǎng)殖環(huán)節(jié)或酒糟、渣滓、淀粉渣、醬渣等工業(yè)污水。

3 推廣應(yīng)用

3.1 尋求企業(yè)合作，實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，批量生產(chǎn)，投入市場(chǎng)

該實(shí)用新型專利，推廣應(yīng)用價(jià)值高，轉(zhuǎn)化成本低，若經(jīng)制造企業(yè)批量生產(chǎn)后投入市場(chǎng)，可廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖企業(yè)、屠宰企業(yè)及其他食品加工企業(yè)，大大解決企業(yè)生產(chǎn)中殘?jiān)鼜U水導(dǎo)致的環(huán)境污染問題，提高企業(yè)生產(chǎn)能力。

3.2 爭(zhēng)取農(nóng)機(jī)部門納入農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼范圍

該裝置屬于典型的農(nóng)業(yè)機(jī)械，構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用有效、利于推廣，應(yīng)積極爭(zhēng)取省市縣農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼，以加大其推廣使用范圍。

3.3 爭(zhēng)取各級(jí)政府及畜牧、環(huán)保、財(cái)政部門政策支持，建設(shè)示范場(chǎng)

該裝置創(chuàng)新程度高、設(shè)計(jì)巧妙、占地面積不大，使用靈活方便。能直接有效減少生豬養(yǎng)殖的糞污對(duì)周邊環(huán)境造成的污染，切斷疫病傳播途徑，保障人畜安全，促進(jìn)生豬養(yǎng)殖業(yè)健康綠色發(fā)展。各級(jí)政府及畜牧、環(huán)保、財(cái)政部門應(yīng)積極利用當(dāng)前養(yǎng)殖廢棄物資源化利用等項(xiàng)目，通過示范場(chǎng)創(chuàng)建，宣傳推廣該裝置[3]。

3.4 申報(bào)糞污處理新模式

當(dāng)前糞污處理模式眾多，該裝置設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，可與科研院所、高校、畜牧、環(huán)保等部門，聯(lián)合申報(bào)糞污處理新模式，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。