牛糞變廢為寶 墊料清潔回用

劉洋 研究生

一、緒論

畜牧業在我國國民經濟中佔有極其重要的地位，發展畜牧業不僅是一個經濟問題，而且也是一個政治問題。為了適應整個國民經濟發展的需求，增加農業生產所需要的“勞動力”和肥料，保證輕工業獲得充足的原料來源，逐步滿足人民日益增長的對肉類等的需求，增加國民經濟和個人的收入，必須大力發展畜牧業生產。

經歷改革開放四十年的努力，中國已成為世界第一大畜牧業生產和飼料工業生產大國。畜牧業總產值超過3萬億元，約佔農林牧漁業總產值的1/3。飼料工業總產值首次突破8000億元，產量超過2。2億噸，約佔全球總產量的1/4。約9000萬農戶從事畜牧業，吸納了大量的勞動力，成為帶動農牧民增收致富的重要渠道。我國畜牧業在養殖規模和質量上都得到了快速發展，但與此同時，畜禽養殖所帶來的環境汙染問題十分嚴峻。受養殖模式、養殖成本等因素的影響，畜禽養殖過程中產生的汙水、糞便、飼料殘渣等汙染物堆積如山，無法得到科學、集中的處理，對生態環境造成的負面影響尤為嚴重。畜禽養殖對水源的汙染主要來自於畜禽糞便和養殖場汙水。透過畜禽排洩物進入水體的COD量已超過生活和工業汙水COD排放量的總和。奶牛養殖業是高效的畜牧業，在我國國民經濟發展，農村經濟發展、農村經濟發展、農村致富和改善城鄉人民生活等方面發揮著重要作用。

我國奶牛養殖業發展非常迅速，2012年我國奶牛存欄達到1440萬頭，比2008年增長17%；奶類總產量達到3810萬噸，比2008年增長0。8%。隨著我國畜牧業快速的發展，集約化、規模化、專業化的奶牛的養殖模式逐漸取締小規模的散養，然而規模化、集約化的奶牛養殖場帶來糞汙量大且相對集中的問題，成為制約牧業發展的重要影響因素，如何推進奶牛場廢棄物的無害化處理和資源化利用成為廣大研究人員關注的焦點。牛床是牛場重要的硬體設施之一，傳統的牛床墊料如沙子、橡膠、秸稈等，因經濟性、舒適性以及對後續處理利用裝置損耗等不良影響，刺激了牛糞作為再生墊料的商業化應用。牛糞製作墊料既解決了環境壓力，實現糞汙資源化利用的同時，因其舒適性增加奶牛躺臥時間，增加產奶量並減少肢蹄病。

二、奶牛臥床再生墊料裝置

奶牛場糞汙經不同處理加工成牛床墊料已成為糞汙資源化利用的重要方式，但國內尚沒有專門用於生產牛糞再生墊料的裝置。哈爾濱華美億豐複合材料有限公司與中國農業大學，哈爾濱工業大學合作，經過3年時間，投入研發資金千萬元，開發出奶牛臥床再生墊料裝置，填補了我國在生產牛糞再生墊料裝置的空白。獲得了黑龍江省環保創新產品首臺套殊榮，已列入《黑龍江省工業節能技術裝備推廣目錄》和《國家先進汙染防治技術目錄》。裝置首次將複合材料應用於製造牛床再生墊料發酵系統的主發酵倉上，使其具有高強、耐腐、質輕，節能、耐用等特點。

奶牛是牛場的第一生產力，牛床墊料能夠提高臥床的舒適性，為奶牛提供一個柔軟舒適的躺臥環境，增加奶牛的躺臥時間，這對於提高奶牛場的經濟效益具有重要意義。糞汙經過固液分離後，液體部分進入氧化塘發酵，固體部分透過墊料的方式實現清潔回用，不僅可以解決糞汙存放與牛床墊料來源的問題，還可以降低後續糞汙處理的難度。牛糞再生墊料製作的兩個關鍵控制點為含水率與殺菌消毒。傳統方式製作的牛糞再生墊料存在發酵時間長、含水率過高、殺菌不徹底的問題，奶牛臥床再生墊料裝置可以較好的解決上述問題，實現穩定生產。

該裝置融合了複合材料製品製造技術、計算機自控技術、生物工程技術等多學科技術的互動式技術。以微生物好氧發酵技術為核心，利用微生物降解牛糞中所含的複雜大分子有機質，碳素是堆肥微生物的基本能量來源，也是微生物細胞構成的基本材料，我們透過奶牛臥床再生墊料裝置的智慧控制系統調節裝置內部供氧的頻率和時間，為好氧微生物提供一個最為適宜的生存環境，以保證其自身不斷的新陳代謝使得裝置內的牛糞保持在較高溫度狀態（55-70℃）。牛糞在奶牛臥床再生墊料裝置經過15-18 h好氧發酵，其含水率可降低6%，大腸桿菌、鏈球菌、金黃色葡萄球菌及克雷伯氏菌等奶牛乳房炎致病菌去除率均達到100%，我們控制牛糞在裝置內的停留時間是為了即保證牛糞再生墊料含水率的降低、致病微生物的殺滅同時又防止牛糞過度發酵，使我們生產的牛糞再生墊料在理化性質方面，如：含水率、粒徑分佈更加符合奶牛躺臥的舒適性要求。與傳統稻殼等墊料相比能夠有效降低墊料在鋪設過程中引起的揚塵現象，減少奶牛呼吸道疾病的發生機率，稻殼的主要組成成分是二氧化矽、木質素、纖維素等物質自身的吸水性較差，奶牛躺臥時潮溼感明顯，牛糞再生墊料則較為疏鬆持水性較好，在相對較高的含水率條件下也能夠減弱奶牛的潮溼感，增加奶牛的躺臥舒適度。同時經過奶牛臥床再生墊料裝置生產的牛糞再生墊料粒徑分佈情況為<1。0 mm佔34。81%，1。0~2。0 mm佔38。42%，>2。0 mm佔26。77%能夠為奶牛提供一個更為舒適的躺臥環境，牛糞中的纖維在奶牛臥床再生墊料裝置中得到了充分的軟化，保證了牛糞再生墊料對於奶牛乳房不會產生任何不適感，從而保證奶牛乳房的健康。

三、典型應用例項

在規模化奶牛養殖場使用奶牛臥床再生墊料裝置主要有以下幾個優勢：1。減輕規模化奶牛養殖場糞汙處理壓力，奶牛糞渣達到全量清潔回用；2。減少規模化養殖場外購墊料費用，降低牧場經營成本；3。提供更加舒適的牛糞再生墊料，延長奶牛躺臥時間提高奶牛生產力。

1。 應用牧場情況

內蒙古優然牧業有限責任公司是一個新型畜牧業產業公司，前身為內蒙古伊利畜牧發展有限責任公司，旗下涵蓋畜牧、飼料、草業三大新興產業，畜牧業務輻射範圍南至成都、北抵呼倫貝爾、東到杜爾伯特，目前，內蒙古優然牧業在全國建設了31座牧場，存欄量7。9萬餘頭。

優然牧業長青牧場位於肇東市海城鄉海城村，佔地34萬平方米，現有牛舍8棟，現有奶牛約3900頭，其中泌乳牛約2300頭，後備牛約1600頭，牧場每天產生牛糞約80t，汙水約200t，糞汙進行固液分離處理，糞渣堆存在場區內，糞水存於氧化塘中，佔地面積大，環境汙染大，需頻繁外運處理。牧場每天需求墊料約20噸，採購稻殼與鋸末，成本高，增加了牧場廢棄物的總量及其後續處理壓力。

牧場結合國內外現狀，於2018年引進了奶牛臥床再生墊料裝置，實現了牛糞再生墊料的生產及使用。

2。 案例發展模式

（1）牛糞墊料化利用模式

模式以牛場產生的糞汙為原料，經奶牛臥床墊料再生裝置處理，可生產出優質的奶牛臥床墊料，減輕了牛場糞汙存放壓力，減少了汙染物對環境的破壞，解決了奶牛臥床墊料的來源，降低了奶牛臥床墊料成本，實現了奶牛糞汙處理、利用方式由單一向綜合轉變、由低值向高值轉變。

（2）標準化生產、工廠化管理

再生墊料生產全程智慧化管理，工藝引數監測、控制精準，實現了生產工藝標準化、產品質量標準化，可規模化複製，成本低廉，生產簡便高效。

（3）科學支撐、產學研融合

聯合中國農業大學專業團隊，透過數字模擬奶牛臥床再生墊料裝置主發酵倉內部牛糞好氧發酵全過程，不斷最佳化裝置整體構造以及工藝流程。結合“快速生物好氧發酵技術”，透過生物熱能使物料快速升溫降水，節約烘乾成本、降低能耗，同時殺滅物料中有害微生物和病原菌，生產的墊料清潔衛生，舒適度高，對奶牛乳房炎、肢蹄病具有較好的抑制作用，保障奶牛健康安全 。

（4）創新的第三方運營服務模式

結合實際情況，牧場採購安裝了奶牛臥床墊料一體化生產系統，由專業團隊負責系統的運營服務及臥床墊料的生產，牧場只需回購系統生產的合格物料，並定期對物料進行抽檢，減少了牧場管理運營壓力。

3。 案例發揮作用

（1）示範效果顯著

透過牧場與企業的合作，實現了糞汙發酵生產奶牛臥床墊料產業化，實現了牛糞再生墊料大量長期使用的示範，實現了牛場糞汙資源化清潔回用模式，為推進畜禽養殖廢棄物無害化的處理和綜合利用，促進畜牧業的健康發展打下了堅實的基礎。

（2）打破國外壟斷技術

牛糞再生墊料以其經濟型、環保型的優點，受國內外牧場的廣泛關注，奧地利、義大利等牛床墊料再生系統已經進入我國市場，系統價格高，生產週期長，一般規模化牧場難以接受，奶牛臥床再生墊料裝置的成功運營使用打破了國外壟斷技術，助力中國奶牛業的發展。

（3）提高牧場的經濟效益

奶牛再生墊料的使用，不僅降低了糞汙處理成本，並節約了奶牛臥床墊料的採購成本，奶牛是牛場的第一生產力，臥床再生墊料能夠提高臥床的舒適性，為奶牛提供一個柔軟舒適的躺臥環境，增加奶牛的躺臥時間，從而增加營養效率和產奶量，這對於提高奶牛場的經濟效益具有重要意義。

4。 案例產生效益

牧場每天需求墊料約20噸左右，一直以來採用稻殼（430元/噸）作為墊料每年墊料費用約300萬元。現使用奶牛臥床再生墊料裝置所生產的牛糞再生墊料（280元/噸）後，每年在奶牛臥床墊料方面的投資為200萬元，每年可節省100萬元，並大大節省了原有糞汙的處理成本。