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一種清潔型養殖欄舍的設計

溫室網  來源:宋麗萍(上海市農業機械研究所 201106) 閱讀數:694

  1 清潔欄舍的建設方案

  傳統豬舍擁擠、潮濕,夏熱冬冷,臭味濃重。這樣的環境不僅影響豬的健康,且臭味和排污也嚴重影響附近居民的生活質量。基于食品安全、環境保護、人工成本等因素,近年來,在新型養殖欄舍的建造形式方面出現了許多新的探索。本建設方案采用了清潔欄舍的設計思路,為生豬養殖提供一個新型的、健康的、高效的環境。

  本項目以降低室內外臭氣、實現清潔型豬舍的環境控制為主要目的,兼顧降低能耗,并使室內溫濕度控制在標準要求的舒適狀態。在豬場采用新型設計方案的同時,還提出了一年中不同季節豬場運行模式,每個季節采用不同的裝備運行模式,使得豬舍在環境控制的同時兼顧節能。本方案集成了多種配置:采用鋪設架空樓板作欄舍地面、先進的防腐蝕畜牧板作圍護材料,配置濕簾-風機降溫系統、機械刮糞系統,除臭通風系統(由上部進風管和糞槽排風機組成)。

  1.1 養殖欄舍規格和結構設計

  本設計區別于傳統的一層豬場,將豬欄放置在二樓,一層設置排風區和儲藏室,比之往下挖造的方式,向上建造減少難度,節約成本,增加儲存空間,方便設備調試維修。養殖欄舍外形規格:24m(長)×10.5m(寬)×3.4m(高),面積為252m2,坡屋頂,中間設1m寬走道,兩側各4個欄舍,共計8欄,預計存欄生豬160頭左右。欄舍地面采用樓板架空安裝,高出室外地面1m,其下貫通豬舍全長的空間可作儲物倉。豬舍側墻設置兩條糞槽,上面鋪設漏糞地板,糞槽內安裝機械刮糞裝置。豬舍平面圖如圖1所示,剖立面如圖2所示。

  

  圖1 養殖欄舍平面圖

  

  圖2 養殖欄舍剖立面圖

  

  1.2 機械清糞系統

  常用的糞污清理方式主要有:人工清糞、水沖糞、水泡糞。水泡糞因其省工、省水等優點,前幾年應用較廣,目前的松江家庭養殖場主要采用水泡糞處理方式。所謂水泡糞,是指在豬舍排糞槽中注入一定量的水,糞尿、沖洗和飼養管理用水通過漏糞地板排放到糞槽中,儲存一定時間后,打開出口閘門,將糞水排出,進入地下貯糞池或用泵抽吸到地面貯糞池。雖然水泡糞省力、節水、豬舍整潔,但由于其糞污長時間存儲在豬舍內,造成氨氣污染嚴重,且污水的后期處理也存在相當難度。

  鑒于傳統清糞方式的各種弊端,本課題采用機械清糞方案。該方案節省人工、節約用水,環境整潔,并且有利于后道工序的沼氣發酵。糞槽設計寬度為0.72m,深度1.5m,比室外地面低0.5m。機械清糞裝置安裝在糞槽內,清糞裝置主要由清糞機主機、刮糞板、鋼絲繩、轉角輪組成。本課題的養殖欄舍配置兩套清糞系統。一套完成欄舍縱向糞槽清糞,由一個主機帶動兩個刮糞板,通過電機的正反轉使傳動鋼絲繩實現兩個方向動作。鋼絲繩順時針轉動時,刮糞板1后退,刮糞板2前進;鋼絲繩逆時針轉動時,刮糞板1前進,刮糞板2后退。刮糞板在后退時,刮板收攏,以免將糞污往后刮。另一套完成豬舍橫向刮糞,即縱向糞槽的糞污刮落至豬舍山墻外,由橫向刮糞系統將糞污刮至集糞坑,方便后續的固液分離和沼氣發酵。清刮糞系統如圖3所示。

  

  圖3 清糞系統示意圖

  

  1.3 除臭通風系統

  由于傳統豬場缺乏通風手段,通常設置成半敞開式,直接與室外進行空氣交換,這樣使得豬場周邊臭氣濃度十分高,對周圍環境污染嚴重,而本項目設計成全封閉空間,依靠自然送風、機械排風的方式,形成良好的氣流組織,使得豬場內部換氣次數達到要求,同時將臭氣進行高空排放,能夠有效地控制室內外的臭氣濃度。

  傳統的糞槽深度約為30-50cm,為有效抑制臭氣上揚,糞槽設計深度加大到1.5m,形成一定的斷面,通風系統形成一定的面風速,利用內外氣壓差將臭氣控制在糞槽內。冬季為了保溫,豬舍環境處以密閉狀態,室內氨氣濃度上升,需要通風降低氨氣濃度,可開啟糞槽一端的軸流風機,負壓可加大頂部送風管的進風量,達到調節室內空氣的目的。本系統為自然送風、機械排風的縱向通風形式,上送下出。欄舍除臭通風系統示意如圖4。

  

  圖4 養殖欄舍除臭通風系統示意圖

  上部的送風管,采用管徑750mm的PVC 管子,安裝在欄舍中間靠近屋頂處,貫通欄舍的長度方向至山墻外。送風管上部等距離開孔,孔徑為50mm,間距約1.5m。墻外風管接一個向下彎頭,防止雨水滲入。下部出風由安裝在糞槽兩端的軸流負壓風機完成,風機外接向上彎頭加直管,管口離地高度1.5m以上,以符合高空排放標準。

  

  除臭通風系統

  1.4 濕簾/風機降溫系統

  傳統豬場以半敞開式為主,溫濕度取決于室外天氣。在夏季炎熱的時候也只能采取一些人工灑水等降溫手段,本項目采用濕簾/風機降溫,在高溫季節可明顯加濕降溫,有效地控制室內溫濕度。

  降溫系統在豬舍一側設置濕簾,另一側安裝兩個負壓風機,利用負壓抽吸效應,使空氣流動,水在濕簾表面形成水膜,加大和空氣的接觸面積,水蒸發需要熱量,從而將經過的空氣溫度降低,同時空氣的含濕量加大。在本項目中,濕簾面積7.2㎡(高1.2m,長6m,厚10cm),安裝高度離地面1.5m。負壓風機安裝在濕簾正對面墻上與濕簾同一高度上,共兩臺(設計是以風機直徑50寸一臺、36寸一臺計算,總風量控制在35000 m³/h左右)。

  

  1.5 自動控制系統

  安裝EC-T4C控制器,主要用于密閉式畜禽舍通風控制。根據溫度傳感器的信號,通過通風、加熱、水簾等措施,將畜禽舍的環境溫濕度控制在一個設定的范圍,以滿足畜禽成長的要求。

   

  控制器主要特點:1.高性能CPU:控制器主CPU選用MicroChip PIC18F452。指令周期可達到160ns,是目前世界上8位單片機中性價比最高的機種之一。2.全封閉控制器機箱:控制器為全封閉設計機箱,等級IP65,鍵盤選用觸摸式鍵盤,紅色數碼管高亮顯示,溫度數據監測清晰明了,控制器配有4個紅色發光二極管,以指示當前工作狀態。

  2 養殖欄舍整體環境控制

  本項目在養殖欄舍設計外還提出了夏季、冬季、過渡季豬場運行方式,通過不同的模式轉換,能夠有效地控制豬場室內外環境,而且降低能源消耗,使得豬場運轉達到最優。通風、除臭、降溫系統針對不同的季節,配置不同的運行策略。主要分為冬季、夏季、過渡季三種,具體策略如下表1:

操作季節

操作模式

開啟設備

開/關門窗

其它要求

冬季

自動送風(風管)+機械排風(糞槽風機)

糞槽風機

關閉

 

夏季

濕簾+山墻風機+機械排風(糞槽風機)

糞槽風機、山墻風機

關閉

送風管關閉

過渡季

機械排風(糞槽風機)(敞開環境)

糞槽風機

開啟

 

  3 清潔豬場實際運行效果

  

  養殖欄舍從2014年8月投入使用。該養殖戶采用自養母豬,自繁自養的工藝,人工授精,無公豬配套。母豬存欄25頭,母豬平均每年產2胎,每胎平均產子10頭。仔豬保育期2.5個月后,轉到本課題新建欄舍。每次轉移10-12頭,替換1個欄,轉移前銷售掉欄內的成豬,進行消毒,平均存欄160-200頭。每批豬在欄內飼養周期5.5~6個月,出欄平均體重150kg。

  傳統中小型豬場,由于不能實現整進整出,多批豬混合飼養,疫病非常容易交叉感染,豬的發病率和死亡率明顯高于現代化規模牧場。本項目開發的清潔豬場,由于實現了糞污垂直分層管理,采用了縱向通風系統,大大改善了室內環境,減緩了交叉感染機會。在正常防疫情況下,2014年崇明分散養殖戶大面積發生腹瀉病,該豬場發病率不足10%,死亡率不足3%。實現了整進整出育肥豬成活率98%的生產指標。

  4 發展方向討論

  本清潔豬舍屬于種養結合項目中的一個環節,種養結合是一種符合生態環保、循環農業的生產模式。本豬場的設計,除了本身遵循這個理念,其清刮糞的形式也便于實現后續的固液分離,為沼氣發酵提供所需的原料。對比在本市具有代表性的種養結合家庭農場模式——松江區家庭養殖場,其采用的糞污處理方式大多為自然發酵后直接還田,對周邊農田的承載量要求較高。本項目則采用糞污制沼氣的方式,產生清潔能源提供周邊居民用能,沼渣沼液提供種植肥料,形成種養結合循環方式,對周邊土地的承載量要求低,其生態、環保優勢更為明顯。本豬場的設計示范模式可根據項目規模的大小作調整,特別適合作為中小型規模的養殖場及糞污制沼氣方式的參考模式。

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