1 000頭基礎母豬生態(tài)種豬場規(guī)劃與設計

吳曉莉 李焰

摘要：擬在福建省福清市東瀚鎮(zhèn)陳莊村建造1 000頭基礎母豬生態(tài)種豬場。場內(nèi)共有3個品種種豬，分別是杜洛克、大白、長白，育種方式為純繁。糞便處理采用異位發(fā)酵，污水處理采用沼氣池-A/O系統(tǒng)，病死豬處理采用無害化堆肥處理技術(shù)。為實現(xiàn)場內(nèi)物質(zhì)的良性循環(huán)，項目還增設綠色農(nóng)產(chǎn)品基地，種植水稻、狼尾草、蔬菜、魚腥草、枇杷、柑橘等，對異位發(fā)酵及無害化堆肥處理后產(chǎn)生的有機肥進行消納，真正做到資源再利用，糞污零排放。該項目的建設將促進當?shù)氐木G色經(jīng)濟發(fā)展，預計每年為全國大小商品豬場及二元擴繁場提供20 000頭優(yōu)質(zhì)純種種豬。

關鍵詞：生物安全;異位發(fā)酵;沼氣池-A/O系統(tǒng);綠色健康;生態(tài)循環(huán)

中圖分類號：S815? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）07-0083-06

Abstract： The project was based on 1 000 basic sow ecological breeding farms construction in Chenzhuang village， Donghan town， Fuqing city， Fujian province. There are three breeds of pigs， namely Duroc， Yorkshire and Landrace， and the breeding methods are pureectopic. Ectopic fermentation system was used for dirt treatment， biogas digester and A/O system was used for sewage treatment， and harmless composting technology was used for treatment of dead pigs. In order to achieve a virtuous circle of substances in the farm， this project added green agricultural product base， by planting rice， pennisetum， vegetables， houttuynia cordata， and citrus trees， the organic fertilizer produced by heterotopic fermentation and harmless composting can be eliminated， so as to recycle resources and zero discharge emissions. The construction of the project will promote the development of local green economy and it is expected to provide 20 000 high-quality purebred pigs each year for the whole country from small to large-scale commercial pig farms and F1 gilt expansion farms.

Key words： biosafety; ectopic fermentation; biogas digester and A/O system; greenness and health; ecological cycle

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的不斷加快，環(huán)保壓力成了制約生豬產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的一大要素，不僅如此，養(yǎng)豬業(yè)還面臨著豬肉市場價格波動、疫病傳播風險、進口肉的市場競爭等重大挑戰(zhàn)，近年來，許多豬場因不堪重負而倒閉，豬場數(shù)量驟減，但是人們對豬肉產(chǎn)品的需求并未減少。由此，大型集約化生態(tài)養(yǎng)殖場因其規(guī)模化、專業(yè)化以及農(nóng)牧結(jié)合的經(jīng)營方式，成為政府所推崇的一種長遠的經(jīng)濟增長模式。

本項目擬在福建省福清市東瀚鎮(zhèn)陳莊村構(gòu)建綠色循環(huán)的生態(tài)種豬場。項目建設嚴格遵循生物安全的要求進行合理規(guī)劃布局，重視配套設施的生態(tài)設計，遵循循環(huán)經(jīng)濟原理，以構(gòu)建新型農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟模式。根據(jù)《福清市畜禽禁養(yǎng)區(qū)、禁建區(qū)、可養(yǎng)區(qū)劃定方案》，本項目選址不在規(guī)劃內(nèi)的禁建區(qū)與禁養(yǎng)區(qū)，屬于適養(yǎng)區(qū)，符合政府要求。項目為種豬場建設，提出對1 000頭基礎母豬的種豬場產(chǎn)生的糞污進行消納，根據(jù)當下具體情況提出合理的布局和建設，制定良好的糞污循環(huán)系統(tǒng)，利用異位發(fā)酵技術(shù)處理糞便;沼氣池-A/O系統(tǒng)對污水處理回收;病死豬采用無害化堆肥處理技術(shù)，并建設46.7 hm2的農(nóng)產(chǎn)品基地，對處理后的糞污進行消納，以此實現(xiàn)農(nóng)牧結(jié)合，健康養(yǎng)殖。

1? 規(guī)劃建設目標及背景

1.1? 項目組成

本項目擬在福建省福清市東瀚鎮(zhèn)陳莊村建設53.3 hm2的原種豬場。項目組成見表1。

1.2? 場址選擇

福建省福清市屬于亞熱帶季風氣候，境內(nèi)丘陵廣布，雨量充沛，降雨主要集中在3—9月，其中7—9月會有臺風;年平均氣溫10.6 ℃;全年主導風向為東南偏南風;陳莊村山地坡緩，地勢高燥、向陽背風、土地肥沃。種豬場的主要用水為自來水和地下水，水質(zhì)符合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部NY5027《畜禽飲用水質(zhì)量標準》;交通便利，距離漁平高速1 km以上，距周圍養(yǎng)殖場及屠宰場3 km以上。

1.3? 場地規(guī)劃及布局

場區(qū)總平面圖見圖1。按主導風向分為生活區(qū)、辦公區(qū)、隔離區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和糞污處理區(qū)。

2? 工藝參數(shù)

2.1? 工藝流程

本場采用全進全出制度，五階段四次轉(zhuǎn)群的工藝流程：配種-妊娠-分娩哺乳-保育-生長育肥（種豬測定）;育成舍需對157 d的每頭種公豬以及待測母豬進行測定，測定完成后即可售賣。所有豬只銷售均在育成舍進行，包括豬苗、肉豬、種豬，對于70 d剛轉(zhuǎn)入育成舍的肉用豬只作為豬苗售賣，可節(jié)省育成舍面積。生產(chǎn)流程見圖2。

2.2? 育種技術(shù)

本項目遵循《全國生豬遺傳改良計劃》的規(guī)定，開展種豬登記，建立建全種豬系譜檔案，每窩至少有1公2母進行測定及登記體重達100 kg的日齡、背膘厚。對所有豬只在出生后3 d左右打上耳刻，進行系譜登記。使用Herdsman軟件對全場豬只進行動態(tài)跟蹤。Herdsman軟件可在生產(chǎn)中指導選擇引種，進行遺傳改良工作[1]。具體指標：100 kg體重日齡小于150 d、背膘小于10 mm，體型外貌良好，遺傳性能穩(wěn)定、適應性強，無應激敏感基因，蹄肢健壯，育種值高[2]。

2.3? 豬群結(jié)構(gòu)

該項目依據(jù)不同生長發(fā)育階段的生理特性劃分為若干個連續(xù)的飼養(yǎng)階段，每個階段里飼養(yǎng)著處于同一發(fā)育時期或同一生產(chǎn)目的的豬群，每一飼養(yǎng)階段里的豬群被編排成若干個飼養(yǎng)組，豬只以組為單位，在一個飼養(yǎng)階段里飼喂一段時間后，調(diào)到下一個飼養(yǎng)階段[3]。各階段的生產(chǎn)指標見表2，豬群結(jié)構(gòu)見表3。

3? 豬舍建筑設計

建豬舍時，必須遵循全進全出的原則，同一批豬全部出欄后，要空出一周的時間進行徹底清掃和消毒，為下一階段飼養(yǎng)的豬創(chuàng)造一個良好的衛(wèi)生條件。與此同時盡量提高豬欄的利用率，不可貪大。本項目豬舍具體的尺寸及布局見表4。

生產(chǎn)中，對豬舍內(nèi)小環(huán)境的把控尤為重要，尤其在分娩舍，一方面需要保證“怕冷”的仔豬不受涼，另一方面要讓“怕熱”的母豬不受熱，看似矛盾無法協(xié)調(diào)，實際上通過對豬欄巧妙的設計和產(chǎn)床的合理安排，可滿足仔豬和母豬的兩種需求;公豬站、配種舍和妊娠舍主要注重夏天豬舍隔熱與降溫，公豬站、配種舍和妊娠舍周邊設有大量綠植;所有豬舍安裝吊頂，材質(zhì)為PVC板。不僅如此，在豬舍配套設施安排上，還需要考慮到雨污分離。具體配套設施見表5。

4? 糞污處理

本項目每天糞便產(chǎn)生量大約為20 t，污水產(chǎn)生量50～100 t。糞便采用異位發(fā)酵處理，污水采用沼氣池-A/O系統(tǒng)處理，糞污處理流程如圖3所示。糞污進入集污池，通過清濃分離設備，濃度較大的糞污通過異位發(fā)酵系統(tǒng)處理，濃度較小的糞污通過沼氣池和A/O系統(tǒng)處理。

另外，全場鋪設雨污分流管道、采用全漏縫免沖洗清糞工藝;配種舍、妊娠舍安裝水位計飲水器，公豬站、分娩舍安裝碗式飲水器，并配備高壓（200 Pa左右）水槍。確實做到從生產(chǎn)源頭上最大限度地減少糞污產(chǎn)生量。

4.1? 糞便處理

糞便處理采用異位發(fā)酵處理綜合技術(shù)，該技術(shù)利用人工構(gòu)建的高效發(fā)酵系統(tǒng)將畜禽糞污集中處理，使畜禽養(yǎng)殖與糞污處理分開進行，具有占地小、投資少、運行成本低和無臭味等優(yōu)點。養(yǎng)殖場無需設置排污口，可實現(xiàn)糞污零排放;糞污經(jīng)微生物發(fā)酵處理后可全部轉(zhuǎn)化為固態(tài)有機肥原料，實現(xiàn)資源化利用[4]。

4.1.1? 異位發(fā)酵床處理設備? 異位發(fā)酵陽光棚，建筑層數(shù)1層。結(jié)構(gòu)形式為輕鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)設發(fā)酵槽與噴淋池，棚外設有墊料儲存?zhèn)}庫，面積125 m2。大棚脊高5.5 m，檐高4.5 m，墻高1.8 m，總長45.3 m，寬23 m，總面積1 042 m2;配套卷簾布、鋁合金卷簾門;棚內(nèi)有發(fā)酵槽、噴淋槽、移位槽、翻拋機、噴淋機。1 t墊料占3 m3，每月吸納3 t糞污，得出該處理設備日處理糞污量最高可達48 t。異位發(fā)酵陽光棚內(nèi)部構(gòu)造見表6，圖4、圖5為異位發(fā)酵陽光棚圖解。

4.1.2? 異位發(fā)酵處理原料? 發(fā)酵基質(zhì)配方：谷殼、木屑各半，將濕度調(diào)節(jié)到40%～60%，后期補充墊料時主要投放谷殼，年補充量約為1/3。

發(fā)酵菌劑：枯草芽孢桿菌、放線菌和光合細菌及霉菌混合制劑[5]，劑量：500 g/m3;異位發(fā)酵菌劑可耐高溫，最低45 ℃，最高80 ℃，并且可以去除糞污的臭味物質(zhì)[6]，將不易消化的成分降解為易吸收的小分子，還可產(chǎn)生菌體蛋白和抗病毒、抗菌物質(zhì)。

4.1.3? 異位發(fā)酵處理流程? 異位發(fā)酵處理流程如圖6所示，豬舍內(nèi)的糞污經(jīng)糞溝進入集污池，糞污在集污池內(nèi)切割與攪拌以防止沉淀，并通過切割泵打漿抽送至噴淋池，噴淋機將糞污漿噴灑在墊料床上，此時添加發(fā)酵菌劑;智能翻拋機對墊料床進行翻堆，將墊料與糞污混合均勻。噴淋機往返噴淋糞污，翻拋機同樣是往返式翻堆，反復進行，最終墊料可作為有機肥利用。

發(fā)酵初期，床體持續(xù)高溫使水分很快蒸發(fā)，填入的糞污被微生物快速分解與消耗;15～20 d后，床體的水分持續(xù)下降，pH呈堿性，不利于微生物生長繁殖，此時需要添加糞尿，使床體的水分與養(yǎng)分含量升高;發(fā)酵后期，可供微生物利用的養(yǎng)分含量減少，此時則需要通過翻推、添加新鮮的墊料、菌劑的方式，使床體恢復活力[7，8]。發(fā)酵時間可控制在45 d左右，將有機肥取出，補充墊料后繼續(xù)運行;若不急需施肥，墊料可持續(xù)使用1年以上。

4.1.4? 異位發(fā)酵處理結(jié)果? 經(jīng)微生物異位發(fā)酵發(fā)酵處理后的糞污和墊料轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，顏色呈黑褐色或黑色、無味、不臭，水分在45%以下，質(zhì)地疏松、有彈性，碳氮比降為15～20∶1。腐熟的墊料富含有機質(zhì)與氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，其含量符合中國有機肥料農(nóng)業(yè)行業(yè)標準（NY525-2012）與城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標準（GB8172-1987）的要求，同時重金屬元素與抗生素的含量也均在相關標準限量范圍內(nèi)，滿足作為再利用的有機肥的要求[9]。

4.2? 污水處理

豬場污水有“三高”的特點，高氨氮、高有機物、高懸浮物，并且水質(zhì)水量波動大，單一的處理系統(tǒng)難以實現(xiàn)污水處理及無害化回用。本項目污水處理采用沼氣池-A/O系統(tǒng)，A/O系統(tǒng)是厭氧水解技術(shù)和活性污泥結(jié)合的污水處理法，可有效地降解有機物，還可除磷。先行使用沼氣池處理可使難降解的物質(zhì)變成易降解的物質(zhì)，再經(jīng)A/O系統(tǒng)處理，日處理污水可高達80 t。沼氣池-A/O系統(tǒng)工藝技術(shù)成熟，運行穩(wěn)定，不僅可做到污水回用，當糞污經(jīng)沼氣池處理時，還可產(chǎn)生沼氣，供生產(chǎn)使用?？傮w流程見圖7，污水處理系統(tǒng)設施設備具體規(guī)格見表7。

4.2.1? 預處理工藝? 預處理系統(tǒng)主要是完成攔截注射器、塑料袋、胎盤等大塊雜物，同時沉淀污水中砂礫等顆粒，除去雜物后的污水進行固液分離，分離出液體和糞渣，液體進入沉淀酸化池初步酸化，并有污泥沉淀;糞渣進入糞渣堆棚，可用于無害化堆肥工藝。固液分離機選用臺灣煉盛最新型全自動高效固液分離機，型號LK-120T，固液分離機最大處理量40 t/h;整機為304不銹鋼結(jié)構(gòu)，契型水切濾網(wǎng)配有擠壓裝置。其流程為：廢水→格柵/沉砂池→集水井→固液分離機→沉淀酸化池。

4.2.2? 厭氧處理工藝? 厭氧處理工藝設有紅泥塑料厭氧池即沼氣池，污水在厭氧池內(nèi)，在水解細菌、產(chǎn)酸菌、產(chǎn)甲烷菌等微生物的共同作用下可在無耗能的條件下將廢水中有機物降解，還可將大分子污染物分解為小分子中間體，使難生化降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨到獾奈镔|(zhì)，可提高污水可生化性;同時污水中有機物在產(chǎn)甲烷菌的降解作用過程中可產(chǎn)生沼氣。

4.2.3? A/O系統(tǒng)處理工藝? A/O系統(tǒng)處理工藝是先厭氧后好氧的一個過程，先對沼液進行調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，調(diào)整后的污水進入中沉池進行泥水分離，分離出污泥和污水，污泥排至污泥濃縮池，污水進入?yún)捬跆幚?，硝化與反硝化作用，調(diào)節(jié)污水pH，并將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨氣排出，污水進入好氧處理，即活性污泥處理，該過程也會通過硝化作用除去氮，并且活性污泥中的聚磷菌在此過程大量地吸收污水中的磷酸鹽，而進入二沉池進行泥水分離，將污泥排至污水處理系統(tǒng)，上清液進入后續(xù)處理。其流程為：沼液→調(diào)整池→中沉池→缺氧池→接觸氧化池→二沉池。

4.2.4? 深度處理系統(tǒng)? 采用催化氧化、混凝沉淀進一步除去A/O系統(tǒng)出水中難降解的污染物，并投入絮凝劑PAC和PAM，對水中小分子有機物絮凝，然后進入沉淀池進行泥水分離，上清液進入接觸消毒池，池中投放次氯酸鈉，可殺死絕大多數(shù)的病原微生物，污泥進入污泥濃縮池。標準排放口可用于污水經(jīng)處理后最終排放前的水質(zhì)采樣檢測和計量，配備流量計及在線監(jiān)測儀等監(jiān)測設備。流程為：二沉池出水→催化氧化池→混凝池→沉淀池→接觸消毒池→標準排放口→沖洗豬舍。

4.2.5? 污泥處理系統(tǒng)? 污泥濃縮池收集沉淀酸化池、中沉池、缺氧池、二沉池、沉淀池的污泥，進行重力濃縮，降低含水率、以減少污泥體積，上清液流到集水井，污泥抽至異位墊料車間進行處理。

5? 病死豬無害化處理

病死豬處理采用無害化堆肥技術(shù)，又稱高溫堆肥，該技術(shù)成本低廉，原料簡單，主要是稻糠、木屑、秸稈、原場內(nèi)新鮮糞便、干豬糞;其原理是人為制造一個好氧發(fā)酵的環(huán)境，使微生物大量繁殖，有機物分解。過程中會產(chǎn)生55～70 ℃的高溫，并持續(xù)1～2周，可殺死絕大部分病原菌、寄生蟲和害蟲，最后使動物尸體轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，可直接用于農(nóng)田施肥，整個過程沒有廢水產(chǎn)生。

6? 園區(qū)資源循環(huán)利用

根據(jù)豬場周邊的地理特性，本項目設置46.7 hm2的農(nóng)產(chǎn)品基地，用于消納異位墊料處理和無害化堆肥處理后產(chǎn)生的有機肥。果園面積約26.7 hm2，種植枇杷及柑橘，套種雜交狼尾草，這樣的種植方式可使果園保濕、保肥能力加強，利于果樹的生長[10];農(nóng)田約20.0 hm2，種植水稻、蔬菜、魚腥草。魚腥草是一種中草藥，具有清熱解毒、利尿消腫、止血等功效，在豬飼料中長期添加魚腥草，對豬喘氣病有一定的治療效果，并且可以預防許多其他的疾病[11];狼尾草及蔬菜可用于豬群飼喂，采用打漿拌料的方式，不僅不會破壞其營養(yǎng)價值，且適口性良好[12];稻糠、稻草可作為發(fā)酵基質(zhì)使用。園區(qū)資源循環(huán)利用如圖8所示。

7? 小結(jié)

本項目以實現(xiàn)“生態(tài)循環(huán)、健康高效”為目的，其核心內(nèi)容是建立一套完整的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，使場內(nèi)物質(zhì)良性循環(huán)。整個豬場建設的選址、工藝參數(shù)、工藝流程、規(guī)劃布局，都體現(xiàn)出現(xiàn)代生豬養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；c專業(yè)化。糞污采用異位發(fā)酵處理;污水處理采用沼氣池-A/O系統(tǒng);病死豬采用無害化堆肥處理，這些“變廢為寶”的相關設施，貫穿綠色理念，實現(xiàn)了養(yǎng)殖場內(nèi)的循環(huán)經(jīng)濟效應。該項目的建設對當?shù)氐木G色經(jīng)濟以及畜牧業(yè)有一定的促進與示范作用。

參考文獻：

[1] 張? 越，楊宇澤，張金鑫，等.DMU、GBS和Herdsman 3個育種軟件育種值估計的比較[J].中國畜牧雜志，2017，53（7）：29-34.

[2] 邱定杰，王秀愛，薛永柱.永誠杜洛克種豬的選育[J].中國豬業(yè)，2013，3：34-35.

[3] 王自力，王? 忠，孫艷爭.生態(tài)養(yǎng)豬[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2011.

[4] 顧洪如，楊? 杰，潘孝青，等.異位發(fā)酵床豬糞尿處理技術(shù)綜述[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2017，45（21）：6-8.

[5] 楊? 凌，卞紅春，陳靜化.異位發(fā)酵床養(yǎng)豬配套關鍵技術(shù)[J].山東畜牧獸醫(yī)，2016，37（12）：24-25.

[6] KORNIOWICZ-KOWALSKA T，BOHACZ J. Biodegradation of keratin waste：Theory and practical aspects[J].Waste management，2011，31（8）：1689-1701.

[7] FUKUMOTO Y，SUZUKI K，KURODA K，el al. Effects of struvite formation and nitratation promotion on nitrogenous emissions such as NH3，N2O and NO during swine manure composting[J].Bioresource technology，2011，102（2）：1468-1474.

[8] WON S G，PARK J Y，RAHMAN M M，et al. Co-composting of swine mortalities with swine manure and sawdust[J].Compost science & utilization，2016，24（1）：42-53.

[9] 董立婷，朱昌雄，張? 麗，等.微生物異位發(fā)酵床技術(shù)在生豬養(yǎng)殖廢棄物處理中的應用研究[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2016， 33（6）：540-546.

[10] 鄭天和.枇杷園套種雜交狼尾草消納豬糞水試驗[J].福建果樹，2004（4）：31.

[11] 王? 彬，李鐵軍，王小波，等.魚腥草對豬喘氣病的防治效果[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2006，34（1）：47-48.

[12] 藺? 萍，陳云紅，王? 卓，等.推進“豬-沼-菜”生態(tài)養(yǎng)殖模式，突破養(yǎng)豬污染瓶頸[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)·綜合版，2016（6）：51.