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　　1 清潔欄舍的建設(shè)方案

　　傳統(tǒng)豬舍擁擠、潮濕，夏熱冬冷，臭味濃重。這樣的環(huán)境不僅影響豬的健康，且臭味和排污也嚴(yán)重影響附近居民的生活質(zhì)量?；谑称钒踩?、環(huán)境保護(hù)、人工成本等因素，近年來，在新型養(yǎng)殖欄舍的建造形式方面出現(xiàn)了許多新的探索。本建設(shè)方案采用了清潔欄舍的設(shè)計(jì)思路，為生豬養(yǎng)殖提供一個(gè)新型的、健康的、高效的環(huán)境。

　　本項(xiàng)目以降低室內(nèi)外臭氣、實(shí)現(xiàn)清潔型豬舍的環(huán)境控制為主要目的，兼顧降低能耗，并使室內(nèi)溫濕度控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的舒適狀態(tài)。在豬場(chǎng)采用新型設(shè)計(jì)方案的同時(shí)，還提出了一年中不同季節(jié)豬場(chǎng)運(yùn)行模式，每個(gè)季節(jié)采用不同的裝備運(yùn)行模式，使得豬舍在環(huán)境控制的同時(shí)兼顧節(jié)能。本方案集成了多種配置：采用鋪設(shè)架空樓板作欄舍地面、先進(jìn)的防腐蝕畜牧板作圍護(hù)材料，配置濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)、機(jī)械刮糞系統(tǒng)，除臭通風(fēng)系統(tǒng)(由上部進(jìn)風(fēng)管和糞槽排風(fēng)機(jī)組成)。

　　1.1 養(yǎng)殖欄舍規(guī)格和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)的一層豬場(chǎng)，將豬欄放置在二樓，一層設(shè)置排風(fēng)區(qū)和儲(chǔ)藏室，比之往下挖造的方式，向上建造減少難度，節(jié)約成本，增加儲(chǔ)存空間，方便設(shè)備調(diào)試維修。養(yǎng)殖欄舍外形規(guī)格：24m(長(zhǎng))×10.5m(寬)×3.4m(高)，面積為252m2，坡屋頂，中間設(shè)1m寬走道，兩側(cè)各4個(gè)欄舍，共計(jì)8欄，預(yù)計(jì)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(zhǎng)的空間可作儲(chǔ)物倉(cāng)。豬舍側(cè)墻設(shè)置兩條糞槽，上面鋪設(shè)漏糞地板，糞槽內(nèi)安裝機(jī)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(yǎng)殖欄舍平面圖

　　圖2 養(yǎng)殖欄舍剖立面圖

　　1.2 機(jī)械清糞系統(tǒng)

　　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(yōu)點(diǎn)，前幾年應(yīng)用較廣，目前的松江家庭養(yǎng)殖場(chǎng)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(yǎng)管理用水通過漏糞地板排放到糞槽中，儲(chǔ)存一定時(shí)間后，打開出口閘門，將糞水排出，進(jìn)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(jié)水、豬舍整潔，但由于其糞污長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)在豬舍內(nèi)，造成氨氣污染嚴(yán)重，且污水的后期處理也存在相當(dāng)難度。

　　鑒于傳統(tǒng)清糞方式的各種弊端，本課題采用機(jī)械清糞方案。該方案節(jié)省人工、節(jié)約用水，環(huán)境整潔，并且有利于后道工序的沼氣發(fā)酵。糞槽設(shè)計(jì)寬度為0.72m，深度1.5m，比室外地面低0.5m。機(jī)械清糞裝置安裝在糞槽內(nèi)，清糞裝置主要由清糞機(jī)主機(jī)、刮糞板、鋼絲繩、轉(zhuǎn)角輪組成。本課題的養(yǎng)殖欄舍配置兩套清糞系統(tǒng)。一套完成欄舍縱向糞槽清糞，由一個(gè)主機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)刮糞板，通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)使傳動(dòng)鋼絲繩實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向動(dòng)作。鋼絲繩順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刮糞板1后退，刮糞板2前進(jìn);鋼絲繩逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刮糞板1前進(jìn)，刮糞板2后退。刮糞板在后退時(shí)，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(tǒng)將糞污刮至集糞坑，方便后續(xù)的固液分離和沼氣發(fā)酵。清刮糞系統(tǒng)如圖3所示。

　　圖3 清糞系統(tǒng)示意圖

　　1.3 除臭通風(fēng)系統(tǒng)

　　由于傳統(tǒng)豬場(chǎng)缺乏通風(fēng)手段，通常設(shè)置成半敞開式，直接與室外進(jìn)行空氣交換，這樣使得豬場(chǎng)周邊臭氣濃度十分高，對(duì)周圍環(huán)境污染嚴(yán)重，而本項(xiàng)目設(shè)計(jì)成全封閉空間，依靠自然送風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的方式，形成良好的氣流組織，使得豬場(chǎng)內(nèi)部換氣次數(shù)達(dá)到要求，同時(shí)將臭氣進(jìn)行高空排放，能夠有效地控制室內(nèi)外的臭氣濃度。

　　傳統(tǒng)的糞槽深度約為30-50cm，為有效抑制臭氣上揚(yáng)，糞槽設(shè)計(jì)深度加大到1.5m，形成一定的斷面，通風(fēng)系統(tǒng)形成一定的面風(fēng)速，利用內(nèi)外氣壓差將臭氣控制在糞槽內(nèi)。冬季為了保溫，豬舍環(huán)境處以密閉狀態(tài)，室內(nèi)氨氣濃度上升，需要通風(fēng)降低氨氣濃度，可開啟糞槽一端的軸流風(fēng)機(jī)，負(fù)壓可加大頂部送風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)量，達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的目的。本系統(tǒng)為自然送風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的縱向通風(fēng)形式，上送下出。欄舍除臭通風(fēng)系統(tǒng)示意如圖4。

　　圖4 養(yǎng)殖欄舍除臭通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

　　上部的送風(fēng)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(zhǎng)度方向至山墻外。送風(fēng)管上部等距離開孔，孔徑為50mm，間距約1.5m。墻外風(fēng)管接一個(gè)向下彎頭，防止雨水滲入。下部出風(fēng)由安裝在糞槽兩端的軸流負(fù)壓風(fēng)機(jī)完成，風(fēng)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)。

　　除臭通風(fēng)系統(tǒng)

　　1.4 濕簾/風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)豬場(chǎng)以半敞開式為主，溫濕度取決于室外天氣。在夏季炎熱的時(shí)候也只能采取一些人工灑水等降溫手段，本項(xiàng)目采用濕簾/風(fēng)機(jī)降溫，在高溫季節(jié)可明顯加濕降溫，有效地控制室內(nèi)溫濕度。

　　降溫系統(tǒng)在豬舍一側(cè)設(shè)置濕簾，另一側(cè)安裝兩個(gè)負(fù)壓風(fēng)機(jī)，利用負(fù)壓抽吸效應(yīng)，使空氣流動(dòng)，水在濕簾表面形成水膜，加大和空氣的接觸面積，水蒸發(fā)需要熱量，從而將經(jīng)過的空氣溫度降低，同時(shí)空氣的含濕量加大。在本項(xiàng)目中，濕簾面積7.2㎡(高1.2m，長(zhǎng)6m，厚10cm)，安裝高度離地面1.5m。負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝在濕簾正對(duì)面墻上與濕簾同一高度上，共兩臺(tái)(設(shè)計(jì)是以風(fēng)機(jī)直徑50寸一臺(tái)、36寸一臺(tái)計(jì)算，總風(fēng)量控制在35000 m³/h左右)。

　　1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)

　　安裝EC-T4C控制器，主要用于密閉式畜禽舍通風(fēng)控制。根據(jù)溫度傳感器的信號(hào)，通過通風(fēng)、加熱、水簾等措施，將畜禽舍的環(huán)境溫濕度控制在一個(gè)設(shè)定的范圍，以滿足畜禽成長(zhǎng)的要求。

　　控制器主要特點(diǎn)：1.高性能CPU:控制器主CPU選用MicroChip PIC18F452。指令周期可達(dá)到160ns，是目前世界上8位單片機(jī)中性價(jià)比最高的機(jī)種之一。2.全封閉控制器機(jī)箱：控制器為全封閉設(shè)計(jì)機(jī)箱，等級(jí)IP65，鍵盤選用觸摸式鍵盤，紅色數(shù)碼管高亮顯示，溫度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)清晰明了，控制器配有4個(gè)紅色發(fā)光二極管，以指示當(dāng)前工作狀態(tài)。

　　2 養(yǎng)殖欄舍整體環(huán)境控制

　　本項(xiàng)目在養(yǎng)殖欄舍設(shè)計(jì)外還提出了夏季、冬季、過渡季豬場(chǎng)運(yùn)行方式，通過不同的模式轉(zhuǎn)換，能夠有效地控制豬場(chǎng)室內(nèi)外環(huán)境，而且降低能源消耗，使得豬場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到最優(yōu)。通風(fēng)、除臭、降溫系統(tǒng)針對(duì)不同的季節(jié)，配置不同的運(yùn)行策略。主要分為冬季、夏季、過渡季三種，具體策略如下表1：

　　3 清潔豬場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行效果

　　養(yǎng)殖欄舍從2014年8月投入使用。該養(yǎng)殖戶采用自養(yǎng)母豬，自繁自養(yǎng)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(chǎn)2胎，每胎平均產(chǎn)子10頭。仔豬保育期2.5個(gè)月后，轉(zhuǎn)到本課題新建欄舍。每次轉(zhuǎn)移10-12頭，替換1個(gè)欄，轉(zhuǎn)移前銷售掉欄內(nèi)的成豬，進(jìn)行消毒，平均存欄160-200頭。每批豬在欄內(nèi)飼養(yǎng)周期5.5～6個(gè)月，出欄平均體重150kg。

　　傳統(tǒng)中小型豬場(chǎng)，由于不能實(shí)現(xiàn)整進(jìn)整出，多批豬混合飼養(yǎng)，疫病非常容易交叉感染，豬的發(fā)病率和死亡率明顯高于現(xiàn)代化規(guī)模牧場(chǎng)。本項(xiàng)目開發(fā)的清潔豬場(chǎng)，由于實(shí)現(xiàn)了糞污垂直分層管理，采用了縱向通風(fēng)系統(tǒng)，大大改善了室內(nèi)環(huán)境，減緩了交叉感染機(jī)會(huì)。在正常防疫情況下，2014年崇明分散養(yǎng)殖戶大面積發(fā)生腹瀉病，該豬場(chǎng)發(fā)病率不足10%，死亡率不足3%。實(shí)現(xiàn)了整進(jìn)整出育肥豬成活率98%的生產(chǎn)指標(biāo)。

　　4 發(fā)展方向討論

　　本清潔豬舍屬于種養(yǎng)結(jié)合項(xiàng)目中的一個(gè)環(huán)節(jié)，種養(yǎng)結(jié)合是一種符合生態(tài)環(huán)保、循環(huán)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式。本豬場(chǎng)的設(shè)計(jì)，除了本身遵循這個(gè)理念，其清刮糞的形式也便于實(shí)現(xiàn)后續(xù)的固液分離，為沼氣發(fā)酵提供所需的原料。對(duì)比在本市具有代表性的種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場(chǎng)模式——松江區(qū)家庭養(yǎng)殖場(chǎng)，其采用的糞污處理方式大多為自然發(fā)酵后直接還田，對(duì)周邊農(nóng)田的承載量要求較高。本項(xiàng)目則采用糞污制沼氣的方式，產(chǎn)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(yǎng)結(jié)合循環(huán)方式，對(duì)周邊土地的承載量要求低，其生態(tài)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)更為明顯。本豬場(chǎng)的設(shè)計(jì)示范模式可根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模的大小作調(diào)整，特別適合作為中小型規(guī)模的養(yǎng)殖場(chǎng)及糞污制沼氣方式的參考模式。