1 000头基础母猪生态种猪场规划与设计

吴晓莉 李焰

摘要：拟在福建省福清市东瀚镇陈庄村建造1 000头基础母猪生态种猪场。场内共有3个品种种猪，分别是杜洛克、大白、长白，育种方式为纯繁。粪便处理采用异位发酵，污水处理采用沼气池-A/O系统，病死猪处理采用无害化堆肥处理技术。为实现场内物质的良性循环，项目还增设绿色农产品基地，种植水稻、狼尾草、蔬菜、鱼腥草、枇杷、柑橘等，对异位发酵及无害化堆肥处理后产生的有机肥进行消纳，真正做到资源再利用，粪污零排放。该项目的建设将促进当地的绿色经济发展，预计每年为全国大小商品猪场及二元扩繁场提供20 000头优质纯种种猪。

关键词：生物安全;异位发酵;沼气池-A/O系统;绿色健康;生态循环

中图分类号：S815         文献标识码：A

文章编号：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

隨着社会经济的发展和城市化进程的不断加快，环保压力成了制约生猪产业规模化发展的一大要素，不仅如此，养猪业还面临着猪肉市场价格波动、疫病传播风险、进口肉的市场竞争等重大挑战，近年来，许多猪场因不堪重负而倒闭，猪场数量骤减，但是人们对猪肉产品的需求并未减少。由此，大型集约化生态养殖场因其规模化、专业化以及农牧结合的经营方式，成为政府所推崇的一种长远的经济增长模式。

本项目拟在福建省福清市东瀚镇陈庄村构建绿色循环的生态种猪场。项目建设严格遵循生物安全的要求进行合理规划布局，重视配套设施的生态设计，遵循循环经济原理，以构建新型农业循环经济模式。根据《福清市畜禽禁养区、禁建区、可养区划定方案》，本项目选址不在规划内的禁建区与禁养区，属于适养区，符合政府要求。项目为种猪场建设，提出对1 000头基础母猪的种猪场产生的粪污进行消纳，根据当下具体情况提出合理的布局和建设，制定良好的粪污循环系统，利用异位发酵技术处理粪便;沼气池-A/O系统对污水处理回收;病死猪采用无害化堆肥处理技术，并建设46.7 hm2的农产品基地，对处理后的粪污进行消纳，以此实现农牧结合，健康养殖。

1  规划建设目标及背景

1.1  项目组成

本项目拟在福建省福清市东瀚镇陈庄村建设53.3 hm2的原种猪场。项目组成见表1。

1.2  场址选择

福建省福清市属于亚热带季风气候，境内丘陵广布，雨量充沛，降雨主要集中在3—9月，其中7—9月会有台风;年平均气温10.6 ℃;全年主导风向为东南偏南风;陈庄村山地坡缓，地势高燥、向阳背风、土地肥沃。种猪场的主要用水为自来水和地下水，水质符合农业农村部NY5027《畜禽饮用水质量标准》;交通便利，距离渔平高速1 km以上，距周围养殖场及屠宰场3 km以上。

1.3  场地规划及布局

场区总平面图见图1。按主导风向分为生活区、办公区、隔离区、生产辅助区、生产区和粪污处理区。

2  工艺参数

2.1  工艺流程

本场采用全进全出制度，五阶段四次转群的工艺流程：配种-妊娠-分娩哺乳-保育-生长育肥（种猪测定）;育成舍需对157 d的每头种公猪以及待测母猪进行测定，测定完成后即可售卖。所有猪只销售均在育成舍进行，包括猪苗、肉猪、种猪，对于70 d刚转入育成舍的肉用猪只作为猪苗售卖，可节省育成舍面积。生产流程见图2。

2.2  育种技术

本项目遵循《全国生猪遗传改良计划》的规定，开展种猪登记，建立建全种猪系谱档案，每窝至少有1公2母进行测定及登记体重达100 kg的日龄、背膘厚。对所有猪只在出生后3 d左右打上耳刻，进行系谱登记。使用Herdsman软件对全场猪只进行动态跟踪。Herdsman软件可在生产中指导选择引种，进行遗传改良工作[1]。具体指标：100 kg体重日龄小于150 d、背膘小于10 mm，体型外貌良好，遗传性能稳定、适应性强，无应激敏感基因，蹄肢健壮，育种值高[2]。

2.3  猪群结构

该项目依据不同生长发育阶段的生理特性划分为若干个连续的饲养阶段，每个阶段里饲养着处于同一发育时期或同一生产目的的猪群，每一饲养阶段里的猪群被编排成若干个饲养组，猪只以组为单位，在一个饲养阶段里饲喂一段时间后，调到下一个饲养阶段[3]。各阶段的生产指标见表2，猪群结构见表3。

3  猪舍建筑设计

建猪舍时，必须遵循全进全出的原则，同一批猪全部出栏后，要空出一周的时间进行彻底清扫和消毒，为下一阶段饲养的猪创造一个良好的卫生条件。与此同时尽量提高猪栏的利用率，不可贪大。本项目猪舍具体的尺寸及布局见表4。

生产中，对猪舍内小环境的把控尤为重要，尤其在分娩舍，一方面需要保证“怕冷”的仔猪不受凉，另一方面要让“怕热”的母猪不受热，看似矛盾无法协调，实际上通过对猪栏巧妙的设计和产床的合理安排，可满足仔猪和母猪的两种需求;公猪站、配种舍和妊娠舍主要注重夏天猪舍隔热与降温，公猪站、配种舍和妊娠舍周边设有大量绿植;所有猪舍安装吊顶，材质为PVC板。不仅如此，在猪舍配套设施安排上，还需要考虑到雨污分离。具体配套设施见表5。

4  粪污处理

本项目每天粪便产生量大约为20 t，污水产生量50～100 t。粪便采用异位发酵处理，污水采用沼气池-A/O系统处理，粪污处理流程如图3所示。粪污进入集污池，通过清浓分离设备，浓度较大的粪污通过异位发酵系统处理，浓度较小的粪污通过沼气池和A/O系统处理。

另外，全场铺设雨污分流管道、采用全漏缝免冲洗清粪工艺;配种舍、妊娠舍安装水位计饮水器，公猪站、分娩舍安装碗式饮水器，并配备高压（200 Pa左右）水枪。确实做到从生产源头上最大限度地减少粪污产生量。

4.1  粪便处理

粪便处理采用异位发酵处理综合技术，该技术利用人工构建的高效发酵系统将畜禽粪污集中处理，使畜禽养殖与粪污处理分开进行，具有占地小、投资少、运行成本低和无臭味等优点。养殖场无需设置排污口，可实现粪污零排放;粪污经微生物发酵处理后可全部转化为固态有机肥原料，实现资源化利用[4]。

4.1.1  异位发酵床处理设备  异位发酵阳光棚，建筑层数1层。结构形式为轻钢结构，内设发酵槽与喷淋池，棚外设有垫料储存仓库，面积125 m2。大棚脊高5.5 m，檐高4.5 m，墙高1.8 m，总长45.3 m，宽23 m，总面积1 042 m2;配套卷帘布、铝合金卷帘门;棚内有发酵槽、喷淋槽、移位槽、翻抛机、喷淋机。1 t垫料占3 m3，每月吸纳3 t粪污，得出该处理设备日处理粪污量最高可达48 t。异位发酵阳光棚内部构造见表6，图4、图5为异位发酵阳光棚图解。

4.1.2  异位发酵处理原料  发酵基质配方：谷壳、木屑各半，将湿度调节到40%～60%，后期补充垫料时主要投放谷壳，年补充量约为1/3。

发酵菌剂：枯草芽孢杆菌、放线菌和光合细菌及霉菌混合制剂[5]，剂量：500 g/m3;异位发酵菌剂可耐高温，最低45 ℃，最高80 ℃，并且可以去除粪污的臭味物质[6]，将不易消化的成分降解为易吸收的小分子，还可产生菌体蛋白和抗病毒、抗菌物质。

4.1.3  异位发酵处理流程  异位发酵处理流程如图6所示，猪舍内的粪污经粪沟进入集污池，粪污在集污池内切割与搅拌以防止沉淀，并通过切割泵打浆抽送至喷淋池，喷淋机将粪污浆喷洒在垫料床上，此时添加发酵菌剂;智能翻抛机对垫料床进行翻堆，将垫料与粪污混合均匀。喷淋机往返喷淋粪污，翻抛机同样是往返式翻堆，反复进行，最终垫料可作为有机肥利用。

发酵初期，床体持续高温使水分很快蒸发，填入的粪污被微生物快速分解与消耗;15～20 d后，床體的水分持续下降，pH呈碱性，不利于微生物生长繁殖，此时需要添加粪尿，使床体的水分与养分含量升高;发酵后期，可供微生物利用的养分含量减少，此时则需要通过翻推、添加新鲜的垫料、菌剂的方式，使床体恢复活力[7，8]。发酵时间可控制在45 d左右，将有机肥取出，补充垫料后继续运行;若不急需施肥，垫料可持续使用1年以上。

4.1.4  异位发酵处理结果  经微生物异位发酵发酵处理后的粪污和垫料转化为腐殖质，颜色呈黑褐色或黑色、无味、不臭，水分在45%以下，质地疏松、有弹性，碳氮比降为15～20∶1。腐熟的垫料富含有机质与氮、磷、钾等营养物质，其含量符合中国有机肥料农业行业标准（NY525-2012）与城镇垃圾农用控制标准（GB8172-1987）的要求，同时重金属元素与抗生素的含量也均在相关标准限量范围内，满足作为再利用的有机肥的要求[9]。

4.2  污水处理

猪场污水有“三高”的特点，高氨氮、高有机物、高悬浮物，并且水质水量波动大，单一的处理系统难以实现污水处理及无害化回用。本项目污水处理采用沼气池-A/O系统，A/O系统是厌氧水解技术和活性污泥结合的污水处理法，可有效地降解有机物，还可除磷。先行使用沼气池处理可使难降解的物质变成易降解的物质，再经A/O系统处理，日处理污水可高达80 t。沼气池-A/O系统工艺技术成熟，运行稳定，不仅可做到污水回用，当粪污经沼气池处理时，还可产生沼气，供生产使用。总体流程见图7，污水处理系统设施设备具体规格见表7。

4.2.1  预处理工艺  预处理系统主要是完成拦截注射器、塑料袋、胎盘等大块杂物，同时沉淀污水中砂砾等颗粒，除去杂物后的污水进行固液分离，分离出液体和粪渣，液体进入沉淀酸化池初步酸化，并有污泥沉淀;粪渣进入粪渣堆棚，可用于无害化堆肥工艺。固液分离机选用台湾炼盛最新型全自动高效固液分离机，型号LK-120T，固液分离机最大处理量40 t/h;整机为304不锈钢结构，契型水切滤网配有挤压装置。其流程为：废水→格栅/沉砂池→集水井→固液分离机→沉淀酸化池。

4.2.2  厌氧处理工艺  厌氧处理工艺设有红泥塑料厌氧池即沼气池，污水在厌氧池内，在水解细菌、产酸菌、产甲烷菌等微生物的共同作用下可在无耗能的条件下将废水中有机物降解，还可将大分子污染物分解为小分子中间体，使难生化降解物质转变为易生化降解的物质，可提高污水可生化性;同时污水中有机物在产甲烷菌的降解作用过程中可产生沼气。

4.2.3  A/O系统处理工艺  A/O系统处理工艺是先厌氧后好氧的一个过程，先对沼液进行调节水质和水量，调整后的污水进入中沉池进行泥水分离，分离出污泥和污水，污泥排至污泥浓缩池，污水进入厌氧处理，硝化与反硝化作用，调节污水pH，并将硝态氮转化为氨气排出，污水进入好氧处理，即活性污泥处理，该过程也会通过硝化作用除去氮，并且活性污泥中的聚磷菌在此过程大量地吸收污水中的磷酸盐，而进入二沉池进行泥水分离，将污泥排至污水处理系统，上清液进入后续处理。其流程为：沼液→调整池→中沉池→缺氧池→接触氧化池→二沉池。

4.2.4  深度处理系统  采用催化氧化、混凝沉淀进一步除去A/O系统出水中难降解的污染物，并投入絮凝剂PAC和PAM，对水中小分子有机物絮凝，然后进入沉淀池进行泥水分离，上清液进入接触消毒池，池中投放次氯酸钠，可杀死绝大多数的病原微生物，污泥进入污泥浓缩池。标准排放口可用于污水经处理后最终排放前的水质采样检测和计量，配备流量计及在线监测仪等监测设备。流程为：二沉池出水→催化氧化池→混凝池→沉淀池→接触消毒池→标准排放口→冲洗猪舍。

4.2.5  污泥处理系统  污泥浓缩池收集沉淀酸化池、中沉池、缺氧池、二沉池、沉淀池的污泥，进行重力浓缩，降低含水率、以减少污泥体积，上清液流到集水井，污泥抽至异位垫料车间进行处理。

5  病死猪无害化处理

病死猪处理采用无害化堆肥技术，又称高温堆肥，该技术成本低廉，原料简单，主要是稻糠、木屑、秸秆、原场内新鲜粪便、干猪粪;其原理是人为制造一个好氧发酵的环境，使微生物大量繁殖，有机物分解。过程中会产生55～70 ℃的高温，并持续1～2周，可杀死绝大部分病原菌、寄生虫和害虫，最后使动物尸体转化为腐殖质，可直接用于农田施肥，整个过程没有废水产生。

6  园区资源循环利用

根据猪场周边的地理特性，本项目设置46.7 hm2的农产品基地，用于消纳异位垫料处理和无害化堆肥处理后产生的有机肥。果园面积约26.7 hm2，种植枇杷及柑橘，套种杂交狼尾草，这样的种植方式可使果园保湿、保肥能力加强，利于果树的生长[10];农田约20.0 hm2，种植水稻、蔬菜、鱼腥草。鱼腥草是一种中草药，具有清热解毒、利尿消肿、止血等功效，在猪饲料中长期添加鱼腥草，对猪喘气病有一定的治疗效果，并且可以预防许多其他的疾病[11];狼尾草及蔬菜可用于猪群饲喂，采用打浆拌料的方式，不仅不会破坏其营养价值，且适口性良好[12];稻糠、稻草可作为发酵基质使用。园区资源循环利用如图8所示。

7  小结

本项目以实现“生态循环、健康高效”为目的，其核心内容是建立一套完整的生态循环系统，使场内物质良性循环。整个猪场建设的选址、工艺参数、工艺流程、规划布局，都体现出现代生猪养殖业的规模化与专业化。粪污采用异位发酵处理;污水处理采用沼气池-A/O系统;病死猪采用无害化堆肥处理，这些“变废为宝”的相关设施，贯穿绿色理念，实现了养殖场内的循环经济效应。该项目的建设对当地的绿色经济以及畜牧业有一定的促进与示范作用。

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