粪污资源化利用机械化对于构建循环养殖模式、推进种养结合具有关键性作用。为指导生猪规模养殖粪污资源化利用设备的科学配置和规范管理，促进粪污资源化利用技术进步，特制定生猪规模养殖粪污资源化利用设备配置技术规范。本规范适用于生猪规模养殖粪污资源化利用设备的一般性、常规性配置。
一、粪污资源化利用主要模式
1.肥料化利用模式。指猪场产生的粪污经收集和固液分离后，固态物质经专业化组织进行有机肥加工或经堆肥发酵就近还田利用的模式。固液分离后液态物质可做沼气工程的原料，或经氧化塘无害化处理储存后，在农田需肥和灌溉期间还田。该模式要求有一定容积的贮存设施，周边配套相应面积的农田，同时需配套建设粪水输送管网或粪水专用运输车辆。
2.能源化利用模式。该模式以专业生产可再生能源为主要目的，通过收集周边养猪场粪便和污水、建设大型沼气工程，进行高浓度厌氧发酵生产沼气，沼气发电上网或提纯为生物天然气利用，沼渣生产有机肥还田利用，沼液作为液体肥料还田利用或深度处理后达标排放。该模式可能源化利用效率高，但一次性投资高、集中产生的大量沼液需配套后续处理利用工艺，处理成本较高。适用于具备沼气发电上网或生物天然气进入管网条件的大型规模化猪场或养猪密集区。
3.全量收集还田利用模式。指将养猪场粪便和污水全量收集，通过氧化塘贮存发酵一定时间后还田的粪污处理模式。该模式中粪污收集、处理、贮存设施建设和运行成本低，粪污养分利用率高。由于粪污贮存周期一般要达到半年以上，需要足够的土地建设氧化塘贮存设施；施肥期较集中，需配套专业化的搅拌设备、施肥机械、农田施用管网等；粪污长距离运输费用高，只能在一定范围内施用；粪污含杂量高，对于过滤设备、输送泵、管道等要求高。适用于周边有配套农田且为水泡粪工艺收集粪污的猪场。
4.污水达标排放模式。养殖场产生的污水进行厌氧发酵、好氧处理等组合工艺进行深度处理，污水达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB-）。该模式中污水深度处理后可实现达标排放，不需要建设大型污水贮存池，可减少粪污贮存设施的用地。该模式因污水处理成本高，大多养猪场难以承受，适用于无配套农田的规模化猪场。本规范不对该模式涉及到的设备进行介绍。
二、粪污资源化利用机械作业关键环节
1.粪污收集。粪污收集是养殖场粪污资源化利用的首要环节，目前在生产实践中主要包括水冲粪、水泡粪、干清粪三种方式。
（1）水冲粪是指每天用水冲洗圈舍，混合有粪尿的冲洗污水经排污主干沟进入贮粪池内贮存。水冲粪的特点是能及时、有效地清除舍内粪尿，保持猪舍环境卫生，缺点是耗水量大，水资源浪费严重，且粪污产生量显著增多，增加了后续粪污处理难度。
（2）水泡粪是指在猪舍漏粪地板下建有一定深度的粪污舍下贮存池，日常粪尿冲洗和饲养管理用水一并排入舍下贮存池中，储存一定时间后经排污主干沟进入贮粪池贮存。水泡粪的特点是粪便中的可溶性有机物经长时间浸泡后，便于后续处理。缺点是粪便部分厌氧发酵，产生甲烷等有害气体，一般需配套通风系统用于猪舍换气。
（3）干清粪可分为机械清粪和人工清粪两种方式。机械清粪是指通过刮板机将粪尿运送至猪舍一端后运走。人工清粪是指漏粪地板将粪便留在地板上，人工进行清扫和收集后运送至贮粪场。干清粪的特点是收集的固态粪便含水量低，粪中营养成分损失小，肥料价值高，便于高温堆肥或进行其他方式处理利用；耗水量少，产生的污水量少。
2.粪污处理。粪污处理是粪污资源化利用前的核心环节，主要包括固液分离、发酵处理两种方式，发酵处理又可分为发酵堆肥和厌氧发酵。
（1）固液分离是粪污处理初期的主要方式。通过对粪污筛分、挤压等方式，大幅降低粪污的含水率，便于后期的运输、存储或进一步处理。一般可将粪污从80%～90%的含水率降到60%～70%的含水率。该方式应用的主要机械为固液分离机。
（2）发酵堆肥是将固液分离后的固态粪便通过添加益生菌，经搅拌和通风供氧，使其处于好氧发酵状态，形成稳定的腐殖质类物质（有机肥料），达到资源化的目的。该方式应用的主要机械为发酵处理机、翻堆机。
（3）厌氧发酵处理是将粪污水在密闭、厌氧条件下进行处理，利用厌氧微生物分解有机物产生沼气的一种生物消化过程。常见的处理模式有厌氧产沼气法和氧化塘法，厌氧发酵处理主要是通过建造专用的设施工程来实现资源化的利用，相关设施设备工业化程度较高，本规范中不做重点介绍。
3.粪污施用。粪污施用是推进粪污资源化利用的最后环节，包括固态粪肥抛洒还田、液态粪肥撒施还田、沼气发电和沼渣沼液还田几种方式。
（1）固态粪肥抛洒还田是指通过固态肥撒肥机将发酵堆肥后的固态粪肥进行抛撒还田。固态肥撒肥机装载量大、可自行调节撒肥量，具有作业效率高和撒播均匀等特点。
（2）液态粪肥撒施还田指通过液态肥撒施机或远距离施肥泵将存储于氧化塘或贮存池的液肥直接输送、施用到土壤中。具有不易撒漏，作业效率高，撒施均匀等特点。
（3）沼气发电和沼渣沼液还田指将厌氧发酵过程中产生的沼气通过沼气发电机组进行发电，实现能源化利用。沼液沼渣通过固态或液态粪肥撒施机进行还田利用。
三、粪污资源化利用主要机械
1.粪污收集设备。粪污收集设备主要包括漏粪地板、刮粪板。
（1）漏粪地板是指铺设在猪舍地面，猪粪通过猪群踩踏穿过缝隙，自由下落掉入粪沟。漏粪地板主要有水泥漏粪地板、塑胶漏粪地板和铸铁漏粪地板。根据生猪的不同生长阶段选用不同材质和漏缝宽度的漏粪地板。漏粪地板主要技术参数见表1。
表1漏粪地板主要技术参数
适用猪群
主要技术参数
漏粪地板材质
漏缝宽度（mm）
后备母猪、妊娠母猪、公猪
水泥
20～25
哺乳仔猪、保育仔猪
塑胶
9～11
分娩母猪
铸铁
9～11
（2）刮粪板是通过电机或液压驱动刮板在猪舍粪道内部往复运动，实现清粪过程。按照型式可划分为平板型、V型。刮粪板的主要技术参数为配套电机的功率、刮板的宽度、高度、行程等。刮粪板主要技术参数见表2。
表2刮粪板主要技术参数
参数名称
参数范围
配套电动机额定功率（kW）
0.75～1.5
刮粪板行程速度（m/min）
8～12
刮粪板最大行程距离（m）
≤
刮粪板宽度（m）
1.0～2.8
刮粪板高度（m）
0.3～0.4
2.粪污处理设备。粪污处理设备主要包括固液分离机、发酵处理机、翻堆机。
（1）固液分离机是粪污处理初期的主要设备，主要通过筛分、挤压等方式，大幅降低粪污的含水率，便于后期的运输、存储或进一步处理。主要有螺旋挤压式固液分离机、斜筛式固液分离机、圆筛式固液分离机、卧式离心分离机等型式。不同型式的固液分离机选择主要考虑养殖场粪污水处理量、粪污水含固率、固体颗粒大小、粪水是否含沙以及对分离后的含固率的具体要求。固液分离机主要技术参数有处理能力、分离后干粪固形物含水率和粪污水固形物去除率等，其中处理能力应符合企业明示要求，固液分离机主要技术参数见表3。
表3固液分离机主要技术参数
参数名称
单位
要求
分离后干粪固形物含水率
/
≤80%
粪污水固形物去除率
/
牛粪水≥50%；猪粪水≥45%；
鸡粪水≥30%
（2）发酵处理机是将畜禽粪便、辅料等按比例混合投入发酵处理机中，通过调节内部物料的温度、湿度、含氧量等对畜禽粪便进行好氧发酵，一般产生55℃以上高温，杀死其中的病原菌和寄生虫，同时利用除臭系统对排放的气体进行生物除臭，达到物料无害化处理的目的。常见的发酵处理机型式有罐式、卧式、层叠式等。发酵处理机主要技术参数有日均处理能力（m3/d）和小时耗电（(kW·h)/h），技术参数应符合企业明示要求。
（3）翻堆机是指对畜禽粪便进行翻抛作业，为进行好氧发酵的畜禽粪便供给氧气，使发酵原料在发酵腐熟过程中充分补氧与输送，维持好氧生物的代谢活动，防止堆温过高。翻抛深度、翻抛次数可自主控制。翻堆机主要技术参数有生产率、能耗等。其中生产率应符合企业明示要求，能耗≤0.15kW·h/m3（每立方米耗电量）或≤0.04kg/m3（每立方米耗油量）。
3.粪污施用设备。粪污施用设备主要包括固态肥抛撒机、液态粪肥撒施机、沼液沼渣抽排机、远距离施肥泵、沼气发电机组等。
（1）固态肥抛撒机是指处理、运输及抛撒有机肥的机械。常见的有牵引式、自走式；按照作业方式划分，有后抛式、侧抛式；按照抛撒装置型式划分，有立式双螺旋撒布、后置双圆盘撒布等。抛撒机主要技术参数包括纯工作小时生产率、施肥量、抛撒宽度、施肥均匀性变异系数等。其中施肥均匀性变异系数要求≤30%，其他技术参数应符合企业明示要求。
（2）液态肥撒施机是采用粪肥施用罐车挂载各类专业的施肥机设备，将液态肥进行还田，还田方式可分为直接喷洒式、浅/深施式、拖管式等。撒施机主要技术参数包括纯工作小时生产率、施肥量、喷洒宽度、施肥均匀性变异系数等。其中施肥均匀性变异系数要求≤30%，其他技术参数应符合企业明示要求。
（3）沼液沼渣抽排机是指自身带有磨刀和磨碎盘,能抽送、运输沼渣沼液的机具。既可从沼气池抽粪水到储液池,也可以从储液池抽送粪水直接到田地给农作物施肥。沼液沼渣抽排机主要技术参数包括罐体内残渣率、抽吸流量、抽吸距离、抽吸深度等。沼液沼渣抽排主要技术参数见下表4。
表4沼液沼渣抽排机主要技术参数
参数名称
要求
罐体内残渣率
＜3%
抽吸流量（m3/min）
罐体容积≤5m3
≥0.25
5m3＜罐体容积＜8m3
≥0.04
罐体容积≥8m3
≥0.05
抽吸距离（m）
罐体容积＜2m3
≥20
罐体容积≥2.0m3
≥30
抽吸深度（m）
罐体容积＜2m3
≥3
2m3≤罐体容积＜6m3
≥4
罐体容积≥6m3
≥5
（4）远距离施肥泵是指通过管道从液体有机肥的存储位置与土地连接起来，依靠真空泵的功能，实现液体肥料远距离输送。远距离施肥泵主要技术参数包括柴油机功率、柴油机输出转速、流量、扬程等。远距离施肥泵主要技术参数见表5。
表5远距离施肥泵主要技术参数
参数名称
要求
柴油机功率（kW）
80
柴油机输出转速（r/min）
流量（m3/h）
扬程（m）
40
（5）沼气发电设备是指沼气经脱硫器由贮气罐供给燃气发电机组，从而驱动与沼气内燃机相连接的发电机产生电力，主要包括沼气发电机组和热回收装置。沼气发电机组主要技术参数包括电压整定范围、燃气消耗率、机组热效率、常温起动性能等。沼气发电机主要技术参数见表6。
表6沼气发电机主要技术参数
参数名称
要求
电压整定范围
95%～%
燃气消耗率
符合NY/T-中表1的规定
机组热效率
≥24%
常温起动性能
符合NY/T-中5.5的规定
四、粪污资源化利用设备配置
1.粪污收集设备配置。粪污收集类设备进行配置时需考虑生猪养殖的规模、厂区整体规划和饲养阶段、饲养工艺要求等因素。畜禽规模养殖场宜采用干清粪工艺。采用水泡粪工艺的，要控制用水量，减少粪污产生总量。鼓励水冲粪工艺改造为干清粪或水泡粪。
漏缝地板的选配主要考虑生猪养殖不同阶段，选择相对应的漏缝间隙宽度；刮粪板配置要充分考虑养殖场规模、猪舍的整体设计尺寸等因素，科学测算养殖过程中的产粪量，综合考虑各种因素来确定配套电机功率、刮粪板的高度和宽度。
2.粪污处理及粪污施用设备配置。粪污处理及粪污施用设备是生猪饲养的后续处理环节，在处理方式上与养殖工艺、模式联系密切。对于固液分离机、发酵处理机、翻堆机、固态肥抛撒机、液态粪肥撒施机、沼液沼渣抽排机、远距离施肥泵、沼气发电机组等机械设备的选配要根据处理的量、处理时间、处理物的特性等综合因素进行选配，建议优先选配通过农业机械推广鉴定的机械设备。
（1）规模生猪养殖场干清粪或固液分离后的固体粪便可采用堆肥、沤肥等方式进行处理利用。一般来说，猪场堆肥设施发酵容积不小于0.m3×发酵周期(天)×设计存栏量(头)。
（2）液体或全量粪污通过氧化塘、沉淀池等进行无害化处理的，氧化塘、贮存池容积不小于单位畜禽日粪污产生量（m3）×贮存周期(天)×设计存栏量(头)。生猪的单位畜禽粪污日产生量推荐值为：0.01m3。
（3）其他方式粪污处理要求可参见农业部办公厅关于印发《畜禽规模养殖场粪污资源化利用设施建设规范（试行）》。
3.不同种类的粪污资源化利用模式及其对应配套的机械设备见表7。
表7粪污资源化利用模式机械设备配置表
模式
环节
主要配置设备
肥料化利用模式
收集环节
漏粪地板、刮粪板等
处理环节
固液分离机、发酵处理机、翻堆机等
施用环节
固态肥撒肥机、液态肥撒施机等
能源化利用模式
收集环节
/
处理环节
沼气工程
施用环节
沼液沼渣抽排机、沼气发电机等
全量还田利用模式
收集环节
漏缝地板、刮粪板等
处理环节
/
施用环节
远距离施肥泵等
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