猪场的粪便和臭气管理系统.ppt

ManureandOdorManagementSystemsforSwineOperations猪场的粪便和臭气管理系统 作者 StevePohlAgriculturalEngineer农业工程师 1 2 EnvironmentalImpactofSwineManure猪粪对环境的影响 EnvironmentalBenefitsofManure猪粪对环境的好处 Nleachingpotential 减少氮沥滤作用 soilerosion runoff 减少土壤侵蚀和径流 soilcarbon 土壤的碳增加 cropproductivity 提高作物生产率ReplaceenergyintensiveNfertilizer limitedresourcePfertilizer能够省下因制造无机氮肥导致的巨大能耗 还能节约磷肥资源 Summaryofpotentialmanurecontaminantsofwaterquality theassociatedenvironmentalrisk andmostcommonpathwaytowater 小结 粪便物质对水质的污染 有关的环境危害以及对水质最常见的污染途径 Surfacerunoff地表水径流 UnsaturatedZoneWaterTable地下水位Sand GravelAquiferBedrock Leachingtogroundwater沥滤入地下水 Wellcasings井壁保护层 PrivateWell Precipitation 1 3 4 Ammoniadeposition氨沉降 5 Macroporeflow大孔流 1 5 WhatarethePathwaysbywhichManureContaminatesWater 粪便造成水污染的途径 化粪池 不饱和区 地下水位 含水沙土层 基岩 储粪罐 私人水井 降雨 PlanningandEvaluationofManureStorage对储粪设施的规划和评述 20 7 WhyDoWeStoreManure 为什么要储存粪便 Toreducetheneedforfrequenthaulingandlandspreading避免频频装运和施肥Toallowlandspreadingatatimewhensoilandclimaticconditionsaresuitable在土壤和气候条件都适宜时进行施肥Toallownutrientapplicationatornearthecrop sgrowingseason在接近和正处于作物栽培季节时进行施肥 ManureStorageTypes储粪设施的类型 CommonlyUsedManureStorageFacilities通常应用的储粪设施 Basedprimarilyontypeandconsistencyofmanure主要根据粪便的类型和质地Solid固体Slurry粪浆Liquid液体 系统类型 带圈舍的敞开式牧场 舍饲 稀释 固体物 径流 处理和储存 固体物多于15 粪浆4 15 固体物 厌氧发酵池0 4 固体物 土质储粪池0 2 固体物 农田施肥 施肥机 植被过滤 抽吸灌溉设备 真空罐或重型泵槽车 去除固体物 Under floorDeepPitManureStorage地下深坑储粪坑 地下储粪坑 真空抽吸口 TotallySlattedDeepPit 3metersdeep FinishingBarn全条板深坑 3米深 肥育舍 ShallowGutterManureStorage浅储粪槽 18meters 18米 两端出口 一端出口 SlurryManureStorage粪浆储存OutsideTanks户外储粪罐 Usuallyconcreteorglass linedsteeltanks 通常是水泥结构或是内衬玻璃的钢板结构Manuremaybepumpedorflowintotankbygravity 粪便可用泵抽吸入罐或者靠重力流入罐内Agitationisnecessary 需要进行搅动Tanksmaybecoveredforodorcontrol 可将罐盖上 以防臭气四散 20 15 SlurryManureStorage粪浆储存EarthenBasins土质储粪池 Usuallylesscostlythantanks建造成本低于储粪罐Canaccommodatesomelotrunoff可容纳露天牧场的一部分径流水Requiressoilsinvestigationandsealconstruction需要调查土层情况并建造密封层Mowingandbermmaintenancerequired需要对护道进行保养并修剪护道区的植被 SlurryManureStorage粪浆储存EarthenBasins土质储粪池 continued 续 Somebasinsarefullyorpartiallylinedwithconcrete 有些土质储粪池全部或部分内壁衬以水泥Constructedrampsprovideaccesswithloadingandhaulingequipment 要建造斜道 供装运设备进入Basinsmaybeemptiedwithmechanicalloadingequipment 可配备机械装运设备 20 17 AdvantagesofSlurryManureStorage粪浆储存的优点 Lessvolume highersolidscontent thanlagoons 所需容量 固体物质含量高 小于发酵池Adaptabletotankstorage eitherunderfloororaboveground 可储存于储粪罐 储粪罐可建造在地下 也可在地面以上Tanksmaybecoveredforodorcontrol 若用储粪罐 则可加盖以防臭气四散Lessnutrientlossthanlagoons 养分的损失小于发酵池Manuremaybehandledhydraulically 可用水压设备抽吸粪便 DisadvantagesofSlurryManureStorage粪浆储存的缺点 Maybehigherodorpotentialthanlagoonsorsolidmanure 臭气大于发酵池或固体粪便Gasesfrompoorlyventilatedunderfloorpitsmayaffectanimals 通风不良的地下储粪坑中产生的有毒气体有害于动物Toxicorcombustiblegasescanaccumulateinenclosedareas 密闭区域内可积聚起有毒或可燃气体 Haulingmanyloadsofmanuremaybetimeconsumingandlaborintensive 多次装运既费时又费工Potentialforodorand orrunoffifslurryissurfacespreadwithoutinjectionorincorporation 如果田间施肥时仅施于土表 则易于散发臭气并随径流水流走 DisadvantagesofSlurryManureStorage粪浆储存的缺点 continued 续 LiquidManureStorageLagoons液粪发酵池 Commonlyusedwhensometreatmentneededforhandlingorreducedodors常用于需要进行处理以便于装运及减少臭气的场合Containapermanenttreatmentvolumeforbacteria留有永久性的处理空间供细菌活动Earthenstructureslargerthanslurryfacilities土质结构 大于粪浆储存设施 LiquidManureStorageLagoons液粪发酵池 continued 续 Siteandsoilsinvestigationrequired 需要对建造地点的土壤和地质情况进行调查Properlyconstructedsealisnecessarytocontrolseepage 必须建造密封层以防渗流Designedonbasisoftemperatureaswellasmanurevolume 根据温度和粪便量进行设计Performbetterinwarmerclimates 天气温暖时性能较好 20 22 LiquidManureStorageLagoons液粪发酵池 continued 续 Sourceofdilutionwaterfacilitatesprefillinglagoonatstartup开始时要先用稀释水灌注粪池Helpsmaintaintreatmentvolumeduringperiodsofdryweather有助于在天气干旱时保持处理空间Reduceseffectsofsaltbuildupinlagoons可减轻池内积聚盐类 AdvantagesofLiquidManureStorageLagoons液粪发酵池的优点 Maybeleastcostperunitofstorage单位储存容量的成本较低Abilitytostorelargeamountsofmanureand orlotrunoff能够储存大量粪便和牧场径流水Providessometreatmentofmanure reducingodorsanddegradingsolids能对粪便进行一定的处理 减少臭气并分解其中的固体物Enableshandlingofmanurewithpumpingandspreadingequipment能用泵和分离设备对粪便进行处理 Nitrogenlostandretainedinvarioustypesofmanurehandlingandstoragesystems 各种粪便处理 储存设施中氮的损失和潴留 CostandEconomicsofManureStorageFacilities储粪设施的成本和经济 Costshouldbeintegratedintoaneconomicanalysisofthecompletemanuremanagementsystem 成本应融入对整个粪便管理系统的经济分析之中Acompleteeconomicanalysismaynotsupportselectionofthelowestcostmanurestoragefacility 全面经济分析的结果可能并不支持采用最低成本的储粪设施 Comparisonofcostsofdifferenttypesofmanurestoragefacilities 不同类型储粪设施的成本比较 SizingManureStorages储粪设施的大小 ManureStorageSize储粪设施的大小 Determinedbyvolumeofmanureproduced rainfall runoff washwater andfreshwaterusedforflushing决定于粪便产量 降雨量 径流水量 冲洗水量和用于冲洗的新鲜水量Storageperiodneeded储存期限ShortTerm短期MidTerm中期LongTerm长期 Table8 ManureCharacteristics pigs 猪粪的特点 EvaluateTotalRainfall总降雨量估测 TotalrainfallforKunmingequals950mm昆明总降雨量950毫米Otherlocations1900mm其它地点1900毫米 昆明 降雨量 毫米 温度 123456789101112 月份 右图中 柱状代表降雨曲线代表温度 Water sourceoftrouble 水是麻烦的根源 Thewetterthewaste themoredifficultitistomanage 粪便越湿 则越难管理Transport storage andtreatmentbecomemoreexpensive 运输 储存和处理都很昂贵Fecesare 30 drymatter 粪便含干物质 30 Lagoonwasteis1 2 drymatter 粪便发酵池粪便含干物质1 2 Typicalwaterusageratesforcleaningswineproductionareas 清洗猪生产区的典型用水量 Waterwastecanbereduced 可减少废水Designwater independentwastecollectionsystem 设计不用水的粪便收集系统Placespecialwaternipplesorcupsundernipples 使用特殊的饮水乳头或在饮水乳头下放置水杯Usewt dryorliquidfeeders 使用干 湿饲槽或液体饲槽Fixwaterleaksanduselow watercleaningmethods修理漏水处 使用低水量清洗方法Preventrainwaterfromenteringwastestream 防止雨水进入粪便管理系统 Water sourceoftrouble 水是麻烦的根源 continued 续 ManureUtilizationandTreatmentTechnologies粪便利用和处理技术 ManureTreatmentOptions NaturalSystems天然系统 Vegetativefilterstrips植被过滤带Overlandflow地表水流Constructedwetlands人工湿地 ConstructedWetlands人工湿地 Typesincludesurfaceflow subsurfaceflow reciprocating andwetlandpond包括地表水流 表层下水流 交互水流和湿地池 SolidsSeparation固体物分离 SolidsSeparation固体物分离 GravityorMechanical重力或机械Reduceorganicloadingtostorageortreatmentunit减少储粪池或处理设施中的有机物ReduceliquidmanurevolumeandNcontent减少液体的量和氮含量 SolidSeparation固体物分离 Flexibilityinapplication应用灵活Odorreduction减少臭气Compostordirectapplication制作堆肥或直接施用于田间Value addedproducts增值产品 GravitySeparation重力分离 Landandsloperequirement需要场地和斜坡manyfarmshavelimitedspacebetweenbarnsandlagoon basins许多猪场在猪舍和粪池之间的空间有限Modifyplumbingtocollectmanurefromallhouses要重排管道 要能从所有的猪舍收集粪便Requiresloadertoremovesolids需要装载机以清除固体物 穿孔管道出口孔 1 4英寸 水泥沉降池 池高 1 2英尺 1英寸 英尺的斜坡 池长 池宽 9号 3 4英寸展延金属丝网 与墙壁斜度18度 4英尺可取下 2 cellconcretesettlingbasin2室水泥沉降池 Inlet Outlet Outlet 出口 出口 进口 IsThisManureHandlingSystemProperlySized 此粪便处理系统的大小合适吗 GravityScreenSeparation重力筛分离 GravityScreenwithRollerPress重力筛 辊筒压榨 ScrewPressSeparators螺旋压榨分离分离机 Composting制作堆肥 Aerobicbiologicalprocesstotreatorganicwastes处理有机废物的需氧生物学过程C Nand Moisture碳 氮比和水分含量Volume odorandnutrientreduction减少体积 臭气和养分Landapplication soilamendment用于田间 可改良土壤Marketingandqualitycontrolarelimitingfactorsforoff farmuse销售渠道和质量控制是猪场外应用的限制因素 Windroww MechanicalAeration干草加机械曝气 StaticPilew ForcedAeration静态堆积加强制曝气 Safety安全问题 SignageandFencing警示牌和围栏ToxicGases有毒气体Whenstoredmanureisagitated对储存的粪便进行搅动时HydrogenSulfide硫化氢Providemaximumventilation要提供最大通风 Safety安全问题 Donotallowanyonetoenteramanuretankwithoutaself containedbreathingapparatusandusethebuddysystem 不可让任何人在未戴上防毒呼吸机的情况下进入储粪设施 进入时必须实行各自为对方安全负责的 两人同行制 KeepinganEyeonWaterQuality关注水质问题 Taketimetowalkyouroperation花费些时间巡视你的猪场Monitorwaterquality注意水质问题Observeminimumsetbacks要寻找哪怕是最小的问题Developanutrientmanagementplan制定养分管理计划 Allnutrients notjustN pathogens andotherbiologicallysensitivematerialsinmanuremustbeconsideredtouseitinthemosteconomical environmentallysafemanner 对粪便中所有的养分 不仅是氮 病原体和其它生物学敏感物质 都应该考虑以最经济而安全的方式加以利用 AirborneEmissionsfromAnimalFacilities BigConcern来自饲养设施的气源散发 巨大的担忧 AirEmissionConcerns担忧气源散发 Who谁在担忧Communitiesandneighbors社区和邻居Producers生产者Governmentagencies政府部门 担忧什么Odor臭味Propertyvalue财产价值Health健康Cost成本Other其他 HealthImpacts对健康的危害 Psychologicalresponse生理上的反应Greateranger depression fatigue愤怒 沮丧和疲劳Physiologicalresponse生理反应Allergicreactionstodust bacteria对尘埃 细菌的变态反应Reportsofnausea vomiting headache恶心 呕吐和头痛Healthrisksarepoorlydocumented 已经证明了对健康造成威胁 AirborneEmissionSources臭气来源 2 Storage储粪池 1 Housing猪舍 3 LandApplication田间施肥 40 59 BaselineEmissionLevels基础散发水平 Buildingemissions alongwithemissionsfromthemanurestorage formabaselineemissionlevelforaproductionsite 来自畜舍 粪便储存设施的散发物 以及来自生产场所的基础水平散发物 AnaerobicConditionsCreateMostOdorCompounds厌氧条件会产生最多的臭气物质 ComplexorganicCompounds复杂的有机化合物 VolatileodorousCompounds可挥发的臭气化合物 Odor producingBacteria产生臭气的细菌 KeyPoints关键点 Airqualityconcernsarisefromthreesources buildings manurestorage andlandapplication 空气质量问题来自三个方面 畜舍 储粪池和粪肥的田间施用Emissionsincludedust odors andgases 散发物包括灰尘 臭气和各种有毒气体Ofthethree odorsarethemostdifficulttoquantify 以上3种中 臭气最难加以量化 Odorsaregasmixturesatextremelylowconcentrations臭气是最小浓度的多种气体的混合物 ReducingOdorGeneration减少臭气产生 DietaryManipulationstoReduceOdorGeneration通过日粮调控减少臭气产生 Balancinganimalperformancewithreductionsinodorgeneration在动物生产性能和减少臭气产生之间求得平衡 StrategiesforSwine解决猪场臭气问题的策略 Feedlowproteindiets饲喂低蛋白日粮Phasefeeding分阶段饲喂Lowsulfurdiets降低日粮中硫水平Additionoffermentablecarbohydrates添加可发酵的碳水化合物 Additives添加剂 Manyadditivesareavailabletoaddtopits lagoons oranimalfeed Theyworkindifferentways 现有很多添加剂可以添加到粪坑 发酵池或者动物饲料中 它们有多种作用方式 chemical 化学制品 disinfectants 消毒剂microbial 微生物 deodorants 除臭剂enzymatic 酶 Adsorbents吸附剂others 其他Somework somedonot 有些添加剂起作用 有些则无用 ReducingOdorGeneration减少臭气产生Summary小结 Nutritionally wecancontrolthelevelofnutrientexcretion从营养学角度说 我们能够控制养分的排泄水平Mustbeeconomicalfortheproducer对于养殖者来说 必须是经济的Additivesvaryineffectiveness添加剂的作用效果千差万别Operationsvaryineffectivenessofthesameadditive同样一种添加剂在不同猪场的效果亦不相同 ReducingOdorEmissionfromBuildingSources减少从畜舍散发的臭气ManureStorages粪池 41 68 TwoApproachestoMinimizingOdorEmissionsfromBuildings减少畜舍臭气的两种方法 Minimizetheodorgeneratedinthebuilding将从畜舍产生的臭气降低到最少Captureandtreatodorasitisemittedfromthebuilding s 将从畜舍产生的臭气加以阻挡和处理 WhatisBiofiltration 何谓生物过滤 BiofiltrationofAir空气的生物过滤Theuseofmicroorganismstooxidizevolatileorganiccompoundsandoxidizableinorganicgasesandvapors 用微生物氧化挥发的有机化合物以及可被氧化的无机气体和蒸汽 BiofilterConfiguration生物滤器的结构 机械通风的猪舍 臭味空气 猪舍地下粪池 排风扇 灰尘冲击器 臭气减少了的空气 生物滤材 滤材支撑 压力气体 气体管道 Gestation FarrowingBiofilters妊娠 分娩舍的生物滤器 Biofilters生物滤器 ODORREDUCTION SWINE臭气减少 猪 臭气单位 生物过滤器入口处气体 从生物过滤器排出的气体 日期 97年12月 98 4月 98年8月 98年12月 99年4月 99年8月 99年12月 00 4月 00 8月 PlacingMediaonPallets在草垫上放置生物滤材 FarrowingBiofilter分娩舍的生物滤器 SyntheticCovers人造覆盖物 Rigid woodenorconcrete orflexible plastic coversholdgasesandodorsinsidetank 坚硬的 木制或者水泥 或柔软的 塑料 覆盖物防止粪池中气体和臭气挥发出来Mostflexiblecoversfloatontheliquidsurface 大多数柔软的覆盖物漂浮在液体表面 BioorStrawCovers生物或者稻草盖子 Blowingstrawonearthenstorage将碎秸杆吹入土质粪池 Thinbiocoveronstorageafter1week一周后在粪池表面加上薄层生物覆盖 SwineFacilitywithTwo StageLagoon猪场 两阶段发酵池 FactorsAffectingOdorReleaseandDispersion影响臭气释放和传播的因