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规模牧场中含沙牛粪是如何处理和存储的?请戳这里!
日期:2018-09-07   来源:本站

   您的奶牛场是否希望使用沙子作为奶牛的卧床垫料,但是却因为含沙牛粪处理非常困难而犹豫不决?还是您的奶牛场现在正在使用沙卧床,并且正在寻找更好更有效地含沙牛粪处理方法?您是否想从牛粪中将沙子分离出来?针对国内奶牛场选择沙床系统的较多,就这些疑问,我们希望为您带来有效的含沙牛粪的处理经验。


   含沙牛粪的基本特征

   含沙牛粪是两种不同材料组成的复杂混合物。新鲜牛粪基本上是水和未消化饲料的混合物。新鲜牛粪是可以通过泵输送的,而沙子是可以堆积的,但是当新鲜粪便和沙子混合在一起后,就变成了既不能泵送,又不容易堆积的混合物。例如,将含固率15%、密度为993千克/立方米的52千克新鲜牛粪,与含固率95%、密度为1762千克/立方米的25千克沙子进行混合,其结果是变成了77千克的含沙牛粪,其含固率接近40%,密度大约为1153千克/立方米。

   粪便的相对流动性是选择合理的粪污处理方法的重要考虑因素。例如,根据传统的流动性标准,含固率35%的粪便(层状粪便)可以堆积,作为固体进行处理。但是,含固率35%的含沙牛粪却既不能堆积也不能轻易泵送。含沙牛粪与含有机垫草的牛粪在流动性上存在很大差异,主要是因为沙子不能吸收液体(水),但有机垫草却可以。含沙牛粪的流动性取决于奶牛新鲜粪便以及受周围环境影响后的含沙量和含水量大小。含沙量较少的粪便可以采用常规的粪便处理系统进行处理。然而,从奶牛舒适的角度考虑,并不推荐放弃或减少沙子的使用。


   1、并非所有沙子都一样

沙子粒径有不同的等级。当决定使用什么类型的沙子时,要考虑哪种沙子在牛舍中最适用,而且粪便最容易处理。

作为卧床垫料,首选含细沙较少的沙子,例如混凝土沙和石灰沙。这种沙子更有利于奶牛牛体健康,排水性能更好,维护也更少,而且不像细沙那样会粘到奶牛身体上。从牛粪处理角度看,含细沙较少的沙床垫料,也更容易通过机械式沙-粪分离器或沉砂系统,从奶牛粪便中分离出来。


   2、沙子粒径等级的确定:

   用筛子量化分析含沙样品,将结果标绘在图表上,以此来确定沙子的等级(见图表)。高精细的沙子通过较大筛孔的比例较高。将筛孔孔径逐渐增大,绘制出几条平行曲线,同样标绘在图表中。

   含细沙较少的沙样品中会有更多沙子停留在具有较大筛孔的筛子上,在该等级下,在较大筛孔段,水平曲线较短。

   在国外,信用好的沙供应商甚至会提供一份详细的筛分分析数据。实际上你可以做一个分析实验来分析你的卧床垫料——沙子的性质。从而在采购时就选择较容易维护和处理的沙源。


   含沙牛粪的收集

   当奶牛进入、使用以及离开牛卧床时,很容易将沙子带出或踢出牛卧床。从奶牛舒适度、乳房健康的角度来看,这是一件好事,可是却会污染粪尿、甚至混入牛奶中。

   奶牛离开牛卧床时,牛蹄以及粪便收集设备很容易将沙子带出卧床,与粪便尿混合,使其变成均匀相近的混合物。所以首先应当合理设计卧床尺寸,并且注意卧床沙池的小坎墙设计,尽量减少沙子外泄。同时清粪设备应根据其耐磨性以及含沙牛粪的重量进行评估。尽管这种设备开始时可以正常运行,但是长时间工作后,如果不进行必须的维护,就不能达到预期的效果。

   清理清粪通道最好的机械方法是使用橡胶刮板,将其安装在滑移装载机上或小型农用拖拉机上。橡胶刮板,经久耐用,能承经受住沙子摩擦,同钢刮板相比,与地面之间的磨损更少。含沙牛粪可以被刮至输送装置中,或者直接向外推至存储区内。

   刮板清粪设备受很多牧场主的欢迎,因为它可以经常清理粪道,从而可以使用最少的劳力,获得最大的牛体清洁度及牛蹄健康。然而,大多数刮板清粪设备并不是专门为处理含沙牛粪而设计的,特别是对于那种较长的清粪通道,同时使用了小型横跨式排粪沟的。这些条件造成了被驱动设备拉出来含沙牛粪的大量堆积,因为它并不是设计来处理含沙牛粪的。此外,刮板清粪设备的钢铁刮片磨损很快——应考虑采用硬橡胶取代钢铁刮片。美国密歇根州中部的一个农场使用刮板清粪设备,成功清理了牛舍中的含沙牛粪。刮板加重,同时使用重型链条代替较轻的钢缆绳,据农场主回忆此刮板共使用了约6年时间。

   使用冲洗阀进行粪道的水冲清粪也是应用较广泛的清粪方式。冲洗水量必须确保能够清除掉粪道上的粪便。所需冲洗水量由三个变量决定:走道的长度,粪道宽度和坡度,以及必须从走粪道清除出去的沙粒的大小。清理牛舍时,必需完全的清除含沙牛粪,但是在走道上剩余少量沙子也是可以接受的,因为沙子可以增加摩擦力。


   1、运输到存储/分离区

   可以通过许多方式输送含沙牛粪。如果分离或存储区靠近牛舍,含沙牛粪可以使用安装在拖拉机或滑移装载机上的橡胶刮板直接刮到存储或分离区内。一般情况下,含沙牛粪不推荐使用重力流输送,因为沙会沉淀和堵塞渠道和管道。

   许多类型的泵都可以将粪便从牛舍运输到储存区。活塞泵是具备该功能并经常使用的一种泵。离心泵也可以用来输送含沙牛粪,但是,由于离心泵一般转速较大和叶轮空隙较小,所以很容易磨损和堵塞。活塞泵运行时基本上类似于一个大的注射器和喷射材料。大流量曲线以及小功率使活塞泵相对来说更适于处理含沙牛粪。从实际使用来看,活塞泵的缺点是,它不能提供持续的高流速,因此使用时可能会导致管道堵塞。在泵排放管道被深埋的地方,应该每间隔一段距离(每20米左右)设置清淤检修装置。

   卧式螺旋输送机(如图2)也可以将含沙牛粪从牛舍输送到储存或分离区。螺旋输送机一般位于牛舍自由通道地面下的槽中。螺旋输送机会尽可能的将粪便 “转移”或“清除”出牛舍。一些对处理含沙牛粪有经验的生产商,可以将螺旋输送机设计得高度耐磨。螺旋输送机长度一般限制在36米以内,根据螺旋输送机长度,需要4-11千瓦的动力。不过多个卧式螺旋离心机可以通过串联方式使其有效输送长度超过36米。


图2


   2、分离系统的选择

   分沙系统可分为机械式或非机械式两种。非机械式分离器依靠沉降原理:利用水作为媒介,根据牛粪以及沙子各自特殊的的比重和尺寸来进行分离。沉砂池是一种常用的非机械式分离系统。沉砂池的运行经验如下:使含沙牛粪的流速低于0.3m/s,沉砂池内滞留1分钟,让沙子沉淀下来。在该流速下,大多数沙粒和一些粪便固体沉淀下来。沉砂池的作用是有限的,关键在于对它的管理。例如,沙子沉淀后堆积在沉砂池中,从而降低了它的分离效果。所以,为了使沉砂池的作用达到设计理想状态,它就必须定期清空。

   沉砂池中的沙沉淀量取决于使用的沙子类型。使用本系统,不推荐使用大量细沙,因为细沙容易填充到粪便的间隙中,与粪便一起流过沉砂池。从沉砂池中回收的沙子包含许多有机质,一般不适合再次使用。如果回用,必须经过冲洗以及充分的晾晒。

   由于沉砂池完全依靠沙子和牛粪比重的不同进行分离,一般长度较长,占地面积比较大,所以国外已经专门针对奶牛场含沙牛粪研发出了分沙设备,并得到了推广使用。机械沙-粪分离器不等同于机械粪便固液分离器。其区别是,沙-粪分离器从粪便和水中分离出沙子,并且沙子还可以回收利用,而粪便固液分离器从水中分离出粪便固体和沙子的混合物,沙子不能再回收利用。含沙牛粪通常通过倾斜的螺旋离心机输送至沙-粪分离器。通过沙-粪分离器,可以得到含水率在10%-12%,有机质含量低于2%的沙子,此种沙子完全可以作为卧床垫料进行回用。机械式分沙器可以很好的分离细沙,沙子的回收率可以达到90%或者更高。从机械分沙器排放出来的粪便相对来说不含沙子,可以泵送或者通过重力流运输到后续处理区。

   3、储存

   含沙牛粪的储存方式选择取决于项目所在地地形、农场现有设备或场主有意愿购买的设备、输送方式、当地的土壤特性、地下水深度以及地方规定等诸多因素。

   含沙牛粪经过有效地沙-粪分离后,粪便就可以按照处理液态牛粪的方式进行长期储存。

   没有经过任何处理的含沙牛粪,也没有加水稀释的话,含沙牛粪只能有效地储存很短时间(大约2-3周)。稀释水的来源包括挤奶废水、直接降雨和雨水径流。如果全年可以经常还田使用粪肥,并希望依靠单一一套粪便处理设备来处理粪便的话,短期储存仍然可以运行良好。但是作为预防措施,应该通常应当设计短期存储区,以便在使用挖掘机或装载机清理长期储存池中沉淀下来的沙子时,可以临时备用。

   靠近牛舍的含沙牛粪储存,可以直接通过安装在滑移装载机上的橡胶刮板或螺旋离心机来进行输送。较远的储存大多数是泵输送系统。

   同时,如果不选择短期储存,而是希望长期储存,那么设计时,必须考虑通过加入稀释水使含沙牛粪中的沙子有效沉淀下来。

   含沙牛粪的存储池可以是全地下式的,也可以是半地上式的,这样沉淀下来的沙子方便进行清理。储存池的类型可以是混凝土池,也可以是池底是混凝土而池壁是覆膜防渗处理。


   含沙牛粪的处理

   短期含沙牛粪储存区的清空一般可以通过泵实现,或者使用装载机清运,也可以通过专用罐车喷洒粪便。此外,还可以使用螺旋输送机来清空。

   一般情况下,长期含沙牛粪储存区清空需要两套粪便处理设备—一套设备处理液态部分(水和可以流动的固体),另一套设备处理固体部分(沉淀下来的附着着粪便的沙子)。液态部分可以通过泵抽送,固体部分可以通过铲车或运输撒料车来清空。

   应当注意清空短期储存区和长期储存区时并不需要搅拌,搅拌会大大阻碍整个排空过程。通常情况下,搅拌搅碎粪便,使粪便间隙中的沙子散落出来,从而加速了沙子停留(沉淀)。对含沙牛粪搅拌的结果是,在泵或者搅拌机周围形成“沙坝”(沙沉积)。这些坝阻止新粪便流向泵,形成了堆积的沙储存区,直到泵转移或该坝被破坏才能被清理掉。


   设备选择注意事项

   牛粪和沙子处理设备之间存在着明显区别。牛粪处理设备通常是用低碳钢建造,而沙子处理设备采用的是耐磨合金建造的。牛粪处理设备是依靠精密公差和高速度,而沙子处理设备利用的是大公差,防止沙粒摩擦金属表面。当购买处理含沙牛粪的设备时,可以考虑购买专门用来处理沙子的设备。对处理沙子有经验的生产商对生产技术和原材料都会非常了解,他们制造的机器会非常耐磨、处理沙子的效果好(能适应耐磨性和沙子的重量)。
 

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