规模化奶牛场产排污系数、污水存贮及土地消纳量相关技术参数研究

摘要

本文主要包括四个部分，首先是对我国规模化奶牛场粪污处理和利用的基本情况进行分析研究，总结我国规模化奶牛场的主要粪污处理方式、清粪工艺及粪污利用方式;然后收集国内外奶牛场产、排污系数相关基础数据，通过整理与分析，并结合我国奶牛养殖情况和实际生产经验，确定我国规模化奶牛养殖的产、排污系数;然后以山东地区为例，确定山东地区规模化奶牛场所需田间贮存池的污水存贮周期及池容积主要设计参数;最后根据单位农用地作物需肥量及污水养分产量之间的关系，估算不同清粪工艺模式下单位农用地的污水消纳量。
　　第一部分:根据查阅到的相关信息，结合我国国情，总结出目前我国规模化奶牛场粪污处理和利用的基本情况:(1)清粪工艺:主要有水冲式清粪和干清粪两种工艺;(2)固体粪便处理及利用模式:处理技术包括干燥技术、除臭技术和综合利用技术;粪便利用方式包括粪便还田、制作有机肥、生产清洁能源、制作饲料、制作培养基等;(3)养殖废水处理及利用模式:主要有还田模式、自然处理模式和工业化处理模式3种。
　　第二部分:本研究建议的成年泌乳奶牛粪便日排泄系数范围为20～60kg/头·d，均值为40 kg/头·d;牛尿日排泄系数范围为10～25 kg/头·d，均值为18kg/头·d。奶牛粪便中主要成分含量估算参数:(1)牛粪中水分、有机物、TN、TP(P2O5)、TK(K2O)平均含量分别为84％、16.3％、0.40％、0.27％、0.22％;(2)牛尿中水分、有机物、TN、TP(P2O5)、TK(K2O)平均含量分别为96.0％、3.0％、0.78％、0.055％、1.20％。
　　本研究建议的规模化奶牛场不同清粪工艺模式每百头奶牛的污水排放系数为:干清粪工艺奶牛日产污水量范围为14～27m3/百头，均值21 m3/百头·d，年排污水7500 m3/百头·a;水冲粪工艺日产污水量范围为29～42m3/百头，均值36 m3/百头·d，年排污水12800m3/百头·a。
　　第三部分:本研究建议山东省地区田间贮污池污水存贮周期应以6个月为宜;山东地区可贮存百头奶牛6个月排放污水所需田间贮污池容积的主要设计参数为:(1)干清粪工艺:池深6.0 m，池表面积为524m2，池半径为12.7 m，池容积为3144m3;(2)水冲粪工艺:池深6.0 m，池表面积为708m2，池半径为15.0 m，池容积为4248m3。
　　第四部分:本研究建议的每季每公顷农用地奶牛养殖污水的消纳量为:(1)采用干清粪工艺的规模化奶牛场:以N为标准，每公顷冬小麦、水稻、玉米、大豆、花生、高粱农用地每季可消纳的污水量分别为1690 m3、2220 m3、2090 m3、2380 m3、2794 m3、1509 m3;以P2O5为标准，每公顷冬小麦、水稻、玉米、大豆、花生、高粱农用地每季可消纳的污水量分别为2700 m3、4161 m3、2683 m3、2278 m3、2050m3、2894m3。(2)采用水冲粪工艺的规模化奶牛场:以N为标准，每公顷冬小麦、水稻、玉米、大豆、花生、高粱农用地每季可消纳的污水量分别为292 m3、383 m3、361 m3、411 m3、482 m3、260 m3;以P2O5为标准，每公顷冬小麦、水稻、玉米、大豆、花生、高粱农用地每季可消纳的污水量分别为1130m3、1742m3、1123 m3、954 m3、858 m3、1212 m3。