煤矿背药工手指口述:零污染养猪生产系统
来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/04/30 09:07:26
零污染养猪生产系统
零污染养猪生产系统作者:佚名 文章来源:博亚和讯Theo van Kempen博士
猪
Preston Burnette, Brett Kaspers, 和Jeanne Koger, 北卡罗莱纳大学
Deola Ali, Preston Burnette, Jeanne Koger, 和Jerry Spivey, 北卡罗莱纳大学
Paul Loeffler, 山姆休斯顿州立大学, 和Alex Fassbender, 热电公司 (www.thermoenergy.com)
Tullaya Boonsaeng和Ada Wossink,北卡罗莱纳州立大学
这种生产方式引起了许多环境方面的担忧,于是许多环保人士就推动
营养成分在循环系统中的转移途径
这套循环系统中的各个组成部分都是在现有技术的基础上开发的,而且相互之间独立,可单独应用。这套系统的核心部分是经过改造的猪
图 1为这套循环系统的示意图,下面对各个步骤进行详细叙述。
循环系统概览
在一般的猪舍温、湿条件下,尿液必须尽快转出猪舍,这一点至关重要。因为,尿一旦被粪污染,其中的尿素就会降解生成氨气,挥发出来。氨气对动物和工作人员都有害处,并且还是造成水体富营养化的原因之一。而在这种地面倾斜、配备传送带的设计当中,尿液可持续排出猪舍。研究显示,这种系统能使氨排放量降低65%至80%,具体数值取决于栏位的肮脏程度。在采用这套系统的猪舍当中,通风量大约50立方米/小时/头猪的情况下,空气中实测的氨气浓度为2-3ppm。及时将尿液清出猪舍可有效减轻异味,因为一部分异味是陈尿产生的。饲养试验显示,与传统猪
为了收集到尽可能干燥的猪粪,人们起先认为粪在传送带上停留的时间很重要,认为粪在传送带上停留的时间越长,就会有越长的时间来干燥。后来发现,这个假设是错误的。粪在传送带上留置一天之后,尿液就不易从粪中排出从而积蓄起来,形成粪浆。实际观察结果显示,猪粪收集的时间更重要。下午收集的猪粪最湿,早晨收集的猪粪最干。原因很简单,夜里大部分时间猪在睡觉,不会排尿。这段时间里猪粪就有充分时间干燥。而在白天猪会排尿,从而对下面的猪粪造成了稀释。实践证明,早晨6点钟收集到的粪便最干,干物质含量53%。这个时间收集的猪
传送带在传统的、部分漏缝地板的猪舍中的安排。在粪沟里安置一条聚丙烯传送带,按4度倾斜角向一侧倾斜,以便尿液可流到收集管当中,而猪粪则留在传送带上被动干燥。每天早晨6点钟收集猪粪,猪粪干物质含量大约为53%。粪尿分离的好处一是可以收集到干松的猪
北卡罗莱纳州立大学的蒸汽气化单元采用的是气流床(entrained flow)原理。先用高温蒸汽和一部分循环气体产物将使猪粪悬浮,然后通过螺旋型管道,该螺旋型管道围绕在高温火焰的外部,这样猪粪通过管道时就被加热至800℃,从而发生降解。将气体产物一同注入的目的是为了推动猪粪通过管道。注入蒸汽的目的是为了与猪
在降解管的末端,通过旋风机和气体清洗器将气体产物与矿物质灰分分离。所生成气体产物的燃烧值接近低标准天然气,可用来驱动发电机或微型涡轮机,用来发电。发电只是在市场条件具备的前提下,多种可行方案中的一种。
气化与液化车间的示意图
猪
蒸汽气化单元不需额外的能源消耗。其加热能源来自气化过程中的一部分气体产物,如果采用催化过程生产液体燃料,则可利用催化单元中未反应的气体作能源。因此,整个处理过程中的能源是自给自足的,不必额外供应。此外,处理过程不会向空气中释放任何有害物质,如二氧甾之类。
灰分是在气化单元里经过了一个800℃的高温过程之后才收集到的,是消过毒的。因此,从疾病的角度看,把它添回到猪饲料里喂给猪
饲养试验和试验室试验的结果一致显示,这种灰分中矿物质元素的消化率相当于商品矿物质元素添加剂的消化率(例如,石灰石和磷酸氢钙)。这意味着,这种灰分可以当作这套循环系统的增殖产品。
如果用来给猪配日粮,只需加2%的这种灰分(预先用盐酸处理过,以便降低pH值并提供氯)、0.15%食盐和0.6%石灰石即可满足猪
尿是很好的氮肥,但收集时的浓度太低,又不稳定,而且气味难闻(经过短时间存储之后),因此如果直接施到田里,运作起来并不理想,除非是在干燥的气候条件下,采用一套注射系统来帮助施用。处理氮元素的另一种方法是硝化/去氮,许多城市的垃圾处理厂采用的就是这种方法。在这种系统中,借助于微生物,先将氨转化为硝酸盐,之后再将硝酸盐降解为氮气。大气中80%的成分都是氮气,因此氮气是不会造成空气污染的。但尽管这种方法在技术上是不错的,却无法生产出增值的副产品,而是将氮源白白浪费掉了。
氨回收系统示意图
猪
从能量角度来说,该系统每天可处理250吨干猪
这种循环系统的实际经济效益仍在调查当中。对于15至20km半径范围内养500,000头猪的情形,初步计算的成本如下。在现有猪舍当中加装传送带的成本大约为7至8美元/猪位。这个成本是按四栋猪舍、每栋养1200头猪计算的,包括尿液处理和粪便储存的成本。粪便运输成本和生成硫酸锌铵的成本约为1.5至3美元/猪位/年。中央处理厂处理猪粪和硫酸锌铵的成本约为11至12美元/猪位/年。生产出来的燃料、灰分和化肥的价值约为23至28美元/猪位/年。这样算来,最差的情况下,循环系统在经济上至少能够持平,做得好的话,每个猪
上述计算还不包括循环系统可能对猪群健康和生长性能产生的正面作用,也没有考虑现有生产系统当中的本来就存在的粪便处置成本,如果采用了循环系统的话就没有这部分花销了。假设现有的粪便处置成本为3美元/猪位/年,那么采用循环系统后可盈利3至11.5美元/猪
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