立体生态养殖场及其养殖方法与流程

本发明涉及生态养殖技术领域，特别是涉及一种立体生态养殖场及其养殖方法。

背景技术：

我国养殖业总产值约占农业总产值的48%，具有重要地位，而猪肉作为事关国计民生的重要副食品，一直支撑着我国肉类生产的半壁江山。

我国养殖业正由传统分散型向现代集约型生产方式转变，在此养殖体系下，养殖废弃物的待处理量庞大，对环境造成较大的负担和压力，年出栏十万头的规模养猪场，每年约产出25000吨固体粪便和54000立方米尿液，折合cod6950吨、总氮650吨、总磷100吨，其实是庞大的有机质来源，但是在将其转化为可以利用的生物资源的过程中，产生的废水、废气和固体废弃物若处理不当，不仅会影响养殖环境，导致禽畜发病率增高、生产力水平下降，而且会造成严重的环境污染；而且这些有机质没有得到充分的循环利用，也是一种极大的浪费。

在这种体系需求下，养殖场的建设规模较大，施工成本高，周期长，且主体结构需要与内部配制的各种管线、管道相配合，结构设计复杂，施工难度较大；养殖场通风系统的不科学、不合理，会导致畜禽生产环境变差，发病率增高以及生产力水平的下降。

技术实现要素：

本发明提供一种结构简单，施工便捷，成本低，可有效改善养殖环境、综合利用产生的生物废弃物、与其余养殖、种植形成产业连接的立体生态养殖场及其养殖方法。

解决的技术问题是：现有养殖业产生的养殖废弃物量大，处理不当或不及时，易影响养殖环境，导致禽畜发病率增高、生产力水平下降，不仅造成有机质的浪费，而且增加了环境的负担；与其需求配套的养殖场施工成本高，难度大，施工周期长。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明立体生态养殖场，包括主体基础、主体结构骨架、屋架以及连接在主体结构骨架与屋架外侧的围护结构；所述主体结构骨架和屋架均为轻钢预制构件连接而成，所述屋架连接在主体结构骨架的顶部，由两片对称设置的屋架单元拼接而成；所述主体结构骨架分为上层养殖区、中层发酵区和下层沉淀区；所述养殖区与发酵区之间设有漏粪板，养殖区由相对独立的圈舍组成，发酵区由相对独立的发酵室组成，所述发酵室与上层的圈舍相对应；每个圈舍的漏粪板下方设置有斗形接粪槽，所述斗形接粪槽顶部与漏粪板密封连接，底部与粪水输送管道连接，斗形接粪槽内倾斜设置有过滤网，过滤网底端的侧板上开设有出粪口，与粪便输送管道连通，粪便输送管道倾斜向下设置，与相邻的发酵室连通；粪便输送管道的侧壁上开设有落粪口，落粪口处设有闸阀；所述发酵室与蚯蚓养殖区连接，蚯蚓养殖区与种植区和有机肥发酵区连接；所述发酵室与下层沉淀区之间可拆卸设置有底板，底板上铺设有秸秆垫层，粪水输送管道向下通入沉淀区；沉淀区侧壁开设有出液口，通过输水管道与种植区灌溉池连接。

本发明立体生态养殖场，进一步的，所述主体基础为独立柱基础，沿养殖场两侧的设计纵墙长轴线间隔布置。

本发明立体生态养殖场，进一步的，所述屋架单元包括有上弦杆、下弦杆和连接在上弦杆的底端与下弦杆一侧端部的竖杆；下弦杆位于竖杆下部、与竖杆底端之间留有间距；上弦杆的自由端设有第一竖向连接板，下弦杆自由端设有第二竖向连接板，竖杆底端设有水平连接板；两片屋架单元的上弦杆通过第一竖向连接板连接，两片屋架单元的下弦杆通过第二竖向连接板连接；屋架单元与主体结构骨架通过水平连接板连接。

本发明立体生态养殖场，进一步的，所述主体结构骨架包括有立柱、纵梁、横梁、纵向围栏和横向围栏；立柱与主体基础对应设置，连接在主体基础的顶部；纵梁连接在纵向相邻两根立柱之间、靠近立柱中部位置处；横梁连接在横向相邻的两根立柱的内侧、对应纵梁的高度位置处；纵向围栏连接在纵向相邻立柱之间，纵向围栏的顶部连接在纵梁底面上；横向围栏连接在端部的横向相邻立柱之间，横向围栏顶部连接在横梁底面上。

本发明立体生态养殖场，进一步的，所述圈舍中央设置有喷淋水管路，喷淋水管路顶端设有旋转喷嘴，喷射方向朝下设置，与竖直方向的夹角为0-30°，喷淋水管路上串联有电磁阀。

本发明立体生态养殖场，进一步的，所述发酵室内设有自动控制系统，所述自动控制系统包括温度探头、加热装置、湿度探头和控制系统，温度探头和湿度探头的信号输出端分别通过导线与控制系统的信号输入端电连接，加热装置和电磁阀的信号输入端分别通过导线与控制系统的信号输出端电连接。

本发明立体生态养殖场，进一步的，所述斗形接粪槽由倾斜设置的侧板围合而成，所述侧板的数量为4个，对称设置，形成上口大下口小的斗形空间，所述侧板与水平方向的夹角为30-45°。

本发明立体生态养殖场，进一步的，所述过滤网四周与斗形接粪槽内侧壁密封固定，过滤网与水平方向的夹角为50-60°；所述过滤网顶端设置有高压喷头，高压喷头沿过滤网上边沿并列设置，所述高压喷头的进水口与进水管连通，高压喷头的喷射方向与过滤网平行设置。

本发明立体生态养殖场，进一步的，所述主体结构的顶部与下弦杆之间、靠近围护结构位置处安装有新风系统，且主体结构的顶部与下弦杆之间、沿纵向还设有通风带；通风带定向向下吹风，与新风系统、中隔层上的通缝共同实现养殖间的气流循环。

本发明立体生态养殖场的生态养殖方法，包括以下步骤：

步骤一、在养殖区饲养肉猪和种猪，根据饲养目的的不同分圈舍独立饲养；

步骤二、产生的粪便和尿液，在旋转喷射的高压水的冲洗下，进入斗形接粪槽；

步骤三、粪便和尿液随水流落至过滤网上，粪便中不易水溶的较大的结块经过出粪口进入粪便输送管道，开启闸阀，粪便落入圈舍下方的发酵室内；

步骤四、发酵室内铺设有秸秆垫层，含水量相对较低的粪便落在秸秆垫层上，自然堆积，当达到一定量时，关闭闸阀；定量投放微生物菌群，调节发酵室内的温度和湿度，进行微生物发酵；粪便通过粪便输送管道送入相邻发酵室内；

步骤五、经过步骤四发酵处理的有机肥料送入蚯蚓养殖区，用作蚯蚓养殖床的原材料；蚯蚓的粪便搜刮集中后送入种植区；替换下来的蚯蚓养殖床材料送入有机肥发酵区，进一步发酵，以制成有机肥料；

步骤六、含有一定粪便的粪水通过粪水输送管道直接进入下层沉淀区，经过静置沉淀，上层粪水通过输水管道进入种植区灌溉池，经过稀释后用于种植区的灌溉；

步骤七、粪水中一些颗粒较小的非水溶性杂质沉积在沉淀区底部，定期通过清理口进行清理，收集沉淀后送入有机肥发酵区，进一步发酵，以制成有机肥料。

本发明立体生态养殖场与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明立体生态养殖场采用轻钢预制构件装配连接而成，根据养殖场的规模及使用功能的需要，各钢构件及其他材料均设计成标准材料和构配件，只需在加工厂按照加工图纸制作即可，方便快捷，现场拼装，易于拆装，可重复使用，通用性强；受气候影响较少，大大缩短了施工周期，提高了施工效率；加快养殖栏舍的建设周期，减少资金占用的压力，降低市场变化的风险，提高养殖场的投资效益；并且施工现场不需要模板支架、现场焊接，工地垃圾少，噪音低，对环境造成的污染小；本发明选用的轻钢材料自重轻，对地基载力要求相应降低，可大幅减少地基造价自重的减轻使资源消耗大大减少，并使基础的费用降低。

本发明立体生态养殖场为三层立体结构，并引入了新风系统，由顶部上风，底部下风，形成良好的空气循环，排除场内多余水汽，改善空气卫生状况；养殖场由上到下依次为养殖区、发酵区和废水沉淀区，最大限度的减少了人工干预和设备操作，保证了养殖区内的清洁和干燥，产生的粪便和尿液直接落入下层的斗形接粪槽内，将被过滤网拦截的固体杂质与粪水、尿液等液体分离开，降低了进入发酵室的固体粪便的含水量，使其可直接在发酵室内进行微生物发酵，多余的水分可透过过滤网进入沉淀区，节省了其中烘干和水量调节的过程，使其最大程度的自然化，节约了生产成本和能源消耗，真正实现了有机质的绿色循环；粪尿在微生物菌群的作用下分解，既抑制臭气，也为生猪的健康成长形成良好的微生物环境；发酵室内设置了自动控制系统，可实时监控发酵室内的温度和湿度，保证密封的相对稳定的发酵环境，实现了生产控制的自动化。

本发明立体生态养殖方法中发酵室内收集到的含水量相对较少的粪便经过初步发酵后产生有机肥料，可送入循环产业链使用；而经过过滤网初步过滤后含有一定粪便的粪水经过沉淀后则送入种植灌溉区；养殖产生的废弃物得到了有效的处理和充分的利用，避免了养殖环境的污染，真正实现了零排放，减轻了环境负担，使废弃物得到了循环有效再利用，降低了养殖成本，实现了绿色养殖，建立了循环利用的立体生态养殖系统。

下面结合附图对本发明的立体生态养殖场及其养殖方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明立体生态养殖场的结构示意图；

图2为主体结构骨架的立体钢结构示意图；

图3为屋架单元的钢结构示意图；

图4为圈舍和发酵室的内部结构示意图；

图5为斗形接粪槽的结构示意图；

图6为本发明立体生态养殖方法的流程示意图。

附图标记：

1-主体基础；11-檩条；12-立柱；13-纵梁；14-横梁；15-纵向围栏；16-横向围栏；2-屋架单元；21-上弦杆；22-下弦杆；23-竖杆；24-第一竖向连接板；25-第二竖向连接板；26-水平连接板；3-养殖区；31-圈舍；32-喷淋水管路；33-旋转喷嘴；34-电磁阀；35-漏粪板；4-发酵区；43-发酵室；44-温度探头；45-加热装置；46-湿度探头；47-底板；48-秸秆垫层；5-沉淀区；51-出液口；52-清理口；6-斗形接粪槽；61-粪水输送管道；62-过滤网；63-粪便输送管道；64-落粪口；65-闸阀；66-高压喷头；71-蚯蚓养殖区；72-种植区；73-有机肥发酵区；74-种植区灌溉池。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明立体生态养殖场包括主体基础1、主体结构骨架、屋架以及连接在主体结构骨架与屋架外侧的围护结构；屋架两侧外部、位于主体结构骨架的顶部沿纵向通长均设有檩条11；主体结构骨架和屋架均为轻钢预制构件连接而成。

主体基础1为独立柱基础，沿养殖场两侧的设计纵墙长轴线间隔布置，且养殖场两侧的独立柱基础一一对应；屋架连接在主体结构骨架的顶部，由两片对称设置的屋架单元2拼接而成；如图3所示，屋架单元2包括有上弦杆21、下弦杆22和连接在上弦杆21的底端与下弦杆22一侧端部的竖杆23；下弦杆22位于竖杆23下部、与竖杆23底端之间留有间距；上弦杆21的自由端设有第一竖向连接板24，下弦杆22自由端设有第二竖向连接板25，竖杆23底端设有水平连接板26；两片屋架单元2的上弦杆21通过第一竖向连接板24连接，两片屋架单元2的下弦杆22通过第二竖向连接板25连接；屋架单元2与主体结构骨架通过水平连接板26连接。

如图2所示，主体结构骨架包括有立柱12、纵梁13、横梁14、纵向围栏15和横向围栏16；立柱12与主体基础1对应设置，连接在主体基础1的顶部；纵梁13连接在纵向相邻两根立柱12之间、靠近立柱12中部位置处；横梁14连接在横向相邻的两根立柱12的内侧、对应纵梁13的高度位置处；纵向围栏15连接在纵向相邻立柱12之间，纵向围栏15的顶部连接在纵梁13底面上；横向围栏16连接在端部的横向相邻立柱12之间，横向围栏16顶部连接在横梁14底面上。

如图1所示，主体结构骨架分为上层养殖区3、中层发酵区4和下层沉淀区5，养殖区3与发酵区4之间设有漏粪板35，养殖区3以护栏结构分隔为相对独立的圈舍31，圈舍31中央设置有喷淋水管路32，喷淋水管路32顶端设有旋转喷嘴33，喷射方向朝下设置，与竖直方向的夹角为0-30°；喷淋水管路32上串联有电磁阀34；发酵区4中以隔挡分隔为相对独立的发酵室43，发酵室43与上层的圈舍31相对应；发酵室43内设有自动控制系统，自动控制系统包括温度探头44、加热装置45、湿度探头46和控制系统，温度探头44和湿度探头46的信号输出端分别通过导线与控制系统的信号输入端电连接，加热装置45和电磁阀34的信号输入端分别通过导线与控制系统的信号输出端电连接。

每个圈舍31的漏粪板35下方设置有斗形接粪槽6，斗形接粪槽6由倾斜设置的侧板围合而成，侧板的数量为4个，对称设置，形成上口大下口小的斗形空间，侧板与水平方向的夹角为30-45°，斗形接粪槽6顶部与漏粪板35密封连接，底部与粪水输送管道61连接，斗形接粪槽6内倾斜设置有过滤网62，过滤网62四周与斗形接粪槽6内侧壁密封固定，过滤网62与水平方向的夹角为50-60°；过滤网62顶端设置有高压喷头66，高压喷头沿过滤网62上边沿并列设置，高压喷头66的进水口与进水管连通，高压喷头66的喷射方向与过滤网62平行设置；过滤网62底端的侧板上开设有出粪口，与粪便输送管道63连通，粪便输送管道63倾斜向下设置，与相邻的发酵室43连通；粪便输送管道63的侧壁上开设有落粪口64，落粪口64处设有闸阀65。

发酵室43与蚯蚓养殖区71连接，蚯蚓养殖区71与种植区72和有机肥发酵区73连接；发酵室43与沉淀区5之间可拆卸设置有底板47，底板47上铺设有秸秆垫层48，粪水输送管道61向下通入沉淀区5；沉淀区5侧壁开设有出液口51，与输水管道连接，沉淀区5设有清理口52，输水管道与种植区灌溉池74连接，直接通入种植区72。

主体结构的顶部与下弦杆22之间、靠近围护结构位置处安装有新风系统，且主体结构的顶部与下弦杆22之间、沿纵向还设有通风带；通风带定向向下吹风，与新风系统、中隔层上的通缝共同实现养殖间的气流循环。

本发明立体生态养殖场的养殖过程具体如下：

在上层养殖区3饲养肉猪和种猪，根据饲养目的的不同分圈舍31独立饲养，每个圈舍31中央设置有旋转喷嘴33，定时向斜下方喷射高压水，将产生的粪便和尿液冲下，通过漏粪板35进入斗形接粪槽6，保持圈舍31内的清洁和干燥。

粪便和尿液随水流落至过滤网62上，粪便中被拦截下来的固体杂质经过高压喷头66的冲洗，向过滤网62较低处移动，经过出粪口进入粪便输送管道63，多余的水分进入高压喷头66；开启闸阀65，粪便通过落粪口64落入圈舍31下方的发酵室43内；发酵室43的底板47上铺设有秸秆垫层48，含水量相对较低的粪便落在秸秆垫层48上，形成自然堆积，当达到一定量时，关闭闸阀65；上方圈舍31内产生的粪便通过粪便输送管道63送入相邻的发酵室43内，则此发酵室43形成一个相对封闭的空间，向其中定量投放微生物菌群，并实时监测调控发酵室43内的温度和湿度，进行微生物发酵。

温度探头44和湿度探头46将监测到的信号传入控制系统的信号输入端，根据内部设定值，控制系统的信号输出端控制加热装置45和圈舍31内喷淋水管路32上的电磁阀34，通过调节加热装置45的加热功率、加热时间和通过电磁阀34的喷淋水流量，对发酵室43内的温度和湿度进行调控，保证内部稳定的发酵环境。

经过初步发酵处理的有机肥料送入蚯蚓养殖区71，用作蚯蚓养殖床的原材料；蚯蚓的粪便搜刮集中后送入种植区72，可作为土壤改良剂使用，也可作为有机肥料的原材料使用；替换下来的蚯蚓养殖床材料送入有机肥发酵区73，进一步发酵，以制成有机肥料。

含有一定粪便的粪水通过粪水输送管道61直接进入下层沉淀区5，经过静置沉淀，当沉淀区5的液面达到预定高度时，上层粪水通过输水管道进入种植区灌溉池74，经过稀释后用于种植区72的灌溉；而一些颗粒较小的非水溶性杂质则沉积在沉淀区5底部，定期通过清理口52进行清理，将收集到的沉淀送入有机肥发酵区73，进一步发酵，以制成有机肥料。养殖产生的废弃物得到了有效的处理和充分的利用，避免了养殖环境的污染和废液、废气的排放，使废弃物得到了循环利用，降低了养殖成本，减轻了环境负担，实现了绿色养殖，建立了循环利用的立体生态养殖系统。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。