一种利用黑水虻原位降解网床平养畜禽粪污的装置及方法与流程

本发明涉及农业养殖技术和环境保护领域，特别是一种利用黑水虻原位降解网床平养畜禽粪污的装置和方法。

背景技术：

传统的养殖粪污处理方式主要包括返田处理模式、堆肥模式及沼气发酵模式，这些处理模式在一定程度上缓解了粪污所带来的各种污染及环境压力，但也存在诸多的弊端，主要包括（1）有机肥生产周期长，另外有机肥价格偏低，大多数养猪场无法承担收集和运输的成本；（2）利用养殖粪污制备沼气，对设备有较高的要求，必须使用高耐腐蚀材料，使得运营成本大大提高，且沼气发电后所产生的沼液沼渣的处理也是一个头痛的事情；（3）诸多因素使得养殖粪污难以得到合理有效的处理。因此，如何开发出适宜养殖舍粪污原位降解的养殖模式，能够解决以上诸多问题是全社会和养殖行业的技术需求点。

网床平养已成为目前规模化畜禽养殖的主要方式之一，但目前关于养殖舍内粪便处理存在较大问题：（1）床下铺设发酵垫料，需要人工定期清理发酵料，技术管理要求高，投资大；（2）床下硬化清水冲洗，清粪频次高，工作环境恶劣，粪污浓度高，后续处理难度大；（3）养殖舍内臭气产生量大，对畜禽和养殖工作人员的健康容易产生不良影响，对周边大气环境产生严重破坏。此外，网床平养方式下粪污槽道内的粪污往往饲养一批甚至几批整体清出，这样导致养殖舍内臭味大，也容易结痂导致难以刮出，同时，新垫料的铺设劳动强度很大，使得两批次饲养间隔时间较长，不利于规模化高效养殖的要求。

利用黑水虻食腐特性处理畜禽粪便已成为新兴的生态养殖方式。然黑水虻幼虫对养殖环境（温度、湿度等）要求较高，故目前多采用异位养殖的方式，以满足黑水虻幼虫的生长环境要求，如公开号为cn103931562a的中国专利公开了一种利用黑水虻处理猪粪的法；猪粪尿从漏粪板漏下，掉入下方的集粪槽内，固体部分的猪粪由黑水虻幼虫取食后转化为昆虫蛋白，液体部分的猪尿渗入尼龙纱网下部的菌床，由有益微生物进行消化处理；但该专利利用尼龙纱网进行固液分离，增加人工清理难度，且未考虑黑水虻幼虫取食过程中产热特性，直接养殖易造成幼虫死亡；公开号为cn106614398a的中国专利公开了一种利用黑水虻进行猪粪资源化处理的方法，包括以下工艺步骤：（1）将猪粪与油料饼粕混合以调节猪粪的水分含量；（2）采用枯草芽孢杆菌对混合物进行初步发酵，并利用酿酒酵母进一步发酵；（3）按照一定比例向发酵后的混合物中投入黑水虻幼虫进行饲养；（4）饲养周期结束后收集黑水虻幼虫及虫砂；公开号为cn106538478a的中国专利公开了利用黑水虻处理畜禽粪便的方法及生态循环养殖方法，包括如下步骤：1）将畜禽粪便、辅料与畜禽尿液混匀，混合料湿度为45-70%；辅料为麦麸、秸秆或者油饼；畜禽粪便与辅料质量比为：畜禽粪便：麦麸或油饼10:（3-5），或者畜禽粪便：秸秆10:（1-3）投入黑水虻幼虫，添混合料饲养到三龄；3）每天添加混合料25-40公斤饲养；（4）每天添混合料40-60公斤饲养；5）每天添加混合料60-80公斤饲养直到六龄预蛹期；以上专利都是利用黑水虻食腐特性采用异位方式处理养殖粪污，不可避免的增加了养殖劳动力成本。公开号为cn206078673u的中国专利则公开了一种利用黑水虻原位处理鸡粪的装置，该装置包括鸡笼架、设在鸡笼架上的若干鸡笼和设在鸡笼架底部且位于鸡笼下方的底托架，底托架上铺设防渗布，防渗布的四周边缘向上以在内部围绕形成虻蛆的养殖空间，防渗布的侧壁上开设若干个收虫孔，收虫孔外接收虫筒袋。该专利虽提出了原位处理概念，但由于未考虑笼养方式下粪尿含水率高，不利于黑水虻取食，并且经黑水虻幼虫转化后的粪便不便于排出，影响黑水虻的可持续性养殖，自动化水平较低。目前，利用黑水虻原位降解网床平养畜禽粪污的方法尚未见报道。

技术实现要素：

针对上述技术需求，本发明提供一种利用黑水虻原位降解网床平养畜禽粪污的装置及方法，减少人力投入且为黑水虻幼虫提供适宜的生长环境。

本发明是通过如下技术方案实现的：

首先，本申请提供了一种利用黑水虻原位降解网床平养畜禽粪污的装置，包括平行设置的进料输送绞龙和出料输送绞龙，进料输送绞龙和出料输送绞龙之间设有若干传送带（传送带优选沿垂直于绞龙设置），这些传送带彼此之间互相平行；

进料输送绞龙和出料输送绞龙的外侧分别设有至少2个传动导轮，同侧的传动导轮连线平行于输送绞龙；钢绳通过传动导轮将相邻的2个传送带联结为一组，传送带前端设置于布料装置下方，末端与出料绞龙装置连接；每组传送带设有至少一个粪耙，电动机利用钢绳带动粪耙做往复运动；导轮和钢绳作用是防止粪耙装置跑偏，并且按照设计要求沿传送带进行来回移动；

进料输送绞龙一端设有进料口，出料输送绞龙一端设有出料口，出料口与进料口位于同侧；传送带近进料输送绞龙端的上方设有布料装置，布料装置下方设有铺料挡板，铺料挡板为安装于布料装置底部侧面的抽拉式挡板，可以调节松紧实现挡板与传送带间距调节，为布料装置的常规配件；

传送带上设有垫料，垫料上方设有养殖网床；养殖网床下方空间即为储存粪污的槽道，槽道的底部即为垫料；养殖网床与下层垫料之间的距离大于40cm；畜禽饲养于平养殖网床上；此外，实际应用中，还可以在网床上安装自动饲喂装置（如山东济宁华东畜牧设备有限公司生产的型号：mh-93455的自动饲喂设备）、乳头式自动饮水装置（如：青州市邦驰机械设备有限公司生产的型号：bc-200的自动饮水设备）、自动集蛋设备（如诸城市中兴畜牧机械有限公司生产的全自动化集蛋机）等自动化养殖装置，以实现自动化养殖，这些设备均为养殖领域中商品化的常规装置。

其次，本发明同时提供了应用上述装置进行黑水虻原位降解网床平养畜禽粪污的方法，包含如下步骤：

（1）铺设垫料，投放黑水虻幼虫；

垫料通过进料输送绞龙经每条输送带前端的布料装置进行均匀布料，垫料厚度为5-15cm可调；所述投放黑水虻幼虫是指将4-6日龄黑水虻幼虫混同少量麸皮物料均匀添加入垫料中，并被布料装置均匀铺设于传送带上，根据实际情况调整幼虫的投放量。

（2）放养畜禽于养殖网床上并进行常规饲养；

养殖网床4下方粪污槽道6已铺设完毕垫料后，此时将畜禽批量进入网床4，然后按照常规饲养管理方式进行自动给料、自动补水运行模式；

自动给料、自动补水运行为养殖业常规模式，具体设置可参见文献“王春林,韩满林,张明宝,等.中小型养猪场自动给料系统[j].控制工程,2009(s4):14-16.”及“张枫,唐庆裕.可编程控制器在自动补水上的应用[j].电气应用,2005(5):60-61”。

（3）日常耙粪和黑水虻幼虫管理；

每相邻2条传送带为一组，每组传送带上设有至少一个粪耙做往复运动。随着网床上掉落的粪污不断掉落在垫料表面，使得垫料表面含水率较高，为了促进粪污中水分在垫料中得到分散并在黑水虻进食活动产热过程中加快水分散失，设定每天定期启动传送带上的粪耙来回作业，以维持黑水虻幼虫生长的适宜湿度环境。传送带上方优选设置2个粪耙，以便降低翻耙阻力。

（4）排出虫粪混合料并虫粪分离；

待到黑水虻幼虫即将进入预蛹期，此时启动传送带排出虫粪混合料，经输送绞龙进入虫粪分离设备实现黑水虻成虫和干粪分离；每条传送带在排料的同时，准备新的垫料经出料输送绞龙和布料装置进行下一批次铺料作业，保证网床上掉落的粪污不直接掉落到传送带上；

黑水虻成虫被收集用于高蛋白饲料等高附加值产品开发；

所述虫粪分离设备可以是滚筒型、振动筛型，均为本领域常规的设备，如专利cn208976274u所公开的虫粪分离机。

本申请中，所使用的垫料为本领域常规垫料，如麦麸、锯末、糠粉中的一种或多种。

（5）干粪或未降解粪便回收利用：

经虫粪分离设备分离后的干粪通常未降解完全，尚可以被下一批次黑水虻幼虫进一步降解处理，因此，可以将部分或全部干粪回用至布料装置，用于后续批次的垫料铺设，多余部分则用于生产有机肥。

在本发明中技术术语“网床平养”是指将畜禽饲养于金属或其他材料制作的网片上，如塑料网、金属网或镀塑网等类型的漏缝地板上；该网床平养适合的畜禽主要以家禽（如鸡、鸭、鹅、肉鸽）、羊等尿液量较少的畜禽。

技术术语“原位降解”是指在畜禽粪污产生的地方就地利用黑水虻对粪污进行无害化处理；即畜禽采用平养网床养殖方式，畜禽养殖于网床之上，从畜禽体内排出的粪污经多孔网床自然掉落至粪污槽道上的垫料中，利用垫料中黑水虻幼虫的食腐特性，实现粪污即时产生即时处理目的。

本发明的技术总体性能指标与同类技术比较的优势在于：方法简单易行，设备自动化程度高，既可以实现畜禽粪污的原位降解和臭味去除，又实现将粪污废弃物变废为宝，转化为高值产品目的。通过技术集成应用，一方面采用传送带代替刮粪板排出粪污和垫料混合料，避免了因黑水虻处理粪污使得粪污干化难以刮除作业，并通过虫粪分离和干粪回用，大大减少垫料使用成本；另一方面，通过传送带代替刮粪板在排出粪污和垫料混合料的同时，完成新垫料的铺设作业和黑水虻幼虫接入，使得设备自动化程度高。

附图说明

图1是网床平养畜禽畜舍俯视图。

图2是网床平养畜舍侧视图。

图中：1-电动机；2-钢绳；3-传动导轮；4-养殖网床；5-传送带；6-槽道；7-进料输送绞龙；8-出料输送绞龙；9-出料口；10-进料口；11-布料装置；12-粪耙；13-垫料。

具体实施方式

由图1-2可见，一种利用黑水虻原位降解网床平养畜禽粪污的装置，包括平行设置的进料输送绞龙7和出料输送绞龙8，进料输送绞龙和出料输送绞龙之间设有若干传送带5，这些传送带5彼此之间互相平行，且垂直于出料输送绞龙8方向设置；

进料输送绞龙7和出料输送绞龙8的外侧分别设有至少2个传动导轮3，钢绳2通过传动导轮3将相邻的2个传送带5联结为一组，每组传送带5的前端与进料输送绞龙7连接，末端与出料输送绞龙8连接；每组传送带设有2个粪耙12，电动机1利用钢绳2带动两个粪耙12沿传送带5做往复运动；

进料输送绞龙7一端设有进料口10（用于输入干粪或新鲜垫料），进料输送绞龙7在各输送带方向均设有布料装置11，布料装置11下方设有铺料挡板；出料输送绞龙8在进料口10同侧设有出料口9（虫粪混合出口）；传送带5前端设置于布料装置11下方，传送带5末端与出料绞龙8连接；

传送带5上设有垫料13，垫料13上方设有养殖网床4（其材质为聚丙烯）；养殖网床4下方空间即为储存粪污的槽道6；养殖网床4与垫料13之间的距离大于40cm；畜禽饲养于养殖网床4上；本实施例中，养殖网床4上安装自动饲喂设备（购自山东济宁华东畜牧设备有限公司，型号：mh-93455）及乳头式自动饮水设备（购自青州市邦驰机械设备有限公司，型号：bc-200）。

本实施例进一步提供了应用上述装置进行黑水虻原位降解网床平养畜禽粪污的方法，包含如下步骤：

（1）铺设垫料，投放黑水虻幼虫；

首先将准备好的垫料（糠粉与木屑混合获得）13调节含水率至40%，并通过进料输送绞龙7经每条输送带前端的布料装置11进行均匀布料，布料装置11下方与铺料挡板相连，保证传送带5上铺设垫料13的厚度在10cm左右；

在铺设垫料的同时，将4-6日龄黑水虻幼虫混同少量麸皮物料均匀添加入垫料13中，并被布料装置11均匀铺设于传送带5表面。

（2）放养畜禽于网床上并进行常规饲养；

当网床下方粪污槽道已铺设完毕垫料后，此时将肉鸭苗批量进入养殖网床4，然后按照常规饲养管理方式进行自动给料、自动补水运行模式；该模式为养殖业常规模式，具体设置可参见文献“王春林,韩满林,张明宝,等.中小型养猪场自动给料系统[j].控制工程,2009(s4):14-16.”及“张枫,唐庆裕.可编程控制器在自动补水上的应用[j].电气应用,2005(5):60-61”。

（3）日常耙粪和黑水虻幼虫管理：

饲养过程中，随着网床4上掉落的粪污不断掉落在垫料13表面，使得垫料13表面含水率较高，需要促进粪污中水分在垫料13中得到分散并在黑水虻进食活动产热过程中加快水分散失；同时由于新鲜鸭粪含水率较高，故设定每2小时启动传送带5上的粪耙12来回作业一次；

（4）排出虫粪混合料并虫粪分离：

待到黑水虻幼虫即将进入预蛹期，此时启动传送带5排出虫粪混合料，同时新的垫料经进料输送绞龙和布料装置进行下一批次铺料和幼虫接入作业，保证网床上掉落的粪污不直接掉落到传送带上，而排出的虫粪混合料经出料输送绞龙8进入虫粪分离设备（cn208976274u所公开的虫粪分离机）实现黑水虻成虫和干粪分离开，其中黑水虻成虫被收集用于高蛋白饲料等高附加值产品开发。

（5）干粪或未降解粪便回收利用：

经虫粪分离设备分离后的干粪可以替代部分垫料，用于后续批次的垫料铺设。

在具体实施中，还可以根据实际需要于网床上增设养殖设备，如饲养蛋苗（鸡鸭）时，增设自动集蛋设备，如诸城市中兴畜牧机械有限公司生产的全自动化集蛋机等，在不脱离本发明原理的前提下，这些改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。