近年来在国家生猪扶持政策的鼓励下，各地中小规模猪场逐渐增多，但这些猪场的经济效益普遍较差，其中一个很重要的原因就是猪舍设计存在缺陷，导致人工饲喂、清粪、排污等成本增加，再者是不能有效处理粪污，猪场疫病流行的形势严峻。本文针对以上问题，设计在发酵床下建造串联沼气池式猪舍，将部分猪粪便污水在舍内直接排入沼气池，实现发酵床和沼气池处理粪污的有机结合，不仅实现零排放，避免了环境污染，且能满足生猪福利需求的特点，还实现了节地、节水、节工等，是积极响应国家提出的低碳养殖的有力措施之一。
1 新型猪舍的设计原理
新型猪舍充分将两种粪污处理模式有机结合，对育肥猪产生的粪污进行最大限度的、有效的无害化处理，充分利用猪舍空间实现规模化养猪的最大存养量（图 1）。猪舍的部分粪便污水直接通过设在猪舍南侧的猪厕所上的进料口自动流入设在猪发酵床下面的沼气池，发酵后产生沼气，致使池内压力升高，把沼液、沼渣通过出料口储液池排出，沼气通过沼气输出管道排出；猪只在发酵床上排泄的粪尿被发酵床上的微生物菌种分解，猪的发酵床对设置在下方的沼气池起到了很好的保温作用，避免沼气池产气受季节影响。
山东省日照市岚山祥顺农业示范场利用这种发酵床养殖+ 沼气+ 茶叶生产的新型猪舍，用发酵床养猪分解粪污问题，部分污水为沼气提供原料，沼气为生活（照明、取暖、做饭） 和茶叶加工提供能源，沼液沼渣用作茶园有机肥，形成无污染的生态循环产业链。
2 新型猪舍的设计
此猪舍建设要求地下水位要低，最好是沙土层土质，并需在规划好猪舍的基础上先开挖建设沼气池，预设进料口、出料口和沼气输出管道，然后在沼气池的上方建设发酵床养猪舍。
2.1 地上建筑部分设计
猪舍坐北朝南，呈东西走向，充分采光，通风良好，南北用玻璃窗，也可敞开，冬季采用塑料薄膜保温。每个猪舍内部设计一排猪栏，饲喂通道在猪舍的北边，猪栏全部采用发酵床，在猪舍南侧设计1 m 宽的猪厕所，并在猪舍和发酵床之间砌一道15 cm 高的隔墙。厕所上方设计吊装猪饮水器，饮水器有一定的活动幅度，并高出地面50 cm （图2、3）。其余部分设计与一般猪舍相似。
注： 过道和厕所宽为1 m； 矮墙高0.15 m, 发酵床深0.8 m
2.2 地下建筑部分设计
在猪舍南侧猪厕所中间处设计一个直径大约30 cm 的粪污进口，沼气池可以实现自流式进料，并可人工调控进料量及粪污浓度。粪污进口的下部连着容积50 m3 左右的厌氧发酵池，猪舍每65 m2 的发酵床下均设有50 m3 左右的沼气池1 座，所有地下沼气池的上部设置沼气输出管道，沼气输出管道为串联装置，沼气输出后需经过调节阀门，调压后方做燃料使用。每个沼气池底部设置沼肥输出管道，此管道通到设置在猪舍南侧的专用沼肥储存池，以便日后作肥料利用。
3 新型猪舍的优点
3.1 节约了土地
新型猪舍一是提高了单位面积猪只的饲养量，与传统的发酵床相比，新型猪舍取消了休息台，猪舍发酵床面积增加，传统发酵床1.5 m2 可饲养猪只1 头，新型猪舍同样的面积可饲养2 头。二是所有串联沼气池设置于发酵床下方，节省了单独建设沼气池的土地。
3.2 提高了沼气池的利用效率
一是提高了沼气池的产气效率。产甲烷菌是沼气发酵的主要成分，在35℃时，产甲烷菌的产气能力最强。我国北方冬季地表温度一般低于0℃，甚至更低，沼气池温度通常低于10℃，产甲烷菌处于休眠状态，因此北方现有沼气池冬天几乎不产气，即使设计在室内也很少产气。而新型猪舍的沼气池建在发酵床下，发酵床起到了很好的保温作用，使得沼气池即使在严冬也能充分发酵猪粪尿生产沼气。二是沼气池出料口设置于猪舍前面，利于沼液水分自然蒸发和沉淀再发酵，沼液、沼渣分解得更彻底。
3.3 提高了发酵床的使用效率
新型猪舍一是饮水器与料槽分离，安装在厕所上方，与在墙上固定猪饮水器相比，减少了夏季猪玩耍饮水器造成水洒入发酵床的可能性。另外，吊装饮水器还可作为猪的玩具，提高了猪只的福利。二是在传统的发酵床，猪直接将所有粪尿直接排在发酵床上，随着育肥猪的生长，尤其是育肥后期，发酵床很难将猪只产生的粪污全部分解，造成发酵床死床、烂床和人工翻耙次数增多，劳动强度加大。而新型猪舍利用猪有定点排粪尿习惯的生物习性，建设专门的猪厕所，减少了发酵床上粪污的量，并用矮墙将发酵床和猪厕所隔开，避免了粪污进入发酵床，减少了发酵床死床、烂床的发生，也降低了工人的劳动强度。
4 小结
随着科技的进步和经济的快速增长，规模化和集约化养殖成为我国养殖业发展的必然趋势。但大型规模猪场对粪污的处理不但投资巨大，而且处理后的粪污不能被周边土地消纳，浪费了大量能源和资源。新型猪舍设计采用循环再利用模式，在不增加猪舍面积的情况下，使舍内存栏量成倍增加，节约了土地，提高了沼气池的利用效率和发酵床的使用效率，处理后的粪污可完全作为有机肥料而被周边农田消纳，该模式非常适合家庭牧场的养殖生产，对增加农民增收、建设美丽乡村、实现农村经济可持续发展具有重要意义。
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太阳能猪舍沼气池
太阳在30分钟内倾注到地球上的能量(光能和热能)，相当于全世界一年消耗的能源 可见．太阳能利用潜力十分巨大。
太阳能猪舍沼气池模式是对传统猪舍的改造．猪舍顶部用日光塑料薄膜、毛竹等搭建成拱型，沼气池建在猪舍下面。这种模式的先进性至少表现在如下3个方面：(1)提高猪舍温度．有利于猪的快速生长，缩短饲养时间。江苏的苏北，中国的北方地区，冬季的温度低，生猪生长缓慢，饲养成本高，经济效益不显著。由于采用了该模式，每年11月至次年3月太阳能猪舍内的温度比普通猪舍提高5℃以上，在同样条件下，每头猪日增重0，61公斤，比普通猪舍的猪日多增重O．28公斤。(2)提高沼气池温度，增加产气量。由于冬季温度低，江苏北部地区沼气池只能正常产气10个月左右．而采用该模式的沼气池全年都能正常产气，这为农村燃料的沼气化奠定了非常坚实的基础。(3)节约了建设成本 和用砖瓦相比．用目光塑料和毛竹建造猪舍顶部可降低造价1／3左右。
江苏省劳动模范沈乐忠出资25万元． 于1995年在江苏省新沂市新安镇沈马村建成全省第l处利用太阳能技术养猪的生物链养殖场。该场占地1.2亩，建成双列式太阳能猪舍26问、320平方米，猪舍下建有4 个l5立方米沼气池(总容积60立方米)．配建150平方米鸡舍l2间。采用鸡粪处理喂猪，猪粪进沼气池厌氧发酵，沼气肥养鱼、种菜、养花，当年获利十万余元。利用沼气肥养鱼不用饲料、不用药，亩产鲜鱼500余公斤，且产量高、肉质好。
猪舍内建造户用沼气池
新世纪以来, 农村沼气建设得到了快速发展, 这与农村沼气池建设与改圈、改厕、改厨结合起来, 最大限度地发挥沼气的综合效益分不开。一部分农户在技术人员的指导下, 开始尝试在猪舍内建造户用沼气池。那么, 农村户用沼气池建造在猪舍内有什么好处? 又需要注意那些事项呢?
一、猪舍内建造户用沼气池的好处
米的沼气池, 如果把沼气池建造在院内或院外, 都要占用土地, 一般一座沼气池占地约1.5- 2 平方米( 仅按水压间、活动口计算) 。以我市为例, 截止2007 年底, 全市已建成户用沼气池16.5 万座, 其中约有 3.3 万多农户的沼气池建造在猪舍内, 年节约土地面积约74- 99 亩。 十一五时期, 我市每年将新增户用沼气池6.5 万座, 若从2008 年起户用沼气池全部建造在猪舍内, 每年节约的土地面积约为146- 195 亩。若用于发展高效庭院经济, 每年每亩按5000 元计算, 年经济效益约为73- 98 万元, 户均收益约为10- 15 元。
2.清洁卫生, 有利于改善农村环境状况。人畜粪便投入沼气池发酵后, 能有效地将寄生在人畜粪便的细菌性病源、病毒性病源、寄生性病源及蚊蝇虫卵沉降杀灭。据试验对比, 经沼气发酵后的人畜粪便, 寄生虫卵数量减少98.8%, 蚊蝇虫卵基本被杀灭; 使用沼气, 还能有效地减少传统炊事烟熏火燎所带来的红眼病、哮喘病等疾病的发病率。人畜粪便直接投入沼气池发酵, 可以改变农村粪便、垃圾任意堆放的状况, 解决农村生活环境脏、乱、差的问题; 同时, 人畜粪便经过沼气池发酵, 可直接用于作物肥料、养鱼、喂猪、浸种或直接排入河流, 不产生二次污染, 使废弃物达到无害化程度, 避免对地下水源、土壤的污染。
3.防寒保温, 有利于沼气池均衡产气。我市地处黄淮之间, 冬季气温较低, 沼气池建造在户外是冬季沼气产量下降的主要原因。据我们在确山县后楼村、西平县于营村的试验, 建造在猪舍内的户用沼气池, 只要在入冬前( 10 月底) 多出一些陈料, 多进一些粪便或堆沤好的农作物秸秆, 即使在严冬, 也能确保日产气1.5- 1.8 立方米, 完全可以满足农户一日三餐的用气需求。所以说, 猪舍内建造户用沼气池等于给沼气池盖上了暖被子。
二、猪舍内建造户用沼气池的注意事项
1.设计注意事项。池容一般应以8 - 10 立方米沼气池为主, 进料口、水压间尽量设计在猪舍内, 贮粪池设计在猪舍外。应安装2 根进料管, 1 根进料管砌暗沟与厕所连通, 另一根进料管与猪舍排粪沟连通, 人、猪粪便自动流入沼气池内发酵产气。发酵后的沼液经溢流管自动溢入室外贮粪池。
2.施工注意事项。猪舍内建造户用沼气池与室外建造户用沼气池的施工方法大体相同, 但在施工中应注意以下几个问题:
第一、快挖快建。在猪舍内建造户用沼气池, 必须做到快挖快建, 保证猪舍安全。在猪舍内放线时, 需根据猪舍高度和地基土质情况, 决定沼气池池坑与猪舍基脚的距离。一般土质坚实的房屋, 墙高34 米, 池坑离基脚200 毫米开挖池坑; 墙高46 米, 池坑离基脚300 400 毫米开挖池坑; 猪舍宽度达不到建池要求的, 可先拆除中间间墙, 待沼气池建成后再在池拱上砌墙( 池拱需要配钢筋加固) 。池坑开挖时, 要采取直壁开挖的办法, 池壁要挖得圆整, 边挖边修, 挖出的土应及时运到室外, 禁止在池坑附近堆放重物, 以免塌方。
第二、舍面平整。沼气池的埋置深度必须与猪舍地面零点标高一致, 否则会影响猪舍地面平整。沼气池的进料口建在前墙部位, 以便与厕所相连通。为保证猪舍干燥, 便于粪便自流, 猪舍地面应做成 3%5%坡度的混凝土地面, 并坡向沼气池进料口方向。
第三、避免短路。一是在发酵间池底的进料管入口处增设曲流布料器, 分流板高350 毫米、长720 毫米, 左、右分流板距池墙400600 毫米, 中间八字口间距60 毫米; 二是沼气池进料口与出料口夹角小于 120 度的, 应在发酵间池底的进料管入口处与出料口之间增设一道折流墙, 隔墙高度为发酵池零压液面深度的2/3, 使发酵原料在池内分布均匀, 并延长滞留期, 以便较充分地利用发酵原料, 提高产气率。
生物发酵床猪舍的结构及设计
发酵床养猪是一种全新的养猪观念，与之相适应的养猪技术与现代养猪技术相比有很大区别。在发酵床养猪技术中，将原来重点对猪的饲养管理转移到对发酵床内的微生物菌群进行良好的调控，只有创造出适应微生物菌群良好的生态环境，才能使微生物菌群充分发挥作用，快速分解粪便，从而达到降低环境污染，改善猪舍环境，节省人力物力，达到饲养优质猪、健康猪的目的。
发酵床的微生态环境是指微生物菌群所处的环境因素。由于发酵床内微生物菌群需要特定的温、湿度环境，一般情况下，发酵床内有机垫料的水分含量要求常年保持在55％～65％ ，菌种在分解粪便有机物时产生大量的热量，这虽然是微生物生长发育的最佳环境，但是，这样的高温、高湿的环境对猪的生长发育是不利的，而解决这个矛盾的关键只有加强通风换气，及时排除猪舍空气中的潮湿气体，降低猪舍湿度，为猪创造良好的生长环境，因此，猪舍的通风设计是发酵床养猪技术中的关键环节。发酵床养猪猪舍结构由发酵床、外围护结构、猪舍内部设施等三部分构成。
一、发酵床
1．发酵床的位置
按垫料位置划分，发酵床可分为地上式、地下式和半地下式三种。地上式发酵床的垫料层位于地平面以上，适用于我国南方地下水位较高的地区。优点是猪栏高出地面，雨水不容易溅到垫料上，地面水不易流到垫料内，通风效果好。缺点是由于床面高于地面，过道有一定的坡度，运送饲料不方便。
地下式发酵床的垫料层位于地平面以下，床面与地面持平，适用于我国北方地下水位较低的地区。优点是猪舍高度较低，造价相对低，各猪舍的间距相对较小，猪场土地利用率较高。由于床面与地面持平，猪转群以及运送饲料方便。由于发酵池位于地下，有利于发酵床的冬季保暖。缺点是土方量较大。
半地下式发酵床适用于地下水位线适中的大部分地区，此种方法可将地下部分取出的土作为猪舍走廊、过道、平台等需要填满垫起的地上部分用土，因而减少了运土的劳动，降低了制造成本。同时，由于发酵床面的提高，使得通风窗的底部也随之提高，避免了夏季雨水溅入发酵床的可能，同时也降低了进入猪舍过道的坡度，便于运送饲料。
2．发酵池的深度
发酵池的深度决定有机垫料的量，与猪的粪便产生量及饲养密度有关，根据猪饲养阶段的不同而异。一般来说，保育猪发酵池的深度约60～80 cm，中大猪发酵池的深度约80～100 cm。在发酵池内部四周用砖砌起，砖墙上用水泥抹面，发酵池底部为自然土地面。
二、猪舍的外围护结构
1．猪舍高度与宽度
由于发酵床养猪技术的特殊性，因此要求猪舍有一定的跨度和有一定的举架高度，以便创造出较大的空间环境，有利于猪舍内气体充分的交换，避免潮湿环境对猪的不利影响。猪舍的跨度一般不低于8 m，通常设计成9～1 2 m。猪舍的举架高度以发酵池面计不低于2．5 m。猪舍长度因地制宜。一般来说，猪舍建筑面积不低于 200 m 。
2．屋顶
猪舍的屋顶采用半钟楼式屋顶设计，即在猪舍的顶端南向设计一排立式通风窗。由于阳光的照射以及发酵床的温度，使得猪舍内部空气受热膨胀，比重变小，上升，从屋顶部立式通风窗流出，猪舍底部南北两侧低开的通风口吹进凉爽的风上移。如此循环往复，形成了舍内良好的空气对流现象，舍内空气得以有效交换。良好的通风使得发酵床内的水分不断蒸发，圈底则保持疏松柔软状态。发酵床面的上升气流带走了猪床表面的水分，使得与猪体接触的床面湿度降低，给猪创造了适宜的生活环境。在冬季，虽然舍外的低温和寒风使得北墙底部的通风窗不能打开，但是，由于采取了屋顶通风立窗的设计和对发酵床湿度、菌种活性的有效调控等措施，可以有效降低舍内湿度以及排除污浊气体，必要时可以打开北墙中层的通风窗，以确保通风换气质量。
北方地区由于冬季寒冷，屋顶的材料应选择导热系数低的材料。目前一般选择10 cm厚的聚苯乙烯彩钢板为好。无论采用哪一种屋顶设计，一定要在屋顶顶部设计安装一定数量的通风口，以便达到有效的通风除湿效果。如果没有通风口或者通风口面积过小，夏季虽然由于南、北对开的窗户形成的扫地风也能达到舍内空气的有效交换，但是，如果遇到闷热无风天气，尤其是冬季舍外气温过低，气流过大，北侧通风窗不能开启，只开启南侧窗户的通风效果欠佳。开启时间过长，造成舍内温度急剧下降，冷风直吹猪体表面，不利于猪体健康；如果开启时间过短，潮湿的空气滞留在猪舍的项部，舍内空气不能得到有效地交换，势必造成湿度过大，严重影响猪的生长发育。
猪舍应有充足的阳光照射。由于阳光的照射，使得舍内的温度提高，空气受热后比重变小而上升，由顶部立式通风窗流出，有利于猪舍的通风换气：冬季由于太阳高度角小，阳光可以照射到绝大部分猪床，有利于猪舍的保温。一定的光线还有利于微生物的生长繁殖。因此，可以将半钟楼式屋顶设计改为塑料大棚式设计。即将南侧屋顶和南墙改为塑料大棚，无滴塑料膜与防寒帘可随时根据环境调节温度、光照以及通风换气，猪舍内空间开阔，采光充足，通风良好。但在炎热的夏季，由于阳光照射强烈，南侧无滴塑料膜部分要进行遮光处理。塑料大棚模式的猪舍应设计成七分阴三分阳的采光格局。
3．墙与窗
在北方地区，猪舍的南侧、北侧以及东西山墙墙厚应达到24～37 cm。北墙设计成低开与中开两层通风窗。低开通风窗的下檐距过道地面的高度与食槽的高度一致，每栏2个，呈低而宽的矩形。中开窗为每栏一个，呈窄而高的矩形。这种品字形北窗设计可以较好地解决北方地区猪舍通风与保温的问题。下面的低开窗在夏季可以表现出良好的通风效果，在冬季则封闭之以利保温。冬季必要时可打开中开窗进行通风换气，以避免冷风的大量涌入。
猪舍南侧墙上的窗户尽量设计成大窗户，以便通风和采光。窗户下檐高于发酵池面20 cm 左右，以发挥良好的通风作用。上檐尽量高举，以增大透光角度，利于采光。如果南侧设计成塑料大棚式，将下部的塑料膜卷起，则通风换气的效果更好。塑料大棚模式更加有利于猪舍的采光，适合于我国北方地区猪舍建设。
三、猪舍的内部设施
1．猪栏
可以设计成单列式猪栏。每间猪栏东西宽度约4 m，南北两侧去除约2 m 宽的过道后，猪栏南北长约6～8 m，每间猪栏面积约为24～32 m ，每栏饲养猪16-20头。猪栏高度在80cm左右。位于发酵池中间的南北向隔栏应深入床下一定深度，防止猪拱洞钻过，造成混圈。这种单列式猪栏设计充分考虑到了发酵床养猪的特点，从福利养猪的理念出发，给猪设计出一定的运动空间，让猪在自由自在地运动中，满足嬉戏、玩耍、躺卧、采食、饮水、排泄等生理需要。
2．食槽、饮水器
将水槽和食槽分设于猪栏的南、北两端，采食与饮水分开，利用环境设计营造出让猪在采食和饮水过程中不断往返于食槽与饮水器之间的环境条件，强化猪的运动，降低脂肪的沉积，既提高了猪的健康和猪肉的品质，又使得猪在不断运动过程中，将粪尿踩踏入发酵床内，利于猪粪的充分发酵。
猪栏北侧沿着栏杆下面建成东西走向的食槽供猪只采食，保证每头猪有一定的食槽长度。栏杆建在食槽上方偏向外侧，使得少部分食槽在猪栏外侧便于投料，大部分食槽建在猪栏内侧便于采食。下部横栏高度以方便饲料的投放以及猪只的采食为标准。
在南侧猪栏两栏接合部安装自动饮水器。每栏设2个，距床面高30～40cm，下设集水槽，将水向外引出，流入东西走向的水沟内，水沟应有一定的坡度，由东西两侧流向猪舍中间，此处有通向猪舍外部的排水管，使水排向舍外的渗水井。
严格防止猪饮水时漏下的水流进发酵池，引起发酵池腐烂，导致发酵失败。
3．过道及硬床面
猪舍北侧设计成通长的过道，宽约 12 m：过道内侧与发酵池之间留出12 m 左右的水泥硬床面，为猪创造一个在夏季炎热季节里可以躺卧散热的休息环境。发酵池南侧与南墙或塑料大棚之间留出0．5 m 左右过道，以方便排水沟的设计，同时还可避免夏季雨水由窗户或卷起的通风口直接流入发酵床。
总之，发酵床养猪的猪舍设计与建造，应当紧密结合发酵床生物养猪特点，从猪的生物学特点、生理习性出发，在温度、湿度、通风、光照、密度等环境因素方面，积极创造出既满足猪的生长发育需要，又能增强猪的健康和抵抗力的环境条件，达到养猪增效之目的。
