 |
3.3.1. Зоотехнические требования к системам навозоудаления
|
|
|
|
Основные источники загрязнения почв и водоемов, связанные с работой животноводческих предприятий, - это навоз, помет, моча, технологическая вода и дезинфицирующие средства. В зависимости от технологии содержания сель- скохозяйственных животных различают навоз следующих видов: подстилоч- ный (влажность 68... 78%), полужидкий (78... 91%), жидкий (98%) и навозные
стоки (98 %).
Системы удаления навоза должны обеспечивать использование жидкого навоза и навозных стоков для орошения сельскохозяйственных культур, а наво- за и помета - в качестве органического удобрения для повышения урожайности и улучшения структуры почвы. Сооружения этих систем следует располагать с подветренной по отношению к животноводческому предприятию и жилой за- стройке стороны с учетом господствующих направлений ветров в теплое время года и ниже водозаборных сооружений.
Навозохранилища бывают прифермерские и полевые. По конструкции они могут быть заглубленными или наземными. Для жидкого навоза и помета соз- дают хранилища глубиной до 5 м шириной 12... 20 м, на откосы и днища кото- рых наносят твердое покрытие. Для сбора и отвода жидкости из них преду- сматривают жижесборники. В районах с продолжительной холодной зимой строят закрытые навозохранилища.
Самый простой и надежный способ обеззараживания навоза - термиче- ский. В рыхло сложенном навозе происходят активные микробиологические процессы, сопровождающиеся повышением температуры до 70°С, при которых подавляющее большинство микробов и гельминтов погибают. Через 5... 7 суток навоз уплотняют, и доступ воздуха прекращается. При хранении навоза в под- польном навозохранилище для его обеззараживания и усиления биотермиче- ского процесса на дно укладывают резаную солому (длиной 6... 8 см) слоем толщиной 1 м.
|
|
|
Весьма эффективно компостирование навоза с торфом. При этом влаж- ность, %, навоза должна составлять более 93, торфа - 50, компостной смеси -
70. Ценность компоста как удобрения можно повысить путем добавления ми- неральных веществ (суперфосфат, гашеная известь и др. ).
При осуществлении гидросмыва образуются жидкие стоки, которые необ- ходимо очищать и обеззараживать. Использование жидких стоков в качестве удобрения без обеззараживания приводит к распространению болезнетворных бактерий и гельминтов. Особенно опасен в этом отношении свиной навоз.
Обеззараживание жидких стоков включает в себя механические, химиче- ские, биологические и комбинированные методы воздействия. В первую оче- редь осуществляется разделение жидких стоков на густую и жидкую фракции, для чего применяют двухъярусные и вертикальные отстойники. Густая фракция влажностью 75 % подвергается биотермической обработке на специальных участках, а жидкая фракция - биологической очистке.
Для очистки сточных вод, прошедших предварительное отстаивание, ис- пользуют аэротанки - большие железобетонные резервуары, разделенные на коридоры. Каждый коридор оснащен аэраторами - устройствами, подающими воздух для насыщения кислородом активного ила и перемешивания его со сто- ками. Затем стоки поступают на вторую ступень биологической очистки, а из- быток активного ила обезвоживается. Аэротанки работают в режиме продлен- ной аэрации. Органические вещества, растворенные в стоках, под воздействием микроорганизмов расщепляются (минерализуются).
Поверхностные стоки животноводческих ферм направляют по открытой системе водоисточников в локальные хранилища (накопители) и после обра- ботки используют для орошения земель под сельскохозяйственными культура- ми.
|
|
|
В некоторых случаях для обеззараживания стоков применяют ионизирую- щее излучение, дезодорацию (с подачей кислорода), озонирование и биофильт- ры (аэрофильтры).
3. 3. 2. Физико-механические и реологические свойства навоза
Навоз - это ценное органическое удобрение и источник минеральных ве- ществ, а также микроэлемент необходимых для роста и развития растений. Ос- нову навоза составляют моча и кал, на количество которых влияют вид живот- ного, его возраст и масса, интенсивность кормления, вид используемых кормов и другие факторы.
В зависимости от системы и способа содержания животных (на подстилке или без нее) и способа удаления навоза (механический или гидравлический) по- следний имеет густую или жидкую консистенцию. Твердый (густой) навоз по- лучают при содержании животных на подстилке. Она поглощает жидкие выде- ления животных и образующийся азот, улучшает физико-химические и биоло- гические свойства навоза, который становится менее влажным, более рыхлым и легче разлагается при хранении. При наличии подстилки пол стойла становится более ровным, теплым и чистым, облегчаются перевозка навоза и внесение его в почву.
На крупных фермах, однако, распространен менее трудоемкий, бесподсти- лочный способ содержания животных. В этом случае получают жидкий (полу-
жидкий) навоз - смесь твердых и жидких экскрементов животных, технологи- ческой и смывной воды, отходов корма и газообразных веществ. Вопросу его утилизации необходимо уделять особое внимание.
Навоз представляет собой сплошную полидисперсную многофазную сис- тему, в которой объединены твердые, жидкие и газообразные вещества. Его ос- новную часть составляет влага. Она существенно влияет на физико- механические и химические свойства навоза. В свою очередь, его влажность за- висит от первоначальной влажности экскрементов, вида, количества и первона- чальной влажности применяемого подстилочного материала, принятой системы уборки и т. д.
Первоначальная влажность, %, кала, мочи и ее смеси с калом крупного ро- гатого скота составляет соответственно 83... 84; 94, 8... 95, 0 и 86... 87, свиней - 76... 78, 94... 95 и 87... 88, овец 61... 69, 94... 95 и 87 88. Плотность навоза колеб-
лется от 400 1020 кг/м3 и зависит от многих факторов: плотности экскрементов, влажности, количества и качества подстилочного материм размеров частиц на- возной массы, сопротивления фракций др.
|
|
|
Плотность соломистого навоза крупного рогатого скота при изменении его влажности от 75 до 85 % колеблется от 530 до 890 г/м3. При увеличении содер- жания подстилки в навозе снижаются влажность, а следовательно, и плотность. Так, при изменении содержания подстилки от 0 до 20 % плотность соломистого навоза уменьшается с 1010 до 470 кг/м3.
Плотность, кг/м3, подстилочного свиного навоза составляет 600 900,
овечьего (при 7-месячном нахождении в кошаре) 835... 1250; жидкого навоза крупного рогатого скота и овец 1010... 1020, свиного - 1050 1070; помета птиц -
700... 1005,
Бесподстилочный (чистый) навоз весьма однороден по составу. Средний размер частиц чистого навоза крупного рогатого скота составляет 2, 6 мм, час- тиц длиной свыше 10 мм содержится не более 1 %. Средний размер частиц сви- ного навоза 0, 63 0, 24 мм. Однако в жидкий навоз крупного рогатого скота по-
падает много крупных включений от остатков корма, которые засоряют решет- ки полов и каналы, вследствие чего снижается эксплуатационная надежность гидротранспортной системы навозоудаления.
При расчетах машин для уборки навоза необходимо знать значения коэф- фициентов трения скольжения, покоя и липкости, зависящие от многих факто- ров, и прежде всего от влажности. Влажность навоза, при которой коэффициент трения скольжения принимает максимальное значение, называют критической. Так, при движении бесподстилочного навоза крупного рогатого скота по стали, бетону и доске из сосны критическая влажность составляет соответственно 64, 4; 67, 6 и 60, 4 %, а коэффициент трения - 0, 9; 1, 04 и 1, 02; при движении наво- за с соломенной подстилкой критическая влажность при тех же условиях - со- ответственно 71, 4; 73, 4 и 72, 8 %, а коэффициент трения - 0, 67; 0, 68 и 0, 77. При механизированной уборке навоза необходимо обеспечить влажность навоза выше критической.
Коэффициент трения покоя больше коэффициента трения скольжения экс- крементов на 30... 40 %, соломистого навоза - на 15... 30 и торфяного - на 5... 15 %.
|
|
|
Представляет интерес и такая характеристика навоза, как коэффициент липкости, или усилие отрыва пластины от прилипшей к ней навозной массы, при определенных значениях начального давления на пластину и продолжи- тельности контакта. Установлено, что наименьшее усилие отрыва от навозной массы у полиэтилена и винипласта, наибольшее - у резины и дерева.
Жидкий навоз влажностью 86... 92% способен перемещаться самотеком по каналам на определенные расстояния за счет вязкопластичных свойств. На этой основе созданы самотечно-сплавные системы удаления навоза из животновод- ческих помещений.
Практический интерес с точки зрения правильного выбора технологиче- ского оборудования и определения параметров строительных конструкций, предназначенных для систем удаления, переработки, хранения и использования жидкого навоза, представляют его реологические (текучие) свойства — дина- мическая вязкость и предельное напряжение сдвига. Обе эти величины возрас- тают с уменьшением его влажности. Так, при снижении влажности навоза крупного рогатого скота (кормление силосом, соломой, бардой, жомом и кон- центрированными кормами) с 94 до 82 % вязкость и предельное напряжение сдвига увеличиваются соответственно с 0, 13 до 2, 6 Па с и с 1, 5 до 100 Па.
Свиной навоз характеризуется меньшими значениями предельного напря- жения сдвига и вязкости по сравнению с навозом крупного рогатого скота.
Так как вязкость и предельное напряжение сдвига определяют коэффици- ент сопротивления перемещению навоза по трубам при перекачке его насосами или пневматическими установками, свежий навоз крупного рогатого скота сле- дует транспортировать при влажности выше 89%, а свиной - выше 84%. После хранения навоза в течение 3... 4 месяцев указанные предельные значения влаж- ности снижаются.
3. 3. 3. Технология уборки, переработки и использования навоза
При скоплении навоза и жижи в животноводческом помещении выделяет- ся большое количество аммиака, и создаются благоприятные условия для раз- множения и сохранения вредных микроорганизмов. Это неудовлетворительно сказывается на состоянии продуктивности скота, что указывает на необходи- мость своевременного удаления навоза из помещения и его дальнейшей пере- работки для использования на полях в качестве удобрения (с соблюдением тре- бований охраны окружающей среды от загрязнений).
В зависимости от конкретных условий применяют следующие технологии удаления и обработки навоза:
- сбор, удаление, хранение, выдержка в буртах и внесение почву твердого подстилочного навоза;
- сбор, удаление жидкого бесподстилочного навоза с приготовлением, хра- нением и внесением в почву твердого компоста полученного с использованием
|
|
|
торфа, резаной соломы, опилок других компостируемых материалов, а также минеральных удобрений;
- сбор и удаление жидкого бесподстилочного навоза с соответствующей обработкой, хранением и внесением его в почву в жидком виде;
- сбор и удаление бесподстилочного навоза с разделением на твердую и жидкую фракции с соответствующей их обработкой, последующим хранением и внесением каждой фракции в почву раздельно (раздельный способ утилиза- ции).
В общем случае технологический процесс уборки навоза из животноводче- ских помещений, транспортирования его к месту обработки и хранения с даль- нейшим внесением в почву можно представить в виде следующих операций: доставки и распределения подстилки; уборки помещений, включающей в себя очистку стойл и станка; транспортирования в промежуточные емкости- накопители; погрузки в транспортные средства; транспортирования к месту разгрузки и временного хранения (навозохранилище, площадка компостирова- ния); обработки навоза с целью приготовления высокоэффективного органиче- ского удобрения; погрузки и транспортирования навоза в поле; внесения его в почву.
3. 3. 4. Мобильные и стационарные средства удаления навоза
Согласно классификации навозоуборочные средства подразделяются на механические и гидравлические. Рассмотрим некоторые из них.
Подвесные рельсовые вагонетки с ручной откаткой применяют редко. Они малопроизводительны и металлоемки. Их использование связано со значитель- ными затратами ручного труда. Ручные тележки относятся к категории безрель- сового транспорта, который дешевле, чем транспорт, требующий наземных и подвесных рельсовых дорог.
Мобильный агрегат, представляющий собой трактор типа МТЗ или ЛТЗ с бульдозерной навеской, предназначен для удаления навоза из открытых навоз- ных проходов коровников и его подачи в поперечный канал, находящийся внутри помещения, или выталкивания навоза в хранилище, расположенное вблизи фермы. Этот агрегат можно эффективно применять как в сочетании с установками КНП-10 и УТН-10 для транспортирования навоза, так и без них в зависимости от технологии уборки. Ширина захвата агрегата 1, 8... 3, 0 м, подача не менее 20 т/ч.
На фермах крупного рогатого скота и свиноводческих фермах широко ис- пользуют скребковые транспортеры с круговым и возвратно-поступательным движением скребков, а также скреперные установки с возвратно- поступательным движением скребков (штанговые).
Скребковые транспортеры кругового движения ТСН-2, 0Б и ТСН-160Б в отличие от ранее выпускавшихся имеют более простое и надежное устройство.
ЗАНЯТИЕ 23
Тема 3. 4. Машины и оборудование для стрижки овец и первичной обработки шерсти
|
|
|
