Предпосылки к совершенствованию самотечно-сливной системы удаления навоза периодического действия

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

В. К. НАЙДЕНКО, канд. техн. наук;

А. В. ТРИФАНОВ, канд. техн. наук; С. Н. ДАРИЧЕВ; А. И. ТРОПИН

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ

САМОТЕЧНО-СЛИВНОЙ СИСТЕМЫ

УДАЛЕНИЯ НАВОЗА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Предлагается увеличить частоту сливов навоза из лотков в коллекторы, применив «дробное» наполнение их и создание водяных «подушек» перед каждым наполнением лотков. Для обоснования предложений произведены расчеты по объемам воды и стоков для 3 вариантов работы самотечносливной системы удаления навоза.

В соответствии с рекомендациями [1, 2] при правильной эксплуатации самотечно-сливной системы удаления навоза периодического действия в первоначальный период необходимо добавление воды для создания водяной «подушки» на дне лотков. Это препятствует прилипанию навоза к дну лотков и предотвращает образование осадка в виде остаточного слоя. При дальнейшей эксплуатации самотечносливной системы воду в нее не добавляют вплоть до завершения цикла содержания данной технологической группы свиней. В момент завершения технологического цикла помещение моют, дезинфицируют, ремонтируют и подготавливают к заселению животными новой технологической группы. В это время производят наполнение лотков самотечно-сливной системы для создания водяной «подушки» на дне лотков. В количественном отношении это выражается в создании слоя воды на дне лотков толщиной 5-10 см.

При технологических расчетах свиноферм данное количество воды определяется из расчета 1,5 л на 1 животное в сутки. В это количество воды входит вода для мойки помещений, дезинфекцию и заливку в лотки для создания водяной «подушки». Удельное количество воды было определено практическим путем при проведении исследований на свинофермах «Бор» Приозерского района и «Ручьи» Всеволожского района Ленинградской области.

Эта дополнительная вода разбавляет навоз на 2-3% по сравнению с исходной влажностью, которая согласно НТП 17-99 [3] составляет 87,5-88,5%. Объем навоза увеличивается на 18-20%.

144

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

Существенным недостатком данной системы удаления навоза является растворение «подушечной» воды в новых порциях навоза, особенно после слива его из лотков в коллекторы. В результате отсутствия «подушечной» воды навоз уплотняется и начинает нарастать придонный слой, который при каждом цикле слива навоза в коллектор, увеличивается на 5-8 см. Таким образом, самотечно-сливная система удаления навоза лишается своего главного преимущества, а именно - небольшой глубины лотков. Эта глубина составляет не более 0,6 м. Причем полезная глубина лотков на 15-20% меньше конструктивной, а при каждом сливе навоза из лотков в коллектор образуется осадок в 5-8 см. Через 3-5 сливов навоза из лотков в коллекторы габариты их настолько изменятся, что не позволят производить нормальную эксплуатацию системы удаления навоза.

В данной ситуации целесообразно применить порожки по типу широко известных самотечных систем периодического действия с продольными каналами длиной порядка 30-40 м. Функциональное назначение порожков - это сохранение «подушечной» воды, которое трудно осуществить. Более надежным способом является обновление всей «подушечной» воды после каждого слива навоза в коллектор. В этом случае присутствие порожка не обязательно. Для обоснования количества «подушечной» воды в зависимости от конструкции лотков и консистенции навоза необходимы исследования в лабораторных и производственных условиях. Теоретические предпосылки этих исследований приведены ниже. Применены они к условиям свиноферм с законченными производственными циклами: «Русбелго» (56000 свиней в год), «Ириновка» (27000 свиней в год), «Иса» (12000 свиней в год). Все свинофермы расположены в Ленинградской области.

В табл. 1 приведены данные по количеству воды для создания водяной «подушки» при однократной и многократной заливке ее. Толщина ее не превышает 0,1 м. Данные по количеству воды на мойку и дезинфекцию помещений приведены раздельно и в совокупности с одной и многократной заливкой воды для создания водяной «подушки» при полном и «дробном» наполнениях лотков навозом. Под «дробным» наполнением лотков навозом подразумевается наполнение их три раза по 1/3 объема за каждый раз. При этом при многократном и дробном наполнениях лотков навозом предварительно заливается вода для создания водяной «подушки».

145

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Таблица 1

Определение количества воды и объемов стоков при различных вариантах заполнения лотков системы удаления навоза и мойки помещений

Свиноферма с единовременным содержа-

Показатели нием поголовья

ФХ ОАО ОАО «Русбелго»

«Иса» - «Ириновка» - 24912 гол.

4755 гол. -

12015 гол.

Объем лотков VH и водяной «подушки» V вп,м3 при глубине лотков, м:

0,6/0,1 1183,3 / 2313,9 / Свиноферма с

197,2 385,65 единовременным

содержанием 8221,9/1370,3

% доля 16,6 16,6 16,6

Количество воды на создание водяной «подушки» N3 м3:

однократно 197,215 385,65 822,24

многократно 2325,2 4629,7 5496,74

Количество воды на одну N1 и 192,76 и 466,78 и 1997,8 и

N раз мойки помещений, м3 1213,07 2669,2 11620,97

Количество воды на мойку помещений № и № создание водяной «подушки» при заливке, м 3: однократно 1410,3 3054,85 12962,8

многократно 3538,3 7298,9 17637,3

дробно (за 3 цикла) 8188,7 16558,3 28111,2

Количество навоза и воды при № раз мойки помещений

и N раз создания водяных «по- 3 душек», м :

однократно 13348,7 27877,48 63789,3

многократно 15476,7 32121,5 68463,8

дробно 20127,1 41380,9 78937,4

146

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

В табл. 2 приведены изменения количества воды и объемов стоков при различных способах заполнения лотков навозом и водой для создания «водяных» подушек. Количество воды для однократного создания водяных «подушек» в лотках при многократных мойках в течение года и полных наполнениях лотков навозом принято за постоянную минимальную величину.

Таблица 2

Коэффициенты изменения количества воды и объемов стоков при различных вариантах наполнения лотков системы удаления навоза

Показатели Свиноферма с единовременным содержанием поголовья

ФХ «Иса» -4755 гол. ОАО «Ири-новка»-12015 гол. ОАО «Рус-белго» -24912 гол.

Годовое количество исходного навоза, т 11938,42 24822,6 50826,3

Степень увеличения количества воды при различных вариантах создания водяной «подушки»: однократно 1 1 1

многократно 2,5 2,39 1,36

дробно 5,8 5,4 2,27

Степень увеличения количества воды и навоза при различных вариантах заполнения лотков навозом: однократно 1 1 1

многократно 1,16 1,15 1,07

дробно 1,5 1,4 1,24

Величины отношений количества воды при различных вариантах водяной «подушки» и наполнения лотков навозом, кг/гол./сут.: однократно 0,69 0,897 1,43

многократно 2,039 1,66 1,93

дробное 4,72 3,77 3,09

Габариты лотков системы удале- 2,5х1,7 2,5х1,7 6х4

ния навоза 6,25х1,7 6,25х1,7 6,2х4

147

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

При многократных заполнениях водой лотков и многократных мойках помещений и полного использования объемов лотков для накопления навоза в них приводит к увеличению расхода воды в 1,36-2,5 раза и увеличению объемов стоков в 1,08-1,16 раза (8-16%). При «дробном» наполнении лотков навозом и трехкратным созданием водяных «подушек» расход воды увеличивается с 2,17 до 5,8 раз. Объемы стоков увеличиваются на 48-50% (табл. 3).

Таблица 3

Суммарное количество воды, жидкой фракции, навоза и их относительная влажность

Показатели Свиноферма с единовременным содержанием поголовья

ФХ «Иса» -4755 гол. ОАО «Ири-новка»-12015 гол. ОАО «Русбел-го» - 24912 гол.

Относительная влажность исходного навоза, W% 88,08 88,10 88,11

Количество сухого вещества / жидкой фракции исходного навоза, т 1422,42/10515,96 2950,4/21872,3 6052,6/44781,2

Суммарное количество воды и жидкой фракции в различных вариантах создания водяной «подушки» в лотках, т: однократное 11926,3 24927,2 57744

многократно 14054,26 29171,2 38430,6

при 3 циклах(дробно) 18704,7 38430,6 72892,4

Относительная влажность смеси суммарного количества воды и навоза в различных вариантах создания водяной «подушки» в лотках, %: однократное 89,34 89,42 90,52

многократное 90,81 90,82 91,17

при 3 циклах 92,93 92,87 92,34

148

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

Соответственно удельные величины расхода воды для рассматриваемых 3 случаев, равны, соответственно, 0,69-1,43; 1,66-2,04 и 3,1-4,7 кг/гол./сут. Относительная влажность навоза по сравнению с исходной увеличивается в первом случае на 1,2-1,4%; во втором -на 2,7-3,1% и в третьем случае - на 4,2-4,8% (табл. 3). Согласно НТП 17-99 [3] удельный расход воды для системы удаления навоза непрерывного и периодического действия составляет, соответственно, 1,5 и 7,0 кг/гол./сут.

Таким образом, по удельному расходу воды самотечно-сливная система удаления навоза при однократном и многократном создании водяной «подушки» и полным наполнением лотков навозом близка к самотечной системе непрерывного действия, а при «дробном» наполнении лотков навозом и многократном создании водяных «подушек» в лотках в 1,5-2,0 раза меньше чем расход воды в самотечной системе периодического действия.

По нормам ВНТП 2-96 [4] расход воды предусмотрен для поения свиней и технологических нужд (табл. 4). При сравнении расхода воды по вариантам создания водяной «подушки» и вариантам наполнения лотков навозом с нормативными количествами технологической воды оказывается, что для самотечно-сливной системы удаления навоза требуется от 8 до 47,5% от количества технологической воды, соответственно, для всех трех вариантов создания водяной подушки в лотках и наполнения их навозом.

149

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Таблица 4

Соотношение количества воды необходимой для эксплуатации самотечно-сливной системы удаления навоза

Показатели Свиноферма с единовременным содержанием поголовья

ФХ «Иса» -4755 гол. ОАО «Ири-новка»-12015 гол. ОАО «Русбелго» - 24912 гол.

Количество воды по ВНТП 2-96, т/гол.: всего (суммарное) 32404,24 61278,4 125065,8

на поение 11991,42 25101,93 51125,7

на технологические нужды 17251,6 33013,23 59562,23

Доля количества технологической воды в суммарном количестве (по ВНТП 2-96), % 53,24 53,87 47,6

Соотношение количества воды по 3 вариантам водяных «подушек» и вариантам наполнения лотков и количества технологической воды, %: однократно 8,2 12,2 21,76

многократно 20,5 29,6 47,2

дробно 47,5 42,1 47,2

ВЫВОДЫ

1. Для обеспечения нормальной эксплуатации самотечносливной системы удаления навоза периодического действия без образования осадка необходимо создавать водяные «подушки» в лотках после каждого слива навоза в коллектор.

2. Наполнение лотков навозом должно быть не более 1/4-1/3 от глубины лотков, т. е. «дробным».

150

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

3. Количество воды для мойки помещений и создания водяных «подушек» в лотках в варианте «дробного» наполнения их навозом составляет от 3,09 до 4,72 кг/гол./сут.

4. Суммарное количество воды для создания водяной «подушки» и мойки помещений составляет от 42 до 47% от количества воды для технологических нужд по нормам ВНТП 2-96.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рекомендации по системам удаления, транспортирования, хранения и подготовки к использованию навоза для различных производственных и природно-климатических условий. - М.: ФГНУ «Ро-синформагротех», 2005.

2. Трифанов А. В., НайденкоВ.К., Брыков Ю.А. Результаты исследований самотечно-сливной системы удаления навоза периодического действия / А.В. Трифанов, В.К. Найденко, Ю.А. Брыков //Технологии и технические средства производства продукции растениеводства и животноводства: сб. науч. тр. /ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. - СПб., 2007. - Вып. 79. - С. 132-142. -ISSN 0131-5226.

3. Нормы технологического проектирования систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета. НТП 17-99. - М.: Минсельхоз, 2000.

4. Ведомственные нормы технологического проектирования свиноводческих предприятий. ВНТП 2-96. - М.: Минсельхоз. 1996.

Получено 13.03.2008.

151