Исследование подачи вентиляционных выбросов коровников в корнеобитаемый слой культивационных сооружений

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

УДК 551.5

В.Н. МИРОНОВ; В.В. ГОРДЕЕВ, канд. техн. наук

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДАЧИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ КОРОВНИКОВ В КОРНЕОБИТАЕМЫЙ СЛОЙ КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ

Приведены результаты экспериментальной проверки на лабораторной установке очистки вентиляционных выбросов животноводческих помещений КРС через почву. Установлено, что концентрации газов в воздухе при проходе через почву снижается с 8-12 мг/м3 до 3-6 мг/м3 по аммиаку и с 0,150,29% до 0,03-0,12% по углекислому газу. Доказано, что при прохождении вентиляционных выбросов животноводческих помещений через почвенный субстрат происходит увеличение в нем питательных веществ, а именно: содержание оксида фосфора (P2O5) - на 2,2%, оксида калия (K2O) - на 0,27%, аммонийного азота (N-NH4) - на 97%, нитратного азота (N-NG3) - на 9%, что способствует повышению плодородия субстрата. Все это позволяет сократить загрязнение окружающей среды и может способствовать сокращению потребности растений в минеральных удобрениях.

Вентиляционные выбросы животноводческих предприятий содержат углекислый газ (СО2), аммиак (NH3) и др. вредности, которые загрязняют атмосферу. Одним из путей охраны атмосферы от воздействия вентиляционных выбросов животноводческих помещений является использование прифермской оранжереи [1]. В этом случае очистка воздуха животноводческого помещения происходит в результате непосредственной его подачи в почвенный слой теплиц с помощью трубопроводов и системы аэрационного дренажа. Обладая высокой растворимостью, содержащиеся в воздухе примеси углекислого газа, аммиака растворяются в почвенной влаге, вступают в химические соединения с почвенными компонентами, частично поглощаются почвой. При этом углекислый газ в почве проявляет свойства кислотного оксида, взаимодействуя с водой и растворами щелочей. Часть углекислого газа через почвенный слой поступает в воздушное пространство теплиц, обеспечивая тем самым подкормку растений. Растения усваивают углекислоту не только из воздуха, но и из почвы при помощи корневой системы в газообразном, растворенном состоянии или в виде углекислой соли.

170

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2009. Вып. 81.

Аммиак и сероводород обладают большей растворимостью, чем углекислый газ, и поэтому полностью растворяются в почвенной влаге. Таким образом, частично или полностью может быть покрыта потребность в азотных удобрениях, необходимых для выращивания растений.

В целях экспериментальной проверки системы очистки вентиляционных выбросов животноводческих помещений КРС предложенным способом провели исследования на лабораторной установке (рис. 1).

Рис. 1. Схема экспериментальной установки для исследований подачи вентиляционных выбросов в подпочвенный слой

Установка представляет собой камеру 1 в виде деревянного каркаса, покрытого газонепроницаемым экраном из светопрозрачного материала. Экран установлен таким образом, чтобы его можно было легко открыть и закрыть на период проведения опыта, не повреждая

171

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

подводящие шланги. На дне камеры установлен поддон с лотком 2. В лотке с субстратом 6 толщиной 0,25 м на глубине 0,125 м проложен полиэтиленовый трубопровод 3 диаметром 0,02 м с отверстиями диаметром 2-3 мм и с шагом 35 мм, расположенными в шахматном порядке. Загрязненный воздух из коровника при помощи компрессора 4 подается по полиэтиленовому трубопроводу в лоток с субстратом. Расход воздуха регулируется с помощью ротаметра 5.

При постановке опыта измеряли: температуру и влажность помещения, содержание углекислого газа и аммиака в подаваемом воздухе и внутри камер, количество подаваемого воздуха с газовыми примесями, влажность субстрата. Для определения концентраций вредных газов в воздухе помещений коровника и камеры измеряли при помощи газоанализаторов: концентрацию аммиака Хоббит-Т-КН3, углекислого газа ПГА-12. Валовое содержание питательных веществ в субстрате, а также показатель рН определяли отбором проб и последующей сдачей их в агрохимическую лабораторию. Относительную влажность субстрата определяли при помощи сушильного шкафа и весов ВЛТ-500. Расход вентиляционных выбросов коровника измеряли по ротаметру «Kytola». Продолжительность подачи вентиляционных выбросов коровника измеряли с помощью секундомера.

Очистке подвергался воздух коровника, в котором находилось 260 голов, температура воздуха в помещении 11±3 °С, влажность 85±5%. Воздух содержал 8-12 мг/м3 аммиака и 0,15-0,29% углекислого газа. Начальная влажность субстрата 72%. Содержание других газов не измеряли. Воздух помещения принудительно продували через почвенный субстрат в камеру при помощи компрессора. После 3 часов подачи воздуха помещения через почвенный субстрат содержание аммиака в выходящем воздухе в камере снизилось до 3-6 мг/м3, а углекислого газа до 0,03-0,12% и далее оставалась на том же уровне и после 5 часов подачи воздуха. Влажность субстрата после подачи воздуха 7283%.

Предлагаемый способ очистки воздуха животноводческих помещений от вредных газов позволяет снизить концентрацию аммиака и содержание углекислого газа до значений ниже предельно допустимых норм, и тем самым защитить окружающую среду от загрязнений вредными выбросами.

172

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2009. Вып. 81.

В таблице представлены результаты измерений содержания питательных веществ после пропускания вентиляционных выбросов животноводческих помещений КРС через почвенный субстрат. В качестве образца №1 использовался заправленный микроэлементами субстрат.

Результаты измерений

Показатели Образец № 1 Образец № 2 (опыт) Образец № 1 / образец № 2, %

рН сол., ед. рН 5,7 5,6 -

Влажность, % 72,4 72,5 -

Р2О5, мг в 100 г 1,81 1,85 2,2

К2О, мг в 100 г 43,44 43,56 0,27

N-NH4, мг в 100 г следы 1,97 97

N-ЫО^ мг в 100 г 17,7 19,3 9

Как видно из таблицы, при прохождении вентиляционных выбросов животноводческих помещений через почвенный субстрат происходит увеличение содержания оксида фосфора (Р205) на 2,2%, оксида калия (K20) на 0,27%, аммонийного азота (N-NH) на 97%, нитратного азота (ККО3) на 9%, что способствует повышению плодородия субстрата.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментальные исследования подтверждают, что при прохождении вентиляционного воздуха из животноводческого помещения через почвенный субстрат снижается содержание аммиака в воздухе концентрации с 8-12 мг/м3 до 3-6 мг/м3 и углекислого газа с 0,15-0,29% до 0,03-0,12%, что способствует охране окружающей среды от загрязнений вентиляционными выбросами животноводческих помещений, так как их концентрация после очистки через почвенный субстрат находится ниже предельно допустимых норм.

173

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

2. При прохождении вентиляционных выбросов животноводческих помещений через почвенный субстрат происходит увеличение содержания оксида фосфора (P2O5) на 2,2%, оксида калия (K2O) -на 0,27%, аммонийного азота (N-NH4) - на 97%, нитратного азота (ККО3) - на 9%, что способствует повышению плодородия субстрата.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хазанов Е.Е. Технологические параметры, технические и объемно-планировочные решения безотходной молочной фермы. / Е.Е. Хазанов // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: Сб. науч. тр. НИПТИМЭСХ НЗ - СПб., 1994. - Вып. 64. - С. 76 - 84. -ISSN 0131-5226.

Получено 21.09.2009.

УДК 631.365 А. В. ТЕРЕНТЬЕВ

О ВЫБОРЕ ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИИ ЗАГОТОВКИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО СЕНА, ПРЕССОВАННОГО В РУЛОНЫ, В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Рассматривается методика выбора варианта технологии заготовки высококачественного сена в зависимости от климатических условий.

Основу кормовой базы хозяйств Северо-Западного региона составляют корма, заготавливаемые из сеянных и естественных трав, естественные и долголетние культурные пастбища. Заготавливаемые в настоящее время травяные корма не позволяют существенно увеличить производство животноводческой продукции вследствие низкого качества и питательности заготавливаемого фуража.

Происходящее в настоящее время удорожание зерна и комбинированных кормов приводит к существенному удорожанию себестоимости продукции животноводства. Смягчить отрицательные по-

174