Анализ и обоснование технологических решений утилизации навоза на фермах КРС Ленинградской области

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2009. Вып. 81.

УДК 631.95

А. Н. САМСОНОВ, канд. техн. наук

АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗА НА ФЕРМАХ КРС ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Один из факторов успешной реализации планов ускоренного развития животноводства, предусмотренных приоритетным национальным проектом «Развитие АПК», - гармонизация экономических интересов и требований к охране окружающей среды при использовании органических удобрений. В данной работе рассмотрены некоторые решения подготовки навоза на фермах КРС Ленинградской области к использованию в качестве органических удобрений.

Основной характеристикой навоза является его влажность, которая зависит от способа содержания и рациона кормления животных, вида и количества вносимой подстилки, количества воды, попадающей в систему навозоудаления при подмывании вымени, мойке и дезинфекции оборудования и помещений, а также вследствие проникновения поверхностных и грунтовых вод в систему сбора, транспортирования и хранения навоза.

В настоящее время широкое распространение при реконструкции и новом строительстве ферм получил способ бесподстилочного содержания животных на резиновых матах или щелевых полах, обусловливающий получение навоза повышенной влажности 85-90%.

Повышенная влажность навоза является основным недостатком, приводящим к увеличению его объема и снижение питательной ценности. Это, в свою очередь, влечет за собой существенный рост капиталовложений в хранилища для накопления навоза в зимний период и транспортных затрат при внесении навоза в почву. Кроме того, такой навоз представляет значительную экологическую опасность для открытых водоемов, а также грунтовых и подземных вод.

Большинства отмеченных недостатков можно устранить применением рациональных методов удаления и подготовки навоза к использованию в качестве органического удобрения.

Для уборки и использования навоза повышенной влажности наибольшее распространение получила технология с перемешиванием

153

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

навоза в навозных каналах и транспортированием его в хранилища с помощью центробежных насосов. Затем, в короткие промежутки весной и осенью навоз вывозится на поля. Такая технология в европейских странах считается отвечающей правилам «хорошей сельскохозяйственной практики». Достоинством системы, основанной на использовании жидкого навоза, считают однородность массы, что облегчает его транспортирование по трубам и распределение при внесении в почву. Эта система проще, и требует меньших трудозатрат. Считается, также, что в жидком навозе лучше сохраняется азот [1].

Данная технология уборки и использования навоза была предложена для фермы ЗАО «Волховское» с поголовьем 936 коров. Суточный выход навоза и стоков доильного зала данной фермы составляет 100 м3. Уборка навоза из навозных и кормонавозных проходов коровников предусмотрена скреперными установками. Навоз сбрасывается в поперечный канал, по которому с помощью шнекового транспортера поступает в накопительную яму, расположенную в торце канала и оборудованную погружным насосом. Для монтажа и обслуживания насоса предусмотрен монтажный поворотный кронштейн, с механической лебедкой из нержавеющей стали. Из накопительной ямы навоз перекачивается насосом по трубам, проложенным на глубине промерзания, в предлагуну. Сюда же поступают стоки из доильного зала. С учетом суточного выхода навозных стоков объем предлагуны принимаем 120 м3. Перекачивание навоза в хранилища должно осуществляться ежесуточно. Предлагуна оборудована средствами перемешивания навоза для обеспечения однородного состава с помощью электромеханического перемешивающего устройства - мешалки -гомогенизатора. Из предлагуны навоз насосом с измельчающим устройством направляется в навозохранилища.

Объем навозохранилищ (лагун) рассчитывается из условия хранения навоза в течение 6 месяцев с учетом атмосферных осадков за этот период. Суточный выход жидкого навоза составит 100 т. Следовательно, объем лагун должен быть не менее 21 тыс. т. В качестве навозохранилищ принимаем две пленочные лагуны по 10500 м3 каждая. Лагуны для хранения будут наполняться снизу в целях предотвращения выбросов аммиака и сокращения риска замерзания. Каждая лагуна оборудована мешалками.

В данную технологическую линию можно добавить операцию разделения навоза на твердую и жидкую фракции. При этом выгрузка

154

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2009. Вып. 81.

навоза из помещения в предлагуну осуществляется точно так же как в предлагаемой технологии. Затем из предлагуны навоз насосом с измельчающим устройством направляется в пункт разделения навоза на жидкую и твердую фракции на сепараторе. Жидкая фракция перекачивается в навозохранилища, а твердая вывозится на площадку компостирования.

В таблице представлены показатели вариантов обработки навоза в ЗАО «Волховское» Как видно из таблицы разделение навоза на фракции позволит уменьшить объем навозохранилищ, соответственно стоимость сепараторов частично будет компенсирована за счет экономии на строительстве лагун. Разделение жидкого навоза позволяет повысить надежность работы насосов, облегчает перемешивание навоза в хранилищах и предотвращает забивание рабочих органов машин для внесения.

Показатели вариантов обработки навоза ЗАО «Волховское»

Показатели С разделением Без разделения

Выход жидких удобрений: т/с 85,9 100

т/год 31400 36500

Объем хранилища на 180 дней, м3 17000 21000

Выход твердой фракции: т/с 14,1

т/год 5150 -

Площадь полей для утилизации жидких удобрений, га 570 670

Площадь полей для утилизации твердых удобрений, га 90

Особенно остро проблема утилизации навоза стоит в сельскохозяйственных предприятиях, где сельскохозяйственных угодий для использования навоза в качестве удобрения недостаточно. Для выбора технологии, отвечающей условиям таких хозяйств, проведен анализ

155

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

современных способов обработки навоза и выполнена их сравнительная оценка [2]. Как показал этот анализ, лучшие техникоэкономические показатели соответствуют технологии, предусматривающей механическое разделение навоза, биологическую обработку жидкой фракции и компостирование твердой фракции.

Именно к таким предприятиям относится ЗАО «Предпортовый», земли которого оказались на территории г. Санкт-Петербурга. В хозяйстве успешно функционирует современная молочная ферма на 900 коров с доильным залом, оборудованным новейшей автоматизированной доильной установкой «Карусель». Выход навоза от коров и молодняка, с учетом навозосодержащих стоков из доильного зала, составляет около 33 тыс. т в год. Относительная влажность навоза около 90%. Для использования такого количества навоза в качестве удобрения при действующих нормах внесения азота потребуется не менее 600 га, в то время как вблизи фермы имеется менее половины этой площади.

Для данного хозяйства была предложена технология, предусматривающая обработку навоза с использованием метода аэробной денитрификации [2]. Вся исходная масса подвергается двух стадийному разделению на твердую и жидкую фракции. Навоз в объеме 90 м3 в сутки поступает с фермы в приемный резервуар, откуда направляется на сепаратор для грубого разделения, а затем подвергается биологической обработке на первой ступени. Далее жидкая фракция подвергается тонкому разделению на установке по обезвоживанию в составе ленточного сгустителя и пресс-фильтра. Для повышения эффективности выделения сухих веществ в жидкую фракцию вводится высокомолекулярный полиэлектролит - флокулянт в виде водного раствора.

Осветленная жидкая фракция далее направляется на вторую ступень и в отстойник для отделения избыточного активного ила, который с помощью эрлифтов возвращается на первую и вторую ступени биологической обработки. Очищенная жидкая фракция поступает в резервуары для хранения во вневегетационный период. В процессе длительного хранения денитрификация продолжится, в результате чего содержание азота резко сократится. Через 6 месяцев хранения содержание общего азота понизится до 80 мг/л, фосфора - до 500 мг/л, калия - до 2000 мг/л, что позволит использовать жидкую фракцию на близлежащих полях или в культивационных сооружениях и снизить транспортные издержки.

156

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

_________ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2009. Вып. 81.______

Твердая фракция после сепаратора и пресс-фильтра с помощью ленточного конвейера направляется на площадку временного хранения с последующим вывозом на поля. Потребная площадь для утилизации обработанных навозных стоков составит 250 га.

Важно отметить, что в процессе обработки как жидкая, так и твердая фракции дезодорируются и освобождаются от болезнетворной микрофлоры и семян сорных растений.

Реализация предложенной технологии обеспечивает экологическую безопасность производства и, что особенно важно в условиях ограниченных площадей сельскохозяйственных угодий сократить их площадь в 3 раза.

Проблема обработки и рационального использования навозной массы в качестве органического удобрения является одной из ключевых задач при проектировании и реконструкции животноводческих комплексов.

В научных учреждениях Россельхозакадемии разработаны эффективные агротехнологии экологически безопасного использования органических удобрений и биоресурсов, но они не внедряются из-за отсутствия во многих хозяйствах необходимых материальнотехнических средств.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хазанов Е.Е., Гордеев В.В., Хазанов В.Е. Модернизация мо-

лочных ферм / Е.Е. Хазанов, В.В. Гордеев, В.Е. Хазанов. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2008. -

ISBN 978-5-88890-054-3.

2. Афанасьев В.Н., Хазанов Е.Е. Гордеев В.В., Самсонов А.Н., Хазанов В.Е., Сравнительная оценка технологий обработки навоза молочной фермы ЗАО «Предпортовый» / В.Н. Афанасьев, Е.Е. Хазанов, В.В. Гордеев, А.Н. Самсонов, В.Е. Хазанов // Экология и сельскохозяйственная техника. Т. 3 Экологические аспекты технологий производства продукции животноводства и электротехнологий: Материалы 6-й международно-практической конференции. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2009. - С. 95-101. -ISBN 978-5-88890-060-4 (Т. 3).

Получено 21.09.2009.

157