Механизация уборки, удаления и переработки навоза Вопросы
advertisement
1 Механизация уборки, удаления и переработки навоза (лекция, 2 ч.) Вопросы 1. Общие сведения о навозе 2. Механизация уборки и удаления навоза 3. Технологические расчёты средств удаления навоза 4. Технологии и механизация переработки навоза 2 1. Общие сведения о навозе Навоз является наилучшим органическим удобрением при возделывании сельскохозяйственных культур, так как имеет в своём составе значительное количество органических и минеральных веществ легко усваиваемых растениями. Основной составной частью навоза является экскременты животных, получаемые в качестве побочного продукта на животноводческих фермах и комплексах. На выход и состав экскрементов влияют вид, возраст, продуктивность, условия содержания, масса животных, а также кормовой рацион. Ориентировочный расчёт выхода массы экскрементов можно выполнять по массе животных, годовому выходу основной продукции, составу и массе кормов, суточным нормам выхода экскрементов от одного животного. При нормальном кормлении животных принимают суточный выход экскрементов пропорционально массе животного: для крупного рогатого скота 8...10 % от живой массы, для свиней - 6 ...8 %. Выход экскрементов прямопропорционален годовому производству основной продукции и превышает его на молочных комплексах в 6...7 раз, на откормочных комплексах крупного рогатого скота в 20…22 раза, на свинокомплексах в 9...10 раз. Определение годового выхода экскрементов по массе и составу кормов основано на учёте переваримости различными видами животных сухого вещества, содержащегося в кормовом рационе. Для расчёта пользуются формулой Эг =kи(1- kп k )Gг o , 100 kэ где kи - коэффициент использования кормов, учитывающий их потери во время кормления; kп - средневзвешенный коэффициент переваримости органического вещества корма, %; kо - относительное содержание органического вещества в кормоовом рационе, %; kэ - относительное содержание органического вещества в экскрементах, %; Gг - масса годового кормового рациона, т. Расчёт выхода экскрементов по суточным нормам является предпочтительным и ведётся по формуле Эс = iZ g n i 1 i i , 3 где Z - число производственных групп на ферме(комплексе); gi - суточный выход экскрементов от одного животного производственной группы (принимается по табл. 1), кг; ni - среднегодовое поголовье животных, i-ой группы, гол. Таблица 1. Примерный суточный выход экскрементов от одного животного Производственные группы крупного рогатого скота Быки-производители Коровы Телята до 6 месяцев и до 4 месяцев на откорме Молодняк ремонтный: 6…12 месяцев 12…18 месяцев и нетели Молодняк на откорме: 4…6 недель 6…12 месяцев старше 12 месяцев Выход экскрементов, кг 40 55 7,5 14 27 14 26 35 Производственные группы свинопоголовья Хряки производители Свиноматки: холостые супоросные подсосные с приплод. Поросята-отъемыши Свиньи на откорме и ремонтный молодняк живой массой, кг до 40 40…80 более 80 Выход экскрементов, кг 11,1 8,8 10,0 15,3 2,4 3,5 5,1 6,6 Однако удаляемый с фермы навоз значительно отличаются в количественном и качественном отношении от экскрементов животных, так как в его состав, кроме экскрементов, входят остатки корма, посторонние включения (песок, земля и т.п.), подстилочный материал и вода. Соотношения этих составляющих зависит от технологии содержания животных, типа кормления, состава кормового рациона, качества кормов, применяющихся средств механизации уборки навоза, а также от общей культуры производства на животноводческой ферме (комплексе). Суточный выход навоза определяется по формуле: Н = Э +П + О + С + Вт + Ву , где Э,П,0,С,Вт,Ву - соответственно, масса экскрементов, подстилки, остатков корма, посторонних включений, технологической воды, воды, используемой для удаления навоза из помещений, кг/сут. Выход навоза, его химический состав и физико-механические свойства зависят от массовой доли входящих в него компонентов. Кроме того не все перечисленные компоненты могут присутствовать в навозе. Так, при бесподстилочном содержании животных, используемом на большинстве животноводческих комплексов, в навозе, удаляемом с комплекса, отсутствует подстилка. При применении механических средств для уборки навоза (скребковые транспортёры. бульдозеры) в состав навоза не входит вода, используемая обычно при гидравлических методах навозоудаления. 4 Подстилка оказывает значительное влияние на микроклимат в помещении, на количество и качество удобрений. Она впитывает (связывает) свободную жидкость, содержащуюся в экскрементах, и технологическую воду, поглощает влагу и вредные газы, выделяемые животными, улучшает условия содержания животных, так как создает более мягкое, тёплое и сухое ложе, улучшает физико-механические и биологические свойства навоза. Липкость навоза уменьшается, он становится рыхлым, что создаёт условия для интенсивного протекания биотермических процессов. Для подстилки использует солому, торф, мох, мякину, древесные листья и опилки. Суточную потребность в подстилочном материале рассчитывают по формуле П= Э(Wэ Wн ) Вт (100 Wн ) , Wн Wп где Wэ, Wн, Wп - соответственно, влажность экскрементов, необходимая влажность навоза, влажность подстилочного материала, % . Остатки кормов и посторонние включения не превышают 5% от массы экскрементов и не могут существенно влиять на физико-механические свойства подстилочного навоза. Технологическая вода поступает в навоз при мойке и дезинфекции технологического оборудования, аппаратов, полов, подмывании вымени коров, из-за неисправности автоматических поилок. В среднем расход воды на технологические нужды в сутки составляет 2,5…3 л на корову; 3…3,5 л на свинью, 1...1,5 - на голову откормочного молодняка крупного рогатого окота. В все же значительную часть навоза составляет влага. В зависимости от ее количества навоз подразделяется на твердый (подстилочный) влажностью до 81%, полужидкий 82...88%, жидкий (бесподстилочный) 88…93%, на фермах крупного рогатого скота и до 97% на свинооткормочных фермах. Состояние навоза на фермах и комплексах зависит от способа и метода содержания животных, способа удаления навоза и других факторов. 2. Механизация удаления навоза. Проблема механизации уборки и использования навоза включает в себя три основных вопроса: удаление навоза из животноводческих помещений и транспортировка его в хранилища; складирование, обеззараживание и хранение навоза; его использование. Проектируя системы удаления и утилизации экскрементов, применяемых в качестве удобрений: учитывают природно-климатические и организационно-хозяйственные условия зоны, а также отечественный и зарубежный опыт строительства и эксплуатации животноводческих комплексов и ферм. 5 Система должна обеспечивать: своевременное удаление экскрементов из животноводческих помещений; создание оптимального микроклимата в помещениях; прием и временное накопление пиковых поступлений навоза при очистке помещений, а также его хранение на территории комплекса (фермы),когда невозможен въезд на поля из-за распутицы. При этом не допускается расслоение навоза, затрудняющее разгрузку хранилищ; получение сыпучих торфонавозных компостов (в случав использования неразделенного на фракции навоза) или эффективную его обработку с целью получения жидкой и твердой фракций, удобных для хранения, транспортирования, внесения в почву; дегельминтизацию навоза, компоста, фракций; обеззараживание удобрений в случае возникновения эпизоотий; хранение компоста и фракций навоза до их использования в агротехнические оптимальные сроки; комплексную механизацию и максимально возможную автоматизацию процессов производственной линии при минимальных трудозатратах на их выполнение, бесперебойную работу оборудования технологической линии всего производственного процесса, а также безопасность для обслуживающего персонала и животных. Система должна исключать загрязнение окружающей среды отходами животноводческих комплексов. Механические средства для уборки навоза. Удаление навоза из животноводческих помещений может быть осуществлено механическим, гидравлическим и пневматическим способами. Классификация устройств для этой цели приведена на рисунке I. Механические средства для удаления навоза подразделяются на мобильные и стационарные. Мобильные средства для удаления навоза применяют как при привязном, так и беспривязном содержании КРС. Наибольшее распространение мобильные машины для удаления навоза получили на площадках для откорма молодняка. Парк мобильных машин для удаления навоза составляет бульдозерные навески БН-1, БН-1В, БСН-1,5, бульдозеры с неповоротным отвалом и гидравлическим управлением Д-579, франтально-перекидные погрузчики ГФП-1,2, агрегат АМН-Ф-20, самопогрузчик универсальный СУ-4-0,4. Мобильный агрегат АМН-Ф-20 предназначен для удаления навоза из открытых навозных проходов шириной от 1,8 до 3 м, расположенных внутри фермы или с открытых животноводческих площадок. Агрегат навешивают на колесные тракторы тягового класса 0,9 или 1,4. Он представляет собой сварную трубчатую раму, которая с помощью навески крепится к лонжеронам передней части трактора, а к самой раме, тоже спереди, - бульдозерная лопата коробчатой конструкции. К обоим кон- 6 цам лопаты шарнирно присоединяются лопасти, которые с помощью гидроцилиндров складываются при транспортном или раскрываются при рабочем положении лопаты. 7 Рис. 1. Схема технологического обеспечения процесса уборки навоза. Лопата имеет три точки навески: две для регулируемых тяг обычной тракторной навески и одну для крепления подъемного цилиндра. Подъемопускание лопаты, регулирование рабочей ширины захвата осуществляет гидросистема АМН -9-20 , состоящая из гидроцилиндра подъема, присоединяемого к гидрораспределителю агрегатируемого трактора, двух гидроцилиндров раскрытия лопастей лопаты, присоединяемых к дополнительному тракторному двухзолотниковому распределителю, замедлительных клапанов и комплекта гидромагистралей. При очистке навозных проходов агрегатом АМН-Ф-20 навоз убирают поэтапно, начиная с участка прохода ближайшего к месту его выгрузки. Уборку проводят при отсутствии в помещении животных. Чтобы не допустить переохлаждения помещений фермы зимой, все въездные ворота оборудуют тамбуром или защитной воздушной завесой за счёт подачи тёплого воздуха из средней части животноводческого помещения. Самопогрузчик универсальный СУ-Ф-0,4 представляет собой самоходное шасси Т-16 МГ с самосвальной грузовой платформой и навешанным на шасси ковшовым самопогрузчиком в виде качающегося портала. Самосвальная платформа и самопогрузчик работают от гипросистемы Т-16М. Мобильный навоз отборочный агрегат способен работать как внутри здания фермы, так и на выгульных площадках и выполнять следующие операции: сгребание и погрузку навоза в кузов; транспортирование к месту хранения и разгрузку; укладку навоза в бурты; зачистку и удаление навоза из углов кормовых площадок и от мест расположения кормушек и автоматических поилок. В качестве вспомогательных работ агрегат может выполнять погрузочно-разгрузочные и транспортные операции с разными субстратами: кормами, минеральными удобрениями, торфом, подстилкой из солоны или опилок, а также очищать кормовые проходы от остатков кормов или территорию фермы от снега и грязи. Агрегат производит уборку навоза при ширине навозных проколов не менее 1,6 м. Радиус поворота агрегата - не менее 4 м. Грузоподъёмность ковша - 350 кг. Грузоподъёмность шасси – 1200 кгс. Производительность при погрузке навоза - 12 т/ч. Агрегат очищает выгульнокормовую площадку на 100...120 коров за 25.. .30 мин. К стационарным механическим средствам относятся скребковые навозоуборочные транспортёры и скреперные установки. Скребковые навозоуборочные транспортёры ТСН-2Б, ТСМ-3Б, ТСН160 и ТСН-160А служат для уборки навоза из животноводческих помещений и одновременной его погрузки в транспортные средства. Каждый транспортёр состоит из горизонтальной и наклонной частей, пусковой аппаратуры. Горизонтальный транспортёр удаляет навоз из животноводческих помещений и подает на наклонный, который перемещает его вверх и сбрасывает в транспортное средство. Горизонтальный транспортер включает замкнутую цепь со скребками, привод, натяжную станцию и два поворотных устройства. 9 Рис. 2. Схема мобильного навозоуборочного агрегата СУ-Ф-0,4: 1 – ковш; 2 – стрела; 3 – платформа; 4 – шасси. Рис. 3. Погрузка навоза: а – схема стационарной эстакады для погрузки навощза в транспортные средства; б – схема погрузчика бульдозера ПФП-1,2 (1- ковш; 2-гидросистема ковша; 3-гидросистема стрелы; 4-стрела). 10 Рис. 4. Стационарные механические средства уборки навоза: а – транспортер ТСН-2Б; б – ТСН-3Б; в – ТСН-160А; г – установка скреперная (УС-Ф170(УС-250). 11 Наклонный транспортёр состоит из металлического желоба, поворотного устройства, привода, цепи со скребками, опорной стойки и натяжного винта. Цепь транспортёра ТСН-ЗБ собрана из отдельных планок, соединённых посредством осей. К звеньям цепи скобами крепятся скребки с определенным шагом. В транспортёре ТСН-2Б в горизонтальной и наклонной частях применены кованая цепь и иной способ крепления, не» у транспортёра ТСН-ЗБ. Цепи горизонтального и наклонного транспортёров у ТСН-16С круглозвенные, термически обработанные и калиброванные. Звенья цепи изготовлены из стали диаметром 16 мм, шаг звеньев цепи – 80 мм. Транспортёр ТСН-160А полностью сохранил основные конструктивные элементы модели ТСН-160, но имеет меньшую массу и при установке вместо транспортёров ТСН-3Б, ТСН-2Б и ТСН-160 почти не требует переделки старых каналов. Его тяговая цепь изготовлена из стали диаметром 14 мм вместо 16 мм при сохранении длины звена 80 мм, что позволило значительно снизить массу транспортёра. Применены универсальные поворотные устройства и натяжная станция, позволяющая путём поворота звёздочек на 180° использовать транспортёр ТСН-160А с цепью под или над скребками, в зависимости от наличия или отсутствия дополнительной канавки навозного канала (рис. 4). Марка модернизированного транспортёра ТСН-2Б стала называться КСН-Ф-100 (конвейер скребковый навозоуборчный на 100 голов). Он также состоит из горизонтального транспортёров, но тяговый орган горизонтального транспортёра (цепь) собирают из отельных секций, соединённых между собой соединительными звеньями. По сравнению с транспортёрами ТСН-2Б у конвейера КСН-Ф-100 производительность вместо 4,5 т/ч повысилась до 5,7 т/ч, уменьшились удельные энергоёмкость и материалоёмкость. Все выпускаемые нашей промышленностью скребковые транспортёры предназначены для обслуживания поголовья КРС от 100 до 110. Поэтому в коровниках с большим поголовьем приходится ставить несколько транспортёров и предусматривать несколько точек выгрузки навоза, что неудобно и связано с увеличением расходов. Для выгрузки навоза, собранного несколькими транспортёрами, применяют поперечные конвейеры КНП-10. Он подаёт навоз от горизонтальных участков продольных транспортёров к приямку или выгрузной системе, роль которой может выполнять наклонная часть транспортёров типа ТСН или гидравлическая установка для транспортирования навоза типа УТН-10. Завод изготавливает конвейер в трёх исполнениях с контурами цепи длиной 80,160,240 м. Привод КНП-10 полностью унифицирован с приводом транспортёров ТСН-3,ОБ и ТСН-160, а тяговая круглозвенная цепь с цепью транспортёра ТСН-160. При длине цепного контура 240 м конвейер способен обслуживать три животноводческих помещения. Для уборки бесподстилочного навоза КРС из открытых навозных проходов (каналов) шириной от 1800 до 3000 мм при боксовом и комбибок- 12 совом содержании животных в коровниках длиной до 80 м применяют скреперные установки УС-15 и УС-Ф-170. Модификацией установок УС-15 и УС-Ф-170 является скреперная установка УС-250, в которой длина контура составляет 250 м, поэтому её можно устанавливать в животноводческих помещениях длиной до 114 м. Установку УС-15 изготавливают в двух исполнениях: с круглозвенной цепью 16 х 80 мм и с кованой цепью от транспортёра ТСН-2Б. Установка состоит из цепного контура, привода с механизмом реверсирования, рабочих органов, пульта управления и поворотных устройств. Рабочий орган, в свою очередь, состоит из ползуна, шарнирного устройства, скребков и натяжного устройства. Установку УС-Ф-170 в настоящее время выпускают взамен УС-15, она полностью сохранила основные конструктивные особенности последней, но имеет меньшую массу, повышенную надёжность и может устанавливаться в существующие на фермах каналы для установок УС-15 и УС-10. Основные отличия установки УС-Ф-170 от модели УС-15 состоят в следующем. Тяговая цепь изготовлена из стали диаметром 14 мм вместо диаметра 16 мм, благодаря этому значительно уменьшилась масса транспортёра. Шарнирное устройство рабочего органа установки расположено на уровне нижней плоскости ползуна (смещено на 75 мм ниже по сравнению с расположением подобного механизма на УС-15), что позволило ликвидировать центральный металлический желоб (70 х 80 мм) под тяговой цепью и перемещаться ползунам, штангам и цепи установки УС-Ф-170 по деревянной доске, забетонированной вдоль днища навозного канала. Для подачи навоза установкой УС-Ф-170 не только в торцовый поперечный канал, но и в канал, расположенный в середине коровника, установку комплектуют двумя рабочими органами на одну ветвь с промежуточными штангами между скреперами (четыре скрепера вместо двух на УС-15). Для повышения работоспособности поворотных устройств УС-Ф-170 они снабжены усиленными подшипниками. Мощность приводной станции осталась прежней 1,1 кВт, как и у базовой модели УС-15. При работе рабочий контур скреперной установки убирает навоз из двух соседних навозных каналов. Передвигаясь по одному из каналов, скребки рабочих органов скреперов раскрываются, захватывая навоз и перемещая его в сторону поперечного канала. В это время рабочие органы, находящиеся в соседнем навозном канале, складываются и работают на холостом ходу. После сбрасывания навоза первым рабочим органом в люк поперечного канала приводится в действие механизм реверсирования привода за счёт движения упора на цепи контура. Происходит обратное движение рабочих органов, т.е. в навозном канале, где был рабочий ход, начинается холостой ход, и наоборот. Рабочие органы установки УС-Ф-170 в основном канале при работе перекрывают друг друга. Устройство скреперных установок УС-250 и УС-Ф-170 одинаково. Первая может обеспечить два варианта удаления навоза: со сбросом в попе- 13 речный канал в торце или в середине здания фермы. При выборе варианта надо поменять положение скребков рабочего органа. Таблица 3. Техническая характеристика скреперных установок для уборки навоза Показатель Установленная мощность, кВт Длина контура, м Размеры навозного канала: ширина глубина Скорость рабочего органа, м/с Количество рабочих органов Длина скрепера, м Ширина захвата скреперов, м Производительность установки, т/ч Масса, кг УС-15 1,1 170 УС-Ф-170 1,1 170 УС-250 2,2 250 1,8…3 0,2 0,071 2 0,9…1,5 1,8…3 1,26 2511 1,8…3 0,2 0,075 4 0,9…1,5 1,8…3 0,7…1,4 1480 1,8…3 0,2 0,063 4 0,9…1,5 1,8…3 1 3150 Для уборки навоза из поперечных каналов, закрытых решётками щелевого пола, выпускают установки УС-10 в двух модификациях: для уборки навоза только из центрального канала (в этом случае одна ветвь контура рабочая, вторая - холостая); для уборки навоза из двух каналов (обе ветви контура рабочие). Установки скреперные УС-12 и УСП-12 применяют в одном комплекте на комплексах с поголовьем 12…24 тыс. свиней. Первая удаляет навоз из свинарников на 1000...2000 голов, а вторая транспортирует навоз из поперечных каналов свинарников комплекса в общий навозоприёмник. На двух рабочих ветвях установки УС-12 смонтированы 8 скреперов и 4 натяжных устройства. Во время работы на каждой ветви, движущейся возвратно-поступательно по каналам свинарника, скреперы работают попарно. Скреперная установка УСП-12 оборудована тремя скреперами, закреплёнными на рабочей ветви. Холостая ветвь расположена над рабочей на поддерживающих роликах. Среди механических средств транспортирования навоза из животноводческих помещений нередко применяют транспортёры каретноскребкового типа, в частности транспортёр ТС-1, предназначенный для удаления навоза из свинарников. Иногда применяют его и на фермах КРС, особенно в поперечных каналах. Каретно-скребковый (в дальнейшей скребковый) транспортёр ТС-1 состоит из приводной станции с натяжным устройством, тяговой цепи, отклоняющих блоков, тележек со скребками и тяг. Приводная станция сообщает тележкам со скребками транспортёра возвратно-поступательное движение и автоматически отключает электропривод при перегрузках. Рабочими органами транспортёра являются тележки со скребками, которые перемещаются на четырёх ходовых роликах по уложенной из уголка дорожке на дне канала. 14 В рабочем состоянии скребки занимают вертикальное положение и перемещают навоз по каналу, в холостом - под действием навоза отклоняются на шарнирах вверх, оставляя навоз в каналах без движения. Основной недостаток транспортёра ТС-1 его невысокая эксплуатационная надёжность, особенно в тех случаях, когда в рационе животных преобладают грубые не измельчённые корма и когда строительная часть сборных каналов выложена с отклонениями. Кроме того, устранение возникающих неисправностей связано с трудностями, так как тележки со скребками этих транспортёров располагаются на дне сборных каналов, и при выходе из строя (особенно в поперечных каналах), они оказываются под слоем навоза. Основным недостатком широкозахватных скреперных установок является неудовлетворительное качество уборки навоза из-за отклонений при их монтаже и устройстве пола навозных проходов (наличие неровностей). Установка УС-15 при номинальной нагрузке её рабочих органов убирает примерно 60...70% навоза, а остальной (30...40%) размазывает по навозному проходу. На испарение влаги этого навоза необходимо затратить примерно в 100 раз больше энергии, чем на передвижение рабочих органов скреперной установки. Зимой расход тепла на испарение влаги оставшегося навоза может достигать 25% и более от всего теплопотребления фермы. Скреперные установки работают в линии совместно с поперечным транспортёром КНП-10 и установкой УТН-10. Установка для транспортирования навоза УТН-10 (рис. 6) состоит из следующих основных сборочных единиц: поршневого насоса 1, гидроприводной станции 7, навозопровода 2 и шкафа управления 5. Рис.5. Принципиальная схема устройства и работы транспортера скреперного ТС-1: 1 приводная станция; 2 поддерживающие блоки; 3 ролик; 4 обводные блоки; 5 цепи; 6 решетка; 7 тяги; 8 скреперная тележка; 9 натяжное устройство; 10 хомут; 11 скребок; 12 ролик; 13 рама; 14 крюк. 15 6 5 Рис.6. Установка для транспортировки навоза УТН-10: а общий вид; б технологическая схема работы установки УТН-10 при поступлении навоза в поршневой насос; в при нагнетании навоза по трубопроводу в навозохранилище; 1 поршневой насос ; 2 навозопровод; 3 воронка; 4, 8, 9 маслопровод; 5 шкаф управления; 6 электроконтактный манометр; 7 гидроприводная станция. Поршневой насос представляет собой гидравлическую машину, которая обеспечивает перемещение навоза по трубопроводу при помощи поршня, совершающего возвратно-поступательное движение в рабочем цилиндре. Навоз под воздействием собственной массы и вакуума, создаваемого насосом поступает в рабочую камеру. После заполнения рабочей камеры клапан перекрывает окно загрузочной воронки и открывает нагнетательный канал навозопровода. Поршень насоса, совершая рабочий ход, выталкивает навоз из рабочего цилиндра по навозопроводу в хранилище. Навоз под воздействием собственной массы и вакуума, создаваемого насосом поступает в рабочую камеру. После заполнения рабочей камеры клапан перекрывает окно загрузочной воронки и открывает нагнетательный 16 канал навозопровода. Поршень насоса, совершая рабочий ход, выталкивает навоз из рабочего цилиндра по навозопроводу в хранилище. Техническая характеристика УТН-10 Производительность, т/ч Масса (без навозопровода),не более, кг Диаметр навозопровода (внутренний), мм Дальность транспортирования навоза, м Рабочее давление в гидросистеме, МПа Максимальное давление в гидросист. , МПа Полный напор в навозопроводе, МПа Диаметр поршня, мм Хоп поршня, мм Рабочий объём цилиндра, л Время одного цикла, с Число обслуживаемых животных 7... 10 1920 315 до 100 до 10 11 1,4 ± 0,2 395 630 77 26 200 ... 600 Гидравлические системы удаления навоза Наиболее распространёнными гидравлическими системами удаления навоза являются смывная, рециркуляционная, самотечная непрерывного действия самосплавная, самотечная периодического действия отстойнолатковая (шиберная), комбинированная. Смывная система основана на прямом смыве навоза струёй воды, создаваемой напором насоса или водопроводной сети. Смесь воды, навоза и навозной жижи стекает в коллектор и для повторного смыва не используется, Недостатком этого способа является больной расход чистой воды. При рециркуляционной системе навоз попадает в продольные лотки через решетчатый пол, а оттуда потоком жижи уносится в навозоприемник. В нем жижа остается и вновь используется для смыва навоза. При такой системе значительно меньше расходуется воды, чем при прямом смыве. Однако она мало применяется на крупных фермах и комплексах, так как при уборке навоза повышается загазованность воздуха в помещениях, а в случае возникновения инфекции в одном из животноводческих помещений не исключена возможность перенесения ее в другие. Каналы самосплавной системы на выходе в поперечный канал имеют порожек высотой 10...15 см, через который бесподстилочная смесь кала и мочи, благодаря своей текучести, медленно перетекает в поперечный канал по мере поступления навозной массы через решетчатый пол. Канал отстойно-латковый системы (шиберной) на выходе в поперечный канал постоянно закрыты шиберными заслонками и открываются лишь на время выпуска навоза из заполненного канала. Каналы самотечных систем устраивают без уклона дна или с незначительным уклоном (0,001…0,002) в сторону поперечного канала, что облег- 17 чает промывку и дезинфекцию каналов при смене поголовья или в других случаях. Рис. 7. Варианты гидравлических систем уборки бесподстилочного навоза: а шиберная система; б шиберная система со смывным бачком; в сплавная система (канал с горизонтальным дном); г смывная система с форсунками; д смывная система с насадками; е сплавная система (канал со ступенчатым дном); 1 щелевой пол; 2 шибер; 3 поперечный канал; 4 продольный навозосборный канал; 5 смывной бачок; 6 кран; 7 смывной патрубок; 8-порожек; 9 форсунка; 10 смывная насадка. В комбинированной (рециркуляционно-шиберной) системе при опорожнении каналов осуществляется дополнительный смыв навоза жижей. По сравнению с рециркуляционной, она более полно удовлетворяет ветеринарно-санитарным требованиям, а по сравнению со смывной системой требует значительно меньшего расхода воды. 18 Все самосплавные способы удаления навоза из помещений особенно эффективны при привязном и боксовом способах содержания животных без подстилки на теплых керамзитобетонных полах или с применением резиновых ковриков. 3. Технологические расчеты средств удаления навоза Подсчитывают суточный выход навоза Gсут. (кг) на ферме по формуле Gсут = m(qк + qм +qв +qп), где qк – среднесуточное выделение твердых экскрементов одним животным, кг; qм – среднесуточное выделение жидких экскрементов одним животным, кг; qв – среднесуточный расход воды на смыв навоза на одного животного, кг; qп – среднесуточная норма подстилки на одного животного, кг; m – количество животных на ферме. В пастбищный период суточный выход навоза Gсут на ферме меньше: Gсут = (0,4…0,5) Gсут. Годовой выход навоза Gгод (т): 1 Gгод = 1000 ( Gсут tст + Gсут tп) , где tсут – продолжительность стойлового периода 155 суток; tп – продолжительность пастбищного периода 210 суток. Таблица Вид животных На одну корову На одну свинью Примерный расход воды (л) на смыв навоза Прямой смыв 49…50 15…20 Рециркуляционная система 10…15 5…6 Отстойнолотковая система 20…25 2…4 Самотечная система 5…10 0,5…2 19 Таблица Вид животных Крупный рогатый скот Свиноматки Овцы Среднесуточное выделение экскрементов животными и потребление количество постилки Твердые экскременты, кг Жидкие экскременты, кг 20…30 1,2…2,5 1,5…2,5 Масса подстилки торф, кг опилки, кг 10…15 измельченная солома, кг 5…6 5…6 1…4 2,5…4,5 0,6…1,0 5…6 0,5…1 0,8…1 2,5…3 1,5…2 Зная суточный выход навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяют площадь навозохранилища (м2): Gсут Д хр Fх = , h где Fх – площадь навозохранилища, м2; h – высота укладки навоза, h = 1,5…2,5 м; Gсут – суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг; Дхр – продолжительность хранения навоза в навозохранилище, сут.; - плотность навоза, кг/м3. Для Стойлового навоза = 700 …900, для жидкого - =900…1000 кг/м3. 1. Удаление навоза скребковыми транспортерами кругового движения Производительность транспортера Q (т/ч) определяется по формуле Q = 3,6lhvφ, где l – длина скребка (0,3…0,4 м); h – высота скребка (0,05 м); v – скорость цепи со скребками (0,17…0,2 м/с); - плотность навоза (700…900 кг/м3); φ - коэффициент заполнения межскребкового пространства, φ= 0,5…0,6. Продолжительность работы транспортера в течение суток tсут (ч): tсут = m Gсут 1000 Q , где m – количество животных, обслуживаемых транспортером; Gсут –суточный выход навоза от одного животного, кг. Так как транспортер работает периодически в течение суток, то продолжительность одного цикла удаления навоза tц (мин) определяется: tц = L , 60 v где L – полная длина цепи транспортера (150 …200 м). 20 2. Удаление навоза транспортерами с возвратно-поступательным движением (штанговыми). Производительность транспортера Q (т/ч): t Q =3,6lh vφ, S где l и h – длина и высота скребка, м; t – шаг скребка (расстояние между скребками – берется из технической характеристики транспортера или t = (12…13)h, м; S – ход штанги, м (S=2t). v – скорость штанги со скребками, v= 0,15…0,4 м/с; - плотность навоза, кг/м3; φ - коэффициент заполнения межскребкового пространства, φ=0,5…0,6. Число рабочих ходов штанги: L z= , t где L – длина навозного канала, равная длине штанги, м. Продолжительность одного цикла удаления навоза tц (мин): tц = SL . 60tv 3. Канатно-скреперные установки. Продолжительность цикла tц (мин) удаления навоза определяется: tц = 2 Lк , 60vср где Lк длина одной навозной канавки, м; υср средняя скорость скрепера, υср = 0,2 м/с. Производительность Q (т/ч) установки определяют: Q= 0,06V , tц где V расчетная вместимость скрепера, V=0,13…0,25 м3; ρ плотность навоза, кг/м3; φ коэффициент заполнения скрепера, φ=0,9…1,2. Производительность скреперных установок типа УС-10 и УС-15 21 определяют: Q = 3,6bhvφ, где b – длина скрепера, м; v – скорость скрепера, м/с; - плотность навоза, кг/м3; φ - коэффициент заполнения межскребкового пространства; h – высота скрепера, м; Количество рабочих циклов скрепера: mGсут z= , 1000V где m – количество животных, обслуживаемых транспортером; Gсут –суточный выход навоза от одного животного, кг. Продолжительность работы установки tсут (ч) можно определить по формуле tсут = zt П . 60 4. Транспортировка навоза пневмоустановками. Расчетная вместимость продувочного котла (навозоприемника) Vрас (м ) определяется по формуле 3 Vрас = Gсут m k kП , где Gсут суточный выход навоза от одного животного, кг; m количество животных на ферме; k кратность удаления навоза в течение суток; kп количество продувок за время одного периода удаления навоза; ρ плотность навоза, кг/м3. Рабочую вместимость Vраб навозоприемника принимают на 20…30 % больше расчетной. Объемная подача установки Q (м3/ч) при транспортировке навоза: Q = (30…90)Vраб. Диаметр навозопровода d (м): d= 4Q , 3600v 22 где υ скорость транспортировки навоза по навозопроводу, υ=1…3 м/с; Q объемная подача установки, м3/ч. Вместимость ресивера, предназначенного для обеспечения необходимого расхода и равномерной подачи воздуха Vрес (м3): Vрес = Р раб (V раб VТ ) Р рес , где Рраб рабочее давление, Рраб = Ррес – (30…50) кПа; Ррес давление в ресивере, Ррес =300…600 Па; Vраб рабочая вместимость навозоприемника (продувочного канала), м3; d 2 3 Vт вместимость навозопровода, м , Vт = L; 4 d диаметр навозопровода, м; L длина навозопровода, м. 5. Гидравлическое удаление навоза Приводим методику расчета наиболее распространенной лотковой самотечной системы удаления навоза. Длина навозного канала Lк (м): Lк= mb +ΔL, где m число животных, расположенных вдоль навозного канала; b ширина стойла, м; ΔL длина канала, выходящего за пределы стойла, ΔL = 0,8…1 м. Высота порожка h =0,10…0,12 м. Минимальная глубина hмин (м) канала в головной части, которая требуется для нормального самосплава массы: hмин = (hп – z) + h1 + h2 + h3, где z разность отметок начала и конца канала, z = (0,005…0,006) Lк, м; h1 минимальная начальная глубина потока, при которой возможно движение вязко-пластичной массы навоза по накалу, h1 = 0,015 Lк (м); h2 толщина слоя жидкости над порожком (при влажности навоза 86…92% значение h2 = 0,05…0,1 м); h3 минимально допустимое расстояние от наивысшего уровня массы в начале канала до щелевого пола над каналом h3 ≈ 0,25…0,35 м. Объемный расход навозного канала (м3/ч): 23 Q=3600Аυср , где А площадь поперечного сечения слоя массы над порожком, м2; υср средняя скорость навозной массы в канале, υср = (8,3…30)10-6 м/с. Площадь поперечного сечения канала определяют: А = bh2 , где b = 0,8…1,2 м ширина канала самотечной системы. Потребный объемный расход Qп (м3/ч) каналов: Qп = qm , t где q суточный выход жидкого навоза от одного животного (твердые, жидкие экскременты и вода для смыва), кг; m поголовье животных в животноводческом помещении; ρ плотность жидкого навоза, ρ ≈ 1000 кг/м3; t продолжительность работы линий гидроудаления навоза. Продолжительность опорожнения навоза из канала самотечной системы принимают t = 24 ч. Суммарный объемный расход всех каналов должен быть равен потребному объему расходу, в случае неравенства несколько увеличивают ширину каналов. 4. Технология и механизация переработки навоза Навоз является потенциальным источником загрязнения окружающей среды, заражения животных и людей, так как содержит большое количество различных микроорганизмов. В частности, установлено, что 14,7…18,7 % общей массой экскрементов крупного рогатого скота составляют бактерии. Их количество в 1г навоза достигает 20…165 млрд. штук. Навоз является благоприятной средой для развития патогенных бактерий, вирусов, грибков. Все они долгое время сохраняют жизнеспособность в навозе, а потом и в почве (например, яйца аскарид – 10 лет). Для предотвращения загрязнения окружающей среды возбудителями инфекционных и инвазионных болезней технология обработки навоза на животноводческих фермах и комплексах должна обеспечивать карантирование (выдерживание навоза в течение определенного времени с целью выявления инфекции), а в случае необходимости и обеззараживание. Технология, применяющиеся сооружения и средства механизации определяются физическим состоянием удаляемого из животноводческого помещения навоза. 24 Переработка подстилочного (твердого) навоза. Подстилочный навоз, систематически удаляемый из помещений складируют на карантинной бетонированной площадке в штабеля высотой до 2 м и шириной 3…4 м. Навоз укладывают рыхло, чтобы в штабеле мог проходить аэробный биотермический процесс, при котором обеспечивается уничтожение всхожести семян сорняков и дегельминтизация. Яйца и личинки гельминтов переносят температуру свыше 40оС и в течение 1 минуты погибают при температуре 60оС. В случае обнаружения на ферме инфекционного заболевания навоз в штабеле обеззараживают химическими средствами (хлорной известью или формальдегидом). В период карантинирования в штабель не добавляют свежий навоз, а укладывают его в другой штабель на расстоянии не менее 2 м. Карантинную площадку приподнимают над поверхностью окружающей территории на 0,2...0,3 м, устраивают жижеотводные канавки по её периметру и между площадками для размещения отдельных буртов. Канавку защищают от поступления в неё поверхностных (дождевых или талых) вод с окружающей территории. Для сбора жижи, отводимой с площадки, делают заглублённые жижесборники. После двухнедельного карантинирования навоз вывозят в основное прифермское или в полевые хранилища, где плотно укладывают в бурты высотой не менее 2 м, шириной 6...8м. В практике находят применение как полузаглубленные, так и наземные навозохранилища. Наземные навозохранилища строят при высоком уровне грунтовых вод. Дно хранилища приподнимают на 20 см от спланированной окружающей поверхности и бетонируют, а вертикальные боксовые стенки выполняют из сборного железобетона, бетона или местных строительных материалов. Со всех сторон хранилища устраивают отмостку для стока дождевых и талых вод. Дно хранилища выполняют с уклоном в сторону жижесборников, ввод в которые осуществляется через трубы, проложенные сквозь стены. Чтобы жижеотводные трубы не засорялись, их выходящие в хранилища концы снабжают решётками и закладывают хворостом. Площадку вокруг хранилища планируют, у откосов обваловки делают отмостку с уклоном в сторону водоотводных лотков для стока поверхностных вод. Полузаглублённое навозохранилище представляет собой вытянутый котлован прямоугольной формы, обвалованный с длинных сторон. С торцов устраивают пандусы для въезда и выезда транспорта, а по бокам - жижесборники. В зависимости от уровня грунтовых вод и типа грунта котлован заглубляют на 0,5...1,5 м. Глубокие котлованы выкапывают в глинистых плотных и сухих грунтах, мелкие - в слабых грунтах, а так же при высоком уровне стояния грунтовых вод. Днище котлована планируют с продольным и поперечным уклонами в сторону жижесборников. В плотных сухих глинистых грунтах откосы и днище хранилища не облицовывают. Верхнюю насыпную часть откосов 25 плотно утрамбовывают и укрепляют снаружи дёрном. В грунтах средней плотности откосы облицовывают слоем жирной мятой глины, а днище бетонируют. В слабых грунтах дно и откосы хранилища с внутренней стороны бетонируют или облицовывают булыжником. Переработка полужирного навоза (влажность 82…88 %). Полужидкий навоз (влажность 82...88%) получают при бесподстилочном содержании крупного рогатого скота с применением механических средств для уборки или самотечных систем с рециркуляцией. Современные транспортные машины и средства для внесения удобрений в почву не приспособлены для работ с полужидким навозом, поэтому более рационально его компостировать. При этом значительно увеличивается производство органических удобрений и позволяет более полно сохранить в них питательные вещества. Компостирование - это процесс разложения органического вещества аэробными термофильными бактериями, в результате которого температура массы повышается до 65...70оС. При этом она обеззараживается, так как гибнут яйца и личинки гельминтов, патогенная микрофлора и теряют всхожесть семена растений. Для компостирования навоза применяют торф, солому, опилки. Для приготовления навозных компостов солому измельчают, чтобы её лучше было смешивать с навозом. Влажность солоны значительно ниже, чем торфа, поэтому её для компостирования с навозом требуется меньше. Приготовление при компостировании высококачественных удобрений осуществляется в две стадии: термофильное разложение части органического вещества с разогревом массы до 55…60°С и мезофильная стабилизация смеси при температуре в бурте 30…35оС. Первая стадия протекает при рыхлой укладке смеси в бурт высотой не более 2 м, шириной 4...4,5 м и обеспечивает обеззараживание смеси в течение одного месяца в тёплое время года и не более двух месяцев в зимний период. Вторая стадия проходит 3…4 месяца в основных хранилищах(на полевых площадках) при плотной укладке буртов, в результате чего компост созревает, в нём образуются подвижные формы питательных веществ, легко усваиваемых растениями. Иногда в компостируемые органические смеси добавляют минеральные удобрения (фосфорную муку, известь), что создаёт более благоприятную среду для термофильных микроорганизмов и активизирует их жизнедеятельность. В этом случае для приготовления компостов расход компостирующих материалов не изменяется, а выход компостов увеличивается на массу вносимых минеральных добавок. Если в период карантинирования обнаружена инфекция на ферме, навоз до смешивания с компостирующим материалом обеззараживают. Для 26 этого в секцию вносят формальдегид или негашеную известь в соответствии с зооветеринарными нормами. При этом массу перемешивают грейферным устройством погрузчика ПОУ-40, забирая её из одной части секции и выгружая в другую. Навоз обеззараживают во всех секциях карантинного хранилища до полной ликвидации эпизоотии. Тщательно перемешанную с дезинфицирующими средствами массу выдерживают в секции не менее 3 суток, после чего её смешивают с компостирующим материалом и укладывают на компостную площадку. Рис.8. Перегружатель органических удобрений ПОУ-40: 1 навозопровод; 2 накопитель; 3 опорная тележка; 4 опорная стойка крана; 5 консоль крана; 6 главная балка крана; 7 грейфер; 8 электроталь; 9 кабель питания телефона;10 площадка для торфа и минеральных удобрений; 11 навозохранилище. Рис. 9. Схема линии приготовления навозных компостов: 1 секция карантинного хранилища; 2 склад компостирующих материалов; 3 навозопровод; 4 навозоприемник; 5 погрузчик-перегружатель; 6 компостная площадка. Навозоприёмник должен вмещать навоз, удаляемый с фермы за одну уборку. Вместимость секции навозохранилища принимают в зависимости от организации работ. На крупных животноводческих комплексах наиболее эффективны секции, вмещающие суточный выход навоза. При этом требуется наименьший общий объём навозохранилища и обеспечивается ежедневная 27 равномерная загрузка машин, участвующих в технологическом процессе. Карантинное навозохранилище должно состоять из 11 секций, так как каждая секция может быть использована повторно лишь на 12-е сутки (в случае возникновения эпизоотии). Режим работы секций следующий: 1 день - загрузка; 6 суток - карантинирование; 3 суток - выдержка с внесёнными дезсредствами; 1 день смешивание навоза с компостирующим материалом и загрузка секции. В нормальном режиме (при отсутствии инфекции на ферме) режим и объём ежедневно выполняемых работ в такой линии будут неизменными: загрузка суточного поступления навоза в секцию карантинного хранилища; загрузка суточного расхода компостирующего материала в другую секцию, смешивание массы и выгрузка смеси из неё на компостную площадку; вывоз суточного выхода компоста с компостной площадки к месту хранения и укладка там в бурты. Количество потребного транспорта и график его работы рассчитывают в зависимости от грузоподъёмности машин и дальности перевозки компоста. При работе по описанной схеме вместимость секций навозохранилища должна обеспечивать не только приём суточного выхода навоза, но и суточный расход компостирующего материала на получение компостируемой смеси. Поэтому для сокращения вместимости секций в линии предусматривают отдельную секцию смесительную, в которой смешивают материалы. При этом несколько увеличивается объём работ для погрузчика ПОУ-40, но значительно снижается вместимость навозохранилища и повышается качество смешивания. Смесительную камеру целесообразно размещать в центре ряда секций для карантинной выдержки навоза и загружать её послойно компостирующим материалом и навозом. На более мелких комплексах, где масса ежесуточно удаляемого навоза невелика, организуют цикличную работу линии по карантинированию навоза и приготовлению компостов. В зависимости от выхода навоза операции выполняют с периодичностью в 2, 3, 5, 11 суток. Вместимость навозоприёмника должна обеспечивать накопление навоза в течение соответствующего периода, после чего навоз из накопителя перегружают в секцию карантинного хранилища, а навоз, проведший выдержку в другой секции, смешивают с компостирующим материалом и выгружают на компостную площадку. Ранее уложенную на площадке смесь, проведшую биотермическую обработку, вывозят на основное хранилище. Число секций для карантинной выдержки навоза зависит от периодичности их загрузки и составляет при периодичности 2 суток - шесть, 3 суток - пять, 5 суток - три, 11 суток - две. Во всех случаях должна быть дополнительная секция для смешивания навоза с компостирующим материалом. Таким образом, общая вместимость карантинного хранилища при работе в цикличном режиме, больше, чем при его ежедневной работе. Однако, на мелких фермах такой режим более эффективен, так как позволяет применить для механизации работ мобильную технику, обслуживающую поочерёдно не- 28 сколько ферм хозяйства. В этом случае в хозяйстве целесообразно иметь специальный отряд по подготовке к вывозу органических удобрений. Переработка жидкого навоза. На свиноводческих фермах, а также на комплексах по откорму крупного рогатого скота с использованием барды или сырого жома при уборке навоза транспортёрными и самотечными системами получают жидкий навоз. Для его обработки применяют три основные технологии: гомогенизацию, компостирование и разделение на фракции. Гомогенизация. Технология приготовления гомогенизированного навоза предельно проста и заключается в систематическом перемешивании его в течение всего срока хранения в хранилищах-гомогенизаторах. Навоз в хранилища-гомогенизаторы загружают лишь после выдержки в карантинном навозохранилище. Система гомогенизации навоза работает следующим образом. Жидкий навоз, поступающий с животноводческого комплекса в приёмный резервуар канализационной насосной станции, насосом перекачивается в карантинное навозохранилище, где выдерживается 6 суток для выявления инфекции, и в случае необходимости обеззараживается химическим методом. Неинфицированный, или обеззараженный, навоз насосом, установленным на насосной станции карантинного хранилища, перекачивают в основное навозохранилище-гомогенизатор, где его хранят 6...12 месяцев при периодическом перемешивании, которое необходимо потому, что жидкий навоз, в отличие от полужидкого, при хранении расслаивается. Обычно навоз расслаивается на три слоя, которые различаются между собой по плотности, содержанию питательных элементов и сухого вещества. Сверху образуется плотный плавающий слой, внизу - осадок, а между ними - осветлённая жидкость. Карантинные навозоприёмники также оборудуют установками для гомогенизации. Они перемешивают навоз с химреагентами при его дезинфекции. Для внесения в гомогенную массу навоза химических реагентов, необходимых для дезинфекции, применяют дозаторы. В хранилищах вместимостью до 500 м3 навоз перемешивают один раз перед погрузкой, если его транспортируют и вносят цистернамиразбрасывателями. В навозохранилищах большей вместимости гомогенизацию периодически повторяют. Многократное перемешивание уменьшает вязкость навоза, в результате чего улучшается его текучесть. Для перемешивания навоза применяют различные устройства (гидравлические, механические, пневматические). Компостирование. Жидкий навоз компостируют по той же технологии, что и полужидкий. Разница заключается в том, что жидкий навоз в карантинные навозохранилища и на компостирование можно подавать насосами типа НЖИ-200, НВ-150. НЦВ-2 и другими. Разделение на фракции. Так как жидкий навоз имеет большую влажность, для его компостирования требуется значительно больший расход влагопоглощающих (компостирующих) материалов. Поэтому такой способ 29 обработки жидкого навоза применяют редко. Наиболее эффективен метод разделения навоза на фракции с последующим раздельным хранением и внесением фракции в почву. При этом сокращаются затраты на строительство хранилищ: твёрдую фракцию можно хранить в буртах на площадках, а жидкую, не требующую гомогенизации, в земляных резервуарах с плёночным покрытием. Кроме того, упрощается внесение удобрений в почву, так как фракции навоза имеют более однородный состав и их легче транспортировать и равномерно распределять по поверхности поля. Для разделения навоза на фракции применяют различное технологическое оборудование и сооружения, действующие на принципе седиментации или фильтрования. Седиментация происходит вследствие разности плотностей жидкой фазы и твёрдых частиц. Твёрдые частицы, имеющие большую плотность, перемещаются с большей скорость в направлении действия движущей силы. Под действием силы тяжести твёрдые частицы в резервуаре образуют осадок, а осветлённая жидкость скапливается в верхних слоях. По принципу седиментации разделение навоза на фракции проводят в горизонтальных отстойниках-накопителях с дойным дренажем и без него. Первый представляет собой прямоугольной формы полузаглублённый бассейн размерами 110 х 33 х 2,25 м. Дно и стенки его бетонные, а в торцевой части оборудован пандус для въезда транспортных средств. Вдоль накопителя по его дну проложены две линии дренажных лотков с перфорированными трубами или плитами, засыпанными щебнем. Рекомендуется следующий режим эксплуатации отстойниковнакопителей, при котором эффект осветления повышается до 80%. Сначала полностью заполняют один отстойник, после чего навоз подают в другой. После того как в первом отстойнике закончится карантинная выдержка, а навоз основательно разделится на три слоя - осадок, осветленная жидкость и плавающая корка, осветлённую жидкость выпускают через шандорный затвор, открываемый на уровне несколько выше нижней границы жидкого слоя. Осадок и опустившийся на него плавающий слой подсуживают за счёт фильтрации через донный дренаж и испарения влаги с поверхности, а затем выгружают погрузчиком-бульдозером ПБ-35 и укладывают в бурты для компостирования. В буртах его выдерживают для обеззараживания и частичкой дезодорации летом 1 месяц, зимой - 2 месяца. При обнаружении на животноводческом комплексе инфекции навоз в накопителе можно обеззараживать химическими средствами, путём гидравлического перемешивания массы. Промывка гравия требует больших трудозатрат и значительно усложняет эксплуатацию отстойников-накопителей. С учётом этого целесообразно использовать отстойник-накопитель без донного дренажа (рис. 10 ). Он представляет собой полузаглублённый резервуар прямоугольной формы, дно и стенки которого имеют твёрдое покрытие. С одной торцевой стороны расположен пандус по всей ширине отстойника, с другой отделена поперечной перегородкой жижеотводная камера шириной 30 2,5...3 м. Дно отстойника выполнено с уклоном 0,5 % в сторону этой камеры, горизонтальное дно которой приподнято над дном отстойника на 30…40 см. Камера с отстойником сообщается через щель высотой 10 см по всей ширине перегородки, нижняя кромка которой расположена на уровне камеры. Из камеры на уровне ее дна выведена труба диаметром 150 мм с задвижкой на конце, установленной в колодце. Со стороны пандуса в боковой стенке размещен колодец для напуска стоков. Рис.10 . Схема отстойника-накопителя навоза: 1 пандус; 2 слой осветленной жидкости; 3 плавающий слой; 4 осадок; 5 жиже отводная камера; 6, 11 колодцы; 7 цистерна; 8, 14 гидравлические задвижки; 9 труба выпуска жидкой фракции; 10 жижеотводная щель; 12 трубопровод напуска навоза; 13 камера напуска навоза; 15 подводящий навозопровод. Технологический процесс осуществляется следующим образом. При закрытой задвижке на выводной трубе отстойник загружают навозной массой, поступающей самотёком или по напорному трубопроводу в колодец напуска стоков. После загрузки отстойника (рабочая глубина 2...2,5 м) подачу навоза с фермы переключают на другой отстойник, а в первом идёт процесс карантинирования в течение 6 суток. За это время масса отстаивается в потоке в результате чего уплотняются осадок и плавающий слой, а жидкость хорошо осветляется. Эффект осветления достигает 85%. Если инфекции на комплексе не обнаружено, осветлённую жидкость сливают в колодец, открыв задвижку на выпускном трубопроводе. Из колодца жидкость отводят в пруднакопитель осветлённых стоков или в насосную станцию перекачки либо откачивают и вывозят транспортом к месту хранения. 31 Рис. 11. Схема насоса НЖН-200: 1 дверца; 2 салазки; 3 рычаг для открывания дверцы; 4 направляющий ролик; 5 отводная труба; 6 электродвигатель; 7 муфта; 8 рабочее колесо; 9 окно; 10 корпус шнека; 11 шнек; 12 мешалка. Дно в жижеотводной камере приподнято над дном в отстойнике, поэтому осадок в эту камеру не попадает, так как уровень его в отстойнике ниже устроенного в этом месте порожка. При сливе жидкости из отстойника она не загрязняется взвесями, введу того, что скорость поступления жидкости в отводную камеру через широкую щель незначительна и взвешенные частицы, находящиеся в осадке и плавающем слое, потоком жидкости не захватываются. После слива жидкости плавающий слой в отстойнике опускается на слой осадка, а плавающий слой в жижеотводной камере на её дно, образуя в камере фильтрующую набивку. В течение 2...3 суток через неё отводится отделяющаяся из осадка жидкость. После этого осадок разгружают, выталкивая его бульдозером на пандус, где дообезвоживают в течение суток до влажности 75...73, а затем вывозят на компостную площадку для рыхлой укладки в бурты. Иногда осадок компостируют с влагопоглощающими материалами. При этом после слива из отстойника жидкой фракции в неге завозят торф, 32 солому и перемешивают с осадком бульдозером. Полученную смесь укладывают в бурты на компостной площадке. Чтобы сократить объёмы строительных работ и капитальные затраты, на крупных животноводческих комплексах навоз разделяют на фракции в цехах, используя машины. Рис.12. Схема карантинного хранилища: 1 приемник осадка; 2 приемник осветленной жидкости; 3 насосное отделение; 4 секции отстойника; 5 тельфер; 6 насос; 7 труба отвода осадка; 8 патрубок отвода осветленной жидкости; 9 гибкий шланг; 10 плавающее заборное устройство. Этот процесс можно выполнять по двум технологиям: с предварительным карантинированием навоза или с последующим карантинированием жидкой и твёрдой фракций. Первая технология более целесообразна, так как в случае эпизоотии объём работ по обеззараживанию меньше, чем при второй технологии. 33 Карантинные хранилища для навоза, подлежащего разделению на фракции лучше строить в виде отстойников периодического действия (рис. 12). Отстойники заполняют навозом по напорному навозопроводу. За время карантинной выдержки взвешенные вещества выпадают в осадок, а в верхних слоях отстойника располагается осветлённая жидкость. Эффект осветления достигает 90%. Открыв задвижку на сливном патрубке, осветлённую жидкость через плавающее заборное устройство выпускают в самотечный жижепровод, по которому она поступает в жижеприёмник насосной станции и перекачивается фекальным насосом в полевое жижехранилище. Оставшийся в нижней части осадок сначала размешивают подвешенным на тали насосом, а затем перекачивают в цех обезвоживания. Совмещение карантинирования навоза с его отстаиванием позволяет повысить общий эффект осветления суспензии и значительно снизить капитальные и эксплуатационные расходы. При обнаружении инфекции навоз обеззараживают перед загрузкой резервуаров. Для этого в помещении насосной размещён склад химических реактивов. Для интенсификации процесса седиментации взвесей применяют осадительные центрифуги ОГШ-502К-4, в которых навозная масса разделяется из-за разности плотностей твёрдой и жидкой фаз, увеличенной за счёт больших центробежных сил. Режим работы центрифуги регулируют измельчением подачи исходной массы и частоты вращения ротора (рис. 13). Более простыми по устройству, более дешёвыми и менее энергоёмкими являются фильтрующие установки, применяемые для разделения жидкого навоза на фракции. Фильтрование основано на том принципе, что твёрдые частицы жидкого навоза, поступающего под действием движущей силы на фильтровальную решётку, задерживаются ею, а жидкая фракция проходит за перегородку через её поры. К таким установкам относятся дуговое сито ОД-Ф-50 (рис. 15), виброгрохот барабанный ГБН-10, фильтрующая центрифуга УОН-700 (рис. 14). Рис. 13. Схема центрифуги осадительной ОГШ-502К-4: 1 шнек; 2 ротор; 3 патрубок ввода суспензии; 4 течка вывода осадка; 5 течка вывода жидком фракции; 6 рама; 7 электропривод; 8 маслона- 34 сос. Рис.14. Схема фильтрующей центрифуги УОН-700 Рис. 15. Схема дугового сита СД-Ф-50: 1 жижеотводной патрубок; 2 электропривод битера; 3 битер; 4 скатной лоток; 5 сито; 6 питатель; 7 приемная камера; 8 гаситель напора; 9 боковая стенка; 10 вводной патрубок; 11-жижесборная камера. Чаще других применяют виброгрохот ГБН-100. Он состоит (рис. 17) из сетчатого барабана 5 с кожухом 6 и электроприводом 7, вибратора 2, рамы с поддоном 9 для жидкой фракции. Виброгрохот может работать в двух режимах: с вибрацией при влажности исходного навоза 97,6% и без вибрации при более высокой влажности навоза. Производительность виброгрохота ГБН-100 при влажности жидкости навоза 95,1% составляет 67,4 т/ч, влажность твёрдой фракции 85,6...86,7%, влажность жидкой фракции 99,12... 99,16%. Эффективность процесса разделения по взвешенным веществам 18...33%. Установленная мощность - 2,6 кВт. Для обезвоживания навоза, его осадков и дополнительного обезвоживания твердой фракции после фильтрующих машин применяют шнековый пресс - фильтр ПЖН- 68 (рис. 18). Пресс состоит из приёмного бункера 3, барабана 9, имеющего перфорированный цилиндр, транспортирующего шнека 4, прессующего шнека 5, 35 нажимного конуса 6 с гидроприводом, электродвигателя 1 с редуктором 12 и раин 10. Транспортирующий и прессующий шнеки расположены на главном валу пресс-фильтра и имеют противоположные навивки винтов и направление вращения. Пресс-фильтр устанавливают в технологическую линию переработки навоза после виброгрохота ГБН-100. Частично обезвоженная на виброгрохоте фракция навоза отводится в приёмный бункер пресс-фильтра. Транспортирующий шнек подаёт массу навоза в прессующий шнек и далее в камеру прессования. Под действием прессующего шнека навоз дополнительно обезвоживается, и в камере создаётся пробка твёрдой фракции навоза. Эта пробка удерживается в ней за счёт сил трения о стенки сепарирующего перфорированного цилиндра барабана. Выходящая из пресса по лотку обезвоженная твёрдая фракция навоза поступает на ленту выгрузного транспортёра. Жидкая фракция от пресс-фильтра отводится по трубопроводам в навозохранилище. Влажность твёрдой фракции, получаемой после обезвоживания навоза или его осадков, составляет не более 68%. Эта фракция пригодна для биотермического обеззараживания в буртах. Рис. 19. Технологическая схема работы комплекта установки для разделения жидкого навоза на фракции: 1 поперечный навозосборный канал; 2 шибер; 3 накопитель навоза; 4 мешалка; 5 насос шнековый; 6 емкость для приема жидкой фракции навоза; 7 виброгрохот; 8 шнековый пресс; 9 ленточный транспортер; 10 автоприцеп.
