новая папка 2 / 129655

30

4 Транспортировка навоза и помета от животноводческих помещений к местам обработки и использования

4.1 Расчет транспортных средств

Транспортировка навоза от навозоприемника в навозохранилище или на поля орошения выполняется следующими (наиболее распространенными) способами:

механическими: тракторными прицепами, автоцистернами (они же служат и навозоприемниками), различными транспортерами, вагонетками и скреперами;

гидромеханическими: центробежными, шнековыми, поршневыми насосами по трубам;

гидравлическими: прямой смыв по трубам, рецеркуляционный смыв, отстойно-лотковая и самотечная системы;

пневмогидравлическими: сжатым воздухом по трубам.

При дневной и вечерней уборке, где навоза транспортируется по 6 т, можно сделать также за каждую уборку по два рейса (тогда прицеп будет работать с недогрузкой) или в дневную уборку сделать один рейс (транспортируем 4 т), а потом поставить прицеп под наклонный транспортер, загрузить оставшиеся 2 т (от дневной уборки) и оставить его до вечерней уборки. Вечером догрузить прицеп до 4 т, оттранспортировать навоз в навозохранилище и в следующий рейс забрать оставшиеся 4 т от вечерней уборки. Если использовать формулу, то количество рейсов определится

		Q
	N	сут.max	,
		Q
		маш( приц.)

(4.1)

где N – количество рейсов транспортировки навоза в навозохранилище; Qмаш(приц.). – грузоподъемность прицепа, т.

Принимая плотность навоза = 0,8 т/м3, можно убедиться, что объем

кузова можно не увеличивать (не наращивать борта). Объем Vсут.max навоза определяется по формуле

31

Vсут.max		Qсут.max	,	(4.2)

где Vсут.max – объем навоза, убираемого за сутки из помещения, м3;–плотность навоза, =0,6…0,9 т/м3.

Количество рейсов можно вычислить с учетом объема кузова прицепа по формуле

		V
	N	сут. max	,
		V
		маш( приц.)

(4.3)

где Vмаш(приц) – объем кузова указанного прицепа, м3.

Возможна и другая технология транспортирования навоза от коровника при помощи тракторного прицепа. Суть ее заключается в следующем: сначала в коровнике включают один горизонтальный транспортер, заполняют прицеп и транспортируют в навозохранилище, а потом (второй рейс) включают второй транспортер и все повторяют (утренняя, дневная и вечерняя уборка). При этом

качество уборки не ухудшается, но увеличивается время уборки.

Все это можно подсчитать по формулам, и если полученные результаты (по времени) не противоречат зоотехническим нормам, то можно их принимать. Далее, зная расстояние до навозохранилища (рекомендуется 300…600 м) и скорость движения трактора, можно подсчитать затраты времени на транспортировку и общее время уборки навоза.

4.2 Расчет вместимости навозоприемника и навозохранилища

В технологических расчетах часто приходится рассчитывать объем навозоприемников или навозохранилищ, площадок для приготовления компостов.

Примечание: навозоприемником принято называть устройство (емкость), предназначенное для кратковременного накопления и хранения навоза (от нескольких дней до месяца), а навозохранилищем принято называть сооружение (емкость), предназначенное для длительного накопления и

32

хранения навоза (от 3 месяцев до года). Площадка для компостирования должна быть просторной и иметь твердое покрытие. Ее размеры должны обеспечить приготовление и хранение навоза, компостирующего материала и непосредственно компоста, а также свободную работу техники и длительное хранение (5…7 месяцев) приготовленного компоста в буртах.

Размеры площадки зависят от объема поступающего навоза и компостирующего материала, а также от сроков приготовления и хранения компостов. Размеры навозоприемников и навозохранилищ определяются исходя из количества скота на ферме, нормы выхода навоза и главное от срока хранения навоза. Объем навозоприемника или навозохранилища находится по формуле

		Q		n
Q		год			,	(4.4)
год			365

где Vн.пр(н.хр) – объем навозоприемника или навозохранилища, м3; Qгод – годовой выход навоза на ферме, т;

n – количество дней накопления навоза в навозоприемнике или в

навозохранилище, дн.;– объемная плотность навоза, т/м3; 365 – количество дней в году.

При стойлово-пастбищном содержании животных накопление навозной

массы в пастбищный период следует принимать равным 50%, а при выгульном содержании – 85% расчётного суточного выхода экскрементов, т.е

Q 'СП 0, 45...0,58 QC и Q"СП 0,80...0,85 QC .

Годовой выход навоза, т,

	Qгод	1		QС ДСТ Q"СП ДП ,	(4.5)
		1000

где ДСТ и ДП – продолжительность стойлового и пастбищного периодов.

Принимают ДСТ = 190…210 сут, ДП = 155…195 сут.

Зная суточный выход навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяют площадь навозохранилища, м2:

33

F		1			Q		Д			,
					СУТ			ХР			(4.6)
ХР		h

где h – высота укладки навоза, h =1,5…2,5 м;

Qсут – суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг;

Дхр – продолжительность хранения навоза в навозохранилище, сут; ρ – плотность навоза, кг/м3;

φ – коэффициент заполнения навозохранилища, φ = 0,75…0,8.

Для крупного рогатого скота принимают ρ = 800…900 кг/м3, для свиней

ρ=900…1100 кг/м3, для овец ρ=900…950 кг/м3, для птицы ρ=700…1000 кг/м3.

На основе расчётов назначают размеры типового навозохранилища так, чтобы его вместимость не превышала 3…4 тыс. т.

4.3 Расчет транспортировки навоза гидравлическим способом

Навоз в зависимости от его консистенции от помещения до навозохранилища удаляют самосплавом, перевозят в тракторных прицепах 2ПТС-4М-78А, 2ПТС-4-887Б, 2ПТС-6-8526, транспортируют при помощи пневматических установок УПН-15 или механических установок циклического действия УТН-10, а также перекачивают насосами НЖН-200А, НШ-50, ПНЖ-

250, фекальными насосами ФГ-57,5/9,5, ФГ-115/38, ФГ-81/31, ФГ-81/18, ФГ-

144/46, центробежным насосом НЦИ-Ф-100 с измельчителем. При

использовании фекальных насосов рекомендуется устанавливать измельчающие устройства.

Жидкий навоз к местам переработки, хранения или использования подают по стационарным или сборно-разборным трубопроводам.

Для транспортировки навоза по стационарному трубопроводу необходимо определить вместимость навозоприемника (не менее 50 м3),

критический диаметр навозопровода, общие гидравлические потери в системе и мощность привода установки.

Вместимость (м3) навозоприемника вычисляют по формуле

34

	q	n	t	р.н			Q	t		р.н
V	i	i					cут. max				,
	1000 24						1000
					н				н

где qi – суточный выход навоза от одного животного, кг;

ni – число животных каждого вида, которых обслуживает установка; tр.н – время ремонта или замены насоса, tр.н=2…3 ч;

ρн – насыпная плотность навоза, кг/м3. Расход (м3/с) навоза

(4.7)

Q	V	,	(4.8)
	3600	t

где V – объем, который необходимо транспортировать, м3; t – время работы установки, ч.

Критический диаметр (м) навозопровода вычисляют по формуле

D		40 Q			н	,	(4.9)
кр		Re
			кр

где Reкр – критическое число Рейнольдса; µ – вязкость, Па·с (табл. А.22).

Для навоза свиней Reкр=1500…1800, а для навоза крупного рогатого скота

Reкр=2800…3200.

Общие гидравлические потери (м) вычисляют по формуле

h=hЛ+hМ+hГ,

(4.10)

где hЛ – линейные потери, м; hМ – местные потери, м;

hГ=±∆zρн/ρВ – геодезические потери, м; ∆z – разность геодезических отметок, м; ρВ – плотность воды, кг/м3.

Исходя из условий надежной эксплуатации напорного трубопровода, диаметр труб D должен быть не менее 150 мм, а скорость транспортировки –

1,2…2,0 м/с.

Потери напора (м) по длине трубопровода L(м) при влажности помета

более 89% составляют

35

hл	L 2
	2	,	(4.11)
		g D

где λ – коэффициент гидравлических сопротивлений.

Значение λ зависит от числа Рейнольдса Re=ʋDρн/µ. Для ламинарного режима движения λ=64/Re, а для турбулентного λ=0,32/Re0,24.

Местные потери hМ напора обычно принимают равными 0,1…0,12 от

линейных.

Значение λ при влажности куриного помета менее 87% вычисляют по

формуле
			64		,			(4.12)
		Re*
где Re* – приведенное число Рейнольдса.
Приведенное число Рейнольдса
Re*			Re				,	(4.13)
						D
1
				с
			6
						н
где τc – касательное напряжение, Па;
ν – кинематическая вязкость, м2/с.
Значение ν и τc зависят от влажности (табл. А.22).
По общим гидравлическим потерям						h и подаче		Qн выбирают насос.

Необходимо иметь в виду, что фекальные насосы при влажности навоза менее

96% снижают напор на 10…30%.
При этом должны выполняться условия:
h hн 1,5hл и Q Qн ,			(4.14)
где hH – гидравлические потери насоса, м.
Мощность привода (кВт) рассчитывают по формуле
N	Q H	,	(4.15)
	1000

где η – К.П.Д. насоса.

36

Помет от птичников к месту обработки транспортируют мобильным и механическим транспортом (по закрытой галерее) или пневмотранспортером (по трубопроводу). Допускается пневмотранспортировка навоза с использованием компрессоров, при этом диаметр навозопровода должен быть не менее 150 мм, а давление - не более 0,6 МПа. Пневмотранспортировка также

может применяться для помета влажностью 75% на расстояние до 300 м,

влажностью 78...80% - до 700...1000 м.

4.4 Переработка и обеззараживание навоза и помета

Жидкий навоз перерабатывают на фермах и комплексах с целью подготовки его для более удобного использования в качестве удобрений.

На комплексах по выращиванию и откорму 54 и 108 тыс. свиней в год рекомендуется применять сооружения в полном соответствии с типовыми проектами. Система предусматривает поступление всей навозной массы по самодельному коллектору в резервуар насосной станции, откуда она перекачивается в здание для фильтрации, где происходит механическое разделение массы на жидкую и твердую фракции благодаря дуговым ситам СД- Ф-50 и инерционному грохоту ГИЛ-52 (ГБН-100). Затем твердая фракция дополнительно обезвоживается при помощи винтового пресса Т1-ВПО-20А (ПНЖ-68) до влажности 62...65%. Можно применять осадительные центрифуги ОГШ-502К-4 непрерывного действия. Твердая фракция наклонным транспортером ТПН-Ф-40 перемещается за пределы цеха, откуда бульдозером

подается на площадку для хранения, складируется в бурты для естественного обеззараживания, которое в летний период длится до 1 месяца, в зимний - до 2

месяцев. Обеззараженный навоз используют в качестве органического удобрения.

Жидкая фракция поступает на очистные сооружения биологической очистки с доведением биологической потребности кислорода (БПК5) до 5 мг/дм3 и дальнейшим использованием стоков на полях орошения.

37

Фракционирование свиного навоза целесообразно на свинокомплексах, получающих в сутки не менее 200 м3 навоза влажностью не ниже 94%.

Помет в птицеводческих хозяйствах подвергают термической обработке при температуре на выходе из аппарата 110...140°С и экспозиции не менее 45...60 мин, а затем используют в качестве удобрения.

На свинооткормочных фермах на 12 и 24 тыс. гол., а также на комплексах по откорму 10 тыс. гол. молодняка крупного рогатого скота и фермах молочного направления на 1200...2000 коров применяют схемы согласно типовому проекту №811-250/73.

Для выделения твердой фракции из жидкого свиного навоза влажностью более 96,5% могут применяться специальные вертикальные отстойники, например ООС-25. Число их должно быть не менее 2. Для этих же целей

применяют флотационные установки (напорную, вакуумную, электрофлотацию), а для биологической обработки жидкой фракции -

аэротенки.

С целью удобства транспортировки жидкого навоза на поля или для разделения на фракции предварительно в навозоприемниках и в навозохранилищах его гомогенизируют (перемешивают) гидравлическим или механическим способом. Для открытых навозохранилищ, оборудованных насосными станциями, можно использовать стационарную установку для гомогенизации жидкого навоза УГН-Ф-500.

Гидравлический и механический способы перемешивания жидкого навоза рекомендуют для навозоприемников и хранилищ малой вместимости. Гидравлический способ осуществляется ротационными, радиальными и тангенциальными струйными аппаратами, жестко вмонтированными в стенки хранилища. Применяют также перекачивание навоза при помощи двух кольцевых трубопроводов с соплами, устанавливаемых на различной высоте над основанием цилиндрического навозохранилища. Сопла располагают так,

чтобы струя жидкого навоза под давлением 0,2...0,4 МПа направлялась как в плавающий слой, так и в осадок. При механическом способе применяют

38

рамные, винтовые, лопастные и другие мешалки. Однако в зимних условиях эти средства работают недостаточно надежно.

В хранилищах вместимостью 12...20 тыс.м3 наиболее рационально

применять комбинированный способ, включающий гидравлические и механические средства. Верхний слой (корку) можно разбить только струей навоза, взятого с глубины 0,6...2,4 м, нижний слой с глубины 3...4,5 м необходимо перемешивать при помощи турбинных мешалок со стреловидным и лопатками, которые создают энергичное турбулентное движение с окружной скоростью 3,4...2,3 м/с.

Для перемешивания навоза на глубине 2,2...3,0 м можно использовать те же мешалки, но с окружной скоростью 4,2...3,4 м/с. Гомогенизацию жидкого навоза начинают за 2 часа до начала разгрузки навозохранилища и продолжают до полного его опорожнения.

Способность фекальных масс при анаэробном брожении выделять различные газы позволяет использовать ее как белковое, удобрительное и энергетическое сырье.

Применение биогазовых установок для метанового сбраживания навоза (помета) полностью исключает потери азота, обеспечивается дегельминтизация, дезодорация навоза, увеличивается способность к всхожести семян сорных растений, получается ценное органическое удобрение.

Для фермы с поголовьем 400 коров такой комплект состоит из двух реакторов вместимостью 125 м3, 1 подогревателя и 3 блок-контейнеров. Пропускная способность по перерабатываемому жидкому навозу - 30...50 м3 в сутки. Выход биогаза – 750 м3 в сутки. Объем газа, используемого на хозяйственные нужды, составляет 300 м3 в сутки. Температурный режим работы реакторов - 45°С, выход биогаза из одного килограмма навоза – 12 м3,

продолжительность цикла сбраживания – трое суток. Суточное потребление навоза – 42 м3 при влажности сброженной массы 96…98%. Полученный газ

собирается в газгольдер.

39

При сбраживании навоза выделение биогаза идет в 2,5…3 раза быстрее в термофильных условиях (54…55°С), чем в мезофильных (32…35°С). Оптимальное значение pH для метановых бактерий – 7…7,6; дробная подача

навоза эффективнее, чем разовая, на 38…50%; внесение экзогенных добавок (метанол, ацетат, целлюлоза) в период разгона метантенка ускоряет выход его на рабочий режим до 3…5 суток. Оптимальный вариант предварительной подготовки навоза – измельчение его и выстаивание при температуре процесса.

Расчет процесса метанового сбраживания проводят в такой последовательности.

Объем навозоприемника (м3):

VН=Q·ρН·tН·kВ,	(4.16)
где ρН – плотность навоза, кг/м3;
tН – время накопления навоза, tН=2 сут.;

kВ – коэффициент, учитывающий изменение плотности навоза в зависимости от исходной влажности, kВ=1,5.

Объем емкости для нагрева (м3):

VО=Qсут·ρН·tО·k´В,	(4.17)
где Qсут – суточный выход навоза влажностью 92%;

tО – время нагрева, сут.;

k´В – коэффициент, учитывающий изменение объема в зависимости от

температуры нагрева. Объем метантенка

			100 Q		н
V	м		сут			,
			q

где q – суточная доза загрузки метантенка, q=7…11%.

Суточный выход биогаза

Gб=Qсут·q´,

где q´ – выход биогаза, приходящийся на 1 т переработанного навоза,

(4.18)

(4.19)

q´=20 м3.

Объем газгольдера