Свинокомплекс. Решение проблемы утилизации навоза

Очень часто при реконструкции старого свинокомплекса или строительстве современного и их эксплуатации, вопросы, связанные с устройством и эксплуатацией систем удаления, переработки и утилизации  навоза отодвигаются на последний этап  строительства и финансирования проекта.  На многих объектах построенных как в советское время, так и в последние годы часть проекта свинокомплекса - утилизация навоза не введена в эксплуатацию в полном объеме до настоящего времени.

shema_pererabotki

Экологические проблемы данных ошибочных решений рассмотрены в статье "Решение экологических проблем свинокомплексов". Основная причина, что многие владельцы-собственники считают, что  ввод комплекса утилизации навоза значительно увеличит капитальные затраты, что приведет к росту себестоимости основной продукции - мяса. Требования и предписания экологов игнорируются.

 

Строительство навозных каналов

navozniy_kanal1 navozniy_kanal2

Навозные стоки при самосплаве, попадаемые в навозные каналы  животноводческих комплексов, уже в течение нескольких часов расслаиваются на жидкую и твердую фракцию. Это приводит к скоплению твердой фракции на дне каналов и туннелей. По этой причине происходит уменьшение размеров каналов, возникают проблемы при очистке их от твердой фракции.

Рассмотрим необходимые решения устранения данной проблемы.

Основной ошибкой при проектировании и строительстве навозных каналов в новых или реконструируемых свинарниках с самосплавной системой навозоудаления периодического действия является нарушение их технологического расположения.  В процессе проектирования необходимо точно рассчитать размеры каналов для различных групп животных. Если дно канала не выполнено с уклоном и отсутствует специальный приямок перед сливной горловиной с расположением туннельного миксера - возникнут проблемы при эксплуатации - каналы не будут опорожняется полностью. Результат - дополнительные трудовые затраты по очистке каналов. Оборудование  - слаломный погружной миксер позволяет избежать выделения твердой фракции в каналах из общей массы навоза поступающего из коровников, свинокомплексов. Предлагаемая цена (стоимость) туннельного канального слаломного миксера (мешалки).

mixer_shema

Вторая основная ошибка при эксплуатации: работники- животноводы не заполняет каналы на 10-15 см водой. Это приводит к тому, что навоз высыхает и не удаляется даже при работе миксера (мешалки) слаломной системы. После каждого сброса навоза из каналов они также должны наполняться водой на 10-15 см. Падающий в этом случае на дно навоз будет полностью покрываться водой. Последующие порции навоза, падая в канал, свободно проникают через эту плавающую корку.

 

Системы спуска навоза.

Для спуска навоза из канала по самотечным трубам к коллектору в каналнзационно-насосные станции (КНС) или в цех разделения необходимо использовать трубы диаметром от 250 до 350 мм. Трубы с меньшим диаметром заиливаются, что в будущем будет требовать производить их постоянную промывку высоким напором воды.

Самотечные трубы необходимо прокладывать с уклоном 2-5%. Если уложить трубы с большим уклоном, твердая составляющая навоза будет двигаться медленней воды и оседать в трубе. При уменьшении уклона (< 2-5%) незаиливающая скорость течения резко уменьшится, и расслаивающийся в процессе слива навоз также будет засорять трубу. Если свинокомплекс располагается на местности с уклоном, коллектор следует выполнять со ступеньками.

Самосплавная труба, выходящая из свинокомплекса, должна подводиться к приемному резервуару КНС или цеха разделения выше максимального уровня заполнения данного резервуара. Если подводящая труба будет ниже максимального уровня заполнения резервуара, транспортируемый в резервуар навоз будет задерживаться в трубе коллектора, расслаиваться и оседать в ней. Труба засорится, навоз не будет удаляться из каналов и трубы.

 

Канализационная насосная станция КНС.

nasos6 nasos19

При строительстве приемного резервуара КНС диаметром более 2 м, его необходимо оснащать стационарными подъемными миксерами (мешалками). Причина: свиной навоз очень быстро расслаивается - за 20 минут в осадок выпадает около 80% твердых составляющих. При диаметре приемного резервуара менее 2 м необходимо устанавливать погружной насос с большим всасывающим отверстием и измельчающим механизмомЭто позволит откачать все выпавшие в осадок твердые частицы навоза. Это может быть или насос с погружным электродвигателем или насос с длинным приводным валом.

Если применять для канализационной насосной стации КНС насосы без измельчающего механизма, не предназначенные для перекачки навоза, у них будет постоянно забиваться рабочее всасывающее колесо.

При подборе мощности насосов для КНС необходимо учитывать объем перекачки, диаметр трубопроводов, напор и производительность. Основное требование - в трубопроводе должна создаваться незаиливающая скорость движения массы.

 

Особенности выбора накопителей навоза.

52 17

Одной из основных проблем является правильное проектное решение по размещению навозонакопителей для хранения навоза. Их следует с учетом санитарно-защитных зон (СЗЗ). Согласно действующему законодательству, расстояние от открытых навозонакопителей до жилого массива при количестве свиней в комплексе свыше 12 тыс. голов в год должно быть не менее 1000 м, при количестве до 12 тыс. голов - не менее 500 м.

При достаточной плотности населения в регионах и законодательстве с жесткими экологическими нормами, как в Западной Европе, переход на закрытые металлические или монолитные железобетонные резервуары является обязательным требованием. Срок использования металлических резервуаров в регионах с зимними морозами с низкими температурами более -5 градусов мороза сокращается более чем в 2 раза по причине образования и замерзания конденсата на местах соединения (стыка) листов. В теплых европейских и американских государствах данная проблема отсутствует. По этой причине металлические резервуары нашли в Европе достаточно широкое распространение. В России и Беларуси  очень часто даже использование очень дорогих пластичных герметиков и металла при незначительном повреждении пластины или стыка, низком качестве работ или нарушениях технологий наложения мастик приводит к результату – демонтажу старого и строительству нового резервуара.

Накопители- лагуны из пленки или дешевых бетонных блоков защищают от возможности попадания в подземные воды навоза обычно в течение первых 3-5 лет. В последующем в пленочных лагунах возникают пузыри и разрыв  пленки. Пленка не подлежат реставрации и основную  функцию – защиту окружающей среды не выполняет.

Накопители из дешевых бетонных блоков очень часто производят из низкокачественного щебня. Щебень притягивает цемент и рядом с ним образуются пустоты. Это приводит к образованию трещин, как в самих блоках, так и в швах соединяющих блоки.

Небольшая экономия средств при строительстве для свинокомплексов  пленочных и дешевых бетонных лагун обычно приводит к последующей экологической катастрофе и строительству новых накопителей соответствующих мировым стандартам.

Различные типы навозонакопителей рассмотрены в статье:

Навозонакопители. Проблемы по строительству и размещению.

Необходимо учитывать при строительстве, что себестоимость монолитного железобетонного резервуара в 2 раза дешевле монолитно-блочного резервуара.

При расчете объемов резервуаров необходимо учитывать кроме объема выхода навоза и осадки, если резервуар не крытый. Необходимо  учитывать, что на территории Беларуси и России на протяжении 5 месяцев внесение навоза на поля невозможно. Минимальное рекомендуемое количество навозонакопителей:

  1. КНС для сбора навоза от фермы с дальнейшей переработкой и сепарацией.
  2. Железобетонная лагуна для хранения неразделенного навоза. Основное использование: при аварийных и профилактических ремонтах трубопроводов; оборудования для перекачки и разделения навоза; в зимний период при очень низкой температуре – когда оборудование для сепарации не может работать.
  3. Два монолитных железобетонных резервуара для хранения отсепарированной жидкой фракции. Первый заполняется с октября  по апрель. Выдерживается в течение 6 месяцев, вносятся на поле в сентябре-октябре. Затем цикл повторяется. Второй заполняется с апреля  по октябрь. Выдерживается в течение 6 месяцев,  вносятся на поле в марте-апреле. Затем цикл повторяется.
  4. Объем резервуаров рассчитывается согласно количеству коров или свиней на комплексе.

При большом объеме навоза количество монолитных железобетонных резервуаров необходимо увеличивать.

Накопители жидкого навоза и их оснащение оборудованием

razervuar1 rezervuar2

Мы определились, что оптимальными накопителями навоза являются накопители- лагуны из высококачественного железобетона с проведенной качественной гидроизоляцией и монолитные герметичные железобетонные резервуары. Основное их различие: в накопителях лагунах может находиться не прошедший сепарацию навоз, а в железобетонных резервуарах только жидкая фракция, прошедшего сепарацию (разделение) навоза. Основные преимущества резервуара перед железобетонной лагуной:

  • -Себестоимость строительства в 2 раза ниже;
  • -Возможный объем хранения навоза на единицу занимаемой площади в 2-3 раза выше;
  • -Возможность установки крыши для защиты от атмосферных осадков и распространения запаха.
  • -Эксплуатационный период от 50 лет.

Любые накопители навоза обязательно должны  оснащаться миксерами (мешалками), которые перемешивают и гомогенизируют навоз перед откачкой. Это необходимо из-за  физико-механических свойств навоз. Он расслаивается, образуя 3 уровня:

Плавающая корка, состоящая из твердых частиц не переваренного корма. Толщина корки в зависимости от вида группы животных и их возраста колеблется в пределах от 0,3 до 1 м (1/4 общей глубины);

Слой жидкости без взвешенных веществ толщиной от 1/2 до 3/4 общей глубины навозонакопителя;

Илистый осадок, состоящий из крупных, средних, мелких и коллоидных органических частиц - от 1/5 до 1/4 общей глубины навозонакопителя.

nasos15 mix15
Погружной насос на стойке Миксер (мешалка)

Откачка навоза из накопителя без предварительного перемешивания погружным моторным миксером приведет к тому, что полезная емкость накопителя с каждым циклом заполнения и откачки погружным насосы будет уменьшаться. Через 3 года накопитель может полностью заполнится твердой фракцией. Для удаления ее из лагуны придется использовать трактор. Хранение неразделенного навоза в пленочных накопителях, невозможно по причине, что пленка не позволяет использовать трактора для удаления осадка.

Наиболее экономически выгодный вариант - выдерживание в 6-месячном карантине разделенной жидкой фракции навоза в монолитном железобетонном резервуаре.

Установленный миксер гарантирует отсутствие какого-либо осадка в резервуаре. При  перекачке на поля или в цистерны оптимально использовать погружной насос с погружным встроенным электродвигателем.

Твердая фракция достаточно быстро компостируется в буртах. После компостирования ее легко вносить на поля или фасовать для продажи населению.

 

Системы разделения навоза.

Согласно нормам неразделенный навоз необходимо выдерживать в резервуарах перед внесением на поля в течение 12 месяцев. Жидкую фракцию после сепарации разрешается вносить на поля: в летний период по истечению 4 месяцев, а в зимний - 6 месяцев. Это необходимо для уничтожения гельментов и семян  различных сорняков.

При промышленном производстве свинины, уменьшить объем накопителей можно за счет снижения периода карантинирования навоза.  Для этого необходимо производить разделение навоза на фракции Если разделение навоза не осуществляется, то по нормам его можно выдерживать в накопителях в течение 12 месяцев.

Для разделения стоков навоза на фракции следует применять прессово-шнековые  сепараторы, которые более эффективны, чем дорогостоящие центрифуги или прессы вальцевой конструкции. Навоз в сепараторах получается достаточно сухим. Эффективность различных способов сепарации навоза рассмотрены в статьях:

  1. Прессово-шнековый сепаратор или декантер (центрифуга). Эффективность очистки отходов.
  2. Различные типы сепарации отходов и навоза.
sep19 Sep4
Работа 3 сепараторов Сепарация навоза

Эффективность работы различных моделей прессово-шнековых сепараторов рассмотрены в статье: «Прессово-шнековый сепаратор. Правила и особенности выбора».

 

Перекачка и перемешивание навоза при эксплуатации свинокомплексов.

nasos14 nasos3
Погружной насос на стойке Мобильный погружной насос

В процессе эксплуатации свинокомплексов очень часто возникают вопросы по перекачке навоза с накопителя в резервуар, заполнение цистерн и перемешивание навоза. Для больших объемов и железобетонных резервуаров необходимо устанавливать стационарные насосы с производительностью, обеспечивающей заполнение цистерн не более чем за 3-5 минут для уменьшения простоя техники.

Способы откачки навоза из накопителей зависит от способа внесения его на поля. В основном рекомендуется дизельные насосные станции и центробежные самовсасывающие насосы.

Для перемешивания навоза в заглубленных накопителях, резервуарах и лагунах  в зависимости от необходимого объема перемешивания можно использовать;

nasos35 nasos37
Дизельная насосная станция

Самовсасывающий насос

для навоза

mix7 mix5

Миксер мобильный от

электродвигателя

Миксер мобильный от

трактора

Внесение жидкой фракции навоза на поля

Внесение навоза на поля является достаточно трудоемким технологическим процессом. Чтобы внесение оптимизировать, необходимо технически грамотно произвести проектирование свинокомплекса. Площадка для строительства свинокомплекса подбирается так, чтобы поля для внесения навоза находились в радиусе не более 15 км.  При превышении данного расстояния себестоимость тракторных перевозок бочек будет возрастать в геометрической прогрессии. Рекомендации по оптимальному внесению жидкой фракции:

  1. Для полей расположенных в радиусе от 500 до 6 000 метров наиболее выгодными являются:
  • -Шланговые системы. Оптимальное использование - весной перед вспахиванием и осенью после уборки урожая.
  • -Барабанные установки дождевального типа с установкой на них дополнительного дизельного двигателя для ускорения передвижения поливочной тележки в 2 раза. При использовании стандартной барабанной установки произойдет внесение навоза более допустимой агрономической нормы. Барабанные установки  являются наиболее оптимальными по цене для различных типов свинокомплексов. Можно использовать с тележкой или с широкозахватной консолью. Использование возможно в любой период кроме зимы. При отключении дизельного двигателя используются для орошения полей водой.
  • -Широкозахватные  системы дождевального типа. В летний жаркий период при разведении, отсепарированной жидкой фракции навоза ситом 0,25 мм, водой в пропорции 1: 1 очень выгодно производить полив широкозахватной установкой с одновременной подкормкой кукурузы или многолетних трав. В период до вегетации и после уборки урожая рекомендации по разведению водой можно не применять.

Использование любой из данных систем позволяет вносить от 2000 до 4000 м3 в сутки. Для технологического процесса необходим трактор и 2 работника.

rain45 rain46

2. Для полей, расположенных от 5 до.15 км наиболее эффективными являются прицепные тракторные цистерны:

  • -До 5 километров обычно рекомендуется использовать цистерны от 3 до 18 тонн.
  • -До 7 километров обычно рекомендуется использовать цистерны от 5 до 18 тонн.
  • -До 10 километров обычно рекомендуется использовать цистерны от 10 до 24 тонн.
  • -От 10 километров обычно рекомендуется использовать цистерны от 15до 24 тонн.

Себестоимость грузоперевозок обратно пропорциональна объему используемых цистерн.

cis3 cis4

Прицепные тракторные цистерны в период до вегетации и после уборки урожая рекомендуется оснащать системами для внутрипочвенного внесения навоза для предотвращения потерь питательной ценности и при внесении вблизи от населенных пунктов.

В другое время рекомендуется использовать штанги или системы надпочвенного междурядного внесения.

Обычно оборудование и техника для внесения навоза очень часто используется без учета агрономических нормативов по внесению в поля с учетом сельскохозяйственных культур. Хозяйства не получают дополнительную прибыль от повышения урожайности при внесении навоза. Это часто происходит, когда свинокомплекс не входит в состав хозяйства, имеющего свои поля, или в хозяйстве, в котором руководитель не заинтересован в получении дополнительного дохода от использования отходов животноводческих комплексов.

В ходе исследования проведенного на пшенице, исполь­зование отсепарированной жидкой фракции в качестве удобрения - 300 куб. м/га в год привело к увеличению урожайности на 0,6 т/га. В этом случае, не происходит загрязнение слоев почвы в 30 и 60 см.  Содержание нитратов, тяжелых металлов и химичес­ких соединений остается значительно ниже ПДК. Отсутствие вли­яния патогенной микрофлоры и яиц гельминтов резко сокращает  использование гербицидов.

 

Выводы.

Проектирование всей системы навозоудаления и переработки должно выполнять специализированная организация, использующая все последние разработки научно-исследовательских институтов и опыт западноевропейских стран. В противном случае экологические проблемы в Беларуси и России будут только возрастать.

Группа компаний «EcoStar» предложит Вам высокачественной оборудование по утилизации навоза и произведет строительство любого типа резервуаров.