CC BY
36
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2001. Вып. 72.
УДК 631.8:628.3
ЕЕ. ХАЗАНОВ, д-р техн. наук
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ДОИЛЬНЫХ ЗАЛОВ МОЛОЧНЫХ ФЕРМ В КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЯХ
При совмещении молочной фермы с теплицей энергозатраты на полив и минеральную подкормку растений могут быть компенсированы за счёт энергосодержания стоков доильного зала. Энергетический потенциал этих стоков составляет 28212,5 МДж на одну корову в год, что почти в 13 раз превышает энергозатраты на полив и минеральную подкормку растений, произрастающих на 1 м2 теплиц.
В соответствии с нормами технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота [1] при доении в доильном зале на одну корову продуктивностью 6000 кг молока расходуется от 37 л (при 2-х разовом доении) до 55 л воды (при 3-х разовом доении), т.е. от 13,5 до 20 м3 в год. На типовой молочной ферме на 400 коров ежесуточно образуется от 15 до 22 м3 навозосодержащих стоков, на очистку которых до санитарных норм требуется значительные материальные, трудовые и энергетические ресурсы.
Основными компонентами навозосодержащих стоков, как это видно из табл. 1, помимо воды, являются азот, фосфор, калий и магний, составляющие основу питания растений.
Как следует из данных таблицы 1, полученных путем расчета концентраций по нормам технологического проектирования систем удаления и подготовки к использованию навоза [2], содержание азота в стоках в 1,5 раза выше, чем в растворе, применяемом для питания овощных культур в защищенном грунте, например, растворе В.А. Чеснокова и Е.Н. Базыриной. Вместе с тем, по расчётным данным в этих стоках недостаточно фосфора и магния. Однако по фактическим данным, полученным путем анализа навозосодержащих стоков отдельных хозяйств, содержание фосфора и магния в стоках доильных залов соизмеримо с содержанием этих веществ в питательном растворе В.А. Чеснокова и Е.Н. Базыриной. Кроме того, навозосодержащие стоки имеют практически слабокислую или нейтральную реак-
120
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства в Северо-Западной зоне России.
цию (рН 6,5 - 7,0), что соответствует требованиям к поливной воде для большинства овощных культур [3].
Таблица 1.
Сравнительные данные химического состава (в мг/л) питательного раствора и стоков доильных залов различных ферм
Питательные среды Азот общий Р2О5 К2О MgO pH
Раствор В.А. Чеснокова и Е.Н. Базыриной 140,0 77,0-110,0 232,0 16,5 5,9
Стоки доильных залов: с-з «Ленсоветовский» 246,0 119,0 256,0 10,2 7,0
с-з «Гатчинский» 261,0 59,0 246,0 12,0 6,6
по ОНТП 17-86 (расчетные значения) 218,5 45,0 248,0 7,0 6,5
Анализируя данные табл. 1, можно утверждать, что стоки доильных залов могут целиком или частично заменять питательные растворы в растениеводстве защищенного грунта.
На основании данных по поглощению питательных веществ растениями при выращивании их тем или иным способом можно сделать расчет потребности элементов минерального питания. По данным [3] вынос элементов питания, например, растениями огурца при выращиванни их в почвенном грунте составляет (в г на 10 кг плодов): N - 22,3; Р2О5 - 10,9; К2О - 46,9; СаО - 28,5; MgO - 6,6, а при выращивании методом гидропоники соответственно - 16,9; 7,4; 27,3; 8,3; 3,9. В табл. 2 приведены расчетные данные по поглощению основных питательных веществ растениями огурца за период вегетации (продленная культура) при урожае 30 кг/м2, а также по расходу удобрений с учетом коэффициента использования их из почвы.
121
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2001. Вып. 72.
Таблица 2.
Расход поливной воды и основных видов удобрений за вегетационный период при выращивании огурца в почве и их энергосодержание
Показатели Азот общий Р2О5 К2О MgO Вода полив- ная
Потребление растениями, г/м2 (л - для воды) 66,9 32,7 140,7 19,8 870,0
Вид удобрения Аммиачная селитра (N-33,3%) Суперфосфат простой (Р2О519%) Калий сернокислый (К2О-46%) Магний сернокислый (MgO-40%)
Коэффициент использования удобрений, % 65,0 20,0 70,0 65,0
Расход удобрений, г/м2 309,7 860,5 436,9 49,5
Энергетический эквивалент удобрения или воды МДж/кг 48,3 5,5 8,4 4,2 2,5
Энергосодержание удобрения, МДж/м2 14,96 4,73 3,67 0,21 2175,0
Просуммировав данные соответствующих граф табл. 2, получим, что энергосодержание всего применяемого удобрения составит 23,57 МДж/м2 , а, прибавив сюда энергосодержание поливной воды получим 2198,57 МДж/м2.
Используя энергетические эквиваленты применяемых удобрений [4] и энергетический эквивалент 1 л воды равный 2,5 МДж/кг [5], определены энергозатраты на удобрения и полив растений. Из табл. 2 следует, что львиную долю энергозатрат составляют затраты на воду для полива.
122
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства в Северо-Западной зоне России.
При выращивании растений с использованием сточных вод можно на основании данных по поглощению питательных элементов сделать перерасчет потребности растений в основных элементах питания за вегетационный период для любой конкретной культуры. При этом необходимо знать химический состав сточных вод в конкретном хозяйстве, тип используемых почвогрунтов и обеспеченность их элементами питания. В зависимости от этого следует вносить корректировки в минеральные подкормки в соответствии с недостатком отдельных элементов или их избытком в сточных водах. Так как потребность в поливной воде всех культур в течение вегетационного периода неодинакова, то для того, чтобы сточные воды можно было использовать в принятом культурообороте, то есть в течение года, необходимо предусмотреть пруды-накопители.
За период лактации одной коровы (305 дней) количество сточных вод составляет минимум 37-305 = 11285 л. Исходя из этого количества сточных вод от одной коровы, удельная площадь теплицы (по нормам полива для огурца) равна 11285/870 =12,97 м2. Таким образом, при выращивании культуры огурца удельная площадь грунтовой теплицы по поглощению сточных вод от одной коровы можно принять равной ~ 13 м2.
Энергосодержание воды, содержащейся в стоках, удаляемых с доильной площадки в сутки от одной коровы, составляет как минимум 2,5-37 = 92,5 МДж. За стойловый период эта величина составляет 92,5-223 = 20627,5 МДж.
Энергетический потенциал стоков доильного зала за период лактации составит 28212,5 МДж на голову, что в 12,8 раза превышает энергозатраты на полив и минеральное питание растений, произрастающих на 1 м2 теплицы.
Таким образом, при совмещении фермы с теплицей энергозатраты на полив и минеральную подкормку растений в теплице могут быть компенсированы за счет энергосодержания стоков доильного зала.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота. ОНТП 1-89. - М.: Госагропром СССР, 1989.
123
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2001. Вып. 72.
2. Общесоюзные нормы технологического проектирования систем удаления и подготовки к использованию навоза: ОНТП 17-86 / Госагропром СССР. - М.: Гипрониисельхоз, 1986. - 40 с.
3. Овощеводство защищенного грунта./ Под ред. д-ра с.-х. наук С.Ф. Ващенко. -М.: Колос, 1974. - 352 с.
4. Миндрин А. Энергетические эквиваленты производства продовольствия. - Международный сельскохозяйственный журнал. -1996. - № 2. - С. 42-45.
Получено 08.11.01.
УДК 65:621.3
А.П. КАЗИМИР, д-р техн. наук
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СРЕДСТВ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Приведены практические примеры, позволяющие определить характеристики и показатели работы оборудования для конкретного хозяйства.
Одними из главных в системе электрификации и автоматизации производства являются показатели надежности. От их значения в большой степени зависят производительность, КПД и экономическая эффективность применения данных технических средств. Выход из строя технологического и электротехнического оборудования приводит к нарушению технологических процессов, недовыпуску продукции, нерациональному расходованию трудовых и материальных ресурсов, увеличению затрат на ремонт и содержание электроустановок.
Коэффициент готовности - комплексный показатель эксплуатационной надежности
К г =
t р t пс
t
р
124
