CC BY
219
УДК 631.223.2:628.1
ОСОБЕННОСТИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ
В.К. Скоркин, Д.К. Ларкин, В.П. Аксенова, О.Л. Андрюхина
Приведены основные требования к водоснабжению молочнотоварных ферм, суточная потребность в воде на все нужды, а также к качеству питьевой воды.
Ключевые слова: водоснабжение, молочнотоварная ферма, потребность, ка-чествоводы, перечень оборудования.
Вода входит в состав животных в связанном и частично в свободном состоянии. В организме животных различают воду тканей, циркулирующую и запасную. Воды содержится в тощем мясе около 78% (3/4 веса), в крови около 80% (4/5 веса) и в молоке 88% (8/9 веса). Вода в зеленой траве содержится 7585%.
Чем больше содержится воды и меньше сухого вещества в теле или корме, тем менее упитанно животное и тем ниже питательность корма.
В организме животного вода является основным растворителем веществ и участником важных физиологических процессов. Она придает эластичность и крепость соединительным тканям, растворяет вещества корма и продукты обмена, которые транспортируются в организме в виде растворов, способствует поддержанию осмотического давления и температуры тела, учувствует в реакциях синтеза и гидролиза.
Удовлетворение потребности животных в доброкачественной воде является необходимым условием для сохранения их здоровья и продуктивности.
Потребление воды на ферме определяется исходя из Норм [2], устанавливающих суточный расход воды на голову постановочного поголовья на поение, доение и прочие технологические нужды.
Нормы на поение определяются отдельно для лактирующих и сухостойных коров в зависимости от их продуктивности.
Суточная норма на поение лактирующих коров литров/сутки может быть определена по формуле:
Швпл = а + в Пр + (1)
Пр
где а, в, с - коэффициенты уравнения; Пр - продуктивность коров, т/год.
Норма на поение сухостойных коров твпл выражается аналогичной зависимостью.
В таблице 1 приведено максимальное расчётное суточное потребление воды на все нужды для ферм различной мощности при максимальной (7000 кг молока/год) продуктивности коров и трёхразовом доении в сутки [1].
Таблица 1. Суточное потребление воды (т/сутки) на все нужды на фермах различной мощности при максимальной продуктивности коров 7000 кг молока/год
и трёхразовом доении
Наименование группы Мощность фермы, голов
50 100 200 400 800 1200
Коровы -дойные -сухостойные -новотельные и глубокостельные
4,4 8,7 17,4 39,2 78,4 117,6
0,3 0,7 1,3 2,7 5,4 8,1
0,4 0,8 1,5 3,1 6,2 9,3
Нетели 0,2 0,5 1,0 1,9 3,8 5,8
Телята до 20 дней 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Телята до 3 мес. 0,3 0,5 1,1 2,2 4,3 6,5
Телята от 3 до 6 мес. 0,3 0,5 1,1 2,2 4,3 6,5
Молодняк от 6 до 12 мес. 0,2 0,4 0,7 1,4 2,9 4,3
Молодняк от 12 до 18 мес. 0,5 1,1 2,1 4,2 8,4 12,6
Всего 6,6 13,1 26,2 56,9 113,7 170,6
Наряду с удовлетворением физиологических потребностей организма животных вода имеет большое санитарно-гигиеническое значение. Она необходима для очистки и дезинфекции производственных и бытовых помещений, оборудования и инвентаря, спецодежды, санитарной обработки и мойки обслуживающего персонала фермы.
Ферма должна обеспечиваться водой питьевого качества, удовлетворяющей требованиям действующего стандарта "Вода питьевая" ГОСТ 2874-98, приведенным в таблице 2.
Таблица 2. Требования к качеству питьевой воды (извлечение из ГОСТ 2874-98)
Показатели Нормативы
Запах и привкус при температуре 200, баллы не более 2
Цветность, градусы не более 20
Мутность, мг/дм3 не более 1,5
Общая жесткость, моль/м3 не более 7
Содержание свинца, мг/дм3 не более 0,03
Содержание мышьяка, мг/дм3 не более 0,05
Содержание фтора, мг/дм3 не более 1,5
Содержание меди, мг/дм3 не более 1,0
Содержание цинка, мг/дм3 не более 5,0
Общее число бактерий в 1 мл воды, единиц не более 100
Количество кишечных палочек в 1 л воды, коли-индекс не более 3
Коли-титр, мл не менее 300
По питьевым качествам, отвечающим этому стандарту, относятся подземные артезианские воды, залегающие между двумя водонепроницаемыми слоями почвы. Эти воды обильны по запасу, имеют постоянную температуру, богаты минеральными солями, свободны от микроорганизмов и каких-либо загрязнений.
Для подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды молочно-товарная ферма оборудуется централизованной системой водопровода.
Перерыв в подаче воды на поение допускается не более 3-х часов, в ночное время до 6 часов, при доении не более 30 минут [2]. Поение животных осуществляется из одноуровневых поилок, устанавливаемых в каждом стойле и групповых клетках для телят старше 20 дней и молодняка.
Система водоснабжения в зданиях коровников включают в себя следующее оборудование: поилки для животных; водопроводные системы, состоящие из трубопроводов различного диаметра, арматуры (вентилей, кранов и пр.), деталей (тройников, угольников, сгонов, крепежа и других элементов) сантехническое и противопожарное оборудование.
Выбор необходимого оборудования производится исходя из технико-экономических и технологических соображений. Количество поилок в зданиях определяется из расчета - одна поилка в стойле. При групповом содержании телят в клетках поение их производится вручную.
Общее количество поилок расчитывается по формуле:
к
Пп =Х ПСП • Пз д 7 (2)
7=1
где псТ - количество стойл в /-ом коровнике;
пзд/ - количество зданий коровников.
Длина и диаметр трубопроводов системы внутреннего водоснабжения зависят от размера зданий и размещения стойл для коров и клеток для телят и молодняка.
Ввод водопровода в здание и подвод воды к накопительным бакам осуществляется трубопроводом ^у=50, длина которого принимается примерно равной двойной ширине коровника. Количество накопительных баков равно удвоенному числу рядов стойл в коровнике:
Пб = 2*гс. (3)
Баки устанавливаются в центральном проходе. От баков металлическими или пластмассовыми трубопроводами ^у=32 самотёком выполняется подвод воды к поилкам в стойлах. Длина трубопровода принимается равной длине здания - Ь за вычетом ширины поперечных проходов - ЬП:
132 = ь - Ьп (4)
Длина остальных трубопроводов (для доильного отделения, хозяйственных и сантехнических нужд) рассчитывается по плану фермы исходя из размеров и расположения зданий.
Наружная водопроводная система представляет собой трубопроводный контур, проложенный по периметру фермы и снабженный всем необходимым оборудованием для подвода воды в каждое здание и пожаротушения. Длина контура и количество необходимого оборудования определяются в соответствии с типовыми проектами ферм при привязке к конкретному объекту.
Водоснабжение осуществляется из артезианской скважины, глубина которой и необходимое оборудование зависят от опыта эксплуатации и средних проектных данных аналогичных ферм соответствующей мощности.
Резервный запас воды на производственные нужды и постоянный напор в водопроводе на ферме обеспечиваются установкой водонапорной башни типа БР. С целью обеспечения запаса воды для системы пожаротушения создаётся резервная ёмкость, объём которой рассчитывается по нормам пожарной безопасности. При этом в нормальном режиме вода закачивается из скважины в водонапорную башню, откуда поступает в водопроводную систему. В режиме пожаротушения вода подается в водопроводную систему специальными насосами, включаемыми только в данном режиме.
Выбор оборудования для наружного водопровода выполняется в соответствии с планами размещения зданий. Примерный состав оборудования приведен в таблице 3.
Таблица 3. Примерный перечень оборудования для наружного водопровода ферм
Наименование Количество
Артскважина, шт. 1
Насосная станция, шт. 1
Станция II подъема, шт. 1
Насос пожарный, шт. 2
Пожарный резервуар250 м3, шт. 1
Водонапорная башня с резервуаром для воды, шт. 1
Трубопровод, м 0 100 По проекту
0 89 По проекту
0 108 По проекту
Пожарный гидрант, шт. По 1 на здание.
Колонка пожарная, шт. По 1 на здание
Вентиль запорный муфтовый, шт. По 1 на здание
На ферме должна быть установлена одна водонапорная башня типа БР-15У. Артезианская скважина и насосные станции I и II подъема выбираются в соответствии с типовыми проектами. Насосные станции I и II подъема обеспечивают подачу воды из скважины (I подъем) и закачивание в башню Рожнов-ского (II подъем). Насосные станции оборудуются насосами ЭЦВ6-10-1 с про-
"5
изводительностью 9 м /ч, напором 140 м водяного столба и электрической мощностью 8 кВт.
Для ферм от 50 до 400 голов устанавливаются по два насоса на каждый подъем, а для ферм 800 и 1200 голов - по четыре, что связано с суточным потреблением воды на фермах (максимальное потребление воды на ферме до 400 голов составляет 56,9 м /сутки, а на ферме до 1200 голов - 170,6 м /сутки). Стоимость строительно-монтажных работ и оборудования определяется по сметам, составленным для аналогичных объектов. Пожарные гидранты устанавливаются у каждого здания и дополнительно 1 комплект-резерв, следовательно, их количество определяется по числу зданий плюс один.
Пожарные насосы должны обеспечивать необходимую подачу воды при
"5
пожаре (108 м /ч). Такую подачу обеспечивают два консольных насоса типа
"5
3К9, имеющие следующие характеристики: подача - 54 м /ч; напор - 80 м вод. ст.; мощность привода - 7 кВт.
Для разводки трубопроводов от магистрали к каждому зданию устанавливаются колодцы из железобетонных элементов. Количество колодцев равно числу зданий коровников плюс один. Количество вентилей и задвижек также определяется по числу зданий.
Некоторые особенности расчета ТЭП
Расчет технико-экономических показателей проводился по методике [3].
Рассчитаны общие капвложения на всю систему водоснабжения, а также их составляющие: на трубы, оборудование, сооружения и здания.
Составляющие капитальных затрат на сооружения и здания принимаются по сметам проектов ферм, выбираемых для расчета. Такое подразделение капитальных затрат связано с тем, что амортизационные отчисления и отчисления на техобслуживание и ремонт различны для труб, зданий и прочего сантехнического оборудования.
Затраты на электроэнергию определяются электрической мощностью двигателей насосов станций I и II подъема:
т
¿э N • П , (5)
7 =1
где т - время работы насосов в год, ч;
N - мощность /-го типа насоса, кВт;
п/ - количество насосов /-го типа, работающих одновременно.
Время работы насосов рассчитывалось по формуле:
т = Ув / Ун, (6)
-5
где УВ - годовое потребление воды, м ;
"5
Ун - суммарная производительность одновременно работающих насосов, м /ч.
Примечание. При этом учитывалось, что из установленных насосов одновременно работают только их половина, т.к. остальные установлены в качестве резервных. Работа пожарных насосов в годовых эксплуатационных затратах не учитывается.
Для расчета затрат труда принимаются следующие данные. Ориентировочно принято, что всю систему водоснабжения постоянно обслуживают на фермах мощностью: 50 и 100 голов - сантехник на 0,25 ставки; 200 голов - на 0,5 ставки; 400 голов - на полную ставку; 800 и более голов - два сантехника на полную ставку. Годовой фонд труда одного работника Ф = 2096 часов.
Оплата труда определяется по формуле:
2гр = Ф ■ Ст • п , (7)
где Ст - часовая тарифная ставка работника по обслуживанию и ремонту системы водоснабжения; п - количество работников.
Металлоемкость определена как сумма металлоемкостей труб и оборудования системы водоснабжения:
^ _р, ^
М = X М1Трг • Ц +£М, ■ п /1000 (8)
V г=1 г=1 у
где М1ТР/ - масса 1 погонного метра труб /-го диаметра, кг; Ь/ - длина труб /-го диаметра, м; т - количество разных диаметров труб; М - масса единицы /-го типа оборудования, кг; п - количество (шт.) /-го типа оборудования; 1000 - коэффициент перевода кг в тонны.
Выполнение всех требований к обеспечению животных и технологического оборудования качественной водой позволит получать высокую продуктивность первосортной продукции.
Литература:
1. Отчет лаборатории за 2010 год. - Подольск, 2010. - 127с.
2. Методические рекомендации по технологическому проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота. - М., 2011. - 118с.
3. Методика оценки экономической эффективности применения техники и инновационных технологий / Н.М.Морозов [и др.]. - Подольск, 2011. - 97с.
Скоркин Владимир Кузьмич, доктор с.-х. наук, профессор, зав. отделом Ларкин Дмитрий Константинович, канд. техн. наук, профессор, вед. научный сотрудник Аксенова Валентина Пименовна, ведущий инженер-конструктор, Андрюхина Ольга Леонидовна, ведущий инженер-конструктор
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства Тел. 8(4958) 674333 E-mail: vniimzh@ mail.ru
Are the basic requirements for water supply of dairy farms, the daily water requirements for all needs, and the quality of drinking water. Keywords: water, dairy farm, the need for water quality, equipment list.
