CC BY
23
Миронова Т. Ю., Гордеев В. В., Гордеева Т. и., Миронов В. н. Влияние планировочных решений коровников на количество навозосодержащих стоков Mir
УДК 636.083.312.3
ий
fect
коровников на количество навозосодержащих стоков
Миронова Татьяна Юрьевна, научный сотрудник e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт аг-роинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства»
Гордеев Владислав Владимирович, кандидат технических наук, доцент, заведующий отделом
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт аг-роинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства»
Гордеева Татьяна Ивановна, кандидат технических наук, доцент e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт аг-роинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства»
Миронов Вячеслав Николаевич, кандидат технических наук, ученый секретарь e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт аг-роинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства»
Аннотация. В статье рассчитаны показатели выхода навозосодержащих стоков доильного зала для шести вариантов размещения дойного стада на примере фермы на 1200 дойных коров с беспривязно-боксовым содержанием. В зависимости от размера технологических групп, планировочных решений коровников количество образующихся стоков может меняться до 12,5%.
ключевые слова: навозосодержащие стоки, планировка коровников, беспривязное содержание.
Для увеличения эффективности производства молока необходим переход к беспривязному способу содержания коров с доением их в автоматизированных доильных залах и внедрением автоматизированной системы управления [1], что влечет за собой увеличение количества навозосодержащих стоков. При доении в доильных залах нормы потребления воды на технологические нужды увеличиваются почти в полтора раза по сравнению с доением в стойлах [2]. Современная водоохранная политика направлена на уменьшение сброса сточных вод, в том числе и от сельскохозяйственных предприятий. Если на большинстве промышленных предприятий это возможно достигнуть путем создания замкнутых систем водообе-спечения с использованием оборотного и повторного водоснабжения, то особую проблему составляют сельскохозяйственные предприятия, сточные воды которых загрязнены навозом.
В сельхозпредприятиях с беспривязным способом содержания КРС наибольшая доля навозосодержащих сточных вод образуется в доильных залах и зависит от поголовья дойных коров, количества доений, площади доильного зала, которая исходит от типа доильной установки. Одним из способов сокращения количества образующихся навозосодержащих стоков доильных залов может быть оптимизация технологических и планировочных решений при проектировании как коровников [3], так и доильных залов.
Целью данной работы является определение влияния планировочных решений коровников и размера технологической группы коров на объем образующихся навозосодержащих стоков доильного зала.
Ранее в статье «Анализ планировочных решений коровников для нового строительства» [4] были рассмотрены несколько вариантов размещения дойного стада на примере фермы на 1200 дойных коров с беспривязно-боксовым содержанием:
1. Два шестирядных коровника по 600 гол. (8 секций по 150 гол.).
2. Три шестирядных коровника по 400 гол. (12 секций по 100 гол.).
3. Два шестирядных коровника по 600 гол. (16 секций по 75 гол.).
4. Три шестирядных коровника по 480 гол. (10 секций по 120 гол. - дойные + 2 секции - сухостой и нетели).
5. Три четырехрядных коровника по 400 гол. (12 секций по 100 гол.).
6. Два шестирядных коровника по 480 голов (8 групп по 120 голов) и четырехрядный коровник на 240 голов (4 группы по 60 голов).
Наиболее предпочтительным, по мнению авторов [4], был признан вариант размещения дойного стада в двух шестирядных коровниках на 600 гол. по 8 секций в каждом, т.е. вариант 3.
Проанализируем представленные варианты по выходу навозосодержащих стоков доильного зала в зависимости от используемого типа доильной установки. Для доения стада в 1200 голов наиболее подходят доильные установки типа «Параллель» или «Карусель», доильная установка типа «Ёлочка» из-за более низкой производительности для стада более 1000 голов не рассматривается. Для анализа выбираем доильную установку типа «Карусель» на 50 постов («Карусель-50»), т.к. на схемах в статье [4] представлена доильная установка данного типа и из условия разового доения всего поголовья за 5 часов.
Стоки доильных залов включают в себя воду на технологические нужды и экскременты животных:
V = V + V , м3/сутки;
ст тех экс' ' ' '
где V - объем воды, используемой на технологические нужды, м3/сутки;
V3kc - объем экскрементов, оставляемых в доильных залах коровами, м3/сутки.
На технологические нужды вода в доильном зале используется для подмывания вымени, мытья наружной части доильной установки, загрязненных навозом полов. Основное количество воды расходуется на регулярную уборку пола доильного зала, преддоильной площадки, скотопрогонов, санитарной зоны, а также на подмывание вымени у коров перед доением и по РД-АПК 1.10.01.02-10 [5] составляет 5 л/м2 и 2 л на голову соответственно.
Норма площади преддоильной площадки принимается 1,8-2,0 м2 на голову и общая площадь ее определяется по количеству коров в группе [5]. Площади галерей обоснованы планировочными решениями коровников [4], а санитарной зоны и проходов - планировочными решениями доильного зала. Экскременты, оставляемые в доильных залах коровами, составляют 2-3% от их среднесуточного выхода при влажности 88% [6].
В таблице представлены показатели выхода навозосодержащих стоков доильных залов для шести вариантов в зависимости от принятого планировочного решения и количества коров в группе для 2-х разового доения.
Таблица. Показатели выхода навозосодержащих стоков доильного зала для 6 вариантов планировочных решений фермы на 1200 дойных коров
Вариант 1 2 3 4 5 6
Размер технологической группы, гол. 150 100 75 120 100 120
Площадь пола, требующая уборки, м2, в том числе: 1120 1131 969 1167 1131 1167
- доильного зала 343
- преддоильной площадки 270 180 135 216 180 216
- санитарной зоны и скотопрогона 291 284 275 284 284 284
- галерей между коровниками (скотопрогон) 216 324 216 324 324 324
Объем воды на мытье полов, м3/сут. 11,20 11,31 9,69 11,67 11,31 11,67
Объем экскрементов, м3/сут. 1,34
Объем воды на подмывание вымени, м3/сут. 4,80
Общий объем стоков Vcr, м3/сут. 17,34 17,45 15,83 17,81 17,45 17,81
Из таблицы видно, что наибольшее влияние на общий объем стоков оказывает площадь пола, требующая уборки, поэтому при разработке планировочных решений, с точки зрения уменьшения количества навозосодержащих стоков, нужно стремиться к ее минимальным размерам. Наибольшая доля площади приходится на
площадку доильного зала, но она зависит от размера доильной установки и является одинаковой для всех вариантов. Основное отличие по выходу стоков между вариантами получается при учете скотопрогонов в галереях между коровниками и преддоильной площадки. Площадь преддоильной площадки зависит от размера технологической группы. То есть, в данном случае, выход навозосодержащих стоков зависит от планировочного решения коровников. Наименьшая площадь пола, требующая уборки, - в варианте 3, имеющем минимальное количество голов в группе по сравнению с остальными вариантами, соответственно здесь получается наименьший объем стоков - 15,83 м3, т.е. является наиболее предпочтительным с точки зрения уменьшения количества навозосодержащих стоков. Этот вариант размещения дойного стада в двух шестирядных коровниках по 600 гол. (16 секций по 75 голов) является наиболее предпочтительным и с точки зрения обеспечения оптимального ритма комплектации и размера секций [4].
Сравнивая представленные варианты между собой по объему образующихся стоков, нужно отметить, что варианты 2 и 5, а также 4 и 6 имеют одинаковые размеры технологических групп и, как следствие, одинаковые площади пола, требующие уборки, и поэтому и выход стоков в них одинаковый. На рисунке представлена зависимость выхода навозосодержащих стоков от размера технологической группы в рассматриваемых вариантах.
18 и
8 17
ю о и о н о
В16
ю
о
15
75
100 120 Размер группы, гол
150
Рисунок. Выход навозосодержащих стоков от размера технологической группы
При увеличении группы на 25 голов объем стоков увеличивается на 10,2%, а при увеличении на 45 голов - на 12,5%. При этом в варианте 1, где технологическая группа максимальна (150 голов), объем стоков ниже на 2,6% по сравнению с размером группы в 120 голов за счет меньшего количества коровников. Прямой зависимости объема навозосодержащих стоков от размера технологической группы нет, и на выход стоков оказывает влияние количество коровников, т.к. при строительстве дополнительного коровника добавляется галерея со скотопрогоном, которая имеет значительную, требующую уборки площадь. Так в вариантах с оди-
наковым количеством коровников при увеличении размера технологической группы выход стоков увеличивается.
Как было отмечено выше, наименьшее количество навозосодержащих стоков образуется в минимальной группе из рассматриваемых в 75 голов. Здесь за счет небольшого размера группы получается наименьший размер преддоильной площадки, к тому же минимальное количество коровников дает преимущество в отсутствии дополнительных галерей, что позволяет сократить общую площадь пола, требующую уборки.
В других вариантах в зависимости от размера технологических групп, планировочных решений коровников объем образующихся навозосодержащих стоков увеличивается до 12,5%, что ежегодно составляет около 723 м3.
Минимальные удельные затраты и снижение отходов производства должны быть положены в основу при принятии планировочных решений, что обеспечит эффективность всего производства.
список литературы:
1. Гордеев, В.В. Тенденции развития технологий и технических средств производства молока / В.В. Гордеев, В.Е. Хазанов, А.К. Мороз // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. - 2013. -№ 3(11) - С. 21-26.
2. Влияние способов доения коров на количество и состав сточных вод / Т.И. Гордеева, Е.Е. Хазанов, В.В. Гордеев, В.А. Бильков // Экология и сельскохозяйственная техника. Т.3. Экологические аспекты производства продукции животноводства и электротехнологий: материалы 5-й международной научно-практической конференции. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2007. - С. 125-129.
3. Гордеев, В.В. Интенсивные технологии в животноводстве и обеспечение экологических требований / В.В. Гордеев, Т.И. Гордеева // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. - 2013. -№ 4(12). - С. 159-163.
4. Гордеев, В.В. Анализ планировочных решений коровников для нового строительства / В.В. Гордеев, В.Е. Хазанов, А.В. Яковлева // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2015. - № 87. - С. 186-195.
5. РД-АПК 1.10.01.02-10. Методические рекомендации по технологическому проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота. - М., 2011.
6. РД-АПК 1.10.15.02-08. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета. - М., 2008.
References:
1. Gordeev V.V., Khazanov V.E., Moroz A.K. Trends of technologies, machines and equipment for milk production development. Vestnik Vserossiyskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizatsii zhivotnovodstva. [Bulletin of the All-Russian Research Institute of Livestock Production Engineering], 2013, no. 3 (11), pp. 21-26. (In Russian)
2. Gordeeva T.I., Khazanov E.E., Gordeev V.V., BiTkov V.A. Relation between
cow milking methods and amount and composition of waste water. Ekologiya i sel'skokhozyaystvennaya tekhnika. T. 3. Ekologicheskie aspekty proizvodstva produktsii zhivotnovodstva i elektrotekhnologiy: Materialy 5-y mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. [Ecology and Agricultural Machinery. V.3. Ecological Aspects of Livestock Production and Electrical Technologies: Proceedings of the Fifth International Research-to- Practice Conference]. Saint-Petersburg, Severo-Zapadnyy Nauchno-Issledovatefskiy Institut Mekhanizatsii I Elektrofikatsii SePskogo Khozyaystva Rossel'khozakademii, 2007, pp. 125-129.
3. Gordeev V.V., Gordeeva T.I. Intensive technologies in livestock production and compliance with the environmental requirements. Vestnik Vserossiyskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizatsii zhivotnovodstva. [Bulletin of the All-Russian Research Institute of Livestock Production Engineering], 2013, no. 4 (12), pp. 159-163.
4. Gordeev V.V., Khazanov V.E., Yakovleva A.V. Analysis of lay-out solutions for newly constructed cow barns. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. [Technologies, Machines and Equipment for Mechanized Plant and Livestock Production], 2015, no. 87, pp. 186-195.
5. Management Directive for Agro-Industrial Complex 1.10.01.02-10. Methodological Recommendations for Engineering Design of Cattle-Breeding Farms and Complexes. Moscow, 2011.
6. Management Directive for Agro-Industrial Complex 1.10.15.02-08. Methodological Recommendations for Engineering Design of Manure Removal Systems and Systems of Manure Preparation for Application. Moscow, 2008.
Effect of barn layout solutions on manure-containing
waste water amount
Mironova Tatyana Yur'evna, Researcher
e-mail: [email protected]
The Federal State Budgetary Scientific Institution the Institute for Agroengineering and Environmental Problems in Agricultural Production
Gordeev Vladislav Vladimirovich, Candidate of Sciences (Engineering), Associate Professor, the Head of Department
e-mail: [email protected]
The Federal State Budgetary Scientific Institution the Institute for Agroengineering and Environmental Problems in Agricultural Production
Gordeeva Tatyana Ivanovna, Candidate of Sciences (Engineering), Associate Professor
e-mail: [email protected]
The Federal State Budgetary Scientific Institution the Institute for Agroengineering and Environmental Problems in Agricultural Production
Mironov Vyacheslav Nikolaevich, Candidate of Sciences (Engineering), Academic Secretary
e-mail: [email protected]
The Federal State Budgetary Scientific Institution the Institute for Agroengineering and Environmental Problems in Agricultural Production
Abstract. The paper presents calculation results of manure-containing waste water amount from the milking parlour for six variants of dairy herd housing on the example of the dairy farm for 1200 milking cows with loose and cubicle housing. Depending upon the size of technological groups and barn layout solutions the amount of produced waste water may vary up to 12.5%.
Keywords: manure-containing waste water, barn lay-out, loose housing.
