CC BY
106
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
____________ГНУ СЗНИИМЭСХРосселъхозакадемии. 2014. Вып. 85._________
3. Трифанов А.В., Ворожцов О.В. Устройство для перемешивания жидкого неразделенного навоза // Патент России на полезную модель № 127574, 10.09.2012.
4. Штеренлихт Д. В. Гидравлика. Учебник для вузов. Изд. 3-е, переработ. и доп. М.: Колос, 2006. 656 с.
5. Абрамович Г. Н. Теория турбулентных струй. Репринтное воспроизведение издания 1960 г. М.: Эколит, 2011. 720 с.
6. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. - М.: "Наука", 1974. 712 с.
7. Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. В 2 ч. Ч. 2. - 4-е изд., перераб. и доп. М.: Государственное издание физико- математической литературы, 1963. 728 с.
8. Прандтль Л. Гидроаэромеханика.: Перевод со второго немецкого издания Вольперта Г. А. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотичная динамика", 2003. 576 стр.
УДК 631.22.018
А.Н. ТРОПИН, канд. техн. наук; А.В. ТРИФАНОВ, канд. техн. наук
ВЛИЯНИЕ РАСХОДА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ВОДЫ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ САМОТЕЧНОЙ СИСТЕМЫ НАВОЗОУДАЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ВАННО-ТРУБНОГО ТИПА НА ОБЪЕМ ПОЛУЧАЕМОЙ НАВОЗНОЙ МАССЫ
В работе представлены результаты лабораторных и практических исследований свойств жидкого свиного навоза. Установлены зависимости влияния расхода технологической воды на количество получаемого жидкого свиного навоза; сформулированы выводы по оптимизации процесса удаления навоза из ванны самотечной системы навозоудаления периодического действия ванно-трубного типа.
Ключевые слова: свиноводство, система удаления навоза.
A.N. TROPIN, Cand Sc (Eng), A.V. TRIFANOV, Cand Sc (Eng)
RELEVANCE BETWEEN TECHNOLOGICAL WATER CONSUMPTION IN THE GRAVITY TANK-AND-PIPE MANURE REMOVAL SYSTEM
154
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.______________________________________
WITH A BATCH OPERATION MODE AND THE VOLUME OF PRODUCED MANURE
The results of laboratory and practical study of the pig slurry properties are presented in the paper. The relationship between technological water consumption and amount of produced liquid pig manure is established; the proposals for optimization of slurry removal from the gravity tank-and-pipe manure removal system with a batch operation mode are outlined.
Key words: pig production, manure removal system
Себестоимость производства мяса свиней в России на данный момент на 20-30 % выше аналогичного показателя передовых стран Европы. К примеру, в России себестоимость производства 1 кг мяса составляет около 1,2 - 1,3 Евро. В Дании и Германии, странах с несравнимо более высокими ценами на энергоносители, корма и рабочую силу данный показатель не превышает 1 Евро. В первую очередь, эффективность производства свинины зависит от цены на комбинированные корма, энергоемкости производства мяса и показателей потерь на свиноводческих предприятиях. Наряду с производственными и стоимостными показателями, в последнее время, все большие требования в интенсивном промышленном свиноводстве предъявляются к решению экологических проблем, основной из которых является удаление и утилизация большого количества навозной массы. Внедрение новых передовых технологий, в том числе совершенствование систем навозоудаления - один из пунктов комплексного подхода к решению проблемы снижения себестоимости продукции свиноводства [1].
На данный момент на свиноводческих предприятиях Европы и Америки самое широкое распространение получила самотечно-сливная ванно-трубная система удаления навоза периодического действия [2, 3, 4]. В России данная система с успехом применяется не первое десятилетие и успела заслужить хорошую репутацию. Система монтируется в короткие сроки, металлоемкость сведена к минимуму, не требует большого количества обслуживающего персонала и способна при правильной эксплуатации не один год функционировать без технического обслуживания. Однако, как показывает опыт, на многих свиноводческих предприятиях данная система используется не рационально, в частности это касается необдуманной расточительности в применении технологической воды, что приводит к увеличению количества навозной
155
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
____________ГНУ СЗНИИМЭСХРосселъхозакадемии. 2014. Вып. 85.________
массы в несколько раз по сравнению с аналогичными показателями работы системы в передовых хозяйствах европейских стран. Сокращение расхода воды, наряду с другими существенными плюсами, несомненно приведет к снижению требований к размерам и производительности сооружений переработки и хранения навоза.
В 2014 г. в институте проведены исследования самотечной системы удаления навоза периодического действия ванно-трубного типа на одном из крупнейших репродуктивных свиноводческих предприятий СевероЗападного федерального округа РФ [5]. Предпосылками к данному исследованию явились опытно-производственные проверки данной системы навозоудаления, выявившие серьезные отклонения технологических показателей эксплуатации системы [6, 7]. Основной целью данных исследований предполагалось определение оптимальных параметров работы системы удаления навоза, обеспечивающих сокращение расхода технологической воды и выхода навозных стоков. В ходе исследований была выполнена техническая экспертиза конструктивных и технологических параметров системы удаления навоза, проанализирован регламент эксплуатации и определено влияние исследуемых параметров на работу системы. На рис. 1 схематически представлена одна из исследуемых конструкций системы удаления навоза.
Основной особенностью данной самотечно-сливной ванно-трубной системы удаления навоза периодического действия являются полы навозоприемной ванны, выполненные с уклоном 10 в сторону приямка, расположенного посередине ванны по всей ее длине и выполненного так же с уклоном в направлении сливного отверстия. Подобная технология, на данный момент времени, теряет свою актуальность, поскольку опыт применения самотечных систем с аналогичными конструктивными решениями показал, что уклон пола навозоприемной ванны оказывает существенное влияние на скорость расслоения навозной массы и затрудняет ее удаление. В сочетании с технологическим регламентом, который предполагает накопление навоза в течение 50 дней и обязательное использование «водяной подушки» перед каждым циклом наполнения навозоприемной ванны, возникают условия, способствующие сильному разбавлению навоза водой, что существенно сказывается на объемах удаляемой навозной массы.
156
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.______________________________________
Рис. 1. План расположения элементов самотечно-сливной ванно-трубной системы
удаления навоза периодического действия:
1 - навозоприемная ванна; 2 - приямок; 3 - сливное отверстие с пробкой; 4 -коллектор; 5 - элемент опоры щелевого пола; 6 - балка; 7 - щелевой пол; 8 - станок
групповой (доращивание поросят)
Исследования свиного навоза, проведенные нами с целью уточнения объемов поступающей в систему навозоудаления воды, показали, что влажность навозной массы в среднем на 2 % превышает оптимальные технологические показатели. Согласно регламенту эксплуатации самотечно-сливной ванно-трубной системы удаления навоза периодического действия данный показатель должен находятся в интервале 89 - 91 %, что является наилучшим для работы данной системы. Излишнее количество воды в системе крайне нежелательно, так как оно способствует заиливанию ванны вследствие интенсивного расслоения на фракции и увеличивает объем утилизируемого навоза. Нами было проанализировано расчетное и фактическое количество воды, поступающее в систему навозоудаления, и рассчитаны прогнозный и
157
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
____________ГНУ СЗНИИМЭСХРосселъхозакадемии. 2014. Вып. 85.__________
фактический объем навозных стоков при всех режимах эксплуатации системы. Исследование проводилось в секции для доращивания поросят (188 голов над каждой навозоприемной ванной) в период с 28 до 79 дней. Полученные данные представлены в табл. 1.
Таблица 1
Расчетное количество навозной массы (на одну навозоприемную ванну)
Фактор/составляю щая Влажность W, % Масса m, кг
расчетная фактическая
Наполнение перед циклом постановки поголовья, «водяная подушка» 100 10330 10330
Кал и моча (согласно РД-АПК 1.10.15.02-08) 86,44 11411,6 -
Вода от мойки 100 200 200
Вода от дезинфекции -100 100 100
Всего 92,97 22041,6 -
Согласно результатам измерений влажность навозной массы составила 93,1 %, что незначительно превышает расчетные показатели. Данная разница (менее 0,2 %) получается предположительно из-за поступления в систему неучтенной воды от поилок в результате их неисправности и баловства животных. Наиболее приемлемым решением сокращения объема навозной массы, поступающей в систему навозоудаления, является сокращение расхода технологической воды на заполнение навозоприемной ванны перед новым циклом производства. Чтобы привести показатель влажности к верхнему значению интервала оптимальных для эксплуатации данной системы параметров (91 %) необходимо сократить расход воды на создание «водяной подушки» на50%. Высота заполнения навозоприемной ванны перед производственным циклом технологической водой при этом сократится со 150 мм до 6 мм по уровню стенки выше ее наклонной части. Общая масса навоза в ванне перед спуском при этом будет составлять 17193,23 кг, что на 4848,37 кг меньше реальных показателей. Поскольку показатель относительной влажности навозной массы снизится не значительно, то значение вязкости и предельного напряжения сдвига навоза вырастут не существенно и не окажут серьезного влияния на процесс истечения.
158
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.______________________________________
Уменьшая общее количество навозной массы и снижая ее влажность до оптимальных показателей, мы сокращаем время работы перекачивающего оборудования и машин по разделению навоза на фракции, повышаем их производительность, помимо этого происходит пропорциональное сокращение затрат на транспортировку и утилизацию навоза.
Существенные плюсы появляются и с точки зрения экологической безопасности: свиноводческое предприятие входит в штатный режим карантинирования, так как навозохранилища рассчитываются для хранения объема, полученного при функционировании системы удаления навоза при оптимальных показателях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Калюга В.В., Найденко В.К., Трифанов А.В., Даричев С.Н., Тропин А.Н. Энергосберегающая бесстрессовая технология содержания свиней/ Техника и оборудование для села, с. 32-34, №9, 2009
2. Найденко В.К., Трифанов А.В., Даричев С.Н., Тропин А.Н. Устройство для удаления навоза // Патент России на изобретение №2376754. 30.04.2008.
3. Найденко В.К., Трифанов А.В., Тропин А.Н. Устройство для удаления навоза // Патент России на изобретение №2406298. 12.05.09.
4. Тропин А.Н. Навозоудаление на свиноферме/ Сельский механизатор. 2010.№11. С 24-25.
5. Тропин А.Н. Повышение эффективности работы самотечной системы удаления навоза путем оптимизации ее конструктивных и технологических параметров: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук/ СЗНИИМЭСХ. Санкт-Петербург, 2011.
6. Тропин А.Н.,Базыкин В.И., Трифанов А.В. Анализ технологии и результаты опытно-производственной оценки самотечно-сливной ваннотрубной системы удаления навоза периодического действия в ООО «Животноводческий комплекс Бор». Известия Санкт-петербургского аграрного университета. СПб., 2011. №22. С. 362-368.
7. Тропин А.Н., Базыкин В.И., Трифанов А.В. Обоснование конструктивных параметров самотечной системы удаления навоза периодического действия ванно-трубного типа. СПб. Известия Санкт-петербургского аграрного университета. 2011. №25.
159
