Проектирование фермы на 200 голов крс

Обработка жидкого навоза. Разделение в отстойниках-накопителях. Разделением в отстойниках - накопителях обрабатывают жидкий навоз свиноводческих комплексов, откормочных ферм и комплексов крупного рогатого скота при гидросмывной системе уборки навоза в помещениях. Система обработки навоза включает секционные отстойники-накопители, насосную станцию, резервуар осветленных стоков и поля озеленения. Преимущество системы разделения навоза в отстойниках-накопителях: высокая эффективность выделения взвешенных частиц, что облегчает последующее использование осветленной жидкости; отсутствие постоянно действующих машин для обработки навоза; практически полное использование питательных веществ навоза на удобрение. Недостатки системы: необходимость постоянного присутствия обслуживающего персонала для наблюдения за поступлением навоза, регулированием положения шандорных задвижек и тд.; высокая влажность навоза (более 80%), накапливаемого в секциях отстойника; высокая стоимость обработки навоза вследствие больших капитальных затрат на создание системы; низкая производительность, вследствие чего отторгаются значительные площади под сооружения отстойников; цикличность работы.

Разделение механическими средствами. Машинный способ разделения бесподстилочного жидкого навоза широко применяют на животноводческих фермах и комплексах. Технологическая схема машинной обработки включает отделитель механических включений, резервуар-цереднитель с механическими перемешивающими устройствами, механические средства (вибропрокат), разделение жидкого навоза на фракции (шнек-пресс), карантинное секционное навозохранилище, площадку для хранения твердой фракции, насосную станцию, систему трубопроводов и задвижек. Преимущества машинного метода разделения бесподстилочного навоза: его реализация требует значительно меньших капиталовложений, чем рассмотренных ранее методов; он позволяет получить продукты обработки (жидкую и твердую фракции), легко поддающиеся погрузке, транспортировке, внесению в почву существующими техническими средствами; в процессе машинной обработки теряется незначительное количество питательных веществ; получаемая твердая фракция пригодна для биотермического обеззараживания, жидкая фракция после соответствующей обработки также может быть использована в качестве органического удобрения без опасности загрязнения окружающей среды. Процесс обработки осуществляется непрерывно, что обусловливает его экономичность. Однако машинный способ разделения жидкого навоза на фракции не обеспечивает получение продуктов обработки, пригодных для непосредственного использования в качестве органического удобрения. Конечный продукт получают в сочетании с другими способами обработки.

Разделение на фракции с полной биологической обработкой жидкой фракции. Рассматриваемая технология, использующая машинный и биологический методы (комбинированная обработка). Технология обработки предусматривает перераспределение питательных веществ, содержащихся в исходном бесподстилочном жидком навозе, в твердую фракцию. Последнюю используют в качестве органического удобрения. Прошедшую полную биологическую обработку жидкую фракцию используют для оросительного полива кормовых культур. Преимущество рассматриваемой технологии в том, что обеспечивается поточная обработка больших объемов жидкого навоза. При этом утилизация продуктов обработки навоза может быть осуществлена на сравнительно небольших площадях сельскохозяйственных угодий. При соответствующих условиях обеззараженная вода, полученная в процессе обработки жидкой фракции навоза может быть сброшена в водоем. В связи с высокой стоимостью и сложностью обработки бесподстилочного жидкого навоза рассмотренную систему рекомендуется использовать для промышленных свиноводческих комплексов, расположенных вблизи крупных городов и промышленных центров, районах с повышенным переувлажнением почв.

Карантинирование и обеззараживание  бесподстилочного навоза. Бесподстилочный навоз является потенциальным источником загрязнения окружающей среды, заражения животных и людей, так как содержит огромное количество различных микроорганизмов. В навозе, полученном от заразно больных животных, содержатся возбудители этих болезней, многие из которых в течение длительного времени сохраняют свою жизнеспособность. Продолжительное время в бесподстилочном навозе могут сохранятся яйца и личинки гельминтов. Для предотвращения загрязнения окружающей среды возбудителями инфекционных и инвазионных болезней система обработки бесподстилочного навоза на животноводческих фермах и комплексах должна обеспечивать карантинирование, а в случае необходимости - дезинфекцию и дегельминтизацию бесподстилоч-ного навоза. Карантинирование жидкого навоза при обработке путем разделения на фракции механическими средствами и использования в качестве удобрения без последующей биологической обработки жидкой фракции проводят раздельно для твердой и жидкой фракций. Карантинирование жидкой фракции осуществляется в секционных накопителях, расчитанных на накопление, выдерживание в течение шести суток, обеззараживание химическими реагентами и последующую разгрузку. Карантинирование твердой фракции проводят в секционных накопителях, расчитанных на накопление, выдерживание в течение шести суток, в случае необходимости поверхностного внесения химических реагентов механическими средствами в целях исключения распространения инфекции в окружающую среду, выдерживание в течение одного-двух месяцев и последующую разгрузку.

Обеззараживание навоза. Бесподстилочный навоз обеззараживают биотермическим, биологическим, химическим и термическим способами. Биотермическое обеззараживание инфицированного полужидкого навоза при компостировании, а также в твердой фракции жидкого навоза проходит при хранении на площадках с твердым покрытием. При хранении твердой фракции жидкого навоза или компостов в штабелях под влиянием жизнедеятельности термогенных микроорганизмов возникает высокая температура, которая оказывает губительное действие на возбудителей инфекционных и инвазионных болезней животных. Размножение термогенных микроорганизмов в штабелях навозных компостов возможно при достаточном для их размножения поступлении воздуха и определенной влажности компоста. Необходимая степень аэрации компоста достигается путем рыхления укладки штабеля, требуемая влажность нужного количества компостируемого материала. Влажность компоста не должна превышать 70%. Компост укладывают в штабеля произвольной длины, высотой 2,5-3 м, шириной 3 м.  Боковые стороны штабеля делают пологими, что позволяет поддерживать равномерную температуру и экономить материал для его укрытия. Для укрытия штабеля используют обеззараженный компост, солому, торф и тд. Толщина укрываемого слоя с боков и сверху должна быть летом 15-20 см, зимой - не менее 50 см. Уложенный в штабеля компост выдерживают в теплый период не менее одного месяца, в холодный - не менее двух месяцев. Началом срока обеззараживания считается день подъема температуры в штабеле до 60 ⁰С. Биотермическим методом обеззараживают твердую фракцию жидкого навоза и компост от возбудителей бактериальных и вирусных инфекций, а также от яиц и личинок гельминтов. При обнаружении спорообразующих возбудителей твердую фракцию жидкого навоза или компост необходимо сжигать или вывозить в отвалы для длительного захоронения. Обеззараживание полужидкого и жидкого навоза биологическим способом осуществляют путем естественного длительного выдерживания в карантинных емкостях. Навоз крупного рогатого скота - не менее 7 месяцев. За этот период погибают патогенные микроорганизмы, яйца и личинки гельминтов. Однако данный метод неприемлем для обеззараживания бесподстилочного навоза, обсемененного устойчивыми микроорганизмами (возбудителями туберкулеза, сибирской язвы и др.), а также для зон низких температур, где патогенные микроорганизмы выживают значительно дольше указанных сроков. Обеззараживание жидкого навоза химическими реагентами проводят в карантинных, оборудованных устройствами для перемешивания содержимого емкости. Метод основан на внесении в жидкий навоз химических средств (формальдегида, тиазона и др) и усиления их действия путем интенсивного перемешивания различными устройствами. В процессе перемешивания частицы навозной массы измельчаются и растворяются, в результате чего возбудители заболеваний частично освобождаются от защищающих их органических веществ, увеличивается площадь соприкосновения химических дезинфицирующих средств с поверхностью возбудителя. Кроме того, при перемешивании интенсифицируются окислительные процессы, усиливающие действие химических средств на возбудителей инфекционных болезней. Расход химических реагентов зависит от вида инфекции и при обеззараживании формальдегидом составляет для навоза, неблагополучного по сальмонеллезам и колибактериозу, 0,04-0,16% от объема навоза при времени экспозиции 24 ч и периодической гомогенизации в течение 3 ч. Для навоза, обсемененного возбудителями ящура и болезни Ауески, - 0,3% от объема навоза при времени контакта 72 ч и периодическом перемешивании в течение 6 ч. Для обеззараживания чаще применяют формальдегид, который транспортируют и используют в виде формалина (обычно, 37-40%-ного водного раствора формальдегида). При длительном хранении, особенно на холоде, формалин мутнеет вследствие выпадения осадка - параформальдегида. Поэтому в зимний период перед использованием формалин подогревают в цистерне и после этого подают в смеситель. Установку размечают в отдельном вентилируемом помещении с размерами в плане не менее 6Х6 м и высотой не менее 3,5 м. Обеззараживание жидкого навоза можно проводить термическим способом с помощью пароструйной установки. Установка обеззараживает жидкий навоз, содержащий споровые и неспоровые патогенные микроорганизмы, при наличии в дисперсной фазе фракций до 8 мм и может нагревать продукт до температуры 130 ⁰С и выше. Устойчивый режим работы установки обеспечивается за счет двухступенчатого прогревания продукта. На первой ступени продукт нагревается до 80-90 ⁰С, используя в момент пуска струйный аппарат первой ступени нагрева, а после выхода на установленный режим - регенератор - теплообменник на второй ступени нагрев стоков до температуры инактивации (120-130⁰С) осуществляется инжектированием навоза, подогретым до 80-90 ⁰С продуктом. Установка обеспечивает высокую эффективность обеззараживания за счет практически мгновенного нагрева продукта до требуемой температуры, отсутствие непрогреваемых зон и последующей выдержки продукта под давлением. В случае недогрева до температуры инактивации обеззараживаемый продукт автоматически возвращается в приемный резервуар для повторной термической обработки. Пуск установки, контроль за технологическими параметрами обработки и регулирование процесса обеззараживания осуществляется дистанционно.

Дегельментизация навоза. Препятствием на пути повсеместного использования свежих экскрементов животных с целью максимального использования находящихся в них питательных веществ для сельскохозяйственных культур, является зараженность их яйцами и личинками гельминтов, которые поступают от животных с твердой частью (калом). В полужидком навозе яйца и личинки гельминтов находятся во взвешенном состоянии, а в жидких и навозных стоках в основном выпадают в осадок. При разделении жидкого навоза и навозных стоков гравитационным методом они практически полностью выпадают в осадок, а при механическом способе и отстаивании в потоке часть яиц и личинок гельминтов может поступать и в жидкую фракцию. Вследствие этого возникает необходимость дегельментизации всех видов навоза, подлежащего использованию в качестве органического удобрения под те сельскохозяйственные культуры, которые могут употребляться в сыром виде (кормовые, пропашные). Дегельментизация твердой фракции и подстилочного навоза, а также навозного компоста осуществляется биотермическим способом при влажности до 75%. Для этой цели дегельментизируемые материалы укладываются в бурты высотой до двух метров, шириной по верху до 2-2,5 м и любой длины. Поверхность буртов прикрывается соломой, торфом или другим рыхлым материалом, обеспечивающим свободный доступ кислорода (из воздуха) для аэробной микрофлоры, окисляющей органику компостной смеси. При окислении происходит выделение тепла, и внутри бурта смесь разогревается до температуры 56-60 ⁰С, при которой яйца и личинки гельминтов погибают, а семена сорных трав теряют всхожесть. Дегельментизация твердой фракции и компоста с соломой при влажности до 70% биотермическим способом в теплый период года завершается за 3-4 недели, а в холодный период, если бурт формируется сразу до проектных размеров при температуре воздуха до минус 3 ⁰С (завершается за 2-3 месяца) и зависит от суммарной температуры воздуха в период биотермического процесса. Бурты биотермического обеззараживания формируются на грунтовых площадках, рядом с угодьями, где предусматривается использование дегельминтизируемых материалов. Грунтовые площадки подготавливаются способом выравнивания поверхности и уплотнения грунтов, а также устройства по контуру площадок канав и каналы для сбора поверхносных вод и жижи. Дегельментизация твердой фракции навоза и компоста влажностью 75% достигается выдерживанием в буртах в теплый период года не менее трех, а в холодный - не менее 6 месяцев. Полужидкий навоз можно дегельментизировать безводным аммиаком (в концентрации 2% к объему обрабатываемой массы и экспозиции - 2 суток) непосредственно в карантинных емкостях или в секциях навозохранилищ в теплый и холодный периоды, в том числе при наличие на поверхности замерзшего слоя навоза. В этом случае безводный аммиак, который подается через лунки в замерзшем слое, вступает в реакцию с водой, выделяя при этом тепло, под воздействием которого происходит оттаивание замерзшего слоя. Дегельментизация полужидкого навоза биологическим методом предусматривает выдерживание его в секциях навозохранилищ, дно и откосы которых выполнены из армированного бетона. Срок выдерживания полужидкого навоза крупного рогатого скота составляет 6 месяцев. Этот метод неэкономичен и может применяться в исключительных случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании. Дегельментизация жидкой фракции навоза достигается в секциях прудов накопителей при выдерживании в течение не менее 4 суток. За этот период все личинки и яйца гельминтов выпадают в осадок. Однако следует иметь в виду, что в теплый период в секциях прудов-накопителей возможно брожение выпавшего на дно осадка, в результате чего некоторая часть частиц органического происхождения может всплыть на поверхность, увлекая за собой яйца и личинки гельминтов, а следовательно, и поступать вместе с жидкостью в стационарную оросительную сеть или в мобильные средства орошения. Чтобы избежать этого, необходимо забирать жидкость на высоте около 0,6 м от дна пруда и место всасывания огораживать, исключая таким образом возможность попадания донного осадка и всплывающих частиц. Все виды дегельментизированного навоза и его фракции могут использоваться под любые сельскохозяйственные культуры и вносится в любое время года, за исключением зимнего периода когда температура воздуха опускается ниже минус 10 ⁰С и высота снежного покрова превышает 20 см.

Переработка навоза в биогаз. Традиционное использование навоза сельскохозяйственных животных в качестве органического удобрения в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства требует принятия дополнительных мер по сохранению экологического равновесия в природе. Высокая концентрация животных приводит к резкому увеличению объема выхода навоза, сточных вод и других органосодержащих отходов производства в расчете на единицу площади. Ограниченная восприимчивость сельскохозяйственных угодий к повышенным дозам органических удобрений, основу которых составляет навоз сельскохозяйственных животных, часто приводит к загрязнению грунтовых вод и воздушного бассейна, создает благоприятную среду для биологической зараженности почвы вредными микроорганизмами. Для устранения этих негативных явлений необходима специальная технологическая обработка навоза, позволяющая повысить концентрацию питательных веществ в единице объема навоза одновременно устранить неприятные запахи, подавить патогенные организмы, снизить содержание (или вообще удалить) канцерогенных веществ. Современные методы технологической переработки навоза в органическое удобрение и кормовые добавки в той или иной степени позволяют решить поставленные задачи. Однако это требует дополнительных затрат энергии, что в условиях ограниченности природных энергоресурсов не всегда экономически целесообразно. Перспективным направлением решение этой проблемы является анаэробная переработка навоза в биогаз. Переработка навоза в биогаз основана на свойстве его выделять горючий газ в процессе разложения при хранении без доступа воздуха. С развитием науки и техники был раскрыт биологический механизм этого явления, а также найдены пути к управлению процессом биологического разложения навоза в анаэробных условиях с образованием биогаза - газовой смеси, содержащей метан, углекислый газ, сероводород и др. Благодаря высокому содержанию метана (до 70%) биогаз может гореть. Оставшаяся после такой естественной переработки органическая масса представляет собой качественное обеззараженное органическое удобрение. Во многих странах мира уже созданы, испытаны и введены в эксплуатацию малогабаритные фермерские и крупные промышленные предприятия по переработке навоза в биогаз. Образование метана происходит в результате анаэробного разложения органических отходов. Этот процесс включает два этапа (рис 1). На первом - сложные органические полимеры (клетчатка, белки, жиры и др.) под действием природного консорциума, или сообщества разнообразных видов анаэробных бактерий, разлагаются до более простых соединений, летучих жирных кислот, низших спиртов, водорода и окиси углерода, уксусной и муравьиной кислот, метилового спирта. На втором этапе метанообразующие бактерии превращают органические вещества в метан, углекислый газ и воду.