УДК 631.14: 628, 22: 636,4. 083: 637.5,64
ПИСКУН В.И., д. с.-г. н, Институт животноводства НААН
ПИСКУН В.И., д. с.-г. н, Институт животноводства НААН
Проблемы рационального расходования ресурсов в животноводстве неразрывно связаны с проблемами в земледелии и растениеводстве и при их решении первоочередную роль, в частности, должна играть забота о плодородии почвы. К сожалению негативно влияет на животноводство эрозия почвы, поскольку, она влияет на снижение урожайности кормовых культур, а следствие ухудшения уровня и полноценного кормления животных [1]. Следует учитывать, что эрозийные процессы и потери гумуса на черноземных почвах Украины становятся угрожающими: суммарное уменьшение гумусных резервов в пахотных почвах за прошлые 70 - 80 лет достигало 40 - 50 % в сравнении с началом XX века, а уменьшение поголовья скота может усилить кризис. Учитывая то, что из 1 т подстилочного навоза образуется приблизительно 50 - 55 кг гумуса, то необходимо обеспечивать внесение органических удобрений до 13 - 15 т на 1 гектар пашни. Раньше вносили приблизительно треть этого объема, а в настоящее время намного меньше, и в течение последних лет почвы Украины потеряли около 12 % гумуса. В результате потерь основных биогенных элементов содержимое гумуса уменьшается в почве всех климатических зонах Украины. Все это ведет к снижению содержимого протеина в сухом веществе зерна, сырого жира в зерне озимой пшеницы и ячменя.
Для обеспечения получения высококачественного органического удобрения из стоков на комплексах по производству свинины необходимо проводить их фракционирование с получением твердой и жидкой фракций.
Многолетняя практика эксплуатации очистительных сооружений и анализ литературных источников показал, что наиболее эффективные системы подготовки стоков к использованию предусматривают фракционирование стоков машинными методами. При машинном фракционировании стоков чаще всего используют процессы отстаивания, фильтрования, пресс-фильтрования, уплотнение осадка стоков и его обезвоживания.
Цель исследований - изучение эффективности работы оборудования с использованием пресс-фильтрования и гравитационных процессов при раз-делении стоков на комплексах по производству свинины.
Материал и методы исследований. Исследования технологии и технических средств обработки стоков проводили в соответствии к РД 10.20.8-90 [2] и СОУ 29.32.2-37-364:2005 [3].
Результаты исследований. Сегодня при разделении свиного жидкого на-воза и стоков на твердую и жидкую фракцию, нашло использование зарубежного оборудования такого как FAN и Bauer. Схема оборудования приведена на рис.1, а общий вид на рис. 2 [4].
Рис. 1. Схема шнекового пресса FAN:
1 - осцилятор; 2 - загрузочный желоб; 3 – мотор-редуктор; 4 - опора; 5 - шнек; 6 – перфорированный цилиндр; 7 – насадка; 8 – регулятор; 9 – выход для жидкой фракции; 10 – противовес; 11 – твердая фракция.
Стоки влажностью до 99,5 % самотеком или с помощью фекального насоса подаются к загрузочной камере сепаратора. Специальный осциллятор генерирует колебание на входе сепаратора, который способствует снижению вязкости и обезвоживанию стоков.
Захвачена рабочими лопастями шнека фекальная масса, продвигаясь внутрь цилиндрового сита, теряет свободную воду. Связана с твердыми частями вода отделяется на последних 3-х витках шнека в результате подпрессовки со стороны пробки. Опыт эксплуатации шнекового пресса Bauer показал, что со временем ухудшается эффективность разделения стоков в связи с износом как шнека, так и перфорированного цилиндра.
Стоки влажностью до 99,5 % самотеком или с помощью фекального насоса подаются к загрузочной камере сепаратора. Специальный осциллятор генерирует колебание на входе сепаратора, который способствует снижению вязкости и обезвоживанию стоков.
Захвачена рабочими лопастями шнека фекальная масса, продвигаясь внутрь цилиндрового сита, теряет свободную воду. Связана с твердыми частями вода отделяется на последних 3-х витках шнека в результате подпрессовки со стороны пробки. Опыт эксплуатации шнекового пресса Bauer показал, что со временем ухудшается эффективность разделения стоков в связи с износом как шнека, так и перфорированного цилиндра.
Исследования показали, что влажность твердой фракции составляет - 68,9 %, фильтрата (жидкая фракция) – 98,6 % при влажности исходного жидкого навоза - 96,7 %. Износ перфорированного цилиндра приводит к снижению эффективности разделения, что ведет к увеличению поступления твердых частиц в фильтрат. Это ведет к образования осадка в пруду-накопителе. На рис.3 и 4 показан общий вид пруда-накопителя к которому подается фильтрат из сепаратора BAUER S655 и его фрагмент с твердой фракцией, которая поступила с фильтратом после разделения стоков на сепаратор BAUER S655.
Опыт эксплуатации такого оборудования в течение четырех лет показал, что оборудование с одной стороны требует больших капитальных вложений на капитальные ремонты, а с другой - в процессе эксплуатации ухудшается эффективность разделения, что приводит к поступлению в пруды-накопители твер-дой фракции стоков. Это приводит к увеличению эксплуатационных расходов при утилизации жидкой фракции.
Как свидетельствуют выводы специалистов ООО «НПК «ЭКО-СЕРВИС», которые провели дефектовку и пришли к выводу о необходимости срочного ремонта сепаратора BAUER S655 (письмо от 19.06.2012 г.) стоимость ремкомплектов и узлов, которые необходимо закупить для проведения капитального ремонта сепаратора BAUER S655 за четыре года эксплуатации составила 286046 грн при стоимости самого сепаратора 250 тысяч грн.
Нами разработана ресурсосберегающая технология обработки стоков при промышленном производстве свинины, которая реализована при реконструкции очистительных сооружений племфермы ВСАТ “Агрокомбинат "Слобожанский" Харьковской области. Общий вид фрагмента технологической линии обработки стоков на племферме после реконструкции очистительных сооружений представлена на рисунке 4.
Стоки из приемного резервуара подают в буферную ёмкость, оттуда насосом подаются в устройство для разделения стоков. В устройстве для разделения стоки разделяются на жидкую фракцию и уплотнящий осадок. Жидкая фракция самотеком поступает в ёмкость для карантинирования жидкой фракции. Осадок из устройства для разделения под действием гидростатического давления периодически подается в бункер-обезвоживатель и после обезвоживателя твердая фракция с помощью транспортера перемещается на карантинирование и после 6-ти-дневной выдержки попадает в бурт для биотермического обеззараживания. Жидкая фракция по очереди подается на одну из ёмкостей для карантинирования жидкой фракции. Переключение подачи жидкой фракции в ту или другую ёмкость обеспечивается с помощью задвижек. После 6-ти-дневного карантинирования жидкой фракции и ее дегельминтизации, способом отстаивания в течении шести дней, жидкая фракция подается в пруд-накопитель.
Для предотвращения попадания данного осадка с гельминтами в пруд-накопитель, ёмкости для карантинирования жидкой фракции должны быть оборудованы специальными регулируемыми устройствами. Эти устройства позволяют проводить подачу дегельминтизованной жидкой фракции в пруд-накопитель, а также данный осадок, с гельминтами опять в устройство для разделения, или в летний период в бурт. В последующем твердая и жидкая фракции используются для удобрения сельскохозяйственных угодий.
Анализ результатов производственной проверки показал, что технология подготовки стоков к использованию с блоком механического разделения при производительности 60 м3/год обеспечивает получение жидкой фракции влажностью 99,28-99,45 % после разделения на установке предложенной нами конструкции. Влажность жидкой фракции после карантинирования составила 99,51-99,71 %. Влажность твердой фракции после обезвоживания осадка составила 73,18-76,7 %, а после карантинирования и биотермического обеззараживания 76,21-79,8 %.
Целесообразно отметить, что установка за время эксплуатации не нуждалась в капитальном ремонте и замены фильтрующего элемента.
Для предотвращения попадания данного осадка с гельминтами в пруд-накопитель, ёмкости для карантинирования жидкой фракции должны быть оборудованы специальными регулируемыми устройствами. Эти устройства позволяют проводить подачу дегельминтизованной жидкой фракции в пруд-накопитель, а также данный осадок, с гельминтами опять в устройство для разделения, или в летний период в бурт. В последующем твердая и жидкая фракции используются для удобрения сельскохозяйственных угодий.
Анализ результатов производственной проверки показал, что технология подготовки стоков к использованию с блоком механического разделения при производительности 60 м3/год обеспечивает получение жидкой фракции влажностью 99,28-99,45 % после разделения на установке предложенной нами конструкции. Влажность жидкой фракции после карантинирования составила 99,51-99,71 %. Влажность твердой фракции после обезвоживания осадка составила 73,18-76,7 %, а после карантинирования и биотермического обеззараживания 76,21-79,8 %.
Целесообразно отметить, что установка за время эксплуатации не нуждалась в капитальном ремонте и замены фильтрующего элемента.
Таким образом, десятилетняя эксплуатация технологической линии показала, что она обеспечила получение после механического безреагентного разделения стоков двух кондиционных продуктов: жидкой фракции влажностью выше 99 % и твердой фракции влажностью 73,18-76,92 %.
Если сравнить сепаратор BAUER S655, при его стоимости 250 тысяч грн. и эксплуатации 10 лет, то необходимы капитальные вложение 715115 грн.
При стоимости цеха 300 тысяч грн., разработанной нами “Ресурсосберегающей системы обработки стоков для ферм и комплексов по производству свинины” и эксплуатации 10 лет ресурсосберегающей системы обработки стоков для ферм и комплексов по производству свинины необходимы капитальные вложения в цех будут в 2,4 раза меньше, чем по сепаратору BAUER S655.
Выводы.
1. Опыт эксплуатации сепаратора BAUER S655 в течение четырех лет показал, что оборудование с одной стороны требует больших капитальных вложений на капитальные ремонты, а с другой - в процессе эксплуатации ухудшается эффективность разделения, которое приводит к поступлению в пруды-накопители твердой фракции стоков. Это приводит к увеличению эксплуатационных расходов при утилизации жидкой фракции.
2. Применение разработанной нами технологии обработки стоков с использованием гравитационных процессов позволяет снизить в процессе эксплуатации капитальные вложения в 2,4 раза, в сравнении с сепаратором BAUER S655.
Предложения производству.
При промышленном производстве свинины для подготовки стоков к использованию целесообразно применять разработанную технологию с использованием гравитационных процессов обработки стоков.
Библиографический список
1. Маменко О.М. Екологічні аспекти виробництва продуктів тваринництва // Вісник аграрної науки. – 2007. - №4. – С.35.
2. РД 10.20.8 – 90. Випробування сільськогосподарської техніки. Машини та обладнання для переробки і знезараження рідкого гною. Дослідницьке. – 1990. – 34 с.
3. СОУ 29.32.2-37-364: 2005. Техніка сільськогосподарська. Машини та обладнання для обробки та знезараження стоків. Основні параметри. К. – 2006. – 12 с.
4. Проспект фирмы FAN Separator GmbH. – 2007. – 6 с.
