Сергей Перегудов, коммерческий директор инжиниринговой компании «Биокомплекс»
При строительстве современных и реконструкции старых свинокомплексов всегда встает огромное количество вопросов, и к сожалению, практика показывает, что проблемы, связанные с удалением и переработкой навоза, решаются в последнюю очередь.
Между тем самой главной ошибкой является то, что этой проблемой необходимо озадачиваться перед началом проектных работ, иначе не избежать задержки с вводом комплекса в эксплуатацию, увеличения капитальных и текущих затрат на утилизацию навоза, что в конечном итоге приведет к росту себестоимости основной продукции – мяса.
УТИЛИЗАЦИЯ НАВОЗА НА СВИНОКОМПЛЕКСАХ
В настоящее время на большинстве вновь строящихся и реконструируемых свинокомплексов используется самосплавная система навозоудаления периодического действия. При этой системе накопление навоза происходит под щелевыми полами в специальных каналах, разделенных перегородками на ванны.
Основной ошибкой при строительстве ванн является нарушение их правильной геометрии и глубины. Перед проектированием ванн необходимо точно рассчитать их размеры для различных групп животных, поскольку навоз у них неодинаков по составу – варьируется концентрация сухих веществ и влажность.
В случае если геометрия ванны выполнена неправильно – например сделан уклон дна ванны в сторону горловины сливной трубы, что само по себе является недопустимым; не выполнен специальный приямок (фото 1) в виде ступеньки (фото 2) перед сливной горловиной и пр., – то при эксплуатации ванн возникает ряд проблем:
- при сбросе навоза из ванн не происходит или не полностью происходит их опустошение, вследствие чего возникают дополнительные затраты воды и трудозатраты на очистку ванн;
- наблюдается повышенный уровень выделения газов из ванн (аммиак, метан, сероводород, углекислота и проч.), что негативно сказывается не только на качестве воздуха внутри свинарника, но и на здоровье животных, а следовательно, на привесах.
Очень важно не только соблюсти правильную геометрию ванн при строительстве, но и правильно их эксплуатировать. При первом запуске ванны эксплуатирующий персонал очень часто не выполняет инструкции технологов и не заполняет ванны на 10–15 см водой. Это приводит к тому, что первый навоз, упавший на дно ванны, высыхает, выделяет газы и при спуске ванны не удаляется, даже если геометрия ванны безукоризненна. Если уровень воды в ванне ниже нормы (например 5 см), то навоз не будет покрыт водой и верхний слой его будет сохнуть, вызывая опять же все вышеперечисленные проблемы.
В том случае, если ванна эксплуатируется правильно и после каждого спуска наполняется на 10–15 см водой, то навоз, попадающий в нее, будет падать на дно и полностью покрываться водой, в результате чего не выделяются газы и запахи. Через некоторое время твердые составляющие навоза (непереваренные остатки пищи, грубые частицы корма и т.п.) начинают выделяться из общей массы и всплывать, тем самым в ванне образуется ковер-корка, которая не позволяет выделяться газам, а новый навоз, падая в ванну, беспрепятственно проникает через эту плавающую корку.
В том случае, если геометрия ванн выполнена неправильно или они ненадлежащим образом эксплуатируются, то для полного удаления навоза из ванн его необходимо перемешивать. Для этого используются специальные мобильные мешалки (рис. 1), которыми можно перемешивать навоз в ваннах, не поднимая при этом щелевые полы.
После спуска навоза из ванны он идет по самотечным трубам к коллектору в канализационную насосную станцию (КНС) или в цех разделения. В этом случае необходимо использовать трубы диаметром от 250 до 350 мм в зависимости от заполнения. Трубы с меньшим диаметром заиливаются, что приводит к неполному удалению навоза из ванн.
При прокладке самотечной трубы очень важно соблюсти ее уклон – он должен составлять от 2 до 5%. При большем уклоне жидкая составляющая навоза удаляется быстрее, а твердая удаляется медленнее, засоряя трубу. Если уклон будет меньше 2–5%, то не будет обеспечиваться незаиливающая скорость течения в трубе и навоз, расслаиваясь в трубе в процессе слива, будет засорять ее. В том случае, когда свинокомплекс располагается на местности, имеющей существенный уклон, коллектор выполняется со ступеньками по 45 градусов (рис. 2). Ошибкой же в данном случае является выполнение общего уклона коллектора согласно рельефу более 5%, что приведет к тому, что система навозоудаления просто не будет работать.
При прокладке самотечной трубы допускаются повороты не более 30–45 градусов, а в углах поворота обязательно должны быть установлены специальные упоры во избежание повреждения труб при гидроударах.
Самосплавная труба, выходящая из свинокомплекса, должна подводиться к приемному резервуару КНС или цеха разделения выше максимального уровня заполнения данного резервуара. Если максимальный уровень заполнения резервуара выше уровня подведения трубы, то при заполнении резервуара навоз попадает в трубу коллектора, расслаивается и оседает в ней. Так как труба коллектора будет заполнена и засорена, то при спуске ванны навоз просто не будет удаляться из нее.
Самой распространенной ошибкой при строительстве приемного резервуара КНС или цеха разделения является неправильное его оснащение. Если диаметр приемного резервуара более 2 м, то необходимо оборудовать его стационарными мешалками (фото 3 и 4), так как свиной навоз очень быстро расслаивается: за 20 минут в осадок выпадает около 80% твердых составляющих навоза. Если навоз не перемешивать, то резервуар быстро заилится и потребуются дополнительные затраты на его очистку. Если диаметр приемного резервуара менее 2 м, то установка стационарных мешалок не требуется, достаточно установить погружной насос с большим всасывающим отверстием и измельчающим механизмом (фото 5), что позволяет откачать все выпавшие в осадок твердые частицы навоза.
Если в КНС используются не специальные насосы для навоза с режущими и измельчающими механизмами, то они периодически выходят из строя из-за частого засорения рабочего колеса. В таком случае опять же требуются значительные затраты на частую очистку, ремонт или закупку новых насосов. Кроме того, все работы по очистке труб и резервуаров, ремонту насосов должны проводиться в максимально сжатые сроки (застой навоза в корпусах недопустим), а это потребует отвлечения значительных трудовых ресурсов и техники от основной деятельности.
При проектировании насосных станций для перекачки навоза необходимо учесть тот факт, что все они должны оснащаться дублирующим насосным оборудованием и иметь резервные трубопроводы, так как велика вероятность расслоения навоза в трубах и их заиливания. Кроме того, напорные магистрали должны оснащаться ревизионными колодцами через каждые 500 м для промывки трубопровода. Обустройство трубопровода ревизионными колодцами конечно же приведет к удорожанию строительства, но при засорении трубопровода других способов его очистки, кроме как промывка через ревизионные колодцы, нет. Поэтому дешевле сделать ревизионные колодцы в магистрали, чем потом перекладывать трубопровод.
Повороты в напорных трубопроводах должны выполнятся под углом не более 30 градусов. Это обусловлено тем, что повороты в трубопроводах – самые уязвимые места для возникновения гидроударов или закупорки, одним словом, для повреждения труб.
При подборе насосов для КНС определяющими факторами являются напор и производительность. Насосы подбираются таким образом, чтобы в трубопроводе создавалась незаиливающая скорость – примерно 1,5 м/сек. Для нормальной перекачки навоза насосы обязательно должны иметь режущий и измельчающий механизмы, чтобы твердые включения не засоряли рабочее колесо, а крупные составляющие не выводили их из строя.
На свинокомплексах с поголовьем более 12 тысяч голов обязательным является разделение навоза на фракции с целью уменьшения объемов навозонакопителей благодаря снижению периода карантинирования навоза. Если разделение навоза не осуществляется, то по нормам необходимо выдерживать навоз в навозонакопителях в течение 12 месяцев, в то время как отделенную жидкую фракцию выдерживают в летний период в течение 6 месяцев, а в зимний – в течение 9 месяцев.
Современным и относительно недорогим оборудованием для разделения стоков навоза на фракции является шнековый сепаратор, который осуществляет прессование при помощи шнека, что позволяет выдавливать всю свободную воду и большинство связанной воды. По сравнению с дорогостоящими центрифугами или прессами вальцевой конструкции сепараторы шнековой конструкции с более высокой производительностью отделяют твердые составляющие навоза, которые получаются достаточно сухими, а эффективность отделения составляет более 85%.
Для цехов разделения и насосных станций рекомендуется приобретать не только основной комплект оборудования, но и резервное оборудование на склад (насосы, мешалки), а также основные запасные части. Своевременные замена и ремонт оборудования помогут избежать серьезных последствий.
Выдерживать неразделенный навоз возможно только в навозонакопителях, оснащенных мешалками, которые позволяют перемешивать и гомогенизировать навоз перед откачкой, так как в процессе выдерживания навоз сильно расслаивается по причине своих физико-механических свойств, образуя при этом три уровня расслоения:
- плавающая корка, состоящая из твердых лигниносодержащих частиц непереваренного корма, грубых остатков и пр., высота корки в зависимости от животных и их возрастных групп колеблется в пределах от 0,3 до 1 м;
- слой жидкости без взвешенных веществ, высота слоя составляет от 1/2 до 3/4 общей глубины навозонакопителя;
- илистый осадок, состоящий из крупных, средних, мелких и коллоидных органических частиц – от 1/5 до 1/4 общей глубины навозонакопителя.
Откачка навозонакопителя без предварительного перемешивания приведет к тому, что полезная емкость навозонакопителя с каждым циклом заполнения и откачки будет снижаться и через 2–3 года полностью заилится неоткачиваемыми твердыми составляющими. Это происходит из-за того, что насосом невозможно откачать слежавшийся нижний илистый слой высокой плотности (более 1,2 кг/дм3) и верхний плавающий слой (корку). Кроме того, отсутствует агрономический контроль вносимых удобрений, и как следствие – минимальная польза от использования неперемешанного навоза по причине неравномерности распределения питательных (N-P-K) и органических веществ в различных слоях навозонакопителя.
Хранение неразделенного навоза в пленочных навозонакопителях (лагунах), не оснащенных мешалками, вообще недопустимо, потому что при заиливании их вычистить невозможно – пленочное основание не позволяет заехать механизированной технике для очистки иловых отложений. Многие хозяйства просто оставляют такие лагуны, вкладывая денежные средства в строительство новых.
При разделении навоза на фракции жидкая фракция может выдерживаться в лагунах (пленочных навозонакопителях), не оснащенных мешалками. Установка мешалок в данном случае не требуется, так как отделенная жидкая фракция по истечении срока карантинирования откачивается из лагуны полностью и не оставляет осадка. Выдержка отделенной жидкой фракции требует строительства меньшего количества лагун и лагун меньшего объема, да и строительство пленочных навозонакопителей обходится значительно дешевле бетонных и металлических. При разделении навоза на фракции бюджет на строительство навозонакопителей можно сократить в 2–4 раза, учитывая постройку и оснащение цеха разделения.
Очень часто при проектировании и строительстве свинокомплексов пытаются занизить объем навозонакопителей, значительно экономя на строительной части. Но при расчете объема лагун необходимо не только помнить о количестве навоза, но и не забывать, что на большей части территории нашей страны 5 месяцев в году – зима, внесение навоза на поля невозможно и навоз, уже прошедший период карантинирования, придется продержать в навозонакопителях до весны. Таким образом, строительство на свинокомплексе одной лагуны недопустимо, ведь после ее заполнения слив в нее невозможен, а навоз обязательно должен проходить период карантинирования. Необходимо построить хотя бы два навозонакопителя, но оптимальным будет строительство трех-четырех меньшего объема.
Одновременно с проектированием навозонакопителей необходимо предусмотреть и способы откачки и перемешивания навоза, так как это повлияет на конфигурацию лагун и оптимизацию текущих затрат при их эксплуатации. Если данный узел спроектирован неверно или вообще не спроектирован, вся работа свинокомплекса рискует быть парализованной по причине невозможности откачки и вывоза навоза. Как уже было отражено выше, откачивание неразделенного навоза после периода карантинирования из накопителей невозможно без предварительного перемешивания, поэтому необходимо заранее предусмотреть установку стационарных мешалок. Для перемешивания навоза в заглубленных накопителях можно использовать мобильные мешалки, работающие от вала отбора мощности трактора, с длиной стрелы от 5 до 12 метров. Здесь мы получаем экономию на установке стационарных мешалок, так как мобильная мешалка может обслуживать несколько лагун.
Способ откачки навоза из лагун зависит от способа его внесения на поля после периода карантинирования. Если откачка планируется самовсасывающими насосами, установленными на бочках, то необходимо предусмотреть подъезд к краю навозонакопителя. Для заглубленных навозонакопителей это не проблема, а вот для обвалованных требуется выполнение более широкой обваловки, послойного трамбования и укрепления грунта, что сильно увеличивает затраты на строительство. Поэтому для обвалованных навозонакопителей целесообразнее будет использовать стационарно установленные насосы. При этом следует подобрать такой насос, который будет заполнять бочку не более чем за 5 минут, так как простой техники в сезон внесения навоза на поля недопустим.
Встречаются случаи, когда свинокомплекс располагают в соответствии с санитарно-защитными зонами (СЗЗ), а про навозонакопители забывают, и получается, что навозонакопители требуется переносить на новое место, что влечет за собой в лучшем случае затраты на строительство дополнительной насосной станции, а в худшем – строительство новых навозонакопителей или перенос времени запуска свинокомплекса. Расстояние от открытых навозонакопителей до жилого массива, в соответствии с действующим законодательством, при поголовье свинокомплекса свыше 12 тыс. голов должно быть не менее 1000 м, при поголовье до 12 тыс. голов – не менее 500 м. Хотя относительно просто решить вопрос с сокращением СЗЗ можно на этапе проектирования, так как если навозонакопители выполняются закрытыми, то расстояние СЗЗ уменьшается вдвое.
Часто допускаемой ошибкой является заглубление навозонакопителей ниже уровня грунтовых вод, хотя по правилам дно навозонакопителя должно быть выше уровня грунтовых вод. Если грунтовые воды пролегают близко, то целесообразно строить обвалованные накопители (рис. 3) или использовать сборные металлические емкости, устанавливаемые на земле.
Рекомендуемая глубина навозонакопителей – не более 6 м. В случае если глубина окажется больше, могут возникнуть проблемы с перемешиванием и откачкой навоза из лагун, так как в основном все специальное оборудование рассчитано под максимальную глубину – 6 м.
ВНЕСЕНИЕ НАВОЗА НА ПОЛЯ
Внесение навоза на поля в качестве органического удобрения является одним из самых затратных процессов в ходе переработки и утилизации навоза, поэтому очень важно минимизировать затраты именно на данном этапе. Кроме того, жидкие животноводческие стоки являются уникальным и ценным органическим удобрением. Поэтому современная система для внесения навоза должна отвечать следующим требованиям:
- минимальные затраты на внесение;
- удобство в повседневной эксплуатации;
- эффективность и производительность;
- максимальная надежность.
Наиболее экономичными для внесения навоза считаются шланговые системы и самодвижущиеся дождевальные машины, которые позволяют вносить от 1000 до 3000 м3 за смену работы, при этом задействован только один трактор (рис. 4).
Для крупных и средних животноводческих комплексов наиболее эффективна шланговая система, для малых и средних ферм и комплексов оптимально использование самодвижущейся дождевальной машины.
Принцип работы шланговой системы с буксируемым шлангом: основной магистральный шланг необходимо проложить по земле к центру поля, на которое планируется внести навоз. Подсоединить к магистральному шлангу буксируемый шланг и раскрутить его к самому дальнему углу поля. Другой конец буксируемого шланга подсоединяется к навесному аппликатору. После чего аппликатор со шлангом буксируется трактором по полю челночным способом, пока не обработается вся площадь поля. После завершения внесения перед свертыванием шлангов в катушку следует их очистить компрессором. Шланг обычно прочищается при помощи эластичного шарика, проталкиваемого по всей его длине сжатым воздухом.
Принцип работы самодвижущейся дождевальной машины: катушку со шлангом необходимо установить на краю поля, на которое требуется внести жидкий навоз. Отбуксировать трактором тележку с дождевальной пушкой на всю длину шланга и включить подачу жидкой фракции навоза высоконапорным насосом – тележка начнет двигаться самостоятельно за счет сматывания катушки от привода редуктора гидротурбины.
Шланговые системы
Технология внесения стоков шланговой системой начала использоваться коммерчески в США и Канаде с 1960-х годов для внесения на поля осадка из отстойников сточных вод.
Сельскохозяйственное применение этой технологии началось в конце 1970-х. Так как шланговые системы для внесения жидкого навоза имеют ряд важных преимуществ для крупных комплексов по сравнению с традиционными системами внесения, они очень быстро стали популярными.
Шланговые системы появились в России относительно недавно – в 2005 г. на свинокомплексе «Тропарево» в Московской области.
Основными элементами шланговых систем являются шланги, которые используются для перекачки навоза к полю для внесения. По причине тяжелых условий эксплуатации они специально выполняются очень прочными и износостойкими. Шланг состоит из устойчивого к ультрафиолетовому излучению полиуретанового покрытия и внутреннего армирующего тканого слоя из синтетического волокна. Внешняя поверхность устойчива к истиранию, но чем больше острых камней будет в поле, тем шланг быстрее изотрется. Изнутри шланг покрыт специальным покрытием для снижения трения. Тканое синтетическое волокно придает шлангу прочность при растяжении и не дает шлангу перекручиваться. Предел прочности шланга на разрыв обычно составляет от 10 до 40 т в зависимости от типа шланга и его диаметра. Диаметр основного магистрального трубопровода обычно составляет 127–208 мм. Чем больше диаметр трубопровода, тем меньше давления теряется по его длине и потребляется меньше энергии на перекачку.
Вторым, не менее важным элементом шланговых систем является дизельная насосная станция. Важно, чтобы установленный насос был специально предназначен для перекачки навоза и оснащен измельчающим механизмом. Кроме того, если планируется перекачивать неразделенный навоз, необходимо перед основным насосом использовать дополнительный – подающий из навозонакопителя погружной насос со встроенным режущим механизмом.
Погружной насос, как правило, выполняется с гидроприводом от дизельного двигателя, а для удобства манипуляции им на платформе монтируется стрела с лебедкой. Кроме системы запуска двигателя, управление насосной станцией должно иметь защитные системы, которые отключат двигатель в критических ситуациях, таких как низкое давление масла, перегрев или потеря напора.
Как правило, кроме дизельного двигателя, соединенного с высоконапорным насосом, на платформе монтируются дополнительно компрессор и установка для запуска пыжей для очистки шлангов под давлением.
Для перевозки, укладки и сборки шлангов применяются навесные и прицепные транспортировщики, оснащенные гидроприводом и системой управления скоростью вращения барабана и его направлением для удобства укладки и смотки шлангов. Важным элементом является система равномерной укладки шланга, так как каждый транспортировщик может вмещать от 400 до 2000 метров шлангов. Ввиду того, что транспортировщик предназначен для перевозки шланга по полям, его рама и подвеска должны быть очень надежными.
Для внесения навоза на поля с трактором, как правило, используется два типа навесных аппликаторов:
- культиватор с внутрипочвенным инжектированием (инжектор);
- разбрызгиватель поверхностного внесения.
Разбрызгиватель поверхностного внесения чаще всего применяется для внесения жидкой фракции навоза. Культиватор же с внутрипочвенным инжектированием позволяет сразу во время внесения осуществлять заделку навоза в почву, поэтому является незаменимым инструментом для внесения неразделенного навоза.
Ножевые или дисковые инжекторы (рис. 5) открывают узкий разрез в почве глубиной приблизительно 5 см, в который инжектируется жидкий навоз. Эти инжекторы хорошо работают при внесении навоза в междурядья пропашной культуры. Поскольку разрыхление, создаваемое этими инжекторами, является относительно маленьким, вноситься должно очень мало навоза, чтобы он не выливался на поверхность земли.
Инжекторы плугового разрыхлителя (рис. 6) открывают под поверхностью почвы горизонтальный разрез на глубине приблизительно 10 см, что позволяет вносить навоз по всей ширине плуга. Ширина плуга обычно составляет 30 см. Плуговые разрыхлители помогают препятствовать попаданию в почву мусора, находящегося на поверхности. Они также позволяют вносить больше навоза по сравнению с ножевыми инжекторами без выхода навоза на поверхность.
Разбрызгиватели для поверхностного внесения также разделяются на два типа:
- низкопрофильные;
- разбрызгивающие (тарельчатые).
Аппликаторы этих двух типов вносят навоз по-разному. Низкопрофильные разбрызгиватели вносят его через многочисленные сопла, расположенные низко над землей для снижения распространения запахов и потери аммиака. Для их работы требуется низкое давление, и при внесении через сопла навоз не распространяется далеко за пределы физической ширины аппликатора.
В разбрызгивающих аппликаторах жидкость выпускается выше над землей при большом давлении, и, ударяясь о тарелку, навоз разбрызгивается значительно шире. При этом для нормальной работы аппликаторов данного типа требуется гораздо более высокое давление, чем для низкопрофильных аппликаторов или инжекторов. Тем самым сокращается максимально возможное расстояние перекачки для работы системы с аппликатором разбрызгивающего типа.
Вне зависимости от типа системы внесения – разбрызгиватель или инжектор – рекомендуется оснащать их защитной системой шланга – шарнирной трубой. Шарнирная труба защищает буксируемый шланг от повреждения культиватором и при разворотах трактора.
Важным элементом аппликаторов для внесения удобрений является гидравлический питатель, который распределяет навоз от подающей трубы по нескольким шлангам для равномерного внесения навоза по всей ширине аппликатора и исключения вероятности засорения отверстий – особенно эта опция актуальна для плуговых культиваторов.
Для точного контроля требуемого объема внесения в зависимости от скорости движения буксируемого трактора аппликатор должен быть оснащен электромагнитным расходомером с дисплеем для установки в кабине трактора, чтобы оператор мог менять скорость трактора для требуемой дозировки внесения.
Для удобства работы в ночное время, а также для возможности построения точных электронных карт полей для внесения с определением фактических объемов внесенного навоза на то или иное поле рекомендуется оснащение буксируемого трактора системой GPS-позиционирования.
Преимущества шланговых систем заключаются в следующем.
1. Быстрота. Шланговые системы обеспечивают максимальную по сравнению с другими способами внесения навоза производительность. Как правило, в зависимости от мощности подающих насосных станций, концентрации перекачиваемого навоза и дальности перекачки производительность шланговых систем составляет от 1000 до 3000 м3 в смену. Таким образом, даже очень большой объем навоза с помощью шланговой системы можно внести в очень сжатые сроки, что особенно важно в регионах страны, где по причине повышенного количества осадков или раннего наступления холодов период возможного внесения навоза очень мал.
2. Дешевизна. Благодаря тому, что для работы системы необходим всего один основной трактор (буксирующий шланг с аппликатором для внесения) мощностью 200–250 л.с., один вспомогательный трактор мощностью 80–150 л.с. (для транспортировки катушек и укладки шлангов) и всего 3 человека.
3. Минимальное уплотнение почвы. Использование шланга для подачи навоза в пределах поля исключает необходимость возить навоз по полю. Цистерны-жижевозы для внесения, имеющие резервуар, сильно уплотняют почву, и это может сократить урожаи. Кроме того, транспортировка тяжелых цистерн, наполненных навозом, в весенний период быстро приводит сельские дороги в негодность.
4. Обработка почвы. При внесении навоза шланговой системой с использованием культиватора с инжектированием и заделкой навоза в почву с помощью плуговых разрыхлителей происходит одновременная обработка почвы, которая может быть полезной при последующей подготовке земли.
5. Отсутствие запаха. Отдельно стоит отметить, что при внутрипочвенном инжектировании навоза выделяется меньше неприятных запахов, так как его пахучие компоненты связываются частицами почвы и не вступают в контакт с воздухом. Хорошее проветривание почвы, в которую был правильно внесен навоз, способствует его аэробному разложению, при котором неприятный запах не выделяется. Это одно из главных преимуществ данной системы. Проблема снижения распространения неприятных запахов становится еще более важной, когда от сельских жителей и дачников поступает много жалоб.
6. Питательная ценность навоза. При внутрипочвенном инжектировании навоза культиватором в нем сохраняется больше аммиачного азота. Это позволяет существенно увеличить количество азота, способствующего росту растений, поскольку при поверхностном внесении часть аммиачного азота теряется. При разбрызгивании навоза по поверхности почвы аммиачный азот начинает теряться немедленно после разбрызгивания: в тот же день уходит 35% аммиачного азота. Использование шланговой системы с культиватором внутрипочвенного инжектирования позволяет на 50% снизить количество навоза, необходимого для удовлетворения потребности растений в азоте. Это может быть недостатком, если животноводческий комплекс в условиях дефицита полей для внесения старается избавиться от лишнего азота. Для ферм с соответствующей площадью земли сохранение аммиачного азота будет преимуществом, поскольку это позволит удовлетворять потребности в азоте большей площади посевов.
Разделение навоза на фракции. Навоз в зависимости от вида животных и системы навозоудаления может иметь различную концентрацию. При внесении шланговыми системами неразделенного навоза максимальная концентрация сухих веществ должна быть не более 8–9%. Чем жиже навоз, тем лучше. Поэтому специалисты «Биокомплекса» для внесения навоза шланговыми системами рекомендуют навоз разделять, так как внесение жидкой фракции экономически целесообразнее по следующим причинам:
- в жидкой фракции концентрация твердых частиц минимальна (0,8–1,7%), а следовательно, ее можно перекачивать при прочих равных условиях на большие расстояния (на 70% дальше по сравнению с неразделенным навозом) либо можно использовать насосные станции меньшей мощности и экономить на расходе топлива;
- для перекачки жидкой фракции используются более тонкие шланги, что снижает стоимость самой системы;
- содержание N-P-K в жидкой фракции более сбалансировано, что позволяет ее вносить в большем объеме – от 100 до 300 м3 на 1 га в год против 50– 90 м3 на 1 га в год неразделенного навоза. Объем внесения варьируется в зависимости от выращиваемых культур;
- отделенную твердую фракцию можно использовать повторно в качестве подстилки для КРС или реализовывать в качестве высококачественного компоста;
- при перекачке жидкой фракции не возникает трение твердых составляющих, вызывающее износ внутренней стенки шланга и замедляющее поток, кроме того, исключается вероятность образования засорений.
Особенности использования шланговых систем. Основным ограничением в использовании шланговых систем является удаленность полей. Наиболее удобны для внесения навоза шланговыми системами поля, расположенные в радиусе около 4–5 км от навозонакопителя, а крайние участки поля могут быть удалены не более чем на 6 км. Процесс внесения навоза шланговой системой на расстояние более 7 км технологически сложен и, как правило, снижает рентабельность внесения.
Основной магистральный шланг может быть длиной 3–4 км или длиннее (зависит от концентрации навоза). Чем длиннее трубопровод, тем больше энергопотребление и меньше скорость потока при внесении на поле. Для поддержания необходимой скорости потока может потребоваться посередине шланга установить второй подкачивающий насос – бустерную насосную станцию.
Кроме того, могут возникнуть проблемы, если для прокладки шланга к полю для внесения требуется пересекать автомобильную, железную дорогу или чью-либо собственность. В отдельных случаях решением проблемы является горизонтальный прокол под дорогами для закладки участка стационарной трубы с быстросъемными соединениями. Если автодорога не федерального назначения, проблем с согласованием не должно быть, так как дорожные управления предпочитают давать разрешения на прокладку трубопровода, нежели поддерживать состояние дорог при проезде по ним тяжелых цистерн для внесения навоза традиционными методами.
Для решения вышеописанных проблем можно использовать вспомогательные навозонакопители (лагуны), центрально расположенные относительно полей, чтобы избежать пересечения дорог и сократить расстояние до полей для внесения. Это решение позволит сократить длину шлангов и мощность насосных станций, а также время, требуемое для внесения навоза.
В случае если поля расположены в определенном направлении, для снижения затрат на приобретение системы часть магистрального шланга можно заменить стационарно установленным трубопроводом. Для этих целей лучше использовать полиэтиленовую трубу диаметром 160–200 мм, заложенную ниже глубины промерзания и оснащенную ревизионными колодцами. На трубопроводе можно установить гидранты, чтобы подключать шланг в нужных местах.
В период внесения навоза во избежание повторения ежедневной процедуры укладки магистрального шланга к полю для внесения рекомендуется оставлять магистральный шланг на ночь (в случае если внесение навоза не выполняется в ночное время). При этом обязательным условием является организация мобильных постов для охраны шланга, так как шланг, проложенный по поверхности земли, может переехать автомобиль, его могут прострелить или испортить злоумышленники. Для полей, удаленных на 10 и более км, целесообразным способом внесения навоза является его вывоз на поля тракторными цистернами. Основными условиями для внесения навоза бочками являются их достаточное количество и наличие необходимого количества свободных тракторов, способных транспортировать бочки заданного объема.
Дождевальные машины
Использование дождевальных машин для внесения жидкой фракции навоза наиболее эффективно на небольших животноводческих комплексах – до 400 голов КРС и 6 тысяч свиней – при условии, что поля находятся в непосредственной близости от ферм, так как близлежащих полей вполне достаточно для утилизации всего имеющегося объема навоза.
Кроме того, дождевальные машины могут эксплуатироваться совместно со шланговыми системами, то есть вместо буксируемого шланга к концу магистрального шланга подсоединяется дождевальная машина. Таким образом, данное решение позволит применять дождевальную машину для полива даже на большие расстояния.
Исходные стоки навоза свиней и тем более КРС использовать для внесения дождевальными машинами невозможно из-за большого количества твердых составляющих. Основным требованием к подготовке стоков навоза для возможности использования самодвижущихся дождевальных машин для внесения навоза является разделение навоза сепараторами на твердую и жидкую фракции. Сепараторы отделяют из жидкого навоза практически все твердые составляющие, а в получаемой жидкой фракции остаются только растворенные вещества, которые не засоряют дождевальные машины и легко перекачиваются обычными насосами.
Основным преимуществом при двойном использовании дождевальных машин является то, что периоды полива (лето) и внесения навоза (весна и осень) не пересекаются, а использование простаивающих весной и осенью дождевальных машин для внесения отсепарированной жидкой фракции навоза позволяет существенно снизить затраты на внесение навоза.
Дополнительными преимуществами использования дождевальных машин для полива жидкой фракцией навоза в период вегетации являются: подкормка кукурузы на начальной стадии ее роста; полив и подкормка кормовых трав после покоса.
Обычно оборудование и техника для внесения навоза закупаются в последнюю очередь. Расчет же необходимого количества техники и оборудования для внесения годового объема навоза делается на глазок, не учитываются периоды невозможности внесения и вынужденного простоя – количество и объем навозонакопителей, сменность работы, вероятность дождливой погоды, возможных поломок, зимнего периода и периода вегетации. Ошибки в расчетах могут привести к самым серьезным последствиям, когда навозонакопители останутся заполненными перед зимним периодом из-за того, что не успели внести весь требуемый объем навоза.
Выводы
Невнимательное отношение к вопросам утилизации и переработки навоза может привести к отвлечению ресурсов от основного производства на исправление ошибок проектирования и эксплуатации системы навозоудаления, в связи с чем возможны простои в основной хозяйственной деятельности. Исправление ошибок проектирования может обойтись в разы дороже. Проектирование всей системы удаления и переработки навоза должно выполняться специализирующимися на данной тематике организациями, которые смогут предусмотреть все нюансы функционирования системы и минимизировать затраты на строительство и эксплуатацию.
При выборе организации, которая будет осуществлять проектирование, поставку оборудования и монтаж, необходимо ознакомиться с ее опытом реализации подобных проектов. Оборудование, поставляемое данной фирмой, должно быть адаптировано к эксплуатации в нашей стране. Также данная организация должна предоставлять гарантийное и сервисное обслуживание в разумные сроки, поскольку выработка навоза на свинокомплексах не прекращается ни на минуту.
Источник: журнал "Аграрное обозрение", №5, 2011 год.
