Механизация удаления и утилизация навоза

Подсчитывают суточный выход навоза G_сут. (кг) на ферме по формуле

G_сут = m(q_к + q_м +q_в +q_п),

где q_к – среднесуточное выделение твердых экскрементов одним животным,

кг;

q_м – среднесуточное выделение жидких экскрементов

одним животным, кг;

q_в – среднесуточный расход воды на смыв навоза на одного

животного, кг;

q_п – среднесуточная норма подстилки на одного животного, кг;

m – количество животных на ферме.

Выход же навоза от всего поголовья в сутки находим заполняя таблицу 5.

Таблица 5. Выход навоза на ферме (комплексе)

Группы животных	Среднегодовое поголовье	Выход экскрементов	Внесение подстилки	Выход навоза за год, m
на одну голову в сутки, кг	на все поголовье в зимний период, m	на все поголовье в летний период, m	на все поголовье в год, m	на одну голову в сутки в зимний период, кг	на все поголовье в зимний период, m	на все поголовье в год, m

Зная суточный выход навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяют площадь навозохранилища (м²):

F_х = ,

где F_х – площадь навозохранилища, м²;

h – высота укладки навоза, h = 1,5…2,5 м;

G_сут – суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг;

Д_хр – продолжительность хранения навоза в навозохранилище, сут.;

r - плотность навоза, кг/м³. Для твердого навоза r = 700 …900, для

жидкого - r =900…1000 кг/м³.

В виду того, что влажность навоза на свиноводческом предприятиях достигает 86…91%, то наиболее рационально предусмотреть гидравлический способ его уборки.

Рассмотрим пример самотечной системы непрерывного действия, расчетная схема которой представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Расчетная схема самостоятельной удаления навоза

Максимальную глубину канала, его уклона и высоту порожка вычисляют по формулам:

Н_{к max} = L_к i_к +h_зап + h_ел + h_пор ;

i_n = ;

h_пор = L_к i_к + 10 см,

где L_к – длина канала, м;

i_n – номинальный уклон навозной массы в канале (0,01…0,03);

i_к – уклон дна канала (0,05…0,06);

Z – начальный уровень навоза в канале, м;

h_кон – конечный уровень навоза в канале, м;

h_зап – допустимое расстояние между h_нач и решетчатым полом (0,15…0,20), м;

h_ел – толщина слоя навоза над порожком (0,05…0,1), м;

h_пор – высота порожка, м.

Таблица 6. Основные параметры навозоуборочных каналов

Система удаления навоза	Минимальная ширина продольных каналов по верху при содержании свиней в групповых станках, м	Максимальная длина продольных каналов при содержании свиней в групповых станках, м
отъемышей и ремонтного молодняка	взрослого поголовья	отъемышей и ремонтного молодняка	взрослого поголовья
Самотечная система: непрерывного действия периодического действия	0,1 0,1	1,2 1,0
Гидросмывная система	0,6	1,2

Таблица 7. Минимальная глубина продольного канала, м

Длина канала, м	Самотечная система непрерывного действия для групп животных	Самотечная система периодического действия для свиней, содержащихся в групповых станках	Гидросмывная система для свиней, содержащихся в групповых станках
нетели и сухостойные коровы	свиньи, содержащиеся в групповых станках
	0,8	0,8	0,8	0,6
	1,0	0,9
	1,2	1,0
	1,4	1,1
	1,55	1,2
До 40	1,9	1,3
До 50	-	-
До 100	-	-

Одна из основных технологических операций в системе навозаудаления - транспортирование навоза. Как правило, при ровном рельефе местности для транспортирования навоза или стоков влажностью 92% и выше проектируют напорные навозопроводы с применением центробежных, шнековых и плунжерных насосов и установок.

Расчет напорных трубопроводов сводится к определению их диаметра, потерь на трение и требуемого напора насоса. Скорость в них зависит от реологических и седиментационных свойств навоза и стоков. Критические скорости в зависимости от влажности навоза и диаметра напорных труб, по результатам исследований, приведены в таблице 8

Таблица 8. Значение критических скоростей

Навоз	Влажность навоза, %	Критические скорости (м/с) для трубопроводов диаметром, м
0,5	1,0	1,5	2,0	2,5
свиной		0,56	0,50	0,66	0,73	0,78

Зная секундный расход (Q, м³/с), проводим проверочный расчет диаметра трубопровода:

d= ,

где υ – скорость потока, м/с.

Требуемый напор насоса (Н_т.н.) определяем по формуле

Н_т.н. = Н_тр + Н_м + Н_вс + Н_с ,

где Н_тр - потери напора по длине трубопровода на трение, м;

Н_м - местные потери, м;

Н_вс - разница в отметках всасывания и подачи, м;

Н_с – свободный напор, не менее 1…2 м.

Потери на трение по длине

Н_тр = λ ,

где l - длина трубопровода, м;

d - диаметр трубопровода, м

υ – скорость потока, м/с.

При ламинарном режиме движение свиного навоза влажностью 86…93% коэффициент трения рекомендуется определять из уравнения

λ_л.тр = (9,3 + 255)/Rе.

Число Рейнольдса Re определяем в нашем случае как

Rе = υdρ/η,

где η - динамическая вязкость, п.с.;

ρ – плотность стоков, кг/м³.

Далее по требуемому напору подбираем соответствующий насос по таблице 16 приложения.

Для утилизации навоза принимаем одну из схем представленных на рисунке 5 и 6 приложения согласно заданию. Пропускную способность этих сооружений необходимо увязать с реальным выходом навоза на комплексе, подобрать соответствующее оборудование для каждой операции переработки навоза, как по функциональным параметрам, так и количественно. Для этого вносим в логической последовательности все операции по переработке навоза, марки машин по их реализации в технологическую карту и проводим соответствующие расчеты.