Расчет ПТЛ уборки навоза и его переработки
Расчет ПТЛ уборки навоза и его переработки
1. Исходные данные для проектирования ПТЛ уборки и утилизации навоза
При выполнении курсового проекта в задании на проектирование указывают основные исходные данные: специализацию и поголовье животноводческого или птицеводческого предприятия, его месторасположение, количество помещений и их объемно-планировочные решения, технологию содержания животных и птицы, наличие водных и энергетических ресурсов, вид подстилки и обеспеченность ею.
Выбор способа и технических средств уборки, удаления и утилизации навоза в основном зависит от его физико-механических свойств, которые определяются способом содержания животных и птицы, видом и количеством применяемой подстилки.
Навоз представляет собой сложную многофазную систему, состоящую из твердых, жидких и газообразных веществ. Основное влияние на свойства навоза оказывает влажность. На фермах КРС при беспривязном содержании на глубокой подстилке и привязном содержании на обильной подстилке (2 - 6 кг/гол.) получают твердый (подстилочный) навоз влажностью до 81%.
При привязном содержании с ограниченной подстилкой (до 2 кг/гол.) и при беспривязно-боксовом содержании с механическими средствами уборки получают полужидкий навоз влажностью 81 - 87%. При беспривязно-боксовом содержании на щелевых полах и уборкой навоза гидравлическим способом получают жидкий (бесподстилочный) навоз влажностью 88% и более (табл.).
На свиноводческих фермах получают только жидкий навоз, так как смесь экскрементов свиней без добавления воды имеет влажность 88 - 90%.
Большинство показателей, характеризующих физико-механические свойства навоза, зависят от его влажности и объемной массы (табл. 1).
Таблица 1 - Влажность объемной массы навоза
НавозОтносительная влажность, %Объемная масса, кг/м³Навоз КРС- твердый75 -81530 - 890- полужидкий81 - 87900 - 1010- жидкий88 - 951010-1020Свиной- подстилочный87 - 88600 - 900- бесподстилочный88 - 901050-1070Овечий74 - 751010-1020Птичий помет- куры73 - 75700 - 1005- утки, гуси83 - 85800 - 1005
При расчетах машин для уборки навоза необходимо знать коэффициенты трения скольжения, покоя и липкости, значения которых зависят от многих факторов, и прежде всего от влажности. Влажность навоза, при которой коэффициент трения скольжения принимает свое максимальное значение, называют критической. Так, при движении бесподстилочного навоза крупного рогатого скота по стали, бетону и доске из сосны критическая влажность соответственно составляет 64,4; 67,6 и 60,4%, а коэффициент трения - 0,9; 1,04; и 1,02; при движении навоза с соломенной подстилкой при тех же условиях - соответственно 71,4; 73,4 и 72,8%, а коэффициент трения - 0,67; 0,68 и 0,77. При механизированной уборке навоза необходимо обеспечить влажность навоза выше критического значения.
Значения коэффициентов трения покоя больше коэффициентов трения скольжения экскрементов на 30 - 40%, соломистого навоза на 15 - 30 и торфяного - на 5 - 15%.
Жидкий навоз влажностью 86 - 92% способен перемещаться самотеком по каналам на определенные расстояния за счет своих вязкопластичных свойств. На этой основе созданы самотечно-сплавные системы удаления навоза из животноводческих помещений.
Содержание питательных веществ в навозе зависит от качества корма, количества применяемой подстилки и других условий содержания скота и птицы. Лучшей подстилкой является солома озимых культур и торф.
Нормы внесения подстилки приведены в таблице.
Таблица 2 - Нормы расхода подстилки для разных видов животных
Виды животныхРасход подстилки на голову в сутки, кгСухой соломыСухого торфаОпилокБеспривязное содержание КРС:- коровы0,5 - 0,63,0 - 6,03,0 - 4,0- молодняк старше года0,5 - 5,02,0 - 4,01,5 - 3,0Привязное содержание КРС:- коровы2,5 - 3,02,0 - 3,02,0 - 3,0- молодняк старше года1,5 - 2,01,2 - 2,01,0 - 1,5- молодняк до года1,2 - 1,81,0 - 1,5-Свиньи1,0 - 2,01,5 - 2,02,5 - 3,0Овцы и козы0,3 - 0,5-1,5 - 2,0Птица0,05 - 0,11,5 - 3,01,2 - 2,5Лошади3,0 - 5,04,0 - 6,02,5 - 3,5
При бесподстилочном содержании животных и использования гидравлических систем удаления навоза из помещений в навоз всегда добавляется вода.
Таблица 3 - Норма расхода воды при различных способах уборки навоза
Способ уборки навозаРасход воды на 1 голову, л/сут.КРССвиньиПрямой гидросмыв40 - 5015 - 20Рециркуляционная система15 - 205 - 8Отстойно-лотковая система10 - 154 - 6Самотечная система5 - 102 - 4
Суточный выход экскрементов показан в таблице 4.
В состав навоза входят экскременты, подстилочный материал и добавляемая вода. Поэтому свойства навоза, поступающего от животноводческих помещений, значительно отличаются от свойств экскрементов.
Таблица 4 - Суточный выход экскрементов
Вид животныхЭкскременты, кг/гол.Подстилка, кг/гол.Твердая фракцияЖидкая фракциясоломаторфКоровы35 - 40202 - 66 - 8Нетели20 - 2572 - 54 - 6Телята5 - 1022 - 43 - 5Лошади15 - 204 - 63 - 54 - 6Овцы1,5 - 2,50,6 - 10,5 - 10,8 - 1Свиньи на откорме4 - 642 - 33 - 4Свиноматки с приплодом6 - 98,05 - 66 - 8Поросята-отъемыши1,2 - 2,50,81 - 1,51 - 2Куры:- яичные190-- мясные300-Гуси600-Утки450-Индейки450-
2. Технология и технические средства для уборки, удаления и утилизации навоза
При скоплении навоза и жижи в животноводческом помещении выделяется большое количество аммиака и создаются благоприятные условия для размножения и сохранения вредных микроорганизмов. Это неудовлетворительно сказывается на состоянии и продуктивности скота, что указывает на необходимость своевременного удаления навоза из помещений и дальнейшей его переработки для использования на полях в качестве удобрения с соблюдением требований охраны окружающей среды от загрязнений.
В зависимости от конкретных условий применяют следующие технологии удаления и обработки навоза:
) сбор, удаление, хранение, выдержка в буртах и внесение в почву твердого подстилочного навоза;
) сбор, удаление жидкого бесподстилочного навоза с приготовлением, хранением и внесением в почву твердого компоста, полученного с использованием торфа, резанной соломы, опилок, других компостируемых материалов и минеральных удобрений;
) Сбор и удаление жидкого бесподстилосного навоза с соответствующей обработкой, хранением и внесением его в почву в жидком виде;
) сбор и удаление бесподстилочного навоза с разделением его на твердую и жидкую фракции с соответствующей обработкой, последующим хранением и внесением каждой фракции в почву раздельно (раздельный способ утилизации).
В общем случае технологический процесс уборки навоза из животноводческих помещений, транспортировки его к местам обработки и хранения с последующим внесением в почву можно представить следующими операциями: доставка и распределение подстилки; уборка помещений, включающая очистку стойл, станка, клеток и др.; транспортировка в промежуточные емкости-накопители; погрузка в транспортные средства; транспортировка к местам разгрузки и временного хранения (в навозохранилище, на площадку компостирования); обработка навоза с целью приготовления высокоэффективного органического удобрения; погрузка и транспортировка навоза в поле и внесение его в почву.
В соответствии с технологией и квалификацией навозоуборочных средств выбираются технические средства для очистки мест скопления навоза (помета) в помещении, удаления, транспортировки и обработки его с целью последующей утилизации.
На животноводческих фермах и комплексах нашли применение механический и гидравлический способы удаления навоза.
Механический способ включает в следующие технические средства для удаления навоза: наземные и подвесные рельсовые дороги (вагонетки) и безрельсовые ручные тележки; транспортеры скребковые навозоуборочные ТСН) непрерывного кругового и возвратно-поступательного движения; мобильные навозоуборочные средства, состоящие из навесных устройств на тракторах и самоходных шасси; шнековые и винтовые конвейеры.
Наземные и подвесные рельсовые вагонетки, безрельсовые ручные тележки используют для удаления навоза в старых нетиповых животноводческих помещениях.
Транспортеры скребковые навозоуборочные непрерывного кругового движения ТСН-2,0Б; ТСН-3,0Б; ТСН-160А и ТСНВ-1; ТСНВ-3 (Волковысский завод литейного оборудования, Республика Беларусь) обеспечивают качественную ежедневную уборку твердого навоза или помета из помещений и погрузку их в транспортные средства.
Скреперные установки типа «Дельта-скребок», «Короб», «Стрела», «Лопатка», «Каретка» используют для удаления полужидкого навоза. Выпускаются канатно-скреперные установки для ферм КРС - УС-15, УС-Ф-170, УС-Ф-250, УС-10, ТС-1ПР, ТС-1ПП; для свиноводческих ферм - УС-12, УСН-12, ТС-1ПР, ТС-1ПП.
Мобильные навозоуборочные средства используют для удаления твердого навоза из помещений с беспривязным содержанием на глубокой или частосменяемой подстилке, с выгульно-кормовых дворов и площадок. К ним относятся агрегаты мобильные навозоуборочные АМН-Ф-20, бульдозерные навески БН-1, БСН - 1,5, бульдозерные щетки, погрузчики - бульдозеры ПФП - 1,2, ПБ-35, самопогрузчики СУ-Ф - 0,4, погрузчики-экскаваторы ПЭ-0,8А, ПЭА-Ф1 и бульдозеры общего назначения.
Шнековые и винтовые конвейеры КВ-Ф-40, КШ-40 обеспечивают удаление навоза из помещений ферм КРС при привязном содержании. В комплект конвейера входят шнеки продольные длиной 70 м, шнек поперечный - 20 м, установка для транспортирования навоза в навозохранилище.
Для уборки навоза на свиноводческих фермах из продольных каналов применяют скреперные установки типа «Стрела» УС-12 и ТС-2ПР со скребками типа «Каретка», из поперечных каналов - УСП-12 и ТС-1ПП.
Скреперная установка не травмирует животных, так как скорость рабочих органов мала (2,4 м/мин), но в то же время не дает животным лежать в проходе. Установка может убирать жидкий и полужидкий навоз с останками кормов и подстилкой, обеспечивая чистоту навозных проходов.
Установка скреперная УС - !» предназначена для уборки бесподстилочного навоза из-под щелевых полов в продольных каналах шириной 800 мм, глубиной 800 мм или шириной 900 мм при глубине 400 мм в свиноводческих помещениях. Длина контура 200 м, скорость движения скреперов 0,25 м/, мощность привода 3кВт.
Установка скреперная (поперечная) УСП-12 предназначена для транспортировки навоза в поперечных навозных каналах глубиной 1 м и шириной 0,82 м на свиноводческих фермах. Длина контура 480 м, скорость движении скреперов 0,2 - 0,3 м/, мощность привода 5,5 кВт.
Скреперные установки, работающие в продольных каналах, удаляют навоз в течение 18 - 20 ч. В сутки, а установки УС-10 и ТС-1ПП включаются в работу шесть раз по 20 - 60 мин. За каждую уборку.
Агрегат мобильный навозоуборочный АМН-Ф-20 и самопогрузчик универсальный СУ-Ф - 0,4, бульдозерная навеска БН-1В предназначены для удаления навоза из помещений с беспривязным содержанием на глубокой или часто сменяемой подстилке, с выгульно-кормовых дворов и площадок, имеющих твердое покрытие.
Гидравлический способ обеспечивает удаление жидкого навоза на свиноводческих фермах, фермах крупного рогатого скота при беспривязно-боксовом содержании на щелевых полах. Различают четыре основные системы гидравлического удаления навоза: смывная, лотково-отстойная (шиберная), самотечная и рециркуляционная.
Гидравлическая система состоит из продольных навозоприемных каналов 1, поперечного (магистрального) канала 2, отстойника 3, навозосборника с насосной станцией 4 и наружной канализационной сети 5. Навозоприемные продольные каналы служат для приема навозной массы из стойл, станков и проходов.