Механізми відведення і переробки гною

 

Операції видалення гною передбачають очищення проходів, боксів, стійл чи кліток, згрібання в канавки або в канали під підлогу, видален­ня його з приміщень і транспортування в гноєсховище, чи навантаження в транспортні засоби (рис. 4.13). Для цього використовують спеціальне обладнання та елементи будівельних конструкцій.

 

 

Рис. 4.13. Технологічна схема прибирання гною

 

Для видалення гною застосовують скребкові й скреперні транспортери, бульдозери, а також насоси і системи самопливу. В останніх рідкий гній збирається під щілинною підлогою в спеціальних каналах і самопливом, або транспортерами переміщується в проміжні збірники, до насосів, чи безпосередньо в гноєсховище.

При безпідстилковому утриманні тварин для видалення рідкого гною з приміщення і транспортування його до сховищ використовують системи щілинної підлоги, каналів, транспортерів або насосів. Для цього в проходах, а при прив'язному утриманні худоби і в кінці стійл, влаштовують щілинну підлогу, а під нею канали. Гній та сеча потрапляють через щілини в канали і самопливом або за допомогою транспортерів й насосів надходять до сховища.

Поздовжні канали з'єднують із загальним поперечним каналом-колектором, або трубопроводом великого діаметра, по якому гній переміщується у сховище. Залежно під вікових груп тварин, типу годівлі та елементів будівельних конструкцій, рідкий гній може видалятись самопли­вом без додавання води, оскільки це робити небажано, бо розрідження гною ускладнює його переробку на добрива.

При застосуванні системи видалення гною самопливом канал не повинен мати нахилу і повинен бути відкритим в одному кінці. На виході каналу влаштовують знімний поріжок заввишки 10 – 15 см. Перед початком роботи канал заповнюється невеликою кількістю води до верхнього рівня поріжка. Рідкий гній утворює рухому суміш, яка має сталий кут природного нахилу в бік відкритого кінця каналу. При цьому гній, що надходить у канал через щілинну підлогу, витискує з нього таку саму кількість суміші, зберігаючи при цьому природний нахил.

У лотково-відстійній системі кожну секцію каналів при закритих заслінках заповнюють у найвищій точці дна на 8 – 10 см водою. Гній, що падає на щілинну підлогу, як правило, вільно проходить через щілини і нагромаджується в каналі. Гній, що потрапляє на суцільну частину стійла, переміщується скребком на щілинки підлоги майстром по догляду за тваринами, а потім – в канал. Після 10 – 12 днів нагромадження заслінки відкривають і гній випускається з поздовжніх каналів. Для цього спочатку відкривають першу заслінку у кінці каналу біля поперечного колектора, а через 8 – 12хв – другу в середній частині каналу. Заслінки залишають відкритими, доки не припиниться витікання гною. При необхідності додатково змивають гній в каналах водою, що подається під тиском по шлангах або з бачків. Після цього обидві заслінки закривають, канали заповнюють частково водою і цикл повторюється. Щоб поліпшити витікання гною з каналів і зменшити витрати води, необхідно запобігти потраплянню в канали залишків корму.

З проміжних гноєзбірників гній перекачують у сховища фекальними насосами або транспортують у поле гноївкорозкидачами РЖ-1.7А, ЗЖВ-1,8 чи спеціальними цистернами великої місткості. Залежно від пори року гній вносять у грунт або поливають бурти для приготування компостів.

Гноївкорозкидач типу РЖТ завантажують під дією вакууму, що створюється в цистерні при підключенні її до всмоктувального колектора тракторного двигуна. Тривалість заповнення З – 6 хв.

Якщо гній зберігається в траншеях під щілинною підлогою протягом стійлового періоду, його видаляють один раз на рік. Такий гній наванта­жують у транспортні засоби і доставляють на поле. З вигульних майданчиків та з приміщень при утриманні корів із застосуванням підстилки або на глибокій підстилці гній видаляють бульдозером. Якщо відстань від майданчика чи приміщення до гноєсховища не перевищує 50 м, гній переміщують до місця зберігання. При значних відстанях його перевозять транспортними засобами. Навантажують гній у причепи або автомобілі спеціальними навантажувачами чи за допомогою естакад.

Під час видалення гній згортають із стійл у прохід і бульдозером 2 – 3 рази на добу видаляють з приміщення, виштовхуючи з проходів назовні. Послідовно очищається прохід по всій довжині приміщення. Прохід з твердою основною повинен бути на 15 – 20см нижче рівня стійл. Ширина проходу повинна відповідати ширині бульдозера. В приміщенні та на вигульних майданчиках слід застосовувати бульдозери, навішені на колісні трактори, оскільки гусеничні трактори пошкоджують покриття. Гній видаляють з приміщення бульдозером при утриманні тварин без прив'язі, а в ряді випадків – і під час прив’язного утримання.

Гній, нагромаджений на суцільній підлозі проходів корівника при безприв’язному утриманні тварин, або під щілинною підлогою, видаляють за допомогою установки, робочим органом якої є пелюстковий скрепер. Під час роботи шарнірно закріплені скребки розкриваються і захоплюють гній по всій ширині проходу. При зворотному рухові скребок складається і гній перемі­щується. При зворотному поступальному рухові скребка, що забезпечується реверсивним електричним приводом, скрепер транспортує гній до поперечного транспортера або в гноєзбірник.

Рис.4.14. Схема розміщення транспортера для прибирання гною:

1 – Горизонтальний транспортер, 2 – похилий транспортер, 3 – пристрій керування, 4 – привід, 5 – натяжний пристрій, 6 – цеп із скребками, 7 – пристрій для повертання

 

При утриманні худоби в стійлах із застосуванням підстилки, гній видаляють із стійла 5 – 6 разів за добу за допомогою ручних скребків і ски­дають на ввімкнений транспортер типу ТСН (рис. 4.14)гноївкорозкидачами. Транспортер встановлюється в приміщенні у вигляді замкнутого кільця. Горизонтальний транспортер установки ТСН-З.ОБ переміщується вздовж приміщення в канавці розміром 320 х І25 мм, збирає гній і спрямовує його в приймальний бункер похилого транспортера. Остан­ній піднімає гній на висоту 2,5 – 3,0м і складає його в транспортні засоби, наприклад, в причепи, після чого його відвозять до гноєсховищ чи в польові бурти. Горизонтальний і похилий транспортери мають окремі приводи. Довжина транспортера до 170м, встановлюється він у приміщенні, що дає змогу видаляти гній від 100 – 120 голів великої рогатої худоби.

Перед початком роботи знімають містки на проходах, перевіряють наявність причепа під вивантажувальним пристроєм і вмикають спочатку похилий, а потім горизонтальний транспортери. Чистити стійла краще при включеному транспортері, починаючи роботу в напрямі його руху. За­побігаючи перевантаженню транспортера і приводних пристроїв, видаляють гній регулярно, не чекаючи, доки канавки і ланцюги з скребками будуть завалені понад норму, тому не можна скидати гній на непрацюючий транспортер. При роботі взимку необхідно стежити за чистотою похилої вивантажувальної частини транспортера. Для очищення жолоба похилої частини після видалення гною на рухомий транспортер треба покласти трохи соломи, щоб зменшити його примерзання. Спочатку виключають горизонтальний транспортер, похилий повинен працювати ще протягом 5 хв. Бажано також очистити ланцюг і скребки віником. Перед ввімкненням транспортерів у великий мороз слід перевірити похилий транспортер і оббити ділянки ланцюга, що примерзли. Це запобігає виходу з ладу приводного пристрою і електродвигуна.

Надійність роботи транспортерів залежить не лише від правильного їх використання, але й від своєчасного технічного обслуговування. Звичайний гній з вмістом підстилки транспортують до гноєсховища тракторними причепами типу 2ПТС-4М. Рідкий гній вологістю понад 92 % транспортують по трубопроводах за допомогою насосів типу НШ-50 або фекальних – 5Ф-6, 5Ф-12, 6Ф-9. Для транспортування гною дещо меншої вологості від приміщень до гноєсховища на відстань до 600 м використовують пневматичну установку УПН-15. Одна установка може видаляти й транспортувати гній з двох – шести приміщень, для чого в кожному приміщенні встановлюють гноєзбиральний резервуар. Резервуар завантажують за допомогою транспортерів або інших засобів. Після заповнення люк закривають і від компресора подають стиснуте повітря, під дією якого гній надходить по трубопроводу до гноєсховища. Щоб система працювала безперебійно і в трубопроводі не утворювались пробки, вологість гною повинна становити не менше 85 %, а як підстилку краще використовувати подрібнену солому, торф-сирець або тирсу. Якщо гній має меншу вологість, до нього перед транспортуванням додають певну кількість води. Так, при використанні підстилки з подрібненої соломи з частками до 10 см (1 кг на 1 голову за добу) до гною додають 15—20 % води. При безпідстилковому утриманні, і особливо на відгодівельних пунктах з використанням жому, води не додають.

При використанні самопливної системи з щілинною підлогою затрати праці на видалення гною становлять 0,17 людино-години на 1 т, а із застосуванням пневматичної установки УПН-15 – до 1,31 люд.-год. При видаленні 1 т гною транспортерами ТСН-2 і ТСН-З.ОБ та причепами затрати дорівнюють 1,24 люд.-год.

Навантажують і доставляють солому для підстилки навантажувачами ПСК-5,5, ФН-1,4 та кормороздавачем КТУ-10А. У приміщеннях її вивантажують у поперечних проходах, а потім вручну або за допомогою ручних візків транспортують на місце і вносять у стійла.

Транспортують підстилковий гній від приміщень у польові бурти чи гноєсховища тракторними причепами і тракторами МТЗ, ЮМЗ і Т-40АМ у вільний від доставки і роздачі кормів час. На великих фермах і комплексах доцільно виділяти окремий трактор, причепи й спеціальну бригаду, яка виконуватиме роботи відповідно до графіка технологічного процесу.

Для зберігання твердого і рідкого гною використовують гноєсховища різних типів, споруджені за типовими проектами. Щоб усунути втрати і забруднення водоймищ та ґрунтових вод, не слід допускати витікання рідких фракцій в грунт. Не варто зберігати гній навалом або в невеликих купах, бо якість його погіршується, вивітрюються поживні речовини: азот, фосфор, калій.

Якщо гній вивозять у поле, його складають штабелями і компостують. Відкриті наземні штабелі мають ширину 3 – 4 м і висоту 1,5 – 2 м при щільному укладанні. При менших розмірах штабелів і поганому перемішуванні у компостах надто повільно відбуваються мікробіологічні процеси. Взимку такі компости часто промерзають і якість їх погіршується.

Для зберігання рідкого гною на фермах будують гноєсховища, загальна місткість яких повинна бути достатньою для зберігання гною протягом зимового періоду (4—6 міс). При цьому враховують, що від однієї корови одержують до 50 – 60 кг гною за добу. При зберіганні гній розшаровується на фракції: твердий осад, освітлена рідина, плаваючий шар. Освітлену рідину перекачують у спеціальні місткості або через систему зрошення подають для удобрення на луки і поля. Тверду частину завантажують у транспортні засоби. Для використання гною в рідкому і розрідженому стані його періодично перемішують у сховищах за допомогою механічних мішалок, гідравлічними засобами або стисненим повітрям. У періоди між перемішуванням на поверхні утворюється тонкий шар, що взимку зменшує глибину промерзання. До наставання холодів гноєсховище заповнюють на висоту не менш як 0,5 м над вихідною трубою чи каналом, через які гній надходить у сховище.

Рідкий гній, що нагромадився у сховищі, використовують для приготування добрив на місці або перекачують у поле. Спеціальні насоси (відцентрові шнекові, гвинтові, наприклад, 4НФ, ИНФВ-5М) перекачують рідкий гній по трубах, вологість якого близько 92%. Якщо необхідно, гній фільтрують, розділяють осаджуванням або механічною сепарацією, а потім компостують з торфом чи соломою. Біля гноєсховища для рідкого гною бажано мати окремий резервуар, в який його збирають протягом 4 – 8 днів, тут він перемішується, знезаражується і стерилізується термічними, хімічними й електричними методами. Послідовність операцій, необхідне обладнання і режим роботи при видаленні гною з приміщень і транспортуванні у сховища наведено в операційних картах.

Виробництво біогазу із гною

У 1808 р. англійський хімік Г. Деві вперше одержав із гною добре відомий усім горючий газ метан і вуглець.

В зоні великих тваринницьких комплексів концентрація летких елементів у повітрі у 20 – 30 разів перевищує допустимий рівень забрудненості, а підвищений вміст аміаку відмічають у радіусі 200 м.

Елементи, які залишаються після бродіння — відмінне добриво. В ньому знаходяться азот, фосфор, калій, мікроелементи, які в мінеральних добривах відсутні. Крім того, у залишках бродіння майже повністю відсутні хвороботворні мікроорганізми і яйця гельмінтів, яких дуже багато у свіжому гної. Але переброджений гній – це не тільки добриво. В процесі метанового бродіння в ньому значно підвищується вміст вітамінів, особливо вітаміну В12 (до 280—300 мг/м3). Тому переброджений гній можна використовувати для приготування вітамінного концентрату, добавка якого в корм худобі сприяє підвищенню її продуктивності й запобігає авітамінозу.

Рідку фракцію метанового бродіння, так звану ілову воду, використовують для поливу. Удобрювати нею можна не тільки поле, а також водосховища, оскільки ілова вода стимулює ріст водяної рослинності й планктону, а це кормова база при штучному розведенні риби. Крім того, висушені і подрібнені водяні рослини можна додавати до корму худобі, оскільки їх біомаса містить багато білка в легкодоступній формі, а також такі мінеральні речовини, як калій, кальцій, фосфор.

У чому ж суть процесів, що відбуваються з гноєм при метановому бродінні і які перетворюють його в горючий газ та інші корисні продукти?

Метанове бродіння, як і інші технологічні процеси, взаємодіють у природі. Коли рослини і тварини, відмираючи, потрапляють в землю або в воду, починається процес їх розпаду. Залежно від умов навколишнього середовища при розпаді можуть відбуватися різні хімічні реакції. В даному випадку нас більше цікавлять ті процеси, які відбуваються в безкисневих умовах, тобто при нестачі кисню. В природі такі умови створюються під товщею води на дні озер, боліт. Там процеси розпаду органічних залишків – це, насамперед, життєдіяльність безкисневих бактерій. Поглинаючи вуглекислий газ і азот, вони утворюють серед інших продуктів життєдіяльності і суміші газів так званий болотний газ, який більше ніж на половину утворений із метану. Інколи болотний газ виходить на поверхню крізь воду, а оскільки основний компонент його горить, то при певних умовах може відбутися самозагорання болотного газу і тоді над болотом з'являються болотні вогні.

У болоті горючий газ утворюється роками, а людей такий термін утворення біогазу не задовольняє. З точки зору біохімії та мікробіології процес безкисневого бродіння можна розділити на три основних етапи.

На першому шляхом біохімічного розпаду всі високомолекулярні компоненти відходів (жири, білки, полісахариди) розпадаються на більш прості хімічні сполуки. Жири перетворюються в високомолекулярні жирні кислоти та гліцерин, білки - у амінокислоти та пептиди, полісахариди – моно- і дисахариди.

На другому етапі з участю кислототворних бактерій відбувається подальший розпад з утворенням летких жирних кислот, спиртів, аміаку, вуглекислого газу, водню і води.

На третьому етапі починається метанове бродіння. Під дією метанотворних бактерій органічні сполуки перетворюються в метан та вуглекислий газ. Це основні компоненти біогазу. Метану в біогазі, залежно від сировини і умов бродіння, міститься 50 – 70 %, вуглекислого газу 30 – 50 %. Кілограм такої газової суміші заповнює площу 1,2 м3, а при його спалюванні можна одержувати до 29 000 кДж енергії.

Таким чином, перетворюють відходи у біогаз два види бактерій, які можна назвати кислото- і газотворними. Щоб процес відбувався інтенсивніше, у бродильну рідину додають спеціально вирощені культури безкисневих бактерій, які починають інтенсивно розмножуватись. Якщо основне в цьому бродінні – отримати метан, то необхідно підтримувати баланс між бактеріями, що утворюють органічні кислоти, та мікроорганізмами, що виробляють метан на стадії газоутворення. Слід відмітити, що ці бактерії вибагливі. Крім того, що вони потребують у безкисневих умовах і тривалішого часу для відновлення, ніж кислототворні бактерії. їх життєдіяльність залежить від багатьох інших факторів – кислотності середовища, складу органічних речовин, температури. Крім температури на життєдіяльність бактерій впливає кислотність середовища, яка необхідна для підтримання даного рівня (рН 6 – 7).

Процес бродіння залежить від співвідношення кількості твердої речовини і рідини. Звичайно, гній, що надходить на бродіння, має не менш як 18% твердої речовини, і тому його необхідно розводити. Найголовнішим фактором є хімічний склад бродильних відходів, точніше співвідношення в них вуглецю і азоту.

Як відомо, бактерії, що відповідають за бродіння, поглинають вуглець і азот, при цьому вуглецю вони поглинають більше, ніж азоту.

Біогазові установки бувають дуже прості і складаються із колодязя глибиною 3,4 м діаметром 1,2 м, викладеного цеглою, і циліндричного газозбірника. У колодязь завантажують розведений водою гній. За рахунок бродіння в такому БГУ за добу утворюється до 2,8 м3 біогазу. Такої кількості газу достатньо для приготування їжі для сім'ї з 7 чоловік. Установки такої простої схеми придатні для використання побутової енергії і можуть застосовуватись тільки в країнах, де кліматичні умови дозволяють обійтися без підігрівання біомаси.

Тваринницькі ферми, розташовані у середніх широтах, потребують другого обладнання.

Органічні відходи надходять у приймальний резервуар, де їх розводять гарячою водою і додають відходи рільництва, щоб утворити необхідне співвідношення вуглецю і азоту. Нагріта маса подається у метантенк (інколи через підігрівання). Утворений біогаз проходить систему очистки, стискується компресором і подається у газгольдер.

Головна частина будь-якого БГУ – це метантенк. Ним може бути достатньо великий резервуар, у якого є люки для завантаження відходів і вивантаження їх, і простір для виходу газу. Для швидшого протікання бродіння суміш треба змішувати, а в багатьох випадках і підігрівати. Тому сучасний метантенк завжди забезпечений мішалкою і пристроєм для підігрівання. У вертикальному метантенку є дві вертикальні камери – у одну потрапляє сирий матеріал, а з другої відводиться заброджений осад.

Розміри метантенку для кожного випадку встановлюють з врахуванням його типу, характеристик вологого матеріалу, а також тривалості зброджування, яка залежить від виходу газу, кількості відходів та розмірів простору для будування споруд. Кількість газу повинна бути встановлена на основі математичного аналізу його можливого виходу.

 

Контрольні запитання

1. Якими способами виконується перемішування рідини ?

2. Які параметри змішувача є керованими?

3. Які параметри змішувача можна назвати параметрами керування?

4. Які балансові рівняння змішувача можна скласти в статичному режимі роботи об’єкта ?

5. Якими є передатні функції по каналах витрат речовин А і Б ?

6. Які питання виникають при створенні системи керування перекачуванням рідини насосом по трубопроводу ?

7. Від яких параметрів залежить потужність насосу для перекачування рідини ?

8. Чому дорівнює стала часу трубопроводу ?

9. Які методи лінійного програмування використовуються для оптимізації раціону кормів?

10. Чим відрізняються годівниці півнів і курей?

11. Де зберігається корм для курей?

12. Навіщо поїлки встановлюють на деякій відстані від годівниць?

13. Яке призначення медіатора в системі підготовки води?

14. Назвіть системи збирання яєць на птахофермі?

15. Які сушарки використовуються для сушіння курячого посліду? Які з них більш економічні і чому?

16. Розкажіть про послідовність етапів технологічна схеми прибирання гною ?

17. Які використовуються технологічні системи видалення гною від корів?

18. Що дає бродіння гною в метантенках?

19. Які використовуються бактерії для процесу бродіння гною?

20. Можливості автоматизації процесу добування біогазу із гною?

 

---

Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 265; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!