Уборка навоза - одна из наиболее трудоёмких операций в животноводстве.
Во время уборки приходится транспортировать более 50% груза на животноводческих фермах. В процессе уборки выполняют следующие операции: очищают стойла и удаляют навоз из помещения, грузят его в транспортные средства и отвозят на место компостирования или в поле.
Система навозоудаления и его переработки должна обеспечивать:
- удаление навоза (путём механических средств, гидросмыва, отстойно-лотковым или самотёчным способом) из животноводческих помещений в общие навозоприёмники фермы;
- разделение навоза на твёрдую и жидкую фракции;
- обезвреживание навоза и транспортирование его в места хранения;
- хранение твёрдой и жидкой фракций навоза;
- стенки и дно навозных каналов необходимо покрывать водонепроницаемым составом;
- на сплошных полах убирать навоз - ежедневно, решетчатых - 1...2 раза в неделю;
- для удаления 30% объёма вентилируемого воздуха из нижней зоны в боковых стенках навозных каналов должны быть воздухозаборные отверстия;
- цех, в котором выполняют операции разделения навоза, должен располагаться на расстоянии не менее 200м от животноводческих помещений и иметь вентиляцию с пятикратным обменом воздуха.
1. Физика - механические свойства навоза
Навоз, получаемый при содержании скота на подстилке с нормой внесения от 2 до 6 кг на одно животное в сутки, с влажностью до 81% называют твердым навозом, его можно хранить в штабелях.
При внесении подстилки до 1 кг на одно животное в сутки с ежедневной уборкой получают полужидкий навоз с влажностью до 87%.
При бесподстилочном содержании скота с ежедневным удалением навоза получается жидкий навоз влажностью на фермах КРС 92...93% и на свиноводческих фермах до 97%.
Основной характеристикой навоза является его влажность, которая зависит от влажности экскрементов, вида и количества вносимой подстилки и главное от приятной системы содержания животных.
На эффективность работы механических средств навозоудаления существенно влияют трение навоза по рабочим поверхностям и его липкости, численные характеристики, которые зависят, прежде всего, от его влажности.
Влажность навоза, при которой коэффициент трения принимает своё максимальное значение, С.Е.Маркарян называет критической. Так, при движении бесподстилочного навоза крупного рогатого скота по стали, бетону и сосновой доске критическая влажность соответственно составляет 64,6; 67,6; 60,4%, а коэффициенты трения равны 0,9; 1,04; 1,2.
Навозная масса также характеризуется коэффициентом липкости или усилием, необходимым для отрыва пластины от налипшей на нее навозной массы при определенном начальном давлении на пластину и времени контакта. Наибольшее усилие прилипания к навозу характерно для резины и дерева. Наименьшее - у полиэтилена и винипласта.
2. Сравнительная оценка механических систем удаления навоза
Для удаления навоза из коровников используют различные установки, из которых составляют системы сбора навоза в помещении и выгрузки его в хранилище или погрузки в транспортные средства.
При оценке сравниваемых вариантов лучшим признается тот, который обеспечивает минимальные приведенные затраты на единицу продукции или максимальный годовой экономический эффект на одно животное. Приведенные затраты определяют расчетным путем исходя из утвержденных норм на амортизацию и текущий ремонт и других данных. В некоторых случаях рассчитанные таким образом амортизационные издержки не соответствуют действительным, так как средство (например, навозный транспортер ТСН - 3,ОБ) не служит нормативный срок (4 года), а выходит из строя раньше (через 2...3 года). Сравнивая и оценивая средства механизации удаления навоза на основании только приведенных затрат, можно получить искаженные данные об их эффективности, так как остаются неучтенными показатели надежности, влияние этих средств на здоровье животных и их продуктивность, а также условия работы обслуживающего персонала.
На машиноиспытательных станциях средства механизации оценивают по различным экономическим и эксплуатационным показателям, сравнивая их с соответствующими показателями эталонного образца.
Чтобы более эффективно определить преимущества той или иной системы удаления навоза, эти системы необходимо сравнивать по совокупности показателей, включающей в себя, например, экономические, технические, зоотехнические показатели, показатели надежности, условия работы обслуживающего персонала, причем требуется учитывать также весомость каждого из них(табл.1).
Таблица 1 - Показатели, характеризующие систему удаления навоза
| Экономические | 0,156 |
| Капиталовложения, руб. на 1 т | 0,185 |
| Эксплуатационные затраты, руб. на 1 т | 0,273 |
| Затраты живого труба, мин/т | 0,333 |
| Расход электроэнергии, кВт» ч/т | 0,208 |
| Надежности | 0,260 |
| Наработка на отказ, ч | 0,282 |
| Удельная трудоемкость устранения отказов | 0,247 |
| Удельная трудоемкость технического обслуживания | 0,208 |
| Коэффициент готовности | 0,268 |
| Зоотехнические | 0,214 |
| Качество уборки, % | 0,216 |
| Травмирование животных, балл | 0,243 |
| Приспособляемость к подстилке и остаткам корма, балл | 0,217 |
| Технологическая универсальность, балл | 0,156 |
| Приспособляемость к выгрузке навоза в хранилище, балл | 0,167 |
| Технические | 0,175 |
| Срок службы, годы | 0,334 |
| Производительность, т/ч | 0,245 |
| Металлоемкость, кг/т | 0,176 |
| Возможность автоматизации, балл | 0,247 |
| Физико-эстетические | 0,197 |
| Участие человека в работе, балл | 0,221 |
| Напряженность работы персонала, балл | 0,249 |
| Эстетичность работы персонала, балл | 0,266 |
| Загрязнение территории фермы, балл | 0,265 |
3. Основные навозоуборочные машины
Выбор способа и средств механизации уборки из помещения (рис. 1. и табл. 2) определяете технологией содержания животных, планировкой помещений, объемноплани-ровочным решением фермы или комплекса и обеспеченностью подстилочным материалами (КРС).
Создаются более благоприятные санитарно-гигиенические условия для животных и получаются высококачественные органические удобрения. Для механизации внесения подстилки в стойла и боксы используют мобильные кормораздатчики, а при содержании животных на глубокой подстилке - тракторные навозоразбрасыватели. При удалении навоза без подстилки различают:
- сбор и удаление жидкого навоза — компостирование — хранение — внесение в почву;
- сбор и удаление жидкого навоза — хранение и внесение в почву;
- сбор и удаление жидкого навоза — разделение на фракции – хранение - внесение в почву.
| Средства уборки навоза |
| Гидравлические системы |
| Механическиесистемы |
| Скребковые возврат- но-поступательные |
| Скребковые круговые действия |
| Самотечные |
| Рециргуляционные |
| Мобильные |
| Бульдозерные навески |
| Лотково-отстойные |
| Лотково-смывные |
| Стационарные |
Рис. 1- Средства механизации уборки из помещения
Для механизации удаления навоза из животноводческих помещений с привязным содержанием скота используют в основном скребковые транспортеры.
Таблица 2 - Машины и оборудование для уборки помещений.
| Наименование и марка машины | Название и место установки | Тип привода и установленная мощность |
| Скребковый транспортер ТСН-2,0 | Уборка навоза в коровниках и птичниках | Электрический, №=4кВт |
| Скребковый транспортер ТСН-2,0Б | Уборка навоза в коровниках, свинарниках и птичниках | Электрический, №=4,5кВт |
| Скребковый транспортер ТСН-З,ОБ | То же | Электрический, №=5,5кВт |
| Шланговый транспортер ТШ-ЗОА | Уборка навоза в коровниках и птичниках | Электрический, №=4,5кВт |
| Установка для уборки навоза | То же | Электрический, №=5,5кВт |
| УН-3,0 | ||
| Скребковый транспортер ТС-1 | Уборка бесподстилочного навоза в свинарниках и коровниках при содержании животных на решетчатых полах | Электрический, №=3,0кВт |
| Скреперные установки | Уборка навоза из-под насестов и одноярусных клеток в птичниках и крольчатниках | То же |
| Самотечные лотки с решетчатыми настилами | Уборка жидкого навоза в свинарниках при гидросмыве навоза в помещении | |
| Бульдозеры БСН-1,5 и БН-1,0 | Уборка навоза на выгульных площадках и внутри помещений коровников и свинарников-откормочников (в южных районах) | Для БСН-1,5 трактор ДТ-20; для БН-1,0 трактор типа «Беларусь» |
| Бульдозеры Д-444 и Д-53 | Уборка глубокой подстилки в птичниках при напольном содержании птицы | Трактор Т-75 |
| Фронтальный погрузчик ПГ-0,4 | Уборка глубокой подстилки в птичниках при напольном содержании птицы | Трактор типа «Беларусь» |
| Подвесные пороги ДП-100 и ДП-300 | Уборка навоза и раздача кормов в нетиповых старых птичниках, коровниках, свинарниках-маточниках | Ручной |
Эти транспортеры оснащены разборной пластинчатой цепью со штампованными планками или неразъемной цепью с коваными звеньями. Долговечность первой цепи со скребками составляет в среднем 3 года. Вторая цепь имеет больший срок службы, но и вдвое большую металлоемкость и трудоемкость изготовления, поэтому ее нельзя принять в качестве базовой модели для массового производства.
Поскольку потребность в навозоуборочных транспортерах все время возрастает, и расход металла на их изготовление увеличивается, была выдвинута задача создать долговечную цепь с минимальной металлоемкостью, пригодную для крупномасштабного серийного производства.
Навоз, находящийся в навозном канале, содержит довольно высокую долю абразивных включений, попадающих в него из подстилочных материалов (торф, солома), с пола навозных проходов, из-под ног животных. Эти включения способствуют ускоренному износу шарниров цепей.
Таким образом, самотечно-сплавная система удаления навоза проста по устройству, надежна в эксплуатации, безопасна для обслуживающего персонала и животных, требует небольших затрат ручного труда. Однако в период полной очистки навозных каналов от плотного осадка выделение в помещение вредных газов и влаги значительно увеличивается: концентрация аммиака - на 15-20%, углекислого газа - на 20-25%, сероводорода — на 30— 35%; относительная влажность воздуха повышается на 5—7%. Поэтому для предупреждения ухудшения микроклимата в период очистки каналов интенсивность воздухообмена должна быть повышена на 25-30%.
Внедрение в хозяйствах самотечно-сплавного способа удаления навоза из животноводческих помещений позволяет снизить затраты труда обслуживающего персонала на 60% по сравнению с применением скребкового транспортера ТСН-З,ОБ и на 20% по сравнению с применением скреперного транспортера ТС-1, а эксплуатационные расходы уменьшить соответственно на 27 и 35%.
4. Самотечная и рециркуляционно-лотковая системы непрерывного действия
Самотечная система непрерывного действия основана на способности жидкого навоза перемещаться самотекам по каналу (не ниже 88% влажности).
В конце самотечных каналов (в местах примыкания к поперечному каналу) должны устанавливаться в направляющих рамках порожки, шиберы и гидрозатворы. К началу самотечных каналов должны подводиться смывные трубопроводы.
Рециркуляционно-лотковая система предусматривает ежедневный смыв жидкой фракции навоза, подаваемой насосом из навозосборника, предварительно осветленной, дезодорированной и обеззараженной.
Бесканальный гидросмыв - не требуется устройства каналов и решетчатых полов. На 5...12 см ниже логова.Ширина каналов в коровниках:с беспривязным содержанием - 1...1,2 м; с привязным - 0,7…0,9 м; в свинарниках - 0,82...0,9 м.
Порожек - 100...150 мм. Ширина щелей решеток для КРС - 35…45 мм; телят – 20... 30 мм; свиней - 15...24 мм; уклон канала - 0,01…0,02.
Жидкий навоз, получаемый при бесподстилочном содержании животных, удаляют из животноводческих помещений способом периодического или непрерывного действия.
Способ периодического действия включает применение механических или гидравлических систем (отстойно-лотковый, шиберный, рециркулярный, лотково-смывной).
Низкая эксплуатационная надежность, малая долговечность, большая металлоемкость, высокие эксплуатационные расходы - наличие электроприводов, движущихся механизмов и так далее.
Отстойно-лотковая - требует обязательного добавления воды в систему, что значительно увеличивает суточный выход навозной массы.
Рециркуляционная - увеличивает загазованность воздуха и не исключает возможность переноса инфекции из одного помещения в другое.
Смывная система - надежно работает при бесподстилочном содержании животных на решетчатых полах и кормлении их жидкими или сухими кормами без силоса, зеленой массы. Недостатки - требует большого расхода воды.
Таким образом, выявили, что системы навозоудаления из помещения являются сложными технологическими процессами. Они технологически несовершенны, имеют сложные и ненадежные механические устройства и оказывают большое экологическое воздействие на окружающую среду.
Экономически целесообразным является гидравлическая система навозоудаления. Однако, требуется при ее практическом применении изыскать способ уменьшения расхода воды и исключить осаждение твердых фракций навоза на дне канала. Предусмотреть измельчение твердых фракций навоза для исключения забивания крыльчатки насоса.
5.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОСТА
| П |
ри получении компоста принято выделять следующие фазы: распад, реконструкция, синтез, созревание, гумификация.
Фаза распада (первичного разложения материала; характеризуется стремительным повышением температуры в толще компоста до | 60-70 "С. В этой фазе происходит прогрессивное разложение легко обратимых органических субстанций. Развитые микроорганизмы | отсутствуют, а простейшие питаются легко распадающимися белком, сахаром, целлюлозой и жирами. Термическая реакция приводит к уничтожению возбудителей заболеваний растений, снижению всхожести семян сорняков. Уменьшается значение кислотности.
В фазе реконструкции температура материала, заложенного в компост, снижается до 30-35 °С. Активизируется рост грибков (дрожжевой, лучевой, зеленая плесень), улучшается газообмен (аммиак образует органические соединения), соотношение угле- | рода к азоту (C:N) снижается.
В фазе синтеза температура падает до 20 °С, отмечается значительное заселение массы почвенными организмами более высокой ступени развития (навозными червями, мокрицами, вилохвостками),
в результате жизнедеятельности которых происходит усиленное перемешивание органических и минеральных компонентов. Органические вещества переходят в форму, доступную для растений. Компост приобретает темную окраску, его можно применять в качестве незрелого продукта для мульчирования. '
Процесс ферментации в бурте при отсутствии аэрации разделяется на три зоны (рис.3). Зона 1 -поверхностная (15-20 см) - постоянно подвергается погодным влияниям. Процесс ферментации здесь всегда замедлен
вследствие нарушения температурно-влажностного режима.
Зона 2 находится в оптимальных условиях протекания биотермического аэробного процесса | под защитой поверхностного | слоя. Зона 3 появляется в буртах при недостаточной аэрации компостированного материала. Здесь аэробным бактериям не хватает кислорода.
Чтобы максимально сократить поверхностную зону и повысить качество
Рис. 3. Зоны ферментации в компостном бурт
получаемого компоста предлагается использовать утепленную емкость, в которую помещается контейнер с органическим материалом. Сверху емкость накрывается полиэтиленовой пленкой. Кроме повышения качества | компоста подобная конструкция I емкости со свободным пространством под укрывным материалом позволит утилизировать теплоту, выделяющуюся в фазе распада jорганики