Технологическая схема удаления навоза из животноводческих помещений с расчетом навозохранилища

Удаление навоза из производственных помещений – наиболее трудоемкий процесс, составляющий 30 – 50% трудовых затрат по уходу за животными. В соответствии с конкретными условиями применяют следующие технологии удаления и обработки навоза:

ü сбор, удаление и внесение в почву твердого подстилочного навоза;

ü сбор и удаление жидкого без подстилочного навоза с приготовлением, хранением и внесением в почву твердого компоста, полученного с использованием торфа, резаной соломы, опилок и других компостируемых материалов и минеральных удобрений;

ü сбор и удаление без подстилочного навоза с разделением его на твердую и жидкую фракции, с последующим хранением и внесением каждой фракции раздельно. После разделения твердую фракцию используют как обычный твердый навоз на удобрения, а жидкую фракцию подвергают сложной обработке с целью её обеззараживания, дезодорации и осветления.

В общем виде технологический процесс уборки навоза из животноводческих помещений, удаления его к местам обработки и хранения с последующим внесением в почву в качестве удобрения можно разделить на следующие операции:

ü доставка и распределение подстилки;

ü уборка помещений;

ü транспортировка к местам разгрузки и временного хранения;

ü обработка навоза с целью приготовления высокоэффективного органического удобрения;

ü погрузка и транспортировка навоза в поле и внесение его в почву.

Расчет навозоудаления

Исходными данными при проектировании технологической линии уборки и утилизации навоза являются вид им поголовье животных, а также способ их содержания.

Расчет будем вести в следующей последовательности:

Ø На основе современных достижений науки выбираем рациональную технологию уборки и утилизации навоза, схему которой помещают в расчетно-пояснительной записке;

Ø Определяем суточный и годовой выход навоза в целом по ферме, а также в отдельных животноводческих помещениях;

Ø Рассчитываем требуемую подачу средств уборки навоза, на основе которой выбираем оборудование или подбираем размеры навозных каналов (например, при гидравлических способах уборки);

Ø Рассчитываем количество транспортных средств.

В соответствии с намеченной технологией утилизации и выходом навоза оп­ределяем размеры навозоприемников, навозохранилищ, подбираем оборудо­вание для переработки навоза.

Количество навозной массы G₁ (кг), получаемой от одного животного, подсчитывают по формуле:

где К, М – суточное выделение кала и мочи животным, кг; П – суточная норма подстилки на одно животное, кг; l - коэффициент, учитывающий разбавление экскрементов водой: при транспортерной системе (l= 1,2).

(кг)

Суточный выход G_сут(кг), - навоза с фермы находят из выражения:

 

где m_i - поголовье животных однотипной производственной группы;

n- количество производственных групп на ферме.

G_сут=71*500=35500 (кг)

Годовой выход G_г (т) находят по формуле:

 

где D - число дней накопления навоза, т.е., продолжительность стойлового периода.

G_г=35500*270*10^-3=9585 т.

Ссылаясь на вычисленные результаты производительности навозоуборочного средства, для данной курсовой работы был выбран следующей марки транспортер:

ТСН-160 по своим характеристикам соответствует обслуживанию коровника на 500 голов.

После животноводческого помещения навоз, как правило, попадает в навозоприемник (исключение составляют системы получения твердого навоза на фермах крупного рогатого скота, где его сразу грузят в транспортные средст­ва). Практика эксплуатации гидравлических систем уборки навоза показала, что емкость навозоприемника, рассчитанная накопление половины суточного выхода навозных стоков с фермы (комплексов), обеспечивает нормальную работу систем с равномерной круглосуточной разгрузкой сооружений и аппа­ратов по переработке навоза.

В системах, где навоз используют без переработки, емкость навозоприем­ника должна обеспечивать непрерывную в течение 15 минут работу насосов, перекачивающих навоз в хранилище.

Расчет навозохранилища

Площадь навозохранилища рассчитаем по формуле:

, м², (1.10)

где q_н – масса навоза получаемого на ферме в сутки, кг;

D_хр – продолжительность хранения навоза в навозохранилище, суток (D_хр=120 суток);

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

объемная масса навоза, кг/м³ (800 – 1010 кг/м³).

где m – число животных одного вида, гол.;

По формуле (1.10) определим площадь навозохранилища. F = 1704 м².

Размеры навозохранилища 41х42 м.

Микроклимат

Под микроклиматом помещения понимают комплекс действующих факторов внешней среды ограниченного пространства, которые влияют на протекание физиологических процессов в живом организме. На животноводческих фермах применяют вентиляционные установки различных типов. Эффективное средство для создания оптимальных режимов микроклимата в животноводческих помещениях – применение комбинированных систем отопления и механической вентиляции с частичной или полной автоматизацией.

Комплекты оборудования «Климат -2» и «Климат – 3» применяются для автоматического и ручного управления температурно-влажностным режимом в животноводческих помещениях, снабженных теплотой от котельных исполнениях каждый, причем исполнения отличаются типоразмером (воздухоподачей) приточных вентиляторов и числом вытяжных.

В помещениях для содержания скота имеются большие выделения тепла, влаги и газа. При этом в некоторых случаях количество выделяемого тепла бывает достаточным для удовлетворения нужд отопления в зимнее время.

В сборных железобетонных конструкциях с перекрытиями без чердаков тепла, выделяемого животными, недостаточно. Вопрос о теплоснабжении и вентиляции в этом случае усложняется, особенно для районов с наружной температурой воздуха зимой -20⁰С и ниже.

Классификация вентиляционных устройств

Для вентиляции животноводческих помещений предложено значительное количество различных устройств.

Вентиляционные устройства подразделяются на приточные, нагнетающие воздух, вытяжные, отсасывающие воздух, и комбинированные, при которых приток воздуха в помещение и отсасывание из него осуществляется одной и той же системой.[1]

При кратности воздухообмена K<3 выбирают естественную вентиляцию, при K=3-5 – принудительную вентиляцию без подогрева подаваемого воздуха и при K>5 – принудительную вентиляцию с подогревом воздуха.

Кратность часового воздухообмена определяется по формуле:

где:

- количество воздуха, подлежащего удалению, м³/ч;

- объем помещения, м³.

Расчет величины требуемого воздухообмена по содержанию углекислоты, производится по формуле:

 

где: - количество углекислоты, выделяемое одним животным в течение часа, л/ч;

- предельно допустимое количество углекислоты в воздухе помещения л/м³;

- содержание углекислоты в свежем (приточном) воздухе, л/м³ ( = 0,3…0,4 л/м³).

V_{CO2(500 гол)}=(142×500)/(2.5-0.4)=33809.5 (м³/ч)

Соответственно

К_{500 гол}=33809.5/18468=1.83

Вентиляция с естественным побуждением воздуха

Т.к. полученное значение K<3, то в дальнейшем рассчитываем показатели вентиляции с естественным воздухообменом.

Требуемую площадь сечений каналов определяем по формуле:

 

где: - скорость движения воздуха при прохождении через трубу определенной высоты и при определении разницы температур, м/с.

Значение в каждом случае может быть определено по формуле:

 

где - высота канала, м; - температура воздуха внутри помещения, град; - температура воздуха снаружи помещения, град;

Примем высоту канал равную 2 м, тогда:

Следовательно,

S _в =33809.5/(3600×1.21)=7.76 (м²)

Производительность канала, имеющего площадь сечения = 0,25 м² будет равна:

.

Число каналов находим по формуле:

K _в =7.76/0.25=31.04=31

Расчет отопления помещения

В помещениях, где оптимальная температура и влажность воздуха поддерживаются за счет биологического тепла, нет необходимости ставить специальные источники отопления.

Для животноводческих помещений применяют воздушное отопление, паровое низкого давления с температурой приборов до 100 0С, водяное с температурой 75-90 ⁰С, электронагреваемые полы.

Определяют дефицит теплового потока для отопления животноводческих помещений по формуле:

где: - поток теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции, Дж/ч; - поток теплоты, теряемый с удаляемым воздухом при вентиляции, Дж/ч;

- случайные потери потока тепла, Дж/ч;

- поток тепла, выделяемы животными, Дж/ч.

 

где - коэффициент теплоотдачи строительных конструкций;

- площадь поверхностей, теряющих поток теплоты; - температура воздуха внутри и снаружи помещения соответственно.

где: - объемная теплоемкость воздуха, равная 0,0013 Дж/м3 0C.

где: - поток теплоты, выделяемый одним животным дан. вида, Дж/ч;

- количество животных данного вида в помещении, гол.

Поток теплоты, выделяемый животными равен:

Q_ж=3968000*500=1984000000 (Дж/ч)

Случайные потери потока тепла принимаются в количестве 10-15 % от , т.е.,

Q3=0.05*1984000000=99200000 (Дж/ч)

Значит:

Q=2569656960+0.065+99200000-1984000000=684856960.65 (Дж/ч)

Полученное выше положительное значение дефицита теплового потока свидетельствует о том, что теплоты, выделяемой животными (а соответственно и температуры помещения), не достаточно для обеспечения оптимальной работоспособности персонала и поддержания высокой продуктивности животных, локализующихся на ферме без применения дополнительных нагревательных установок.

РАСЧЕТ ЛИНИИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, т.е., обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах).

Технологические схемы водоснабжения: правильная организация водоснабжения имеет исключительное значение для эффективной работы фермы, так как обеспечивает нормальное выполнение производственно-зоотехнических процессов и противопожарную безопасность, улучшает условия содержания, повышает производительность и культуру труда обслуживающего персонала, продуктивность животных и качество продукции, снижает её себестоимость.

Схема водоснабжения – это технологическая линия, связывающая в той или иной последовательности водопроводные сооружения, предназначенные для добывания, перекачки, улучшения качества и транспортировки воды к пунктам её потребления.

Воду можно подавать потребителям с помощью:

ü колодца;

ü водонапорной башни;

ü и т.д.

Внутренняя распределительная водопроводная сеть выполнена из стальных труб различного диаметра. Схема разводки труб и номенклатура водозаборного оборудования, установленного на внутренней водопроводной сети, зависят от характера технологических процессов, на которые расходуется вода, от вида и поголовья животных и птиц.

Требования, предъявляемые к питьевой воде: вода, подаваемая для поения животных и на сельскохозяйственные нужды обслуживающего персонала ферм, должна отвечать требованиям на питьевую воду согласно ГОСТу 2874 – 54. Пригодность воды и санитарное состояние источников водоснабжения определяет ветеринарный врач, осуществляющий в хозяйстве ветеринарный надзор путем взятия проб.

Физические свойства воды:

ü Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха и может изменяться в течение года от 0 до 250С. Для поения животных рекомендуется вода, имеющая температуру от 8 до 250^оС, в зависимости от вида и возраста. Вода низкой температуры вредна для здоровья, а более высокой - не утоляет жажду.

ü Цвет воды характеризуется в основном присутствием в ней гуминовых веществ и измеряется в градусах. Один градус этой шкалы соответствует цвету 1 л. воды, окрашенной 1 мг. порошка платины. По нормам качества цвет питьевой воды должен быть не более 20.

ü Мутность воды определяется содержанием в воде взвешенных частиц органических и минеральных веществ и выражается в мг/л. Мутность питьевой воды должна быть не более 2 мг/л.

ü Привкусы и запахи качества питьевой воды не должны превышать 2 баллов по норме.

Химические свойства воды:

ü Активная реакция рН показывает степень окисляемости или щелочности воды и характеризуется концентрацией водородных ионов, выраженной в граммах на 1л. Раствора. рН = 6.5 – 9.5

ü Жесткость не должна превышать 7мг*экв/л.

ü Окисляемость в хорошей питьевой воде 2.5 мг/л

ü Степень бактериологической загрязненности. В питьевой воде количество кишечной палочки в 1 л. воды не должно превышать 3. Титр кишечной палочки должен быть не менее 300.

Исходя из требуемого качества и количества воды выбирают артезианский (скважинный) источник водоснабжения.

Перед расчетом линии водоснабжения составляем схему трассы, на которую наносим насосную станцию, напорно-регулирующее сооружение, потребителей.

В данной курсовой работе рассматривается наиболее характерный тип водопровода в сельской местности с забором воды из буровых скважин. Водоподъемное оборудование установлено непосредственно в скважинах. Водонапорная башня размещена на возвышенной части. Распределительная сеть проложена так, чтобы охватить наибольшее количество водопотребителей при наименьшей длине трубопровода.

Принятая для расчета в данной курсовой работе распределительная сеть является кольцевой.