5.3.2 Гидравлические системы удаления навоза
Рассмотрим следующие системы.
При всех системах гидроудаления навоза, за исключением безканального гидросмыва, в станках для содержания животных устраивают заглубленные продольные каналы, которые сверху перекрывают железобетонными или чугунными решетками (щелевые полы). Через них навоз поступает в продольные каналы, которые соединены с поперечными каналами. Последние размещены на 300...350 мм ниже первых и выходят за пределы животноводческих помещений в коллектор (трубу диаметром 500...1200 мм). Поперечные каналы и коллектор имеют уклон от 0,01 до 0,03.
Самотечная система непрерывного действия основана на принципе самопередвижения смеси экскрементов, т. е. использует вязкопластические свойства жидкого навоза. Система действует непрерывно по мере поступления навозной массы через щели надканальных решеток и ее стекания через открытый конец канала. Толщина слоя навоза по длине канала увеличивается в сторону, противоположную его движению. Навозная смесь располагается под определенным углом к дну канала. С помощью подпора, создаваемого разностью толщины слоя, возникает сила, которая перемещает навоз по каналу. Навозная смесь непрерывно вытекает из канала. Скорость потока смеси невелика (1...2 м/ч), и движение ее едва заметно.
Самосплавная система состоит из продольных (самотечных) и поперечных каналов. Поперечные каналы примыкают к навозосборнику. Продольные каналы имеют прямоугольную форму с закругленными углами или полукруглым дном. Дно каналов выполняют без уклона или с минимальным уклоном (около 0,005) в сторону поперечного канала. Такой уклон принимают в целях обеспечения очистки (промывки) канала. При большем уклоне дна канала жидкая часть экскрементов (моча) быстро бы стекала, а кал оставался в канале.
Поперечный канал устраивают на 35...50 см глубже продольных, с уклоном 0,01 в сторону навозосборника. Для поперечного канала (коллектора) используют асбестоцементные или железобетонные трубы диаметром 500...600 мм.
В месте примыкания продольных каналов к поперечным делают порожки высотой 100... 150 мм, которые предназначены для образования в продольном канале водяной подушки. При пуске системы навозоудаления в самотечный режим продольный канал заполняют из трубопроводов водой на высоту порожка. Вода смачивает нижнюю поверхность канала и компенсирует испаряющуюся влагу жидкого навоза в первый период эксплуатации системы. Навозная масса накапливается в продольном канале до уровня, при котором образуется гидравлический уклон. Масса движется самотеком, вследствие чего стекает через порожек в коллектор.
Глубина навозных каналов зависит от высоты слоя навоза, при которой он начинает течь. В. В. Калюга рекомендует определять минимальную (начальную) глубину потока навоза, м, при которой возможно движение вязкопластической массы по каналу единичной ширины, по формуле
(21)
Где τ0 - предельное напряжение сдвига, Па; LК - длина канала, м; р - плотность навозной массы, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2.
Начальная и конечная глубины самотечного канала (рис.)
Hн.к. = ∆h + hсл + hрез; , (22)
Hк..к. = hпор+ hсл + hрез + h0, (23)
где ∆h - превышение высоты порожка над дном канала в начальной его части, м, т. е. ∆h = hпор -z (здесь hпор — высота порожка, м; z = iLк - разность отметок начала и конца канала, где i - уклон дна канала); hсл - толщина жидкого слоя над порожком (hсл = 0,05...0,1 м); hрез, - резервная глубина канала, м, т. е. минимально допустимое расстояние от наивысшего уровня массы в начале канала до решетчатого пола (hрсз = 0,3...0,35 м).
Обычно принимают ∆h = 0,05...0,1 м.
Рис.39. Расчетная схема навозосборочного канала
Самотечная система периодического действия (лотково-отстойная) отличается от самотечной непрерывного действия тем, что в ней предусмотрено накопление навоза в навозоприемных каналах, выход которых перекрыт шиберами. Навозная масса накапливается в продольных каналах в течение нескольких суток. Каналы выполнены с уклоном не менее 0,005. Для периодического спуска навозной массы (через 7... 14 дней) шибера открывают. Для ее разжижения добавляют воду. Основные недостатки этой системы — повышенный расход воды и значительное выделение сероводорода при спуске навозной массы, что ухудшает микроклимат.
Система прямого гидросмыва навоза заключается в следующем. Продольные каналы устраивают с уклоном 0,007...0,01, а поперечные - с уклоном 0,02...0,03. За пределами животноводческих помещений и на участке до приемного резервуара-усреднителя поперечные каналы заменяют трубами.
Для удаления и транспортировки навозной массы техническая вода подается под давлением 0,2...0,3 МПа. На один объем экскрементов расходуется 6... 10 объемов воды. На фермах образуется большое количество навозных стоков влажностью более 98 %, на обработку которых требуются большие затраты. Однако при таком способе можно достаточно быстро удалять навоз из животноводческих помещений, что практически в полной мере удовлетворяет зооветеринарным требованиям.
Рециркуляционная система предусматривает ежедневную промывку навозоприемных каналов жидкой фракцией навоза, предварительно отстоянной, обеззараженной и дезодорированной, или жидкой фракцией, прошедшей биологическую очистку и предварительное карантинирование.
При этой системе расходуется значительно меньше воды, чем при прямом смыве.
Безканальный гидросмыв навоза с напольных мест дефекации проводят с помощью гидросмывных установок, значительно сокращающих по сравнению с прямым гидросмывом количество расходуемой воды, эксплуатационные расходы и капитальные вложения на строительство.
При таком способе не требуется устройство каналов и решетчатых полов, так как зона дефекации примыкает непосредственно к полу логова (на 12... 15 см ниже последнего), а гидросмывные установки монтируют в проемах разделительных перегородок.