Кафедра технологии и оборудования,производства и переработки продукции животноводства

Академия биоресурсов и природопользования

Кафедра технологии и оборудования, производства и переработки продукции животноводства

ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ КОНСТРУКЦИИ, РАБОТЫ И РЕГУЛИРОВОК ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗА

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К лабораторно-практическому занятию

по дисциплине «Машины и оборудование

для животноводства» студентам 3, 4 курса

Дневной и заочной формы обучения

факультета механизации производства и технологии

Переработки сельскохозяйственной продукции специальности направления 19.03.36 «Агроинженерия»

Разработал к.т.н., доцент Вербицкий А.П.

 

Симферополь 2015

Методические указания составлены заведующим кафедрой технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства, кандидатом технических наук, доцентом Вербицким А.П.

 

Рассмотрены на заседании кафедры ТОПиППЖ

«_23» января 2015 г., протокол № 4_.

 

 

ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ КОНСТРУКЦИИ, РАБОТЫ И РЕГУЛИРОВОК ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗА.

 

Цель работы: изучить назначение, устройство и основные правила эксплуатации оборудования для удаления и утилизации навоза.

Материальное обеспечение: фрагменты навозоуборочных транспортеров ТСН-3, 0Б, макеты, планшеты, плакаты.

Порядок выполнения работы;

1. Изучить техническую характеристику оборудования для внесения подстилки в стойло, навозоуборочных транспортеров ТСН-3, 0Б, ТСН-2, 0Б, ТСГ- 170, ТШН- 300 и биогазовых установок

2. Изучить назначение и устройство транспортеров и биогазрвой установки. Обратить внимание на конструктивные особенности рабочих органов транспортеров.

3. Изучить назначение и устройство оборудования биогазовой установки: подогревателя- выдерживателя, метантенка газгольдера.

4. Изучить рабочий процесс транспортеров и биогазовой установки. Особое внимание обратить на последовательность работы оборудования биогазовой установки и температурные режимы анаэробного сбраживания навоза при термофильной и мезофильном способах.

5. Изучить правила ежедневного и периодических ТО навозоуборочных транспортеров. Обратить внимание на периодичность ТО и основные операции, выполняемые при этом.

6. Составить отчет.

 

Технологические схемы удаления навоза

Навоз - ценное органическое удобрение. Он состоит из твердых и жидких выделений (экскрементов) животных и из подстилочных материалов.

На современных животноводческих фермах и комплексах ь зависимости от способа содержания животных и систем удаления навоза из помещений, навоз получается с различными физико-механическими и реологическими свойствами и условно классифицирован на твердый - до 81%, полужидкий- от 82 до 88% и жидкий- свыше 88% влажности.

При привязном содержании коров без подстилки или с ее малым количеством навоз из стойл удаляют перед каждой дойкой Для механизации удаления навоза при привязном содержании животных применяют скребковые или штанговые транспортеры, а для дальнейшего транспортирования за пределы фермы -скреперные и пневматические установки, тракторные прицепы, транспортеры в подземном канале, установки циклического действия для удаления навоза по трубам.

При беспривязно- боксовом содержании коров в помещениях без щелевых полов очистка кормонавозных проходов от навоза происходит не менее двух раз в сутки с помощью скреперных установок или транспортеров и навоз удаляется за пределы фермы, как при привязном содержании. Если же в помещении имеются щелевые полы и получаемый навоз обладает текучими свойствами, то внутри помещений навоз транспортируют с помощью гидравлических систем к насосной станции, откуда насосами подают в навозохранилище или пункт разделения навоза на фракции и обеззараживание.

При расположении хранилищ непосредственно под полом коровников навоз из них выгружают 1-2 раза в год с помощью специальных машин.

При беспривязном содержании скота на глубокой подстилке помещения очищают с помощью бульдозера с лопатой 1-2 раза в год с одновременной погрузкой навоза в транспортное средство и доставкой его в навозохранилище или на поля.

На свиноводческих фермах распространено бесподстилочное содержание животных. Основными способами удаления навоза при этом являются гидравлические. Внутри помещения сооружаются каналы с решетчатыми полами. Навоз по каналам стекает к насосным станциям и далее насосами подается к навозохранилищу. Иногда для удаления навоза внутри помещении применяют скребковые транспортеры кругового движения или штанговые, и далее за пределы фермы- скребковые и пневматические установки, тракторные прицепы, транспортеры в закрытом канале установки циклического действия для удаления навоза по трубам.

При клеточном содержании птицы помет убирают регулярно (один или несколько раз в день) односкребковыми или многоскребковыми транспортерами с доставкой помета к месту хранения или переработки с помощью стационарных или мобильных средств. Если птица содержится на глубокой подстилке, помет с подстилкой удаляют периодически.

Оборудование для внесения подстилки в стойло

Все более актуальными на животноводческих фермах становятся также вопросы механизации вспомогательных процессов, в частности - внесение подстилки. В настоящее время из-за отсутствия средств механизации она, в большинстве случаев, вносится вручную. Благодаря новому оборудованию для внесения подстилки затраты труда значительно уменьшаются, а, следовательно, уменьшаются общие затраты.

 

Раздатчик AG Мини.

AG Мини равномерно и экономно разбрасывает гашеную известь на расстояние до 1 м.

AG Мини приводится в движение двухскоростным электромотором, питание к которому поступает от перезаряжаемого аккумулятора, позволяющего непрерывно работать в течение двух часов.

AG Мини может уложить подстилку в 160 боксах за один подход. Расстояние разброса и количество выдаваемого материала могут регулироваться. После работы, к раздатчику подключается зарядное устройство для аккумулятора. Процесс зарядки занимает не более шести часов.

Технические сведения

Вес 33 кг
Объем 95 л
Высота разброса 40 см
Ширина 540 см

 

Технические сведения

· Ковш полностью оцинкован;

· край емкости укреплен;

· напорный клапан;

· двигатель и шнек с валом отбора мощности на шпонке;

· ремень из ПВХ;

· шлицованные головные ролики;

· гарантия 3 года;

· виток 6 мм;

· болты из нержавеющей стали.

Встроенный напорный клапан/клапан подачи позволяет регулировать подачу материала, уменьшает встречное давление на гидравлику трактора, уменьшает перегрев гидравлики, позволяет излишнему топливу уходить через возвратный топливопровод.

Преимущества AG Макси:

· Регулировка выдачи;

· Выброс на 1 – 1, 2 м;

· Подходит для всех типов опилок;

· Без предохранителей;

· Сокращает время на внесение подстилки;

· Возможность полной перезарядки;

 

Выдача с помощью высокоскоростного конвейера.

 

 

 

Технические сведения

Вес 55 кг
Объем 215 л
Скорость выдачи 215 л/мин
Высота выброса 45 см
Ширина 78 мм

 

Щелевые полы

Щелевые полы

Одной из новых технологий в строительстве животноводческих помещений является использование в них бетонных щелевых полов. Строительство включает в себя не только монтаж бетонных конструкций, но и проектирование комплексов с возможностью насосного навозоудаления. Возможности изготовления бетонных щелевых полов с различной шириной отверстий позволяет их использовать не только в местах содержания крупного рогатого скота, а так же и в свинарниках.

Использование щелевых полов из бетона – оптимальное техническое решение для свиноводства и разведения КРС. Бетонные щелевые полы хорошо зарекомендовали себя при бесподстилочном содержании. Щелевые полы представляют собой треугольник с направленной вниз вершиной, под которым находятся накопительные ванны. Применение щелевых полов может быть внедрено для всех возрастных групп животных на всех фазах их содержания, выращивания и откорма. Щелевые полы является главным условием применения современных технологий удаления и утилизации навоза, позволяющих механизировать навозоудаление.

Преимущества:

· Бетонные щелевые полы обеспечивают высокую гигиену в животноводческих помещениях и значительно сокращают ручной труд;

· Полы, как правило, монтируются на каналы навозоудаления и обеспечивают великолепное удаление навоза с поверхности пола;

· Снижают за счет отказа от использования подстилки затраты труда на её заготовку, хранение и доставку, а также исключает опасность занесения с подстилкой инфекций;

· Является условием применения современных технологий и утилизации навоза, позволяющих механизировать навозоудаление, существенно улучшить условия труда, резко облегчить или исключить неприятные и трудоёмкие ручные работы.

Щелевые полы имеют эффективную противоскользящую поверхность не требующую затрат по очистке, а также высокую прочность и устойчивость по отношению к агрессивным фракциям навоза. Они изготавливаются из бетона с оптимальным набором наполнителей и добавок. Изделия обладают высокой прочностью на сжатие, достаточной водонепроницаемостью и морозостойкостью. Они нескользкие, не выделяют вредные вещества, стойкие против воздействия агрессивной среды сточной жидкости и дезинфицирующих веществ. Эффективность применения щелевых полов приводит к улучшению санитарно-гигиенических условий содержания животных, снижению заболеваемости, уменьшению трудоёмкости, повышению рентабельности сельскохозяйственных предприятий.

 

 

Способы утилизации навоза

Утилизация навоза осуществляется в настоящее время по нескольким технологиям с применением механизмов.

1 - сбор, удаление из скотоместа, складирование, переработка и внесение в почву твердого подстилочного навоза;

2- удаление жидкого навоза механическими средствами, смешивание с кольностирующими материалами: торфом, резаной соломой, опилками и другими веществами, складирование, переработка и внесение в почву твердого навоза;

3- сбор и удаление бесподстилочного, жидкого навоза с разделением его на твердую и жидкую фракции, с последующим хранением и внесением каждой фракции отдельно. После разделения навоза твердую фракцию используют как обычный твердый навоз на удобрения, а жидкую фракцию- подвергают сложной обработке с целью ее обеззараживания, дезодорации и осветления.

Важнейшее 'мероприятие при обработке навоза -обеззараживание, так как необеззараженный навозпредставляет серьезную угрозу обсеменения водоемов, почвы, подпочвенных вод кормовых угодий и пастбищ опасными для люден возбудителями инфекционных и инвазионных болезней.

Для утилизации твердого навоза в настоящее время применяют наиболее распространенную технологию: компостирование хранение в буртах с следующей вывозкой на поля.

При компостировании навоза наиболее ответственным моментом является его хранение в буртах, так как от этого зависит качество органических удобрений. При этом происходит не только разложение органического вещества, но и потери питательных веществ.

В зависимости от степени разложения навоза, его делят на свежий, полуупревший и перегной. В полупревшей стадии разложения навоз теряет 10 -13% органического вещества, перепревшей стадии - около 50%, перегной теряет до 75%.

Главным источником потерь азота в навозе является газообразный аммиак, который образуется при разложении навоза под действием микроорганизмов, что способствует загрязнению атмосферы. Как видно из таблицы 1, потери органического вещества и азота при различных способах хранения навоза в течении 3-5 месяцев в % составляет:

Табл1.

Потери органического вещества и азота при хранении навоза

Способ хранения	Потери в %
Органические вещества	Азота
Аэробный(рыхлая укладка в штабель)	33, 8	41, 2
Горячерессованый(рыхлая укладка и уплотнение после повышения температуры до 60°С)	25, 4	24, 8
Анаэробный(плотная укладка в штабель)	14, 2	11, 2

 

Это показывает, что лучший способ хранения навоза-анаэробный с плотной укладкой в штабель, при котором питательные вещества сохраняются максимально. Однако при таком хранении степень разложения органического вещества весьма незначительна, что отрицательно влияет на удобрительные свойства навоза, так как при этом снижается отдача азота растениям. Кроме того, такой навоз привлекает патогенную микрофлору. Поэтому перед внесением навоза в почву необходимо, чтобы легкорастворимые органические вещества: жиры, белки и углеводы были разложены.

По оценкам специалистов, наиболее перспективным способом утилизации навоза является его анаэробное сбраживание.

Анаэробное сбраживание навоза представляет собой биохимический процесс разложения органического вещества без доступа воздуха, с образованием биологического газа, состоящего в основном из 55-70% метана и 27- 44% углекислого газа с примесью сероводорода (до 3%), водорода, азота.

Метановое сбраживание охватывает три этапа. На первом этапе путем биохимического расщепления все высокомолекулярные компоненты (жиры, белки и полисахариды) разлагаются на более простые химические соединения, на втором этапе при участии кислотообразующих бактерий происходит дальнейшее разложение с образованием летучих жирных кислот, спиртов, альдегидов, кетонов, аммиака, углекислого газа, водорода и воды. И только на третьем этапе начинается собственное метановое брожение. Под действием метанообразующнх бактерий органические соединения превращаются в метан СН₄и углекислый газ СО₂ - основные компоненты биогаза. Различают для вида анаэробного сбраживания навоза. Это связано с существованием различных групп бактерий. Для одной группы наиболее благоприятный температурный режим- от 30 до 40°С, для другой - от 50 до 60°С. В первом случае процесс называется мезофильным, во втором термофильным.

В существующих промышленных биогазовых установках процесс сбраживания протекает непрерывно, т.е. в единицу времени добавляют столько свежей биомассы, сколько ее разложилось за этот период, а шлам, соответственно, удаляют. В связи с этим в реакторе всегда находится постоянный объем сбраживаемой массы.

Биогазовые установки

Огромный резерв энергосбережения заложен в анаэробном сбра-живании навоза с помощью биогазовых установок. Благодаря этомупроцессу значительно ускоряется цикл обеззараживания навоза, практически исключается всхожесть семян сорных растений и гельминтизация почвы. Попутно с высококачественным органическим удобрением получают биогаз, выход которого, в зависимости от вида навоза, составляет от 15 до 40 м³ с 1м³ навоза. После очистки этот биогаз используется в качестве топлива для получения электроэнергии или тeпла.

Биогазовая установка потребляет до 40% от производимой энергии. А вырабатываемого ею тепла достаточно не только для обогрева производственных и бытовых зданий, но и для текущих хозяйственных нужд: получения пара, кипяченой воды, сушки соломы, семян, дров. Возле биогазовых установок выгодно ставить теплицы — излишки тепла могут идти на поддержание нужной температуры. В себестоимости тепличных огурцов, помидоров, цветов 90% затрат - это тепло и удобрения.

Возле биогазовой установки теплица может работать с максимально высокой рентабельностью.

Обычным навозом или другими отходами удобрять нельзя— они должны обеззаразиться в течение года. При производстве биогаза, одновременно, получаются уже готовые к применению удобрения — это сопутствующий продукт любой биогазовой установки. В навозе минеральные вещества химически связаны с органикой и недоступны корневой системе растений. В переброженной биомассе минералы отделены от органики, поэтому легко усваиваются. Кроме того, получается экологически чистый продукт, лишенный нитритов, семян сорняков, болезнетворной микрофлоры, специфических запахов. Как показывает практика, при использовании жидких или твердых биоудобрений урожаи увеличиваются на 40–50%. Причем расход биоудобрений в несколько раз меньше, чем перегноя, полученного длительной выдержкой в хранилище.

Биогазовые установки также решают проблему очистки и утилизации, что зачастую составляет существенную часть расходов предприятия. Благодаря биогазовым установкам на ферме значительно упрощается процесс накопления и утилизации навоза. Поскольку навоз сразу же идет в дело и его не приходится собирать, хозяйству требуется гораздо меньше хранилищ. Причем строительство биогазовой установки актуально не только для новых животноводческих хозяйств, но и для уже существующих. Ведь обычно старые хранилища переполнены, а их ремонт выливается в круглую сумму. Более того, при использовании обычных отстойников, свалок и хранилищ фильтрат (жидкость, загрязненная органическими и неорганическими веществами) часто попадает в грунтовые воды, загрязняя окружающую среду. Использование биогазовых установок кардинально устраняет эти проблемы.

Биогаз состоит из метана (55-85% - CH₄) и углекислого газа (15-45% - CO₂), а также могут быть следы сероводорода. Его теплота сгорания составляет от 21 до 27, 2 МДж/м³. При переработке 1 тонны навоза крупного рогатого скота и свиней (с влажностью 85%) можно получить от 45 до 60 м³ биогаза, 1 тонны куриного помета (с влажностью 75%) реально получить до 100 м³ биогаза. По теплоте сгорания 1 м³ биогаза эквивалентен: 0, 8 м³ природного газа, 0, 7 кг мазута или 1, 5 кг дров.

Табл. 1 Выход биогаза из различных материалов

Субстрат	Выход биогаза м3/т
Навоз КРС (85-88% вл.)
Навоз КРС самосплавный (94% вл.)
Навоз свинной (85% вл.)
Навоз свинной самосплавный (94% вл.)
Птичий помет клеточный (75% вл.)
Птичий помет подстилочный (60% вл.)

 

Простейшую биогазовую установку можно построить своими силами (рис.4).

Рис.4 Схема простейшей биогазовой установки с ручной загрузкой без перемешивания и без подогрева сырья в реакторе:

1 Реактор; 2 Бункер загрузки; 3 Люк для доступа в реактор; 4 Водяной затвор; 5 Выгрузочная труба; 6 Отвод биогаза.

 

При самостоятельном изготовлении простейшей биогазовой установки рекомендуется придерживаться следующего порядка: после определения ежесуточного объема навоза, накапливаемого в хозяйстве для переработки в биогазовой установке, и выбора нужного объема реактора нужно выбрать месторасположение реактора и заготовить материалы для реактора биогазовой установки. Затем осуществляются монтаж загрузочной и выгрузочной труб и подготовка котлована для биогазовой установки. После установки реактора в котлован производится монтаж загрузочного бункера и газоотвода, после чего устанавливается крышка люка, который будет использоваться для технического обслуживания и ремонта реактора. Затем производятся проверка реактора на герметичность, окраска и теплоизоляция установки. Установка готова к запуску в эксплуатацию.

Строительство биогазовой установки с ручной загрузкой и перемешиванием сырья также не требует больших финансовых затрат.
Она предназначена для небольших фермерских хозяйств. Объем реактора установки от 1 до 10 м³ рассчитан на переработку 50 - 200 кг навоза в сутки. Для повышения эффективности работы биогазовой установки смонтировано устройство ручного перемешивания сырья (рис.5).

 

Рис.5 Схемабиогазовой установки с ручной загрузкой и перемешиванием сырья:

1 Реактор; 2 Бункер загрузки; 3 Перемешивающее устройство; 4 Водяной затвор; 5 Выгрузочная труба; 6 Отвод биогаза.

 

Для более интенсивного и стабильного процесса сбраживания установливают система подогрева реактора.
Установка может работать в мезофильном и термофильном режимах. Реактор биогазовой установки подогревается при помощи водогрейного котла, работающего на производимом биогазе. Остальной биогаз используется напрямую в бытовых приборах.
Переработанное сырье хранится в специальной емкости до времени внесения в почву (рис.6).

Рис. 6 Схема биогазовой установки с ручной загрузкой, перемешиванием и подогревом сырья в реакторе:

1 Котел водогрейный; 2 Бункер загрузки; 3 Перемешивающее устройство; 4Реактор; 5 Водяной затвор; 6 Газоотвод; 7 Выгрузочный бункер; 8 Хранилище для биоудобрений; 9Выгрузочная труба.

Простая установка с ручной загрузкой сырья в реактор снабжается автоматическим откачивающим устройством вырабатываемого биогаза и газгольдером для его хранения.Перемешивание сырья в реакторе производится пневматическим способом с использованием биогаза.
Такая биогазовая установка может работать во всех температурных режимах сбраживания (рис.7).

Рис.7 Схема биогазовой установки с ручной загрузкой, газгольдером, пневматическим перемешиванием сырья, с подогревом сырья в реакторе:

 

1 Водогрейный котел; 2Б ункер загрузки; 3Реактор; 4 Водяной затвор; 5Манометр электроконтактный; 6 Перемешивающее устройство; 7 Компрессор; 8 Ресивер; 9 Бункер выгрузки сырья; 10 Выгрузка сырья;

11.Хранилище для биоудобрений; 12Газгольдер; 13 Редуктор газовый

Биогазовая установка с газгольдером, ручной подготовкой и пневматической загрузкой и перемешиванием сырья, с подогревом сырья в реакторе предназначена для малых и средних фермерскиххозяйствс возможностью переработки от 0, 3 до 1, 5 тонн сырья в сутки. Объемы реакторов - от 5 до 25 м³.
Загрузка и перемешиваниесырья механизированы и производятся с помощью пневматической системы. Подогрев сырья вреакторе биогазовой установки производится с помощью теплообменника с водонагревательным котлом, работающим на биогазе. Трубопровод выгрузки сырья имеет разветвление для сбора биоудобрений в хранилище и для загрузки в транспортные средства для вывоза на поле. Устройство этой биогазовой установки предусматривает ручную подготовку и пневматическую загрузку сырья в реактор, часть вырабатываемого биогаза используется для подогрева сырья в реакторе. Перемешивание производится биогазом.
Отбор биогаза производится автоматически. Биогаз хранится в газгольдере. Установка может работать в любом температурном режиме сбраживания сырья (рис.8).

Рис.8 Схема фермерской биогазовой установки с газгольдером, ручной подготовкой, пневматической загрузкой и перемешиванием сырья, с подогревом сырья в реакторе:

1 Бункер загрузки сырья; 2 Водонагревательный котел; 3 Реактор;
4 Предохранительный клапан; 5 Водяной затвор; 6Манометр; электроконтактный; 7Компрессор; 8 Ресивер; 9 Хранилище для биоудобрений; 10 Выгрузка сырья; 11 Отвод трубы для загрузки в транспорт; 12Газгольдер; 13 Редуктор газовый; 14 Перемешивающее устройство.

Отличительной особенностью биогазовой установка с газгольдером, механической подготовкой, пневматической загрузкой и перемешиванием сырья, с подогревом сырья вреакторе, предназначенной для средних и крупных крестьянских хозяйств, является наличие специальной емкости для подготовки сырья, откуда оно подается при помощи компрессора в бункер загрузки, а затем с помощью сжатого биогаза - в реактор установки. Для работы системы обогрева используется часть вырабатываемого биогаза. Установка снабжена автоматическим отбором биогаза и газгольдером для его хранения. Наличие системы обогрева позволяет эксплуатировать биогазовую установку во всех режимах сбраживания(рис.9).

 

Рис.9 Схема фермерской биогазовой установки с газгольдером, механической подготовкой, пневматической загрузкой и перемешиванием сырья, с подогревом сырья в реакторе:

1 Приемник навоза; 2 Водонагревательный котел; 3Бункер загрузки;
4 Реактор; 5 Водяной затвор; 6 Предохранительный клапан; 7 Манометр электроконтактный; 8 Компрессор; 9 Мешалка газовая; 10 Ресивер;
1Хранилие для биоудобрений; 13Газгольдер; 14 Редуктор газовый.

В табл.1 приведена техническая характеристика биогазовых установок компании «Биодизельднепр»

Табл.1

Марка установки	Объем реактора, м3	Установлен-ная мощность, кВт	Суточная загрузка, т/м3	Выход биогаза, м3/сут.	Производство электроэнергии, кВт	Производство тепла, кВт	Биобензин, л/сут
БГУ-6	1-6	3-5	0, 2-1, 2	3-8	6-36	6-36
БГУ-20	6-20	5-7	1, 2-4	18-60	36-120	36-120
БГУ-50	20-50	7-10	4-10	60- 150	120-300	120-300
БГУ-200	5-200	10-30	10-40	150-600	300-1200	300-1200

СОДЕРЖАНИЕ

1. Технологические схемы удаления навоза

2. Средства механизации удаления навоза

2..1Транспортёры ТСН-3, 0Б, ТСН-2, 0Б, ТШН- 300

2.2 Скреперная установка ТСГ-170

3. Способы утилизации навоза

3.1 Биогазовые установки

 

Академия биоресурсов и природопользования

Кафедра технологии и оборудования, производства и переработки продукции животноводства

1234567Следующая ⇒

Поделиться: