Окончание 2 главы Подготовка и использование жидкого навоза. Жидкий навоз можно использовать несколькими способами: 1) вносить в почву мобильными цистернами, оборудованными специальными разбрасывателями; 2) подавать на поле насосами по трубам и вносить с поливной водой; 3) разделив навоз на твердую и жидкую фракции, раздельно вносить их и т.п. Жидкий навоз при хранении легко расслаивается и, если некоторое время его не перемешивать, на поверхность всплывут солома и мякина, а такие тяжелые частицы, как силос и почва, осядут на дно. В хранилищах обычного размера толщина всплывающего слоя за месяц увеличивается примерно на 10 см и к концу стойлового периода достигает 70 см. поэтому перед забором навоза из хранилища его нужно тщательно перемешивать. Известны три способа перемешивания бесподстилочного навоза: механический (крестообразными, решетчатыми и лопастными мешалками), гидравлический (гидромониторами) и пневматический (компрессорами). Так как мешалки хорошо перемешивают навоз в небольших хранилищах (емкостью до 250 м3), принимаем в нашем случае для перемешивания жидкого навоза в навозоприемнике решетчатую мешалку. Навоз - ценное органическое удобрение, состоящее из твердых и жидких выделений животных, поэтому после обеззараживания (сбраживания) вносим его в почву мобильными цистернами. 3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ МЕТАНОВОГО СБРАЖИВАНИЯ ЖИДКОГО НАВОЗА. 3.1.1. Обоснование необходимости совершенствования процесса утилизации навоза. Сельскохозяйственные животные часто поражаются заболеваниями, вызываемыми паразитическими червями - гельминтами. Из-за пораженности животных гельминтами наша страна ежегодно недополучает не менее 10% продукции животноводства и, в первую очередь, молока и мяса. Снизить степень пораженности животных гельминтами и болезнетворными бактериями можно лишь при внедрении в практику мер, профилактирующих возможность заражения. Обычно гельминтами животные заражаются, заглатывая с кормом или водой их яйца-личинки, которые попадают во внешнюю среду с калом животных. Вот почему уничтожение их в навозе перед использованием его в качестве удобрения, особенно на пастбищах и полях, предназначенных под кормовые культуры, имеет большое профилактическое значение. Методы дегельминтизации "твердого" подстилочного навоза разработаны еще в тридцатых годах нашего столетия. Яйца и личинки гельминтов не переносят температуру свыше 40(, и в течение примерно минуты погибают при температуре 60(. Вот почему был предложен метод биометрической дегельминтизации навоза, учитывающий способность "твердого" навоза домашних животных к самонагреванию. В последние годы, в связи с получением в хозяйствах не только "твердого", но и жидкого навоза, вопрос о его дегельминтизации возник вновь и только начинает изучаться. Разбавление навоза водой перед хранением или во время хранения в соотношении 1:10 увеличивает период выживаемости патогенных бактерий более чем в три раза. Длительные периоды выживаемости микрофлоры в жидком навозе, зараженном возбудителями заболеваний, указывают на то, что даже после длительного хранения сохраняется потенциальная опасность инфекции. Масштаб ее зависит, в первую очередь, от санитарного состояния поголовья, быстроты установления пораженности скота какой-либо инфекционной болезнью, оперативности и действенности противоэпизоотических мероприятий. Применяемые методы обеззараживания навоза не должны снижать качества навоза как удобрения и отрицательно влиять на плодородие и биологические процессы в почве. Анализ существующих технологий обеззараживания жидкого навоза. Для обеззараживания жидкого навоза используют химический, термический, биологический и механический способы обработки. 1) Химический способ. Химические вещества целесообразно применять для изменения рН среды жидкой фракции навоза, а также в борьбе с запахом. Например, при аэробной обработке навозной массы, по данным исследований, проведенных в Швейцарии, в нее достаточно добавить сульфат аммония в концентрации 14 кг/м3 для нейтрализации сероводорода и ппочти всех производных азота. Сульфат аммония можно засыпать и в навозожижесборнники, расположенные в животноводческих зданиях. 2) Термический способ. Используют против возбудителей заболеваний и их спор. Однако, широкое распространение они могут получить тогда, когда будут созданы экономичные тепловые условия. 3) Биологический способ. Наиболее совершенный способ обработки жидкого навоза. При этом возможны два варианта - анаэробная и аэробная обработки. При аэробной обработке выделяется меньше зловонных газов, чем при анаэробной. Однако в первом случае для окисления навоза требуются большие площади (1 га на 200 коров). Чтобы избежать этого, используют различные механические системы для введения кислорода - аэробные ямы, лагуны, окислительные каналы, бункера с аэрацией под давлением и т.д. При выборе технологии обработки и соответствующего оборудования важно знать состав экскрементов и их основные характеристики: потребность в кислороде, количество твердых и летучих веществ, запах и др. Технология утилизации навоза. Учитывая приведенные выше условия и то, что обеззараживание жидкого навоза должно быть простым и не требовать больших материальных затрат, принимаем биологический способ сбраживания навоза в анаэробных условиях. Растения, идущие на корм животным, используются последними лишь на 30-40%, остальная же часть органического вещества идет в навоз. Навоз, навозная жижа и растительные отходы, внесенные в почву под воздействием солнца, воздуха и воды, разлагаются в аэробных условиях и отдают в атмосферу до 350 тысяч ккал тепла на 1 т свежего навоза. Одним из эффективных способов сокращений указанных потерь является метановое сбраживание навоза и растительных отходов в биологических гумусно-газовых установках. Важным свойством метанового сбраживания является обеззараживание навоза от ряда болезнетворных бактерий, гельминтов и семян сорных трав. Благодаря этому сбраженный навоз можно вносить под все культуры. Установлено также, что мухи в сбраженном навозе не размножаются, отложенные в нем личинки погибают. По данным бывшего запорожского филиала ВИЭСХ, десятидневное метановое сбраживание навоза в бродидьных камерах биогазовой установки обеспечивает полное обеззараживание навоза от яиц и личинок ряда гельминтов - аскарид, трихоцефалят, дикройцелей и стронголят. Все эти факты свидетельствуют о том, что метановое сбраживание навоза является важной санитарной мерой против значительной части заболеваний животных. Анаэробное метановое сбраживание навоза и растительных отходов в биогазовых установках обогащает их бактериями метанового брожения, повышает удобрительные качества за счет сохранения азота и перевода значительной части его в легкоусвояемую растениями минеральную форму. Распад органических веществ сопровождается частичным окислением углерода в углекислоту и образованием метана с незначительным выделением тепла. Из каждой тонны навоза выделяется в среднем 50 м3 биогаза. Что же такое биогаз? Этим термином обозначают газообразный продукт, получаемый в результате анаэробной, то есть происходящей без доступа воздуха, ферментации (перегревания) органических веществ самого разного происхождения. В любом крестьянском хозяйстве в течение года собирается значительное количество навоза. обычно после разложения его используют как органическое удобрение. Однако мало кто знает, какое количество биогаза и тепла выделяется при ферментации. А ведь эта энергия тоже может сослужить хорошую службу сельским жителям. Биогаз - смесь газов. Его основные компоненты: метан (СН4) - 55-75% и углекислый газ (СО2) - 28-43%, а также в очнь малых количествах другие газы, например, сероводород (Н2S). В среднем 1 кг органического вещества, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка. Поскольку разложение органических отходов за счет деятельности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказывает окружающая среда. Исследования показывают, что для нормального процесса метанового сбраживания навоза и растительных отходов необходимо обеспечить следующие условия: защита бродильных камер от проникновения воздуха и света; слабощелочная реакция среды (рН в пределах 7 - 7,8), содержание летучих жирных кислот не более 2 000 мг/л. Оптимальными температурами для размножения метановых бактерий являются 30 - 34( (мезофильное брожение) и 50 - 55( (термофильное брожение). При термофильном брожении биохимические процессы протекают более интенсивно, однако при этом затрачивается больше тепла. Вот почему более экономичным считается мезофильное брожение. Расчет процесса метанового сбраживания проводим в такой последовательности: Объем навозоприемника: Vn= aсут(t0(kB' (n где aсут - с
