Механизация водоснабжения в животноводстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Механизация водоснабжения в животноводстве

1. Механизация поения животных и птицы

водозаборный скот поение

Вода необходима для переваривания и усвоения корма. Продукты распада веществ выводятся из организма с мочой и потому установлено, что без корма животные могут прожить около 30 суток, а без воды - не более 6…8 суток, причем высокопродуктивные животные более требовательны к воде, чем низкопродуктивные.

Животные должны получать воду без ограничений, поскольку при ее недостатке у них нарушается пищеварение и замедляет всасывание питательных веществ в кровь, ухудшается здоровье и снижается продуктивность. При потере организмом животного 20% воды наступает смерть. Следовательно, обеспечение водой - одно из главных условий нормальной физиологической деятельности развития животного.

Вода, используемая для поения животных, должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бесцветной, без посторонних запахов и привкуса, приятной на вкус, свободной от продуктов гниения органических веществ, вредных химических примесей и патогенных микроорганизмов.

Безопасность воды в эпидемическом отношении характеризуется общим числом микроорганизмов и числом бактерий группы кишечной палочки. Первое не должно превышать 100 в 1 мм³ воды, второе (колииндекс) - 3 в 1 л воды. В воде не должно содержаться различимых невооруженным глазом водных организмов. Прозрачность воды, зависящую от количества взвешенных в ней веществ органического и минерального происхождения, считают удовлетворительной, если через ее слой толщиной 30 см можно различать печатные буквы.

Открытые водоемы способны самоочищаться в результате происходящих в них механических, химических и биологических процессов. Посторонние примеси постепенно осаждаются на дно, а органические вещества под действием растворенного кислорода подвергаются окислению. Очищение воды происходит и под влиянием солнечных лучей. При сильном загрязнении водоемов их естественного самоочищения недостаточно, поэтому применяют искусственную очистку.

Оборудование для поения крупного рогатого скота

Автопоилка ПА-1A обеспечивает поение двух животных крупного рогатого скота при их привязном содержании в коровнике любого типа, в котором имеется водопроводная магистраль.

Автопоилка представляет собой чугунную чашу с пружинноклапанным механизмом. В нерабочем положении под действием пружины клапан закрывает входное отверстие в седле. В этом случае педаль приподнята над дном чаши. Когда животное, пытаясь достать воду из чаши, давит на педаль, пружина сжимается, клапан открывается и вода под напором через отверстие в корпусе поступает в чашу. Как только животное отпускает педаль, клапан под действием пружины вновь закрывается и доступ воды прекращается.

Автопоилка АП - 1A предназначена для тех же целей, что и ПА-1А, отличаясь от нее конструкцией отдельных элементов. Ее детали, кроме седла, клапана и амортизатора, изготовлены из пластмассы, функции пружины выполняет резиновый амортизатор.

Каждую из автопоилок АП - 1A и ПА - 1A используют на два стойла при привязном содержании коров или на 10… 12 голов при боксовом содержании.

Автопоилка групповая с электроподогревом АГК-4А применяется для поения животных на открытых площадках в зимнее время. Ее можно устанавливать также внутри помещений. В корпусе автопоилки 1 с теплоизоляцией находится поильная чаша 12, клапанно-поплавковый механизм 9, электронагревательный элемент 5 и терморегулятор 7. Электронагреватель расположен под днищем чаши. В теплые месяцы года его отключают.

Оборудование для поения свиней

Комплекты водопойного оборудования KBO предназначены для поения овец, содержащихся на открытых выгульно-кормовых или откормочных площадках при температуре окружающего воздуха до -30°С. На откормочных фермах и комплексах используют комплекты КВО-8А/5, КВО-3/12, КВО-8А/24 и KBO-8A/3Q соответственно на 5, 12, 24 и 30 тыс. голов. На маточных фермах применяют комплекты КВО-3/3 и КВО-8А/6М соответственно на 3 и 6 тыс. голов. Все комплекты включают в себя насосную станцию, резервуар, насосы, трубопроводы, поилки и шкаф управления.

Насосные станции обеспечивают подогрев и автоматическое поддержание необходимой температуры воды, циркуляцию подогретой воды по системе водопроводов и подачу ее к поилкам. В помещении насосной станции установлен резервуар, водонагреватели, центробежные и дренажные насосы, системы трубопроводов и шкаф управления.

Резервуар объем 12 м³ обеспечивает необходимое количество воды для нормальной работы системы. Три водонагревателя мощностью 45 кВт предназначены для подогрева циркулирующей в системе воды. Центробежные насосы К-20/30 и 4К-12 обеспечивают циркуляцию воды через систему водопроводов и теплообменников поилок.

При поении овец соблюдают два режима: с подогревом воды в холодный период года и без подогрева в теплый период года. В местах установки поилок поток воды при помощи диафрагмы разделяется и направляется в теплообменники, которые отдают часть своей теплоты воде, находящейся в чашах поилок. Пройдя последовательно через теплообменники всех поилок, вода по обратному трубопроводу направляется снова в резервуар. В теплый период года поилки работают непосредственно от водопроводной сети. В комплектах используют поилки ПКО-4 и ПВО-1.

Четырехчашечная клапанная поилка ПКО-4 предназначена для поения овец как внутри помещения, так и на базах. Состоит из теплообменника, корпуса, крышки, коллектора, фильтрующей чаши, клапанно-поплавкового механизма, впускного и сливного клапанов.

Работают поилки следующим образом. Вода из водопроводной сети после подогрева попадает в сливное отверстие. При этом диафрагма сливного устройства расширяется и перекрывает отверстие в корпусе для слива воды из поилки. Одновременно часть воды через клапан и штуцер заполняет чашу водой (основная часть воды циркулирует через коллектор). По мере заполнения чаши поплавок, всплывая, освобождает щиток и клапан перекрывает подачу воды в поилку. При потреблении воды животными цикл повторяется. Численность обслуживаемых поилкой животных - 200 голов.

Одночашечная бесклапанная поилка ПБО-1 служит для поения овец только внутри овчарни. Ее применяют в комплекте с поилками ПКО-4, используемыми в качестве напорно-регулирующих устройств по принципу сообщающихся сосудов. Состоит из чаши, корпуса, подводящего патрубка, фильтрующей чаши. Численность обслуживаемых поилкой животных - 20 голов.

Групповая автопоилка ГАО-4А предназначена для поения овец в стойловый период внутри овчарни, а в летнее время на открытых площадках.

Клапанно-поплавковый механизм служит для поддержания определенного уровня воды в чаше. Поплавок механизма предназначен для воздействия на шток клапана. При работе внутренний объем поплавка заполнен водой. Крышка закрывает верхнюю часть поплавка с водой, чтобы овцы не могли пить воду из поплавка. Шток, штуцер, гайка и клапан заимствованы из поилки ПКО-4. Работа поилки ГАО-4А аналогична работе поилки ПКО-4.

Передвижная поилка ВУО-ЗА создана на базе водораздатчика ВУ-3А для поения овец на пастбищах и базах при температуре окружающего воздуха выше 0°С. Поилку агрегатируют с тракторами тягового класса 0,9…1,4. Она рассчитана на 850 овец.

Цистерна поилки заполняется водой из водоемов и колодцев с помощью насоса, приводимого в действие от BOM трактора.

Корыта, размещенные по обеим сторонам цистерн, заполняют до тех пор, пока уровень воды не достигнет нижнего края вакуумной трубки, перекрыв тем самым доступ воздуха в цистерну. В результате этого в ней создается разрежение (вакуум) и прекращается слив воды в корыта. Поступление воды в корыто во время поения возобновляется автоматически; с понижением уровня воды в заборном корыте ниже края вакуумной трубки в цистерну начинает поступать воздух. Вместимость цистерны составляет 5000 л, число корыт 20, вместимость корыта - 95 л.

Оборудование для поения птицы

Для поения птицы применяют чашечные, желобковые и ниппельные поилки. Чашечные подразделяют на чашечно-вакуумные, чашечно-клапанные и с постоянным уровнем воды в желобе. Преимущество чашечных поилок - малые потери воды. Однако они быстро загрязняются за счет большого водного зеркала и способствуют повышению влажности в птичнике.

Желобковые поилки просты по устройству, но их трудно монтировать по уровню на всю длину птичника. Для них характерны большой расход воды и сильная загрязненность.

На практике предпочтительны ниппельные поилки, но они должны быть изготовлены высокого качества и рассчитаны на определенный напор воды.

Чашечно-вакуумная поилка обеспечивает поение 100 цыплят в возрасте до 10 дней. Заполненный водой стеклянный или пластмассовый баллон закрывают поддоном и переворачивают в рабочее положение - баллоном вверх. Вода из баллона вытекает до тех пор, пока специальный клапан не будет полностью залит. По мере использования воды поддон заполняется водой, т.е. автоматически обеспечивается определенный уровень воды в поддоне.

Чашечно-клапанная поилка П-4 предназначена для поения 100 взрослых кур или 50 индеек.

Поилка содержит чашу вместимостью 1,5 л, клапан и кронштейн. Водопроводная труба через угольник и шланг соединена с поилкой. Система отрегулирована так, что если в чаше нет воды, стержень под действием пружины поднимает клапан и вода поступает в чашу. После заполнения чаши водой до уровня 25…45 мм стержень освобождает клапан, который перекрывает доступ воде.

Промышленность также выпускает чашечно-клапанные поилки подвесного типа для поения цыплят старше 2-недельного возраста. Чаша представляет собой кольцевой желоб диаметром 380 мм, который подвешивают к потолку птичника. Как и у поилки П-4, у подвесной чашечно-клапанной поилки уровень воды поддерживается автоматически. Одна поилка обеспечивает водой до 100 цыплят.

Желобковые поилки проточного типа используют в одноярусных ОБН-1 и четырехъярусных КБН-4 клеточных батареях.

В клеточных батареях ОБН-1 и КБН-4, предназначенных для содержания промышленного стада кур-несушек, желобковые проточные поилки устанавливают в каждом ярусе на стыке между клетками так, что одна поилка обслуживает два ряда клеток. Заполняют поилки из водопроводной сети со стороны передней стойки батареи в каждом ярусе. После заполнения поилок излишняя вода переливается через край трубочки, установленной в противоположном конце желоба, и отводится в канализацию. Очистка поилок от загрязнений происходит с помощью губчатых или резиновых чистиков, прикрепленных к канатной системе.

Ниппельные поилки (рис. 12.2) применяют в комплектах технологического оборудования и клеточных батареях для любой возрастной группы птицы. Их подвешивают с интервалом 300…400 мм к полиэтиленовым и стальным водопроводным трубам 1, расположенным вдоль клеточных батарей. Расположение поилок по высоте регулируют в зависимости от возраста птицы.

Ниппельная поилка

1 - труба; 2 - верхний клапан; 3 - седла клапанов; 4 - корпус поилки; 5 - нижний клапан

2. Система водоснабжения

Системой водоснабжения называется совокупность объединенных в проточные линии машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для добывания, перекачки, улучшения качества, хранения и подачи воды от водоисточников к местам ее потребления.

Различают групповые и локальные системы водоснабжения. Первые предназначены для централизованного водоснабжения нескольких крупных объектов, связанных общностью территории (город, район и т.п.), а вторые - для обслуживания одного индивидуального объекта водоснабжения (хозяйство, животноводческий комплекс и т.п.). Локальная система имеет свой автономный источник воды, насосную станцию и водопроводную сеть.

В зависимости от расположения водоисточника относительно потребителей воды применяют напорные и самотечные системы водоснабжения. При напорной уровень воды в источнике расположен ниже уровня объекта водоснабжения, и воду приходится подавать к потребителям насосами, создавая некоторый напор. В самотечной системе водоисточников расположен выше уровня потребителей, к которым она поступает самотеком. В зависимости от типа водонапорного оборудования системы бывают башенными - с водонапорной башней и безбашенными - с пневматической водоподъемной (пневмогидравлической) установкой. В водоснабжении животноводческих ферм и комплексов получили распространение локальные и реже централизованные (от одного водоподъемника) системы водоснабжения с подземными водоисточниками и резервными противопожарными резервуарами, оборудованными мотопомпами или автонасосами.

В зависимости от конкретных условий (рельеф местности, мощность водоисточника, надежность электроснабжения) применяемое оборудование системы водоснабжения объединяется в различные поточные технологические линии.

Схема напорной башенной системы водоснабжения с забором воды из поверхностного источника (реки, пруда) представлена на рисунке 2. Вода из источника через водоприемник и трубу 2 самотеком поступает в водозаборное сооружение 3 (колодец), откуда насосной станцией 4 первого подъема подается на очистные сооружения 5, где осуществляется улучшение ее качества. После очистки и обеззараживания вода сливается в резервуар 6 чистой воды, из которого насосной станцией второго подъема она перекачивается по водоводу в напорно-регулирующее сооружение - водонапорную башню 8. Далее вода поступает в водопроводную сеть 9, проводящую ее к объекту водоснабжения 10 (ферме, комплексу, населенному пункту).

В отличие от системы с забором воды из поверхностного источника вода в показанной системе из подземного источника при помощи буровых скважин 1 не требует очистки, вследствие чего схема не содержит очистных сооружений, резервуара чистой воды и насосной станции второго подъема. В результате вся система оказывается более простой и надежной.

В рассмотренной ранее системе водоснабжения водопроводная сеть питается от водонапорной башни. Вода подается от насосной станции напорно-регулирующего бака башни только в одном направлении. Поэтому такая система называется системой с проходным резервуаром. Аналогичные схемы применяются в тех случаях, когда рельеф местности имеет уклон в сторону конца водопроводной сети. При наличии подъема в направлении к концу водопроводной сети напорно-регулирующее сооружение (башню) устанавливает в ее конце. Эта система называется системой с контррезервуаром. В часы наибольшего потребления вода поступает в водопроводную сеть с двух сторон: от насосной станции и из водонапорной башни. При плоском рельефе башню сооружают в центре территории, занимаемой объектом водопотребления.

Водоисточники

Водоисточники делятся на поверхностные и подземные. В свою очередь поверхностные водоисточники могут быть естественными - реки, ручьи и озера и искусственными - водохранилища, пруды и каналы. Подземные воды подразделяются на грунтовые со свободной поверхностью (безнапорные) и межпластовые, залегающие между двумя водонепроницаемыми слоями (напорные, артезианские).

Подземные воды более чистые, чем поверхностные, и имеют относительно постоянную температуру. Просачиваясь через водопроницаемые слои, атмосферная вода освобождается от взвешенных частиц и микроорганизмов (процесс самоочищения воды) и обогащается минеральными солями, микроэлементами, углекислотой и в результате приобретает высокие питьевые качества. По этим причинам водоснабжение, основанное на использовании подземных вод, имеет существенные преимущества перед снабжением из поверхностных источников. В сельском хозяйстве до 90% используемой воды получают из подземных источников. Выбор последних - важный вопрос при организации водоснабжения, и для его решения Л.Я. Кашеков рекомендует придерживаться следующих положений:

Источник должен иметь воду хорошего качества и в количестве, достаточном для полного удовлетворения потребителей.

Источник должен быть расположен по возможности ближе к объекту водоснабжения и в условиях, отвечающих санитарным требованиям (по заключению Госсанинспекции).

При выборе источника водоснабжения в первую очередь следует ориентироваться на использование межпластовых (напорных) подземных вод, надежно защищенных от внешних загрязнений.

При отсутствии или невозможности использовать подземные воды (большая глубина залегания и т.п.) другие источники водоснабжения следует выбирать в такой последовательности: родники, грунтовые воды, реки с не зарегулированным стоком, водохранилища, озера.

Водозаборные сооружения

Шахтные колодцы устраивают для забора грунтовых вод из водоносных слоев, залегающих на глубине 30-40 м. Каждый из них состоит из водоприемной части 5 с донным фильтром 6 из гравия, шахты 4 и возвышающегося над поверхностью земли на 0,5-0,8 м оголовка 2. Последний плотно закрывается водонепроницаемой крышкой для предохранения от попадания в колодец атмосферных осадков и посторонних предметов. Вокруг оголовка устраивают глиняный замок 3 шириной и глубиной не менее 1 м для защиты от загрязнений, вносимых с атмосферными осадками. Шахту делают квадратного сечения (со стороной 1-3 м) или круглого (диаметром 1-3 м) из железобетонных колец, кирпича или рубленой из дерева. На дне колодца устраивают песчано-гравийный фильтр, состоящий из 2-3 слоев фильтрующего материала толщиной не менее 100 мм, а в оголовке устанавливают вентиляционную трубу 1 сечением 0,8Ч0,8 м и высотой до 1 м.

Схемы водоснабжения поверхностных источников

а - водозаборное сооружение берегового типа; 1 - водоприемник; 2 - самотечная труба; 3 - задвижка; 4 - береговой колодец; б - русловый водозабор; 1 - водоприемник; 2 - самотечная труба; 3 - береговой колодец; 4 - насосная станция

Шахтный колодец работает следующим образом. Когда вода из него не отбирается, ее уровень находится на той же глубине, что и уровень подземных (грунтовых) вод, который называют статическим. При отборе воды уровень ее в колодце понижается и в зависимости от расхода и поступления свежей воды из водоносного слоя устанавливается на некоторой глубине. Такой уровень называется динамическим, а количество воды, даваемое источником в единицу времени, - дебитом источника (л/с, м3/ч). В производственных условиях дебит колодца определяют способом откачки.

Трубчатые колодцы. Для забора воды из глубоко залегающих водоносных пластов (до 150 м и более) устраивают трубчатый колодец. Он представляет собой глубокую буровую скважину диаметром 350 мм и более. Стенки закрепляют обсадными стальными трубами, предохраняющими ее от обвала и проникновения воды из вышележащих пластов с непригодной для питья водой. Колодец этого типа состоит из водоприемной части, ствола и оголовка. Заглубляемая в водоносный пласт водоприемная часть включает надфильтровую трубу 4, фильтрующую часть 5 и отстойник 6. Труба 4 соединяет фильтр с нижней обсадной трубой 2. Место соединения уплотняется сальником 3. В устойчивых каменных породах фильтр в водоприемной части иногда не устраивают, и вода из водоносного слоя поступает непосредственно в нижнюю обсадную трубу. В зависимости от местных условий и типа применяемого оборудования устье скважины располагают в надземном помещении или в заглубленной бетонированной камере. Верхняя часть обсадных труб скважины должна выступать над полом помещения не менее чем на 0,5 м. Каждая скважина должна быть оборудована уровнемером для наблюдения за динамическим уровнем воды, трубопроводом для отвода воды при прокачке, водомером для измерения дебита скважины и краном отбора проб воды для анализа.

Весьма важным и ответственным фактором, связанным с функционированием системы водоснабжения, является санитарная охрана воды и источников от попадания в них болезнетворных бактерий, которые являются возбудителями многих заболеваний людей и животных. Источниками загрязнения водопроводов могут быть сточные воды населенных пунктов, животноводческих комплексов и производственных предприятий. Особую опасность представляют сточные воды, поступающие с животноводческих комплексов, особенно со свиноводческих, так как они содержат большое количество органических веществ, различных микроорганизмов и имеют высокий показатель БПК5. При сбросе в открытые водоемы животноводческих стоков после их биологической очистки и предварительной обработки допускается иметь показатель БПК5 не более 6 мг/л.

Согласно действующему в нашей стране законодательству все поверхностные и подземные источники воды и устроенные на водопроводах сооружения контролируются органами санитарной охраны.

Водозаборы предназначены для забора из источника расчетного расхода воды и подачи её потребителю, а также для защиты системы водоснабжения от попадания в нее с водой сора, водорослей, наносов, льда и т.п. По способу забора они подразделяются на сооружения для забора поверхностных и подземных вод.

Комплекс сооружений, служащих для забора воды из источника, называется водозабором. В зависимости от источника водо-снабжения различают водозаборные сооружения (береговые, русловые, водохранилищные, озерные, морские).

По степени стационарности водозаборы подразделяются на стационарные и нестационарные (плавучие, передвижные). По назначению подразделяются на технические и хозяйственно-питьевые. По длительности эксплуатации - на постоянные и временные. По технологическим и конструктивным особенностям - на ковшовые, приплотинные, совмещённые и т.п. По месту расположения водоприёмника - на береговые и русловые. По требуемой категории надёжности подачи воды - в соответствии с указаниями СНиП II-31-74. По производительности - на мелкие (менее 1 м³/сек), средние (от 1 до 6 м³/сек) и большие (более 6 м³/сек).

Источник водоснабжения и его выбор зависит от местных природных условий. Промышленные предприятия обычно использует поверхностные воды.

Для надежного выбора источника водоснабжения и устройства водозаборного сооружения необходимо учитывать следующие особенности данного водоема: обеспеченность расходов и уровней, характер наносов, устойчивость русла, ледовый режим, качество воды.

Обеспеченность расходов и уровней воды. При проектировании водозаборных сооружений следует учитывать обеспеченность расчетных расходов и уровня воды в водоеме.

Характер наносов. Речная вода несет с собой твердые частицы, перемещающиеся по дну и непосредственно в потоке. При выборе водозаборные сооружений надо учитывать, что увлекаемые взвеси по дну реки, могут полностью занести водозаборное сооружение.

Устойчивость русла реки. Русло реки непрерывно находится под воздействием речного потока и отличается извилистой формой в плане. Такая форма русла обусловлена размывающей способностью в наиболее устойчивом месте русла реки.

Ледовый режим. С наступлением морозов при малых скоростях движения воды, поверхностный слой вод охлаждается и образуется ледяной покров. При больших скоростях движения воды образование ледяного покрова затруднено. В этом случае ледовому покрову предшествует осенний ледоход, сопровождающийся образованием донного (глубинного) льда. Он образуется в результате переохлаждения воды. При быстром течении переохлажденная вода находится в состоянии турбулентного движения, что приводят к интенсивному теплообмену между поверхностными и придонными слоями. При соприкосновении переохлажденного слоя воды с твердой поверхностью дна реки образуется донный лед, который может достигать толщины 1,5 м.

Образованию донного льда предшествует появление шуги, которая может занимать почти все сечение реки, а это в свою очередь затрудняет работу водозаборных сооружений. Эффективным мероприятием по борьбе с шугой является сброс отработавшей воды в водоприемник, обогрев водоприемных решеток паром, замена металлических решеток деревянными.

Общая технологическая схема водозаборов имеет два характерных типа: береговой и русловой. Они отличаются расположением места забора воды относительно берега и могут выполняться как по раздельной, так и по совмещенной схеме.

Русловые водозаборы устраивают при отсутствии достаточных глубин, при загрязненности воды или слабых грунтах у берега, высокой температуре воды в этом месте. Схема руслового водозабора раздельного типа независимо от вида водоема включает: затопленный водоприемник с решетками, сифонные или самотечные трубы, береговой сточный колодец, насосную станцию первого подъема, камеры переключений. Вода через водоприемник по всасывающему водоводу поступает в приемный колодец. Скорость воды в самотечных линиях принимают равной 1-1,5 м/сек. На всасывающих линиях диаметром до 500 мм устанавливают приемные клапаны, при диаметрах свыше 500 мм - вакуумнасосы. Скорость движения воды во всасывающих трубах принимается равной 1,2 -1,7 м/сек.

Схема руслового водозабора приведена на рис. 2-1. Такая схема применяется для водозаборов малой производительности. При средней и большой производительности водозабора применяют схемы, объединяющие береговые сточные колодцы и всасывающие камеры с насосными станциями первого подъема.

Схема руслового водозабора

ГВВ, ГНВ - горизонты высоких и низких вод; 1 - затопленный вод-приемник; 2 - самотечные трубы; 3 - береговой сточный колодец; 4 - всасывающая камера; 5 - насосная станция первого подъема; 6 - камеры переключений; 7 - служебный павильон.

При больших глубинах вблизи берега применяют схемы берегового водозабора. Окна для приема воды располагают в два-три ряда, чтобы можно было получать воду с разных горизонтов. Порог нижних окон должен возвышаться над уровнем дна реки на 0,5 - 1,0 м. Скорость входа воды в водоприемник принимается равной 0,3 - 0,6 м/сек.

Схема берегового водозабора

ГВВ, ГНВ - горизонты высоких и низких вод; 1 - окна, перекрываемые сетками; 2 - водоприемные окна; 3 - приемная камера; 4 - всасывающая камера; 5 - насосная станция первого подъема; 6 - камеры переключений; 7 - служебный павильон; 8 - галерея.

Размещено на Allbest.ru