Удосконалення засобів механізації прибирання і утилізації гною у вітчизняному тваринництві

Размещено на http://www.allbest.ru/

Удосконалення засобів механізації прибирання і утилізації гною у вітчизняному тваринництві

Анотація

Автором висвітлено пошуки вітчизняних учених з удосконалення засобів механізованого прибирання та утилізації гною, що застосовувалися на різних етапах розвитку тваринництва в УРСР. Обґрунтовано визначальний внесок у розроблення даної проблеми вітчизняних галузевих наукових установ. Узагальнено результати досліджень з ущільнення надлишкового активного мулу та розділення гнойових стоків на свинокомплексах, розроблення технологічних ліній та обладнання для видалення і переробки гною із застосуванням віброфільтрів, розділення та очищення рідкого гною фізико-хімічним способом, знезараження його фракцій безводним аміаком. Дослідження ґрунтується на використанні комплексу загальнонаукових, структурно-функціональних та історичних методів, а також широкої джерельної бази, основу якої складають архівні документи.

Ключові слова: механізація тваринництва, прибирання гною, утилізація відходів, технологія утримання худоби.

Для успішного ведення конкурентоспроможного тваринництва важливо раціонально організувати процес прибирання і утилізації відходів. Якщо у приміщеннях, де утримують тварин, накопичується більше 0,15-0,20 кг/ м² гною, створюється загроза виникнення інфекційних та інвазійних захворювань. Ефективне вирішення проблеми механізації прибирання та утилізації гною потребує комплексного підходу, починаючи з виробничих операцій всієї технологічної лінії від стійла тварин і до місця використання гною як добрива із дотриманням вимог охорони навколишнього середовища.

Окремі питання щодо розроблення технологій прибирання гною знайшли відображення в наукових працях І. А. Алтухова, П. М. Василенка, А. Г Олконена та ін. [1; 2; 6]. Однак до цього часу не узагальнено основні напрями діяльності та здобутки галузевих наукових установ з розроблення засобів механізованого прибирання і утилізації гною при інтенсивних технологіях виробництва продукції тваринництва. Тому дане завдання висувалися на перший план при проведенні дослідження. Автором використано історичні (порівняльно-історичний, предметно-хронологічний), загальнонаукові (аналіз, синтез) та джерелознавчий методи. Методологія наукового пошуку ґрунтується на застосуванні системно-історичного підходу.

За результатами дослідження, процес прибирання та утилізації гною в тваринницьких комплексах є одним із найбільш трудомістких. Незважаючи на це, перші засоби його механізації, а саме транспортери, автоматичні відкатники вагонеток навісної дороги, вузьколінійні наземні дороги для прибирання гною, почали застосовувати в УРСР лише в 50-ті роки минулого сторіччя. На початку 60-х років для перевезення яєць, кормів, гною та інших вантажів застосовували підвісні дороги ДП-100, ДП- 300 і ДП-800, які відрізнялися довжиною рельсового шляху, кількістю і обсягом вагонеток. Розробили обладнання ТСНК-2,0 для механічного прибирання гною з одночасним навантаженням його в транспортні засоби і перевезенням на поля чи гноєсховища. При максимальній довжині ланцюга 200 м горизонтальний транспортер міг прибирати гній від 100-110 голів великої рогатої худоби чи 600-700 голів свиней [6].

Проблема прибирання, переробки, обеззаражування та утилізації гною особливо гостро постала в другій половині 60-х років ХХ ст. при переході тваринництва на промислову основу та будівництві великих тваринницьких комплексів. Це зумовлювалося тим, що висока концентрація поголів'я на одному майданчику, безпідстилкове утримання та гідровидалення гною різко збільшило його вихід, викликало складності з його утилізацією, загострило проблему охорони ґрунту, повітря та водяних джерел від забруднення.

Складність утилізації безпідстилкового гною, передусім, зумовлювалася великими обсягами добового накопичення (більше 3000 м³) і недостатньою вивченістю способів його переробки, специфічними особливостями фізико-механічних властивостей, високими вологістю (94-99%) та ступенем бактеріальної забрудненості, мінливістю фізичного стану в процесі зберігання, здатністю до розшарування, хімічним перетворенням складових елементів при зміні температури з виділенням у великих дозах шкідливих для організму тварини і людини газів (сірководню, аміаку, метану, вуглекислого газу тощо) [6].

Утилізація гною мала тісний взаємозв'язок із застосовуваними способами його прибирання із приміщень. Запровадження щілинних полів і гідрозмивних способів прибирання гною забезпечило зниження затрат вдвічі порівняно із застосуванням скребкових транспортерів. Однак, це призвело до зростання капітальних затрат через збільшення вологості гною та його обсягу більше ніж в 2-5 разів, знижувало його цінність як органічного добрива. Окрім того, змив гнійної маси водою змінював відносну вологість повітря в приміщенні, що вимагало встановлення відповідних параметрів повітряобміну і обігріву повітря. Інша проблема полягала в тому, що застосування біологічного очищення гнойових стоків на великих тваринницьких комплексах призводило до накопичення значної кількості надлишкового активного мулу.

На основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень процесу розділення рідкого гною на фракції вченими Науково-дослідного інституту тваринництва Лісостепу і Полісся УРСР у 1971-1978 роках були розроблені та випробувані дослідні зразки віброфільтрів ВФ-НДІТ та ВФ-60. Зокрема, вібраційний фільтр ВФ-НДІТ дозволяв механізувати процес розділення активного мулу на тверду та рідку фракції. Самоочищення решіт, висока продуктивність та якість розділення гною вигідно вирізняли його від існуючих вібраційних фільтрів ГІЛ-52 та динамічних фільтрів [3, арк. 83-89].

Невирішеним залишалося питання використання мулу. Однією з перших стадій переробки гною, яка дозволяла значно скоротити об'єм згущеної фракції, а також підвищити ефективність наступних стадій його обробки, стало ущільнення та згущення надлишкового активного мулу. Процес ущільнення викликав значні труднощі, оскільки активний мул вирізнявся низькою концентрацією сухих речовин та високою вологістю, дрібною структурою зважених часток. З огляду на це за наказом №71 Південного відділення ВАСГНІЛ від 18 квітня 1978 р. у радгоспі-комбінаті «Катилянський» ім. 50-річчя СРСР Київської області у 1979 р. було проведено дослідження з розділення гнойових стоків на фракції та ущільнення надлишкового активного мулу з використанням гідрофлокуляторів-розділювачів. У результаті запропоновано пристрій для перемішування осаду, що запобігало залежуванню та загниванню мулу, сприяло виділенню газів та їх підніманню у вигляді бульбашок разом з освітленою водою з нижніх шарів на поверхню. При перемішуванні ущільненого осаду відбувалося укрупнення часток мулу, що полегшувало їх швидке осадження та виникнення вільних зон - каналів, якими піднімалася освітлена вода, що виділялася при ущільненні [4, арк. 250-254].

У господарствах, де тваринам згодовували рідкі корми, для прибирання гною широко використовували самопливні системи періодичної дії. Недоліком цієї системи було те, що в магістральних каналах гній розшаровувався, при цьому густа маса осідала на днище та стінки каналу, що потребувало його очищення. Система виявлялася особливо затратною, якщо гній транспортувався по каналах на великі відстані. Виникла гостра необхідність у розробленні високопродуктивного обладнання, застосування якого надало б можливість розділяти гній та забезпечувати нормальну роботу самопливної системи ферми.

У зв'язку з цим ученими Науково-дослідного інституту тваринництва Лісостепу і Полісся УРСР у 19761980 роках запропоновано технологічну схему прибирання та переробки гною для комплексу на 4000 голів з жомовою відгодівлею. Важливе значення у технологічній лінії мало максимальне розбавлення гною водою та розділення його на фракції мобільним вібраційним фільтром. Мобільний фільтр не потребував будівництва цеху для розділення гною та обладнання для його перемішування під час зберігання. Отримані після розділення на фільтрі фракції були зручними для збирання, транспортування, зберігання та внесення у ґрунт, що дозволяло за використання мінімального набору машин механізувати усі процеси виробничої лінії [5, арк. 254-273].

У 1972 р. Всесоюзний науково-дослідний інститут по механізації і автоматизації тваринницьких ферм (Київ) поставив на випробування насос шнековий НШ-50 з подрібнювачем гнійної маси, призначений для перекачування по трубам рідкого і напіврідкого гною із ємкостей чи ям в транспортні засоби, на поля фільтрації і в гноєсховища. В 1976 р. насос НШ-50 був замінений насосом НЖ-200 продуктивністю 200 т / год., він призначався для перекачування рідкого і напіврідкого гною із гноєзбірників в гноєсховища, в транспортні засоби чи по трубам до місця компостування [6].

За умов запровадження інтенсивних технологій виробництва продукції тваринництва виникла необхідність у розробленні раціональної технології видалення, переробки та використання гною для безперебійної виробничої діяльності крупних ферм та промислових комплексів, яка б відповідала основним вимогам: простота технологічної схеми, мінімальні витрати праці та засобів на видалення та переробку гною, максимальне використання поживних речовин гною, попередження забруднення навколишнього середовища. Досвід експлуатації великих тваринницьких комплексів довів доцільність запровадження безводних систем гноєвидалення або з мінімальним додаванням води з розділенням рідкого гною на фракції. Але існуючі системи обробки рідкого гною не задовольняли сучасним вимогам щодо охорони навколишнього середовища. Оскільки отримані після переробки продукти (осад та фільтрат) мали високу ступінь забруднення, вдосконалення ефекту очищення набувало особливої актуальності.

У зв'язку з цим Науково-дослідним інститутом тваринництва Лісостепу і Полісся УРСР з 1977 р. проводилося розроблення і експериментальне дослідження нової технологічної лінії та обладнання для розділення і очищення рідкого гною фізико-хімічним способом. У результаті в 1981-1985 роках було запропоновано енергозберігаючу установку фізико-хімічного розділення та очищення рідкого гною, яка забезпечувала отримання твердої та рідкої фракцій з регламентованими показниками без проміжних продуктів, що не вимагало додаткової переробки. Тривалі виробничі випробування довели високу ефективність розробленої технології та повну працездатність вузлів при мінімальних енергетичних витратах. При цьому вологість твердої фракції складала 75-78%, що дозволило її буртувати та знезаражувати біотермічним способом. Рідка фракція не містила гельмінтів, могла використовуватися для поливу сільськогосподарських культур. Варто відмітити, що фактичний річний ефект від використання даної новації склав 40,7 тис. крб. [5, арк. 254-273].

Науково-дослідним інститутом тваринництва Лісостепу і Полісся УРСР у 1981-1985 роках також було запропоновано технологічну лінію для обробки гною рідким аміаком з метою його знезаражування при епізоотіях, що надало можливість господарствам виконувати вимоги щодо захисту навколишнього середовища, зменшувати захворюваність тварин та водночас підвищувати врожаї. Застосування даної новації в рослинництві підвищувало врожайність на 38,7%. Варто відмітити, що технологічну лінію було рекомендовано до широкого впровадження у виробництво Секцією видалення, переробки та використання гною Ради з технології виробництва продуктів тваринництва при Президії ВАСГНІЛ.

Таким чином, процес прибирання та утилізації гною в тваринницьких комплексах є одним із найбільш трудомістких. Перші засоби механізованого прибирання гною на тваринницьких фермах УРСР з'явилися в другій половині 40-х років ХХ ст. Системне наукове розроблення даної проблеми в УРСР започатковане в другій половині 60-х років у зв'язку з переведенням тваринництва на промислову основу, будівництвом великих промислових комплексів. Визначальний внесок у розроблення засобів механізації та утилізації прибирання гною за інтенсивних технологій виробництва продукції тваринництва зробили галузеві вітчизняні наукові установи: Науково-дослідний інститут тваринництва Лісостепу і Полісся УРСР, Всесоюзний науково-дослідний інститут по механізації і автоматизації тваринницьких ферм, обласні конструкторські бюро. Як найбільш вагомі здобутки з удосконалення засобів механізованого прибирання та утилізації гною в період 1965-1990 років ми розглядали: розроблення технологічних ліній та обладнання для видалення та переробки гною із застосуванням віброфільтрів, розділення та очищення рідкого гною фізико-хімічним способом, знезараження його фракцій безводним аміаком та ін.

На перспективу необхідне проведення порівняльного аналізу творчих пошуків вітчизняних дослідників щодо розроблення засобів механізованого прибирання і утилізації гною на тваринницьких комплексах з галузевими науковими дослідженнями зарубіжних учених, визначення пріоритетних наукових розробок та їх впливу на зростання рентабельності галузі.

гнойовий стік свинокомплекс безводний

Список використаних джерел

1. Алтухов И. А. Экономика производства молока / И.А. Алтухов - Горький: Волго-Вятское кн. изд.-во, 1985. - 192 с.

2. Олконен А. Г. Производство высококачественного молока / А.Г. Олконен. - М.: Колос, 1982. - 173 с.

3. Архів Інституту тваринництва. - Отчет института о выполнении научно-исследовательской работы по темам за 1976 г. - Т.4. - 316 л.

4. Там само. - Отчет института о выполнении научно-исследовательской работы за 1979 г. Темы 17-20. - 316 л.

5. Там само. - Отчет института о выполнении научно-исследовательской работы за 1980-1985 гг. по теме 10. - 332 л.

6. Развитие механизации и электрификации сельского хозяйства Украинской ССР / П. М. Василенко, Н. П. Барабан, И. А. Коваль и др., АН УССР, Ин-т истории. - К.: Наукова думка, 1988. - 472 с.

Размещено на Allbest.ru