Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помёта
 Скачать 1.54 Mb.
|
|
РД - АПК 1.10.15.02-17 137 Приложение Б (справочное) НОРМЫ ПОТРЕБНОСТИ В ПОДСТИЛКЕ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦЫ Б .1 Нормы потребности в подстилке на одну голову в сутки для крупного рогатого скота и свиней. Б Нормы потребности в подстилке на период выращивания птицы. РД - АПК 1.10.15.02-17 138 Таблица Б – Нормы потребности в подстилке на одну голову в сутки для крупного рогатого скота и свиней Суточная потребность, кг Половозрастные группы животных солома древесные опилки торф 2 3 4 Крупный рогатый скот Коровы молочных породи молодняк – привязное содержание 0,5 – привязное содержание 1,5 – 3,0 – боксовое содержание 0,5 – 1,0 – комбибоксовое содержание 0,5 – 1,0 – беспривязное на глубокой подстилке 9,0/8,0* – беспривязное в боксах с полами из тюков соломы 0,5 – – Коровы мясные с телятами при беспривязном содержании на глубокой подстилке 5,0 _ 10,0 Откормочное поголовье – при привязном содержании 1,0 – 3,0 – при беспривязном содержании на глубокой подстилке 3,0 – 8,0 – при беспривязном содержании в боксах с полами из тюков соломы – – РД - АПК 1.10.15.02-17 139 Окончание таблицы Б 1 2 3 4 Телята – привязное содержание в индивидуальных клетках 1,5 – – – боксовое содержание в групповых клетках 1,0 – – – боксовое содержание в индивидуальных клетках – – 1,0 – беспривязное содержание на глубокой подстилке в индивидуальных и групповых клетках – 1,0 Свиньи Хряки -производители 0,8 0,8 – Свиноматки – супоросные и холостые 0,55 0,55 – – подсосные с приплодом 1,4 1,4 – Поросята -отъемыши 0,3 0,3 – Ремонтный молодняк 0,2 0,2 – Откормленное поголовье 0,14 0,14 – * В числителе – потребность для молочных коров, в знаменателе – для молодняка П р им е чан и е – Нормы потребности в подстилке приведены из расчета влажности соломы и 45% влажности торфа. При другой влажности материалов их количество должно быть соответственно изменено. РД - АПК 1.10.15.02-17 140 Таблица Б 2 – Нормы потребности в подстилке на период содержания птицы Виды и возрастные группы птицы Требуется на период выращивания на 1 гол/кг Взрослая птица Куры мясояичных породи ремонтный молодняк в возрасте 18-22 нед. 5,5 Куры мясных породи ремонтный молодняк в возрасте 18(19)-26 нед. 6,0 Утки и ремонтный молодняк в возрасте 22-28(29) нед. 20,0 Молодняк птицы Молодняк курв возрасте, недели 1-9 1,5 9-18(19) 2,0 Молодняк уток в возрасте, недели 1-8(7) 6,7 8(9)–21 / 11–(22-24)25 15,0 Примечание Периодичность смены подстилки в год для кур – один раз, для других видов птицы – после каждой партии. РД - АПК 1.10.15.02-17 141 Приложение В (рекомендуемое) МЕТОДИКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЁТА НАПОРНЫХ НАВОЗОПРОВОДОВ В .1 Рекомендации по проектированию напорных навозо- проводов В .2. Гидравлический расчет напорных навозопроводов В Пример гидравлического расчета напорного навозо- провода РД - АПК 1.10.15.02-17 142 В Рекомендации по проектированию напорных навозопроводов Накапливаемый на животноводческих фермах и комплексах бесподстилочный навоз представляет собой трехфазную коллоидно-полидисперсную массу. В его состав входят экскременты животных, остатки кормов, технологическая вода, а также газы, образующиеся в результате биохимических процессов, протекающих в навозе вовремя его хранения. Основными физико-механическими характеристиками навоза и навозных стоков, обусловливающими надежную и эффективную работу трубопроводного транспорта, является фракционный состав навоза, его седиментационные и реологические свойства. Вязкость навоза и его плотность существенно влияют на потери напора. С повышением влажности навоза его вязкость уменьшается, а предельное напряжение сдвига стремится к нулю. Навоз различных половозрастных групп свиней и крупного рогатого скота имеет влажность 86-91% и не разделяется на фракции при отстаивании. Расслоение навоза происходит при влажности 92% и более, причем при влажности 96,5% оно происходит интенсивно, а выпадаемый осадок уплотняется, что вызывает необходимость постоянного перемешивания навоза. РД - АПК 1.10.15.02-17 143 Повышение степени разбавления навоза водой при одновременном перемешивании его сопровождается увеличением содержания растворенных веществ и уменьшением содержания взвешенных веществ, выпадающих в осадок. При влажности навозной массы менее 92%, когда не происходит расслоения, скорость движения в навозопроводе может быть менее 0,7 мс. Навозные стоки влажностью более при малой скорости движения подвергаются расслоению. При этом часть твердой фракции оседает на стенки трубы, уменьшая живое сечение навозопровода. После прекращения работы насоса выпавший осадок затвердевает, что в конечном счете может привести к закупорке навозопровода. Для предотвращения закупорки напорного навозопро- вода скорость движения в нем должна быть не менее незаи- ливающей , приведенной в таблице В, а перерывы в работе насоса должны быть минимальными. Таблица В – Значения незаиливающей скорости Незаиливающая скорость для навозных стоков, мс Диаметр навозопровода , мм свиней крупного рогатого скота 150 0,90 0,70 200 1,00 0,75 250 1,10 0,80 300 1,20 0,85 400 1,25 0,96 РД - АПК 1.10.15.02-17 144 При невозможности обеспечить необходимые скорости движения и при перерывах в перекачке навозных стоков более 2 ч необходимо предусматривать промывку напорных навозопроводов технической или осветленной сточной водой. Скорость движения воды при промывке принимается в пределах 1,2-1,5 мс. Объем промывной воды должен быть не менее полуторного объема промываемого навозопровода. Напорные навозопроводы, как правило, следует прокладывать в две нитки. В. 2 Гидравлический расчет напорных навозопроводов Гидравлический расчет напорных навозопроводов следует проводить на максимальный секундный расход. Расход стоков, протекающих в навозопроводе: Q = W × V, (1) где W – площадь живого сечения навозопровода, м V – средняя скорость движения стоков в навозопрово- де, мс. Площадь живого сечения навозопровода: 2 4 3,14 × = B d W , (2) где d B – расчетный внутренний диаметр навозопрово- дам РД - АПК 1.10.15.02-17 145 Тогда 4 3,14 × × = , из этой формулы определяем = 4 3,14 B Q d V (3) Скорость в напорных навозопроводах назначается с учетом реологических и седиментационных свойств, незаили- вающей скорости и влажности навозных стоков, а также диаметра навозопровода. Для определения диаметра навозопровода предварительно задаются скоростью, равной незаиливающей (таблица В. Незаиливающая скорость в трубах достигает максимального значения при влажности навозных стоков свиней 96% и навозных стоков крупного рогатого скота 97%. По заданному расходу и полученному диаметру определяют скорость движения стоков 2 Гидравлический уклон (величина потерь напора на единицу длины) определяется по формуле 2 2 = × B V λ i g d , (4) РД - АПК 1.10.15.02-17 146 где λ – коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси); g – ускорение свободного падениям с2Коэффициент гидравлического трения определяют в зависимости от реологических свойств сточных вод. Для навозных стоков влажностью 86-93% и ламинарном режиме движения коэффициент гидравлического трения определяется - для стоков свиней л + же при же) - для стоков крупного рогатого скота 64 л ж е R λ = при же, (6) где ж е R – обобщающее число Рейнольдса, вычисляемое по формуле 1 , τ η ρ − ⎛ ⎞ + ⎜ ⎟ × же d ρ ×V 0 = 6 (7) где η – динамическая вязкость, Пас плотность, кг/м 3 ; 0 τ – предельное напряжение сдвига, Па. Значения приведены в таблицах В, В. РД - АПК 1.10.15.02-17 147 Таблица В – Ориентировочные значения динамической вязкости, плотности, предельного напряжения сдвига навоза и навозных стоков свиней Характеристика навоза и навозных стоков Влажность навоза и навозных стоков, % η Пахс ρ кг /м 3 Па 2 3 4 86 0,700 1054,4 50 87 0,520 1050,4 30 88 0,400 1046,4 20 89 0,320 1042,4 15,0 90 0,280 1038,4 9,0 91 0,220 1034,4 5,0 92 0,200 1030,3 1,8 93 0,150 1026,3 1,6 94 0,100 1022,3 0,9 95 0,020 1018,5 - 96 0,016 1014,3 - 97 0,011 1010,1 - 98 0,006 1005,0 - РД - АПК 1.10.15.02-17 148 Таблица В – Ориентировочные значения динамической вязкости, плотности, предельного напряжения сдвига навоза и навозных стоков крупного рогатого скота Характеристика навоза и навозных стоков Влажность навоза и навозных стоков η Пахс ρ кг /м 3 Па 1,300 1034,2 75,0 87 1,200 1032,2 60,0 88 1,000 1029,6 50,0 89 0,800 1026,9 40,0 90 0,600 1024,4 37,0 91 0,450 1021,8 14,0 92 0,300 1019,1 5,0 93 0,100 1016,5 2,5 94 0,080 1013,9 1,0 95 0,050 1011,3 - 96 0,035 1008,7 - 97 0,030 1006,1 - 98 0,010 1003,5 - При температуре 18-20°C и влажности 86-92% плотность навоза составляет 996-989 кг/м 3 (в результате образования пузырьков газа. Для навозных стоков свиней и крупного рогатого скота влажностью 86-98% и турбулентном режиме движения ко РД - АПК 1.10.15.02-17 149 эффициент гидравлического трения определяется по формуле, (8) где ≤ 1500 ж е R для стоков свиней же для стоков крупного рогатого скота. Для навозных стоков свиней и крупного рогатого скота влажностью 93-98% и ламинарном режиме движения коэффициент гидравлического трения определяется по формуле л 64 = е ж λ R , (9) где ≥ 1500 ж е R для стоков свиней же для стоков крупного рогатого скота. Для навозных стоков свиней и крупного рогатого скота влажностью 93-98% же d ρ R η × × (10) Потери напора по длине навозопровода, м, определяются по формуле Д l = × , (11) РД - АПК 1.10.15.02-17 150 где l – длина навозопровода, м. Местные потери напора принимаются 0,10-0,12 потерь напора по длине. Необходимый напор (м) насоса определяется по формуле н = ДМ+ св) где Д – потери напора по длине навозопровода, м М – местные потери напора, м h r – геометрическая разность отметок всасывания и подачи, м св – свободный напор, м. При проектировании новых животноводческих ферми комплексов влажность навоза и навозных стоков определяется расчетным путем, при реконструкции – путем проведения анализов. В случае отсутствия данных по влажности для предварительных расчетов можно пользоваться значениями, приведенными в таблице В. РД - АПК 1.10.15.02-17 151 Таблица В . 4 – Ориентировочные значения влажности навоза и навозных стоков при различных способах удаления навоза Влажность навоза и навозных стоков, % Способ удаления навоза в каналах навозоудаления при выходе с фермы, комплекса Механический 88-90 - Гидравлический - самотечный а) непрерывного действия и секционный 95,5-97,0 б) периодического действия 90-94 96,0-97,5 - смывной: а) бесканальный 92-95 97,0-98,0 б) канальный (баки, насадки) 93-96 97,5-98,5 РД - АПК 1.10.15.02-17 152 В Пример гидравлического расчета напорного навозопровода Задача Определить необходимый напор для перекачки навозных стоков свиней влажностью 92% с расходом 18 л/с (0,018 мс) по стальному трубопроводу на расстоянием при геометрической разности отметок всасывания и подачи 10 м. Решение По таблице В находим незаиливающую скорость 0,90 мс и задаем скорость в трубопроводе, равную ей. По формуле (3) определяем расчетный внутренний диаметр навозопровода: м 0,018 = = 0,160 3,14 Принимаем навозопровод из стальных труб с внутренним диаметром 160 мм. По таблице В при влажности навозных стоков 92% находим характеристики сточных вод = 0,2 Пас ρ=1030,3 кг/м 3 ; 0 τ 1,8 Па. По заданному расходу 18 л/с (0,018 мс) и определенному внутреннему диаметру 160 мм находим фактическую расчетную скорость РД - АПК 1.10.15.02-17 153 × × 2 4 мс Принимая во внимание, что влажность навозных стоков свиней равна 92%, вычисляем обобщенное число Рей- нольдса по формуле (7) 1 − ⎛ ⎞ + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ 2 0,2 1,8 = = 584,8 1030,3×0,9×0,160 6×1030,3×0,9 ж е R Учитывая , что же, те. режим движения в наво- зопроводе ламинарный, коэффициент гидравлического трения вычисляется по формуле (5) 9,3 + 255 0,160 = Гидравлический уклон находится по формуле (4) i 2 2 × 9,81 0,086 0,9 = × = Потери напора по длине навозопровода определяются по формуле (11) Д = 0,022×500 = 11,0 м Необходимый напор насоса определяется по формуле (12) Нм РД - АПК 1.10.15.02-17 154 Приложение Г (рекомендуемое) РАСХОД И ХАРАКТЕРИСТИКА НАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ КОМПОСТИРОВАНИЯ НАВОЗА И ПОМЕТА Расход торфа и соломы, а также характеристика наполнителей для компостирования навоза и помета приведены в таблицах Г - Г. РД - АПК 1.10.15.02-17 155 Таблица Г – Расход торфа и соломы на приготовление компоста Влажность навоза, % Влажность компостной смеси, % Влажность компонента Торф 0,50 0,75 1,00 1,15 1.25 1,35 50 0,67 1,00 1,33 1,53 1,67 1,81 55 1,00 1,50 2,00 2,30 2,50 2,70 65 60 2,00 3,00 4,00 4,60 5,00 5,40 45 0,20 0,40 0,60 0,72 0,80 1,00 50 0,25 0,50 0,70 0,90 1,00 1,10 55 0,33 0,67 1,00 1,20 1,33 1,50 70 60 0,50 1,00 1,50 1,80 2,00 2,20 50 - 0,20 0,40 0,50 0,60 0,70 55 - 0,25 0,50 0,65 0,75 0,85 75 60 - 0,30 0,70 0,90 1,00 1,10 Солома 0,18 0,27 0,36 0,42 0,45 0,48 15 0,20 0,30 0,40 0,46 1,50 0,54 20 0,22 0,33 0,44 0,51 0,56 0,60 65 25 025 0,37 0,50 0,57 0,62 0,67 10 0,08 0,17 0,25 0,30 0,33 0,36 70 15 0,09 0,18 0,27 0,32 0,36 0,40 РД - АПК 1.10.15.02-17 156 Окончание таблицы Г 1 2 3 4 5 6 7 8 20 0,10 0,20 0,30 0,36 0,40 0,43 70 25 0,11 0,22 0,33 0,40 0,44 0,48 10 - 0,08 0,15 0,20 0,23 0,26 15 - 0,08 0,17 0,22 0,25 0,28 20 - 0,09 0,18 0,24 0,27 0,31 75 25 - 0,10 0,20 0,26 0,30 0,34 Таблица Г – Характеристика наполнителей для компостирования навоза и помета Материал Влаж - ность , % Плотность, т /м 3 Размер частиц, мм Кислот - ность , рН Торф фрезерный для подстилки - верховой 50 0,2-0,4 До 60 2,6-4,4 - переходный 50 0,2-0,4 До 60 2,8-5,3 Торф для приготовления компостов: - верховой 60 0,2-0,4 До 60 2,6-4,4 - переходный 60 0,2-0,4 До 60 2,8-5,3 - низинный 60 0,2-0,5 До 60 4,8-7,0 Солома зерновых культур измельченная До 120 - Опилки 22 0.5 - 5,0-6,0 Древесная кора 26 0,5 До 40 5,0-6,0 Лигнин 55 - До 8 2,5-3,0 РД - АПК 1.10.15.02-17 157 Таблица Г – Содержание в наполнителях отдельных веществ Содержание в абсолютно сухом веществе, % Материал органического вещества Вла - гопо - гло - ще - ние , % Торф фрезерный для подстилки - верховой 95 49 1,5 0,2 0,1 0,5 1000 - переходный 95 47 2,0 0,3 0,2 1,3 700 Торф для приготовления компо- стов : - верховой 95 49 1,5 0,2 0,1 0,5 1000 - переходный 95 47 2,0 0,3 0,2 1,3 700 - низинный 92 46 3,0 0,4 0,3 2,6 600 Солома зерновых культур измельченная Опилки 94 46 0,25 0,3 0,8 1,4 400 Древесная кора 42 0,5 0,1 0,1 0,1 250 Лигнин 93 38 0,3 - - 0,7 300 РД - АПК 1.10.15.02-17 158 Приложение Д (рекомендуемое) ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ГОДОВЫЕ ДОЗЫ ВНЕСЕНИЯ ПОМЕТА ПОД СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ КУЛЬТУРЫ Ориентировочные годовые дозы внесения помета и торфопометного компоста под сельскохозяйственные культуры на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны приведены в таблице Д. Ориентировочные годовые дозы внесения помета под сельскохозяйственные культуры на серых лесных и черноземных почвах лесостепной зоны приведены в таблице Д. РД - АПК 1.10.15.02-17 159 Таблица Д – Ориентировочные годовые дозы внесения помета и торфопометного компоста под сельскохозяйственные культуры на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны (т/га) Помет Культура сухой естественной влажности подстилочный Торфопо- метный компост Озимые зерновые 3-4 13-15 10-15 20-25 Яровые зерновые 3 8-10 10-15 20-25 Картофель 15-20 20-25 40-50 Кукуруза на силос 4-5 15-20 15-20 40-60 Кормовые корнеплоды 4-5 15-20 15-20 30-50 Кормовая капуста 4-5 15-20 15-20 40-60 Овощи 20-25 20-25 40-70 Однолетние травы 3-4 8-10 12-15 - Многолетние травы 5-8 10-15 - - Сенокосы и пастбища - 15-20 - - Примечание – На слабоокультуренных почвах следует применять дозы помета и торфопомётного компоста соответственно на 2-3 т/га и 5-8 т/га выше, чем на окультуренных |