CC BY
225
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
6. Плаксин И.Е., Трифанов А.В., Брюханов А.Ю., Максимов Н.В. Дно навозоприемной ванны малогабаритного свинарника // патент на полезную модель RUS 132681 28.05.2013.
7. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Малогабаритный свинарник для содержания животных на глубокой подстилке // патент на полезную модель RUS 149256 19.08.2014.
8. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Результаты производственной проверки технологического модуля для откорма поросят // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: Сб.науч.тр./ ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. Вып.85.СПб.,2014. С. 108-115.
9. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Использование естественной системы вентиляции на модульных фермах для повышения эффективности производства свинины в личных приусадебных и крестьянско-фермерских хозяйствах // Инновации в сельском хозяйстве. 2015. № 2 (12). С. 140-144.
10.http://www.gks.ru/
УДК 631.171
В.К. НАЙДЕНКО, канд. техн. наук
УМЕНЬШЕНИЕ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СВИНОВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Изложены особенности содержания свиней и их выделения в окружающую их среду в помещениях, способы их удаления и воздействия удаляемых веществ на природу в месте размещения свиноферм
Ключевые слова, выбросы, твердые отходы, зоны содержания, водоотведение, воздействие, утилизация.
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._
V.K. NAIDENKO, CandSc (Eng)
MITIGATION OF NEGATIVE ENVIRONMENTAL IMPACT OF PIG FARMS
The papers deals with specific features of pig housing and related emissions into the indoor and outdoor environment. The methods of waste removal from the pig houses and its environmental impact in the pig farm location are described.
Key words: emissions, solid waste, placement zones, water disposal, impact, utilization
Для оценки воздействия свинофермы или свинокомплекса на состояние окружающей среды необходимо определить параметры техногенного влияния на атмосферу, территорию, поверхностные и подземные воды.
При этом следует определить:
- объем выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, их количество, источники и приземные концентрации воздуха;
- количество сбрасываемых сточных вод, их состав и концентрацию, степень очистки, условия сброса в водные объекты и параметры разбавления сточных вод:
- характер воздействия объекта на территорию;
- уровень физических воздействий:
- наименование и количество отходов, способа их удаления, складирования или утилизации;
- характер воздействия объекта на социальные условия жизни населения в районе его расположения.
Степень влияния свинофермы или свинокомплекса на окружающую среду определяется по совокупности влияний каждого объекта, входящего в состав их.
Каждая свиноферма или свинокомплекс состоят из свинарников, кормоприготовительных или кормораспределительных сооружений, навозоприемников с насосами, цехов по хранению или переработки навоза, ветеринарных объектов и санбоен с пунктами переработки свинины, санпропускников с хозяйственно-бытовыми и дезинфекционными помещениями и дезбарьерами.
При мощности свиноферм до 12 тыс. свиней в год навоз может храниться в навозохранилищах без разделения его на составляющие.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
На свинофермах большей мощности и на свинокомплексах навоз необходимо разделять на твердую и жидкую фракции [1, 2].
В свинарниках образуются такие газообразные загрязняющие вещества как пыль от кормов и свиней, углекислый газ, пары влаги, аммиак, сероводород, меркаптан и микробы.
Неприятные запахи особенно ощутимы в случае анаэробного сбраживания навоза, при котором образуются сероводород, аммиак, жирные кислоты, амины, меркаптаны и т. д. Газообразные продукты разложения навоза способны проникать в более высокие слои атмосферы, благодаря переслаиванию и турбулентному движению воздуха, и переносится на значительные расстояния.
Микробное загрязнение воздуха в зонах свиноводства распространяется на значительное расстояние в виде полидисперсных аэрозолей.
При переработке навоза выделяются аммиака и сероводород. При хранении навоза в течение 6 месяцев испаряется до 10% азота. При хранении жидкой фракции навоза в течение 6 месяцев теряется до 15% азота.
Дальнейшая потеря азота происходит при внесении навоза (5%) или жидкой фракции (10%) его в почву.
Таким образом, каждое здание или сооружение выделяет газообразные загрязняющие вещества, которые необходимо растворить в вентиляционном воздухе до предельно допустимых концентраций, чтобы вредные загрязняющие вещества растворились в атмосфере.
Для хранения навоза используются бетонные или обвалованные земные котлованы, покрытые герметичной армированной пленкой, либо покрытые такой же пленкой в виде крыши.
В зависимости от системы удаления навоза в свинарниках переработка навоза производится несколькими способами.
Механические и гидравлические системы удаления навоза снижают объемы накопления его и гидравлическую нагрузку на сельскохозяйственных угодьях по сравнению с гидросмывными системами.
При гидросмывной системе относительная влажность навоза составляет около 95-96%. Это уже именуется стоками. Разделение стоков производится на фильтрующей центрифуге либо на дуговых ситах. Твердая фракция после разделения имеет относительную влажность 75 и 85%. Влажность жидкой составляющей - 97,5-98,5%.
203
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._
При самотечной системе удаления периодического действия относительная влажность навоза составляет около 92%, а при системе непрерывного действия - около 90%.
При самотечно-сливной системе удаления навоза периодического действия относительная влажность составляет около 88-89%.
Согласно РД АПК 1.10.15.02-08 [3] норма расхода воды на одно животное при смывной системе удаления навоза составляет 20 л/сут, при самотечной системе непрерывного действия 1,5 л/сут, при самотечной системе периодического действия 7 л/сут и при самотечно-сливной системе-1,5 л/сут.
Для разделения навоза из самотечных систем следует применять сепараторы прессового типа. Густая фракция навоза имеет влажность 75-80%, а жидкая фракция - 97-98%.
Для всех вышеприведенных случаев возможна глубокая переработка навоза путем применения для повторного разделения фугата на твердую и жидкую фракции на фильтрующих сепараторах. Жидкая фракция направляется на хранение в пруды в течение не менее 9 месяцев, а густая - на компостную площадку для приготовления компостов.
Утилизация навоза или фракций разделенного навоза производится путем запашки в почву и подпочвенным поливом из расчета 200-300 кг азота на 1 га.
Таким образом, имея объемы по выходу навоза и удельную потребность его на 1 га с учетом нормативных потерь азота можно определить потребные площади земельных угодий для утилизации навоза.
Сточные воды подразделяются на производственные и поверхностные стоки. Отвод незагрязненных сточных вод производится в хозяйственно-бытовую или ливневую канализацию при соответствующем согласовании.
Ливневые стоки должны направляться по открытой системе в локальные пруды-отстойники и после соответствующей обработки использоваться на орошении сельскохозяйственных угодий.
Крышные стоки и стоки с чистых территорий допускается сбрасывать по рельефу местности или в водоем.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
Сточные воды из ветеринарных объектов и санбоен должны собираться в специальные отстойники и обязательно обеззараживаются.
Ливневые стоки с выгульных площадок должны пройти карантинирование перед использованием для орошения земельных угодий.
Сточные воды от прачечных и душевых следует очищать и обеззараживать совместно с хозяйственно-бытовыми водами на очистных сооружениях, либо совместно с навозными стоками.
Сточные воды от мойки и дезинфекции помещений следует очищать и обеззараживать совместно с навозными стоками.
Навозные стоки собираются из станков в свинарниках какой-либо системой удаления навоза вместе с потерями воды в системе водопоения, с технологической водой при мытье кормушек, проходов, станков и решетчатого пола и т. д. Через систему удаления навоза отводится вода от мойки и дезинфекции помещений свинарников и самой системы удаления навоза после смены поголовья в соответствии с технологией содержания свиней. Навозные стоки являются превалирующими по объемам в системе водоотведения.
Водопотребление и водоотведение данного объекта является одним из основных факторов его воздействия на окружающую среду. При необходимости на производственные цели можно использовать оборотную воду. Основным документом водооборота является баланс водопотребления и водоотведения.
Вода является важнейшей составной частью живой клетки в организме свиней и находится в ней в биологически связанном состоянии. С помощью воды в организме свиней происходят ассимиляция и диссимиляция, пищеварения, перенос питательных веществ, и т. д., а также выделение конечных продуктов обмена веществ. Использованная свиньями вода возвращается в круговорот в виде загрязненных и инфицированных стоков и сточных вод, которые потенциально опасны для людей и животных. Но вода опасна для жизнедеятельности растительных и животных организмов, когда концентрация поступающих в нее веществ возрастает до такого предела, при котором способность воды к окислению или восстановлению этих веществ и образовавшихся соединений становится недостаточной. Особенно подвержены загрязнению поверхностные воды.
205
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._
Уровень воздействия объекта на состояние поверхностных вод определяется их количеством, накапливаемым в резервуарах и прудах, и затратами на обработку этих вод с целью очистки и обеззараживания.
Уровень воздействия объекта на состояние окружающей среды проявляется не только выбросами газообразных загрязняющих веществ. Это воздействие выражается в изменении рельефа местности при устройстве свинарников, навозохранилищ и сооружений по переработке его в компосты и фугат и их утилизации путем запашки в почву.
Воздействие твердых отходов на окружающую среду проявляется через продукты кремации трупов свиней, последов, боенских отходов, ветоши, и т. д.
Продукцией производства свиноводческих предприятий является живая масса свиней. Побочной продукцией этого производства является навоз. Живая масса свиней должна быть экологически чистой, полноценной по питательным свойствам и качеству, и рентабельной. Только при таких условиях производство свинины может быть конкурентоспособным и эффективным.
Под экологически чистой свининой подразумевается следующее.
Свиньи должны выращиваться согласно принятой технологий содержания, кормления, поения при обеспечении соответствующего микроклимата и санитарно-гигиенических норм. Соблюдение этих технологий позволит получать высококачественную конкурентоспособную продукцию. Особенностями технологий содержания свиноматок является «гуманное» не стесненное их содержание при минимуме фиксаций в первый период супоросности маток и в начальный период опороса. Выращивание и откорм свиней должны производиться большими группами по 30-60 голов в одном станке, предварительно сгруппированными в однополые или смешенные «министада». Кроме того, продукция должна быть сертифицирована по всем показателям, включая «гуманное» содержание свиней. Под «гуманным» содержанием свиней подразумевается наиболее короткое содержание свиноматок в станках в зафиксированном положении, возможность перемещения супоросных свиноматок для моциона и уединяться в боксах станков в периоды кормления и отдых (комбибоксовое содержание),
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
самоперемещение свиней всех технологических групп из секции в секции согласно технологическому порядку, содержание свиней в станках с разделением на зоны кормления, отдыха, поения и дефекации со свободным проходами между ними, использование решетчатых полов не более 50% от всей станочной площади, а в зоне отдыха - не более 10% от площади этой зоны, свободное и достаточное пользование свиньями техническими средствами поения и кормления, а также соблюдение температурных и санитарно-гигиенических условий согласно нормативных требований.
Побочная продукция — навоз или навозные стоки производятся по соответствующим технологиям хранения и переработки в полноценное удобрение. При хранении навоза длительное время (до 12 месяцев с целью обеззараживания) необходимо производить периодическое перемешивание его, а само хранилище оборудовать крышей для предотвращения попадания в него атмосферных осадков.
При разделении навоза на твердую и жидкую фракции с помощью сепараторов или фильтрующих центрифуг необходимо учитывать выделения загрязняющих газообразных веществ и предусматривать технические средства для удаления их.
Хранение твердой фракции предусматривается в буртах на бетонированной площадке с возможностью укрытия их от атмосферных осадков в летне-осеннее время в течение 2-х месяце и в осенне-зимнее время - в течение не менее 3-х месяцев. Жидкая фракция должна храниться в резервуаре устройствами крыши в течение 9 месяцев. При устройстве крыш над резервуарами для хранения навоз или жидкой фракции навоза расстояния этих объектов от производственных зон сокращается вдвое.
Котлованы навозохранилищ и резервуаров следует выполнять из бетона или армированной пленки для предотвращения дренирования в почву жидкой составляющей навоза.
Целесообразнее всего утилизировать навоз или твердую и жидкую фракции навоза путем запашки или подпочвенного внесения в почву согласно норм [3].
Количество пыли кормовой и меховой в помещениях свинарников можно значительно уменьшить за счет совершенствования процессов поения и кормления свиней сухими полноценными по питательности комбикормами с применением высокоэффективных кормораздаточных средств или переходом на
207
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._
кормление свиней жидкими кормами, а также за счет организации и контроля допустимых скоростей потоков и количества вентиляционного воздуха и использования устройств для создания влажных аэрозолей или кондиционирования воздуха в помещениях.
Испаряющаяся влага от свиней и влажных поверхностей, а также поступление излишне влажного воздуха на притоке способствует увлажнению воздуха в помещениях и, следовательно, уменьшению запыленности.
Таблица 1
Нормы температуры и влажности внутреннего воздуха в помещениях для содержания свиней
Поголовье в Температура воздуха, 0С Относительная влаж-
помещении ность воздуха, %
расчет макси- мини- макси- минима-
мальная мальная мальная льная
Хряки 16 19 13 75 40
Свиноматки холостые 16 19 13 75 40
и супоросные
Свиноматки подсос- 20 22 16 70 40
ные с поросятами
Свинки ремонтные и 20 22 16 70 40
поросята-отъемыши
Свиньи на откорме 18 20 14 70 40
Объем выделяющихся загрязняющих газообразных веществ зависит от температуры в помещениях. Повышение температуры в помещениях увеличивает испарение влаги и выделение газообразных загрязняющих веществ. Поэтому для стабильной работы системы вентиляции следует поддерживать нормативные параметры микроклимата (табл. 1).Локальные обогревательные устройства в виде обогревательных панелей, водяных батарей на стенах либо в полу, электрических и газогенераторных агрегатов способствуют поддержанию нужных параметров микроклимата.
Электрические облучатели не только поддерживают параметры микроклимата, но и способствуют повышению освещенности в помещениях.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
Особенно это удобно для помещений с недостаточной естественной освещенностью, поскольку с помощью электрических облучателей можно увеличить освещенность.
С другой стороны естественную освещенность помещений можно регулировать планировочными решениями при размещениях станков в зданиях для свиней различных технологических групп, шириной здания и размерами окон в пределах нормативов.
С помощью облучателей, ионизаторов и озонаторов возможно улучшить микроклимат и в значительной степени подавить патогенную микрофлору и фауну.
Это производится либо попутно, например, при обеззараживании кормов, либо специально.
Основными факторами, позволяющими уменьшить загрязняющие выделения любого вида, являются процессы удаления навоза.
В первую очередь на количество загрязняющих выделений влияет способ удаления навоза.
Во вторую очередь на процесс выделения загрязняющих веществ влияет рациональная организация зон отдыха, кормления, поения, контактирования с животными смежных станков, дефекации свиней и эффективный микроклимат.
Создание локальных мест подогрева в помостах (полатях) и под «зонтиками», позволяет организовать зону отдыха свиней, которая в совокупности с зоной кормления определит зону дефекации, отдельную от остальных. Для четкого выделения зоны дефекации ее отгораживают от логова продольной перегородкой, длиной по среднему габариту свиней. Примыкает эта перегородка к соседнему станку там, где начинается контактная решетка, с размещенной на ней поилкой.
При частично решетчатом поле станок должен быть заселен плотно. В этом случае зона дефекации разместится на решетчатом полу, начиная от контактной перегородки с поилкой. В сочетании с зонами кормления и отдыха зона дефекации значительно уменьшит загрязненность станка. В этом случае для удаления навоза может быть применена канальная система с гидросмывом или с самотечным способом непрерывного или периодического действия. Возможно применение самотечно-сливной системы удаления навоза периодического действия. Последняя является наиболее эффективной.
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._
Применительно к самотечно-сливной системе удаления навоза и самотечной системе непрерывного действия размеры решетчатого настила в станках следует определять с учетом количества животных в станке и вида поголовья. Для определения размеров решетчатого пола следует использовать формулу
Sр = f^ , (1)
где Sр - площадь решетчатого пола, Sс - площадь станка, f -коэффициент соотношения площадей. Для откормочного и ремонтного молодняка и свиноматок 2-го периода супороросности коэффициент равен 0,75; для поросят-отъемышей и на доращивании, а также свиноматок 1-го периода супоросности коэффициент равен 0,45. Для подсосных свиноматок и хряков коэффициент равен 0,25. В 2013г. в Европейском Союзе принят закон о том, что решетчатый пол в станках не должен быть более 50%, а в зоне отдыха - не более 10% от площади станка
В станках с решетчатым или сплошным полом следует организовать зоны отдыха, кормления, поения и дефекации свиней. Последние 2 зоны следует совмещать и располагать их на решетчатом полу, отгороженном сплошными перегородками от логова, длина которых должна быть не менее длины животного. Поилки следует размещать на решетчатых перегородках между станками для визуального контакта свиней в смежных станках. Целесообразно предоставить возможность перемещения свиней по всем зонам станка по специально предусмотренным проходам между этими зонами.
При кормлении свиней полнорационными по питательной ценности комбикормами проваливаемость навоза через решетчатый пол будет почти 100%. Сочетание данных технологических процессов обеспечит снижение загазованности помещений свинарников.
Рациональнее всего применять самотечно-сливную систему удаления навоза периодического действия.
Объем навоза при этом будет таким, как и при использовании самотечной системы удаления навоза непрерывного действии, поскольку количество воды, необходимой для нормальной эксплуатации этих систем одинаково. При использовании других систем удаления навоза расход воды будет значительно больше и, следовательно, объем навоза так же будет больше. В результате
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
увеличатся затраты времени на транспортировку навоза к месту хранения и переработку его, а так же увеличится вместимость сооружений для навоза и продуктов его переработки. При этом, на больших сооружениях для навоза выделений газообразных веществ и болезнетворных микробов будет также значительно больше. В такой же степени это относится к влиянию большего объекта на рельеф местности, почвенную поверхность и на водоотведение.
При организации удаления загрязняющих газообразных веществ с помощью вентиляционных систем следует ориентироваться на количество вентиляционного воздуха, в котором концентрация этих веществ не была бы больше предельно-допустимых величин. Для углекислого газа концентрация (ПДК) не должна быть более 0,025% от объема помещения, для аммиака ПДК равна 20 мг/м , для
3 3
сероводорода - 10 мг/ м , для пыли - 6 мг/м и для микробов - 90 тыс. м/м3.
Утилизировать твердые отходы (трупы свиней, последы, боенские отходы, ветошь, и т. д.) целесообразнее всего методом кремации. На окружающую природу будут воздействовать продукты сгорания в виде газов и золы. Количество золы при кремации не превышает 5% от исходной массы.
В случае отсутствия кремации трупы свиней, последы, боенские отходы, и т. д. складируются в биотермические ямы, которые имеют статус могильника.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. Санитарно-эпидемические правила и нормативы СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03. Постановление Правительства РФ №74 от 25,09.2007.
2. Методические рекомендации по технологическому проектированию свиноводческих ферм и свинокомплексов РД-АПК 1. 10.02.04-12, М., 2012.
3. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета РД-АПК 1.10.15.02-08, М. 2008.
