ПЕРЕМЕШИВАНИЕ НАВОЗА В ЛАГУНАХ
При откачивании из лагун побочных продуктов животноводства, как в виде жидкого неразделенного навоза, так и его жидкой сепарированной фракции требуется его гомогенизация, т.е. перемешивание. Гомогенизация обеспечивает равномерность распределения побочных продуктов животноводства на полях по питательным веществам и полноту очистки лагуны от осадка.
До редакции 2020 года РД-АПК 1.10.15.021-17* [1] в документе был пункт – «В навозохранилищах для хранения жидкой фракции перемешивание не предусматривается». При хранении жидкой сепарированной фракции навоза в лагунах накапливается осадок медленнее, чем при хранении навоза без разделения, но при самосплавной системе навозоудаления из помещений за несколько лет может значительно уменьшиться их объем. Это положение, что перемешивание не нужно, было записано во времена СССР для накопителей жидкой фракции навоза при гидросмывной системе навозоудаления при разбавлении навоза водой до 10 раз. Объёмы прудов-накопителей тогда исчислялись сотнями тысяч или даже миллионами кубов, и, конечно, ни о каком перемешивании и речи быть и не могло.
С выбором технологического оборудования для перемешивания навоза следует определяться с учетом вида навоза на стадии проектирования площадки лагун, ведь от его типа зависит требуемая ширина дамб и размер технологических площадок.
На действующих предприятиях выбор применяемого оборудования ограничивается размерами дамб и самих лагун.
Передвижное перемешивающее оборудование
Оборудование от ВОМ трактора
Для средних и больших секций лагун (более 10 тыс. м3) требуется одновременное использование двух перемешивающих устройств – лагунной помпы (рабочий орган насос) и миксера (рабочий орган винт или шнек) с целью создания горизонтальных и вертикальных потоков движения жидкости.
Лагунная помпа при верхнем положении установки рабочего органа разбивает верхнюю корку, гомогенизирует твердые включения. Миксер приводит в движение навоз в лагуне, облегчая работу лагунной помпы. Миксер и помпа агрегатируются с тракторами.
На технологических площадках секций лагун, помпа, как правило, имеет от одного до трех мест установки, по другим сторонам лагуны переставляется миксер.
В зависимости от рабочего органа, миксеры эффективны в радиусе до 80 метров. Для обеспечения наилучшего перемешивания их необходимо перемещать по периметру навозохранилища на расстояние ~ 25-35 м после 2-3 часов работы на одном месте.
Для небольших лагун свиного навоза или лагун для жидкой фракции навоза могут применяться только миксеры от ВОМ трактора. Для небольших лагун с неразделенным навозом КРС может применяться одна лагунная помпа.
Плавающее оборудование
Перемешивание навоза можно осуществлять с помощью комбинированного устройства – плавающего миксера-аэратора. Миксер-аэратор объединяет два способа перемешивания – механический и барботажный. Механическое перемешивание с одновременной аэрацией при подаче воздуха через полый вал винта позволяют создавать горизонтальные циркуляционные потоки по объему жидкости и перемешивать осадок. При этом важен маленький размер получаемых пузырьков, продлевающий время их действия и увеличивающий продолжительность осаждения частиц поднятого осадка. Этот процесс обеспечивает качественный размыв донного осадка в лагунах и возможность максимального их очищения.
Оборудование работает от источника электричества, при отсутствии такого источника может использоваться дизель-генератор.
Преимуществом использования миксеров-аэраторов являются:·
-
эффективное перемешивание всего объема лагуны включая донный осадок;
-
экономичность - мощность одного миксера-аэратора в зависимости от модели 22,5-25 кВт;
-
для доставки к месту работы аэратора и станции управления достаточно одного трактора типа МТЗ-80, причем во время работы наличие трактора не требуется;
-
отсутствие дополнительного персонала – миксер-аэратор может обслуживать оператор насосной станции;
-
меньшая ширина дамб для спуска оборудования в лагуну, чем для установки агрегатов с тракторами;
-
минимальные эксплуатационные расходы, надежность при минимальном техническом обслуживании;
-
минимальные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу по сравнению с другими методами гомогенизации.
Выпускаются две модификации миксеров-аэраторов с разными способами перемещения по поверхности лагун: понтонная и колесная.
Для понтонных миксеров-аэраторов на дамбах лагуны устанавливаются стояки, к которым крепятся два троса, постановка в заданные точки осуществляется путем смены мест крепления.
Для радиоуправляемых колесных миксеров-аэраторов предусмотрена лебедка с электродвигателем и станция управления. Постановка в заданную точку осуществляется с пульта управления – регулируется направление оси миксера и длина троса.
Для секций лагун объемом более 20 тыс. м3 рекомендуется одновременная работа двух и более миксеров-аэраторов.
Комбинированное использование оборудования
Эффективным способом перемешивания в больших лагунах, особенно неразделенного на фракции навоза КРС с плавающей коркой, является комбинированное использование лагунной помпы от ВОМ трактора и электрического плавающего миксера-аэратора.
Стационарное перемешивающее оборудование
Примеров эффективного применения стационарного оборудования для перемешивания жидкого навоза в лагунах в промышленных масштабах нет. Есть предприятия, где лагуны оснащены электрическими стационарными миксерами, но результат нулевой. Электрические погружные миксеры предназначены прежде всего для перемешивания в приемных камерах насосных станций и, кроме того, они применяются в круглых наземных навозохранилищах.
Использованию в проектах погружных электрических миксеров для лагун способствуют и выпускаемые рекомендации. Так в «Методических рекомендациях по проектированию систем удаления и переработки навозных стоков на свинокомплексах промышленного типа» [2] приведена диаграмма для подбора оборудования (Рисунок 17), где авторы умолчали что она построена для чистой воды и скоростей движения 0,3 м/с. Авторам следовало бы заглянуть в Приложение в РД-АПК 1.10.15.021-17* [1], где приводятся незаиляющие скорости движения навоза. Так, эти скорости в разы превышают это значение, а при скорости 0,3 м/с не только ничего не перемешивается, но и продолжается процесс осаждения взвешенных частиц.
Погружная мешалка серии ТВМ производства компании Cri-Man (Италия). Диаграмма подбора.
Радиусы перемешивания жидкого навоза миксером мощностью 18 кВт по рекомендациям производителей аналогичного импортного оборудования в три раза меньше и составляют до 22 - 30 м (по диаграмме подбора в «Методических рекомендациях…» для 18,5 кВт - 90 м!).
МЗ «Поток» выпускает погружные миксеры – аналоги Криман, но не рекомендует приобретать их для перемешивания навозных стоков в закрытых лагунах за исключением лагун маленьких размеров.
Предложения по устройству лагун
МЗ Поток имеет многолетний опыт работы с жидким навозом в части его перемешивания и внесения на поля, который позволяет предлагать оптимальные решения по устройству лагун.
В соответствии с РД-АПК 1.10.15.021-17* [1] объем секций навозохранилищ не должен превышать 50 тыс. м3. Но опыт показывает, что объемы секций лагун для качественного перемешивания целесообразно принимать до 15-20 тыс. м3.
Максимальная глубина лагун - 6 м (ограничивается высотой всасывания насосов). При большей глубине навозохранилищ используются погружные насосы для подачи жидкости в основную насосную станцию.
Для полноты опорожнения лагуны, ведь над водозаборным устройством, по законам физики, должен оставаться слой жидкости, могут устраиваться приямки. Но этот вариант не получил широкого распространения в лагунах, так как требует ручной сварки геомембраны, что снижает надежность покрытия. Есть вариант устройства лагун с наклонным дном, примерно на 0,5 м углубления в сторону подачи и забора жидкого навоза. Построенные лагуны такой конструкции показали, что позволяют обеспечивать полноту забора навоза и минимизировать количество осадка в лагунах.
Принципиальная схема разреза площадки лагун
Требуемые ширины дамб лагун для установки передвижных устройств перемешивания и забора навоза составляют:
-
лагунная помпа от ВОМ – 20 м (минимум 15 м);
-
миксер от ВОМ – 10 м;
-
плавающий миксер-аэратор – 7 м;
-
дизельная насосная станция -10 м.
Большая часть осадка образуется в части лагуны со стороны труб подачи навоза. В связи с этим и насосная станция для забора жидкого навоза и дальнейшего внесения на поля располагается с этой стороны ввода навоза.
Когда планируется строительство закрытых лагун (как правило, для сокращения санитарно-защитной зоны), то обязательно должна предусматриваться сепарация навоза, так будет уменьшено количество образуемого осадка. Но без перемешивания все равно обойтись нельзя.
Как уже было сказано выше, радиус перемешивания навоза погружными электрическими миксерами не велик. Получается из-за ограниченного радиуса действия погружных миксеров лагуны могут быть только небольших размеров, вытянутой формы и потребуется большое количество перемешивающего оборудования.
МЗ «Поток» может предложить перемешивающее оборудование для открытых лагун разных размеров и конструкций, но для выбора оптимального максимально эффективного процесса целесообразно выбор оборудования производить до проектирования лагун, обеспечивающего возможность его установки.
Литература
2. Методические рекомендации по проектированию систем удаления и переработки навозных стоков на свинокомплексах промышленного типа М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009 г.