Пятнадцатилетний опыт эксплуатации шланговых систем

НТЦ «Сельхозпроект» первым в нашей стране начал оказывать услуги по внесению жидкого навоза шланговыми системами.
В настоящее время уже несколько компаний предоставляют данную услугу, и аренда шланговых систем получила широкое распространение на всей территории РФ.
В 2013 году вместо Научно-технического центра «Сельхозпроект» были организованы две компании - МЗ «Поток» с основными видами деятельности, направленными на производство и продажу оборудования шланговых систем, и «Сельхозпроект», занимающийся сдачей в аренду шланговых систем для откачки навоза с экипажем.
С этого периода мы приступили к постепенному импортозамещению и переходу на выпуск комплектующих, устройств и систем собственного производства. Изначально это были лагунные миксеры, транспортировщики, сборка насосных станций. На сегодняшний день отлажен серийный выпуск ряда устройств для перемешивания и внесения жидких удобрений в почву, дизельных и электрических насосных станций, центробежных насосов для откачки навоза и орошения.

Далее мы расскажем о технологии и составе оборудования шланговых систем подробнее.

2008 год.
Первый объект - очистка навозохранилищ молочной фермы в с. Былово (теперь Новая Москва)
при ее ликвидации и перемещении поголовья на новую ферму

Начнем с гомогенизации. Многолетний опыт показал, что перемешивание является неотъемлемым элементом при откачке навоза из навозохранилищ. Это касается не только неразделенного на фракции жидкого навоза, но и сепарированных навозных стоков. При хранении жидкой фракции навоза не так быстро, как при использовании неразделённого навоза, но все равно происходит накопление осадка в лагунах. Никакая сепарация не может на 100% очистить от взвешенных веществ жидкую фракцию.
Поэтому уже на стадии проекта лагун должны быть не только правильно определены объемы секций лагун, но и подобрана техника для перемешивания и учтена возможность ее установки и работы (ширина дамб, наличие технологических площадок, дорог, съездов). Максимальный рекомендованный объем секций навозохранилищ составляет не более 50 тыс. м3.
Стационарные перемешивающие устройства на лагунах не могут охватить весь объем, ведь для перемешивания нужна скорость движения массы не менее 0,8–1,0 м/с. Для этих целей подходит передвижное оборудование.
Объемы лагун при перемешивании оборудованием от вала отбора мощности трактора относительно невелики из-за ограниченного радиуса действия (примерно до 25–30 тыс. м3). Лагуны больших размеров приходится перемешивать с помощью плавающего оборудования.
В проектах должна быть учтена минимальная ширина дамб для установки миксера от ВОМ (вал отбора мощности) трактора — 11 м, лагунной помпы — 18 м, понтонного миксера-аэратора — 8 м.
Основная цель перемешивания при откачке лагун максимальное их опорожнение с исключением накопления донных отложений. По законам физики, при откачке от поверхности дна должен оставаться слой жидкости, что связано с предотвращением образования воздушной воронки над водозаборным устройством. Для минимизации этого остатка устраивают приямки. Но покрытие приямка лагун геомембраной сопряжено с трудностями при сварке швов, снижающими надежность покрытия.

Лагуна с приямком
после откачки жидкой фракции навоза,
перемешивание миксером-аэратором

Другим способом сокращения остатка навоза при откачке может служить устройство лагун с наклонным дном в сторону забора удобрения, причем с углубленной стороны должен быть и сброс навоза в лагуну. В этом случае можно обеспечить наиболее полное освобождение лагуны от осадка и минимальное распространение отложений на противоположную сторону секции лагуны. Лагуны с наклонным дном, построенные в Орловской области, показали эффективность этого решения.
Перемешивание массы в лагуне должно начинаться за сутки до начала опорожнения навозохранилища и продолжаться до окончания работ по внесению жидких органических удобрений на поля.

Широкое распространение получило перемешивающее оборудование от ВОМ трактора (миксеров и лагунных помп). Лагунные помпы с верхним расположением сопла особенно эффективны при разрушении корки навоза крупного рогатого скота, но применяются и для перемешивания свиного навоза. На лагунах обычно 1–2 места установки лагунной помпы. Лагунный миксер используется в другом режиме — с перестановкой каждые 2–3 часа по длине дамб. Миксеры могут иметь два типа рабочих органов, отличающихся оборотами и формой создаваемого потока — винт или шнек. Для больших лагун эффективно комбинированное перемешивание с помощью лагунной помпы и миксера, что позволяет обеспечить требуемые скорости движения и закрутить массу в лагуне как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях.

Практический опыт доказал высокое качество перемешивания с помощью плавающих электрических понтонных миксеров-аэраторов. При этом способе одновременно действуют два метода гомогенизации — механический и барботажный, что значительно увеличивает эффективность процесса. Кроме того, подача воздуха с кислородом тормозит выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.По просьбе инженерной службы агрохолдинга «Мираторг» был разработан радиоуправляемый миксер-аэратор, установка которого в любую точку лагуны осуществляется с пульта, и начато его производство. В отличие от стандартного миксера- аэратора, крепящегося вручную на двух тросах на дамбах лагун, у радиоуправляемого миксера- аэратора имеется станция управления и один трос с лебедкой. Эксплуатация данной модели уже показала удобство ее применения и надежность.

Теперь перейдем к следующей важной составляющей комплекса транспортирования навоза на поля — это насосная станция и шланги. С начала 2022 года мы начали выпуск собственной линейки центробежных насосов взамен использовавшихся ранее американских навозных насосов. Эксплуатация в течение года насосной станции с отечественным насосом Zvezda RUS С4-450/140 для внесения жидкого навоза показала, что по своим рабочим качествам он не уступает американскому насосу и надежен в использовании. В настоящее время проходит производственную проверку насос Zvezda RUS С6-800/160 для шланговых систем повышенной производительности с увеличенными диаметрами шлангов — 8 и 6 дюймов.

На этапе выхода на российский рынок шланговых систем мы работали с европейскими производителями магистральных шлангов. В 2015 году нашей инженерно-технической службой были разработаны технические условия и химическая рецептура шланга модели Selhozproekt Agroflex, отвечающей всем требованиям эксплуатации в российских условиях. Партнерское соглашение на производство шлангов Selhozpoekt Agroflex по нашему техническому заданию было заключено с крупнейшей китайской корпорацией, входящей в «большую пятёрку»  мировых производителей шлангов. В течение 7-летнего периода нами было поставлено более 5000 шлангов данной марки во все животноводческие регионы без единой претензии по качеству от конечных потребителей.

Применяемая в настоящее время диагональная схема движения трактора с буксируемым шлангом, его разворотов определена на основании практического опыта с учетом минимального перекручивания шланга. При покупке оборудования шланговых систем или их аренде тракторист-машинист обучается работе с буксируемым шлангом.

Следующий немаловажный аспект - выбор метода и устройств для внесения навоза в качестве органического удобрения на сельхозугодия. Практика показывает, что все больше хозяйств переходят на внутрипочвенный способ внесения жидкого навоза, имеющий экологические и агротехнические преимущества по сравнению с поверхностным. Для возможности подбора моделей инжекторов для внесения заданных норм с учетом приемлемых скоростей движения трактора они выпускаются разной ширины.
Предлагаемые варианты рабочих органов устройств для внутрипочвенного внесения обеспечивают допустимую обработку почвы в зависимости от применяемой системы земледелия. Так, в подверженных ветровой эрозии зонах применяются культиваторы противоэрозионные, отличающиеся сохранением стерни и других пожнивных остатков.
В случаях необходимости глубокого внесения удобрений, разрушения подплужной подошвы применяются глубокорыхлители. Количество рабочих органов в устройстве на основании практического опыта было изменено с 5 шт. на 6 шт. Это связано с тем, что при их нечетном количестве буксируемый шланг «тащится» по следу борозды.
При использовании бороны дисковой происходит моментальная заделка удобрений после их поверхностного внесения с одновременным перемешиванием растительных остатков с землей. Культиватор-инжектор с комбинированными рабочими органами (диск и стрельчатая лапа, расположенные по одной оси) подходит для любой системы земледелия. Обеспечивается глубина внесения удобрений до 20 см с одновременным рыхлением почвы.
Зимнее внесение жидкого навоза сопряжено с экологическими рисками, и эффективность подачи удобрений в это время в 1,5 раза ниже, чем в теплое время года. Но случались такие экстренные ситуации, когда при нехватке объемов навозохранилищ для исключения экологических катастроф была необходима их откачка в морозный период. Минимальная температура, при которой работала шланговая система, — минус 25°С. Это возможно только при непрерывной работе насосной станции и длине шлангового трубопровода не более 2 км. При любых прекращениях работы шланговой системы она должна быть моментально освобождена от жидкости.
При неправильном применении жидкие органические удобрения представляет собой потенциальную угрозу для окружающей среды.
Проблемы загрязнения воздушного бассейна при подготовке и внесении удобрений решаются применением миксеров-аэраторов для их перемешивания и использованием внутрипочвенного способа внесения. Также должны быть соблюдены санитарно-защитные зоны: в соответствии с современными требованиями расстояние от полей внесения побочных продуктов животноводства до населенных пунктов — не менее 300 м.
Но наибольшая опасность загрязнения при ненадлежащем использовании жидкого навоза угрожает водным объектам. Для исключения этой угрозы при выборе не только площадей внесения, но и трасс прокладки транспортирующих шлангов должны соблюдаться водоохранные зоны, зоны санитарной охраны источников водоснабжения.
Контроль целостности шлангов осуществляется путем регулярного инспектирования трассы, фиксирования изменения параметров давления в буксируемом шланге, расхода, напора насосной станции. Выбор внутрипочвенного внесения предотвращает образование и попадание в поверхностные водные объекты загрязненного поверхностного стока.

В завершение хочется отметить, что именно многолетний опыт работы, отзывы и пожелания предприятий, на которых эксплуатируются шланговые системы, позволили разработать технические средства и технологии перемешивания, транспортирования и внесения жидких органических удобрений с оптимальными параметрами, отвечающими экономическим, агротехническим и экологическим требованиям.

Статья опубликована в журнале: "Ценовик. Сельскохозяйственное обозрение", №2, 2023 г, раздел "Оборудование и техника".