Водоснабжение ферм КРС

 

Система водоснабжения – это комплекс взаимосвязанных машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источников, подъема ее на высоту, очистки, хранения и подачи к местам потребления.

Состав машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству воды.

При водоснабжении животноводческих ферм наибольшее распространение получили местные и централизованные хозяйственно-производственные системы водоснабжения с подземными источниками воды и пожаротушения из противопожарных резервуаров мотопомпами или автонасосами.

В свою очередь, централизованные системы могут быть частью группового сельскохозяйственного водопровода, обеспечивающего водой несколько населенных пунктов, ферм и других производственных объектов, расположенных, как правило, на значительном расстоянии друг от друга.

Схема водоснабжения – это технологическая линия, связывающая в той или иной последовательности водопроводные сооружения, предназначенные для добывания, перекачки, улучшения качества и транспортировки воды к пунктам ее потребления. Воду можно подавать к потребителям по различным схемам.

В зависимости от конкретных условий( рельефа местности, мощности источника водоснабжения, надежности электроснабжения и др.) схемы водоснабжения могут иметь один или два подъема воды, предусматривать хранение регулируемого ее количества в водонапорных башнях или подземных резервуарах, подачу противопожарного запаса воды непосредственно из источника и др.

Состав инженерных сооружений непостоянен, его можно изменить в зависимости от качества воды в источнике, рельефа местности и прочих условий. Например, очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосная станция второго подъема могут отсутствовать, если качество воды в источнике соответствует ГОСТу на питьевую воду.

Окончательный выбор той или иной схемы водоснабжения в каждом конкретном случае должен быть обоснован технико-экономическим расчетам. К строительству принимается вариант с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами.

Системы сельскохозяйственного водоснабжения по их назначению можно подразделить на следующие группы:

1) системы водоснабжения поселков совхозов и колхозов, а также ремонтно-технических станции;

2) системы водоснабжения животноводческих промышленных комплексов и отдельно стоящих ферм;

3) системы пастбищного водоснабжения;

4) системы полевого водоснабжения.

Каждая из перечисленных групп имеет свои специфические особенности в части организации водоснабжения.

Наиболее распространенная схема механизированного водоснабжения животноводческих ферм состоит из следующих сооружений: водозабора с насосной станцией, разводящей сети и регулирующих сооружений (водонапорной башни и резервуара для хранения противопожарного запаса воды). В случаях, когда этого требует качество воды источника, схема водоснабжения дополняется сооружениями по очистке и обеззараживанию воды.

Описание наиболее распространенной схемы водоснабжения животноводческой фермы (на 400 молочных коров):

Из трубчатого колодца вода забирается погружным электронасосом (типа ЭЦВ или БЦП) и подается в водонапорную башню и разводящую сеть животноводческой фермы.

Практикой установлено, что емкость бака водонапорной башни должна быть равна 12—15% расчетного суточного расхода воды на ферме. Типовые водонапорные башни для животноводческих ферм имеют баки емкостью 25 м3.

Камеры насосных станций на трубчатых колодцах, водонапорные и регулирующие сооружения, а также смотровые колодцы на водопроводной сети выполняют из сборных железобетонных конструкций. Водопроводную сеть выполняют из асбестоцементных или полиэтиленовых труб, а вводы в скотные дворы и другие помещения на ферме — из чугунных труб.

В промышленных животноводческих комплексах применяются безбашенные системы водоснабжения высокого давления. Для водоснабжения ферм с расходом воды до 40 м3/сутки часто используются близко расположенные к поверхности земли подземные воды, забираемые шахтными колодцами. В этих случаях для подъема воды применяются автоматические насосные установки.

Пример: схема насосной установки для пневматической системы водоснабжения с забором воды из шахтного колодца, оборудованного пневматической автоматической установкой ВУ-5-30. Производительность установки 5 м3/ч, напор 30 м.

Принцип действия установки ВУ-5-30 заключается в следующем:

При разборе воды на ферме давление в сети падает. Когда давление в сети упадет до нижнего предела, на который отрегулировано реле давления, насос включается и работает до того момента, пока давление воздуха в воздушно-водяном котле не достигнет верхнего предела, на который также отрегулировано реле давления. Воздушно-водяной котел имеет небольшой регулирующий объем воды. Таким образом, при малом расходе воды на ферме установка будет включаться редко, но в часы, когда расход воды равен производительности насоса, установка будет работать непрерывно до тех пор, пока расход на ферме не уменьшится. При этом насос поднимает давление в воздушно-водяном котле до верхнего предела и реле давления выключает электродвигатель насоса.

По такому же принципу работает установка с погружным насосом (ВУ-7-65). Эта установка предназначена для подъема воды из трубчатых колодцев диаметром 150 мм с динамическим уровнем воды, находящимся на глубине до 40 м. Производительность установки 7,5 м3/ч, напор до 65 м.

В настоящее время широкое использование получили насосы типа ЭЦВ с обратным клапаном.

Источники водоснабжения и водозаборные сооружения

Источники водоснабжения могут быть поверхностными (реки, озера, водохранилища и др.) и подземными (родниковые, грунтовые и межпластовые воды). Они должны обеспечивать наибольший суточный расход воды потребителями независимо от времени года и условий потребления.

При выборе источника централизованного водоснабжения предпочтение отдают подземным водам по сравнению с поверхностными. Это объясняется повсеместным распространением подземных вод и возможностью использования их без очистки. Поверхностные воды применяют реже, так как они наиболее подвержены загрязнению и перед подачей потребителю нуждаются в специальной очистке.

Подземные воды в зависимости от условий их залегания делятся на грунтовые и межпластовые.

Водозаборные сооружения служат для забора воды из источника. Для забора воды из поверхностных (открытых) источников устраивают береговые колодцы или простейшие водозаборы, а для забора воды из подземных (закрытых) источников - шахтные, буровые (трубчатые) и мелкотрубчатые колодцы. Подземные воды, выходящие на поверхность, собирают в каптажные колодцы.

Водонапорные сооружения и резервуары

В системе водоснабжения применяются напорно-регулирующие сооружения, предназначенные для создания необходимого напора в разводящей магистрали, регулировки подачи воды в сеть и создания запаса воды на время отклонения насосной станции.

На практике применяют два типа напорно-регулирующих сооружений: водонапорную башню и пневматический котел (безбашенное сооружение). В первом случае наружный напор создается за счет поднятия водонапорного бака на необходимую высоту; во втором – за счет давления сжатого воздуха, заполняющего пространство выше уровня воды в герметически закрытом котле.

Сборно-блочные башни конструкции инженера А. А. Рожновского получили на фермах наибольшее распространение. Башни монтируют на месте из отдельных металлических блоков, изготовленных на заводах. Нижняя часть башни, утепленная земляной обсыпкой, целиком заполняется водой. Этот запас воды удваивает резервную вместимость башни.

Неутепленную башню применяют там, где температура воды подземных источников не ниже 4° С и обмен воды в башне происходит не реже одного раза в сутки.

При интенсивной циркуляции вода в башне не замерзает даже при значительном снижении температуры.

Для автоматизации управления к водонапорным башням выпускают аппаратуру, которая поддерживает постоянный запас воды и повышает надежность работы оборудования насосных станций. Сборно-блочная конструкция башни позволяет намного сократить сроки монтажа сооружения и снизить стоимость строительства.

Безбашенные напорно-регулирующие сооружения предназначены для автоматизации водоснабжения животноводческих ферм и других объектов.

На фермах широко распространены безбашенные автоматические водоподъемные установки типа ВУ, например, установка ВУ5-30. Вихревым насосом вода подается в воздушно-водяной бак, из которого через водоразборную магистраль поступает к потребителям. Излишки воды накапливаются в баке, сжимая в нем воздух. Как только давление в баке достигнет расчетного реле давления ( в нормальном положении контакты реле давления постоянно замкнуты) разомкнет электрическую цепь магнитного пускателя, электродвигатель насоса остановится и вода потребителям будет подаваться под действием сжатого в баке воздуха. При уменьшении давления до определенного значения контакты реле замкнутся и в работу включится насос, который снова начнет подавать воду в бак.

Во время работы установки объем воздушной подушки в баке вследствие неплотности соединений растворения воздуха в воде уменьшается. Это приводит к увеличению частоты включения установки и ускоряет износ электродвигателя и насоса. Для автоматического заполнения бака воздухом служит струйный регулятор запаха.

Установки просты по конструкции, гигиеничны и удобны в эксплуатации, не требуют постоянного обслуживания. Благодаря применению установок ВУ сокращается расход труб, исключается строительство дорогостоящих металлоемких водонапорных башен, себестоимость подачи 1 м воды снижается в 1,5…2 раза.

Для хранения запасов воды иногда используют безнапорные резервуары, из которых вода может подаваться в водопроводную сеть насосами.

Вместимость баков водонапорных башен и резервуаров выбирают в зависимости от суточного расхода воды, характера расходования ее по часам суток и работы насосной станции. Характер расходования воды по часам суток может быть установлен в результате подсчетов значений коэффициентов часовой неравномерности для каждого потребителя с учетом принятого на ферме распорядка дня.

Установки для очистки и обеззараживания воды на фермах и комплексах

Часто вода поверхностных источников, а иногда и подземных, например грунтовая вода, требует дополнительной обработки - опреснения, умягчения, очистки и обеззараживания.

В сельскохозяйственном водоснабжении применяют кристаллизацию (искусственное вымораживание), дистилляцию и электродиализный метод опреснения.

Для опреснения воды применяют электродиализ. При этом ионы солей удаляются из воды действием поля постоянного электрического тока. Для электродиализа разработаны установки производительностью от 10 до 600 м/сут, способные обеспечить понижение минерализации воды с 2,8…15 г/л до 0,9…1 г/л.

Для очистки воды применяют фильтры, контактные осветлители.

Обеззараживание (уничтожение болезнетворных микроорганизмов) достигается хлорированием, озонированием и ультрафиолетовым облучением воды.

При хлорировании применяют хлорную известь, жидкий хлор и поваренную соль (из соли получают гипохлорид натрия). Для хлорирования предназначены вакуумные хлораторы ЛК и электролизные хлоритные установки типа ЭН и ЭДР.

Озонирование – современный и универсальный метод обработки, при котором вода одновременно обесцвечивается и обеззараживается, устраняется ее привкус и запах. Озон – нестойкий газ, поэтому наиболее экономично получать его на месте обработки воды. Озонируют воду на крупных очистительных станциях.

Для ультрафиолетового облучения воды применяют установки с аргоно- ртутными лампами типа БУВ. Эти установки выпускаются закрытого типа с погруженными в воду источниками облучения и открытого типа. Погружаемые в воду лампы размещают в кварцевых чехлах. Установки можно подключать в любом месте сети водоснабжения.

Применяют и комплексные установки, обеспечивающие полную обработку воды (осветление, обесцвечивание, удаление запахов и привкусов, опреснение, обеззараживание), например, универсальную установку, состоящую из электрического коагулятора, антрацитового, ионитового и угольного фильтров, бактерицидного аппарата.

Технологическое оборудование и арматура внутренних водопроводных сетей

К технологическому оборудованию и арматуре внутренних водопроводных сетей животноводческих помещений относятся автопоилки, водонагреватели, различные емкости, водоразборные краны, регулирующие вентили и др.

В зависимости от поголовья, режима поения и дебита водоисточника определяют размеры водопойной площадки и длину корыт.

Автопоилки делятся на групповые и индивидуальные.

Групповые поилки применяют для поения коров и молодняка крупного рогатого скота при беспривязном (боксовом) содержании. Их также используют в летних лагерях и на пастбищах. Групповые поилки могут быть стационарными и передвижными. Они оборудованы корытами или несколькими индивидуальными поилками для поения животных. Принцип действия этих поилок основан на законе сообщающихся сосудов. Уровень воды регулируют в водораздаточных корытах с клапанным механизмом поплавкового типа.

В индивидуальных поилках количество воды, поступающей в поильную чашу, регулируется специальной педалью. Индивидуальные поилки используют для поения крупного рогатого скота (при привязном содержании) и свиней.

Правильное водоснабжение для молочных коров является предпосылкой для продуктивности и эффективности, в хозяйстве должна быть продумана система поения животных. Свежести и чистоте воды уделяется огромное значение. Для обеспечения этого фактора разработаны разные модели поилок.

Групповая автопоилка АГК-12 предназначена для поения крупного рогатого скота. Она выпускается в двух модификациях: для летних лагерей, где водопровода нет, и для поения скота на выгульных площадках ферм с водопроводной сетью.

Поилка состоит из двух установленных на полозьях металлических корыт, соединенных патрубком, и цистерны вместимостью 3000 л, из которой вода самотеком поступает в поильные корыта. На одном из корыт имеется клапанный механизм, автоматически поддерживающий уровень воды в обоих корытах на заданной высоте. Поилка второй модификации цистерны не имеет.

Групповая автопоилка с электроподогревом АГК-4 применяется для поения до 100 голов крупного рогатого скота на выгульных площадках. Она рассчитана на одновременное поение четырех животных и подключается к водопроводной сети.

Поилки ПЭ-3

Габариты ДхШхВ - 2370х574х300

Масса, кг - 130

Мощность электродвигателя, кВт - 500

Объем бункера, м3 - 260

Вода в поилке не замерзает при отрицательных температурах в помещении.

Нагрев воды происходит равномерно, т.е. в поилке нет зон, где вода будет ледяная или очень горячая.

Поилка изготавливается из пищевой пластмассы.

Поилки оборудованы сливными пробками, что позволяет не опрокидывать поилку, для ее мойки. В любое время всю воду можно слить.

Поилки оборудованы поплавковыми регуляторами уровня воды, вода в поилке пополняется, по мере того как животные ее расходуют.

Нагрев воды осуществляется при помощи нагревательных плит НП-130 мощностью 250 Вт, на которые монтируется поилка.

Каждая поилка оборудована щитком регулирования температуры с автоматическим выключателем и УЗО. Применение поилки не требует установки отдельного оборудования, например трансформатора.

Поилки работают от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.

Многие из поилок является конкурентоспособными с лучшими западными образцами, имеют следующие характеристики:

· отсутствует клапанный механизм, имеющий низкую эксплуатационную надежность;

· не содержит подвижных быстроизнашивающихся резиновых и пластмассовых деталей;

· работает полностью в автоматическом режиме, не требуя вмешательства персонала;

· удовлетворяет в полной мере комплексу зооветеринарных и зоогигиенических требований;

· имеет простую конструкцию;

· срок эксплуатации без ремонта определяется только коррозионной стойкость магистрального трубопровода и может достигать 30…50 лет.

Устройство допускает работу от водопровода с любым давлением воды. Допускаются различные варианты установки поильных чаш на магистральной трубе. Имеются пневмогидроклапана, установленные внутри или снаружи чаши.

Во многих технологических процессах используют горячую и теплую воду для приготовления кормов, поения, машинного доения коров, дезинфекции и мойки животных, дезинфекции доильного и молочного оборудования и др. Для получения воды необходимой температуры применяют проточные водонагреватели или водонагреватели-термосы с порционным нагревом воды.

Наибольшее распространение на фермах и комплексах получили электрические и паровые водонагреватели.

Элекронагреватели проточного типа , например ЭВМ-2, ЭВАН-100, применяют для быстрого нагрева воды. В них температура воды поддерживается автоматически в пределах от 20 до 95 °С.

Электрические автоматические водонагреватели - термосы типа ВЭТ для порционного подогрева воды и ее хранения применяют чаще всего в поточных линиях доения коров и приготовления кормов. Вместимость термоса 200, 400 и 800 л, температура воды – до 95 °С. В случае необходимости горячую воду из водонагревателя можно смешать с холодной в смесительном кране или смесительных баках.

Емкостные пароводяные водонагреватели используют для получения горячей воды с температурой до 60…65 °С.

Газовые водонагреватели все шире применяют на фермах в последние годы для получения горячей воды, используемой на технологические нужды.

Особое внимание следует обратить на подогрев воды для поения животных в зимнее время. Практика показывает, что подача воды с температурой 4…10 °С из башен Рожновского в систему поения без подогрева приводит к резкому снижению продуктивности животных и часто к возникновению у них простудных заболеваний.

Водонагреватели типа УАП применяют для подогрева воды до 16…18 °С в зимнее время.

Серьезный резерв экономии энергии и повышения продуктивности коров на молочно-товарных фермах – использование для поения воды, прошедшей через охладители для молока. Такая вода имеет температуру 18…24 °С. После охлаждения молока эту воду насосом подают в емкость, установленную в коровнике на высоте 2,4…3,0 м, откуда вода самотеком поступает к автопоилкам. Чтобы температура воды не снижалась, емкость покрывают теплоизоляционным материалом. Пение коров такой водой повышает их продуктивность на 10…15 %.