"Повышение экологической безопасности молочных ферм путём минимизации и утилизации навозосодержащих стоков доильных залов" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Миронова Татьяна Юрьевна

• Миронова Татьяна Юрьевна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Миронова Татьяна Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Навозосодержащие стоки КРС и проблема их утилизации

1.2 Пути снижения количества навозосодержащих стоков доильных залов

1.3 Состав и свойства стоков

1.4 Анализ технологий и технических средств подготовки навозосодержащих стоков доильных залов

1.5 Анализ технологий и технических средств утилизации навозосодержащих стоков путем удобрительных поливов

1.6 Выводы, цель и задачи исследований

2 МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ НАВОЗОСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ ДОИЛЬНОГО ЗАЛА. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ВНУТРИПОЧВЕННОГО ВНЕСЕНИЯ

2.1 Методы количественной оценки навозосодержащих стоков доильного зала

2.1.1 Расчётно-аналитический метод

2.1.2 Построение нечетко-возможностной модели на основе экспертных знаний

2.2 Алгоритм расчета площади прифермской теплицы для утилизации навозосодержащих стоков

2.3 Технологическая схема подготовки навозосодержащих стоков

2.4 Система «навозосодержащие стоки - почвенный субстрат - растение»

2.5 Обоснование параметров системы внесения навозосодержащих стоков доильных залов в теплице

2.5.1 Обоснование глубины укладки трубопроводов, их длины и расстояния между ними

2.5.2 Обоснование элементов техники внутрипочвенного внесения и основы расчета гидравлических параметров трубопровода

2.5.3 Оценка равномерности внесения навозосодержащих стоков доильных залов

2.6 Выводы по главе

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа и объект экспериментальных исследований

3.2 Методика теоретических исследований

3.3 Методика отбора проб и анализируемые показатели стоков

3.4 Методика проведения исследований параметров системы внутрипочвенного внесения навозосодержащих стоков доильных залов в лабораторных условиях

3.5 Методика проведения исследований в экспериментальных теплицах

3.5.1 Методика сравнительных исследований внутрипочвенного и поверхностного внесения навозосодержащих стоков доильных залов

3.5.2 Методика проведения исследований по определению содержания остаточных питательных элементов в почвенном субстрате при использовании навозосодержащих стоков доильных залов

3.6 Методика проведения исследований в производственных условиях

3.7 Методика исследований технологии подготовки навозосодержащих стоков доильных залов с использованием анолита АНК

3.7.1 Методика исследования количества анолита АНК, необходимого для обработки навозосодержащих стоков доильных залов

3.7.2 Исследование влияния навозосодержащих стоков доильных залов, обработанных анолитом АНК, на урожайность растений

3.8 Приборы и оборудование, применяемые при исследованиях

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

4.1 Оценка количества навозосодержащих стоков доильных залов на этапе проектирования

4.2 Определение технологических параметров фермы и доильного зала

по критерию минимального выхода навозосодержащих стоков

4.3 Результаты анализа навозосодержащих стоков доильных залов

4.4 Результаты исследования параметров системы внутрипочвенного внесения навозосодержащих стоков доильных залов в лабораторных условиях

4.5 Результаты исследований в экспериментальных теплицах

4.5.1 Анализ результатов сравнительных исследований внутрипочвенного и поверхностного внесения навозосодержащих стоков доильных залов

4.5.2 Результаты исследований по определению содержания остаточных питательных элементов в почвенном субстрате при использовании навозосодержащих стоков доильных залов

4.6 Результаты проведения исследований в производственных условиях

4.7 Результаты исследований технологии подготовки навозосодержащих стоков доильных залов с использованием анолита АНК

4.7.1 Результаты исследования количества анолита АНК, необходимого для обработки навозосодержащих стоков доильных залов

4.7.2 Результаты влияния навозосодержащих стоков доильных залов, обработанных анолитом АНК, на урожайность растений

4.8 Выводы по главе

5 ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАВОЗОСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ ДОИЛЬНЫХ ЗАЛОВ В ПРИФЕРМСКОЙ ТЕПЛИЦЕ

5.1 Разработка системы подготовки и внесения навозосодержащих стоков доильного зала в теплице для молочной фермы на 640 коров

5.2 Экономическая эффективность системы внутрипочвенного внесения навозосодержащих стоков доильных залов в прифермской теплице

5.3 Экономическая эффективность теплицы для внесения навозосодержащих стоков доильного зала от фермы на 640 коров

5.4 Расчёт экологического эффекта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Патент на полезную модель «Устройство для очистки сточных вод и воздушных выбросов животноводческих комплексов»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программа расчёта площади прифермской

теплицы для утилизации навозосодержащих стоков »

ПРИЛОЖЕНИЕ В Дипломы за результаты, полученные при выполнении

диссертационной работы

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Показатели навозосодержащих стоков доильных залов

и требования ГОСТ

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Расчет параметров лабораторной установки для

внесения навозосодержащих стоков доильных залов

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Расчет параметров установки при проведении

исследований в экспериментальных теплицах

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Результаты решения компромиссной задачи

ПРИЛОЖЕНИЕ И Документы, подтверждающие внедрение научных

разработок

ПРИЛОЖЕНИЕ К Зависимости биометрических показателей (высоты,

массы и количества цветоносов) растений от исследуемых параметров

ПРИЛОЖЕНИЕ Л Решение задачи оптимизации параметров системы

внесения навозосодержащих стоков доильных залов

ПРИЛОЖЕНИЕ М Акт о проведении исследований технологического процесса внутрипочвенной подкормки навозосодержащими стоками

доильных залов в производственных условиях

ПРИЛОЖЕНИЕ Н Расчет параметров системы внутрипочвенного внесения навозосодержащих стоков доильных залов в теплице для фермы

на 640 дойных коров

ПРИЛОЖЕНИЕ П Расчёт экономических показателей для системы внутрипочвенного внесения навозосодержащих стоков доильных залов в

теплице

ПРИЛОЖЕНИЕ Р Калькуляция себестоимости производства роз в теплице

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «"Повышение экологической безопасности молочных ферм путём минимизации и утилизации навозосодержащих стоков доильных залов"»

ВВЕДЕНИЕ

Животноводство - одна из ведущих отраслей сельского хозяйства, уровень развития которой характеризует состояние экономики не только отдельных регионов, но и государства в целом.

Сельскохозяйственные организации в течение последних 20 лет работают в условиях жесткой конкуренции при минимальной государственной поддержке (не более 3-4 % от объемов реализации). Устойчивая конкурентоспособность может быть обеспечена только путем интенсификации производства на инновационной основе, обеспечивающей опережающий рост результатов по сравнению с затратами [133]. На всех построенных после 2002 г. фермах - в основном современные технологии и оборудование для содержания животных, поддержания микроклимата и кормления, чтобы быть конкурентоспособными на рынке. К сожалению, этого нельзя сказать о переработке навоза и сточных вод доильных залов. Многие предприятия безответственно подходят к вопросу их утилизации и переработке [109]. В России животноводческие фермы и промышленные комплексы ежегодно поставляют 140-150 млн тонн жидких стоков, из которых только чуть больше 60% используется в качестве удобрения, остальная часть круглогодично сбрасывается на поля, пониженные места рельефа местности, а также во временные навозохранилища [ 145]. На большинстве животноводческих объектов нет полноценно работающих очистных сооружений, а имеющиеся не обеспечивают очистку до необходимого уровня. Поля орошения, на которых происходит утилизация животноводческих стоков, недостаточны по площади, поэтому на практике производят непрерывный вывоз огромного количества практически не осветленных и необеззараженных наво-зосодержащих сточных вод на поля орошения в любое время года. Одновременно происходит ужесточение требований к качеству и безопасности производимой сельскохозяйственной продукции, экологической безопасности производства [133].

Действительно, в связи с увеличением поголовья и новыми технологиями содержания коров, на сегодняшний день вопрос переработки навозных стоков у большинства животноводческих хозяйств стоит на первом месте [58]. Государственная политика в сфере обращения с отходами не дает ощутимых результатов, уровень их утилизации остается крайне низким. Проблему ресурсосбережения и переработки отходов производства можно успешно решить, если рассматривать их как сырье, использование которого целесообразно с экономической и экологической позиций [13, 127].

Ухудшению экологической ситуации в животноводстве способствуют сильное разбавление водой (до 10 раз) экскрементов животных, отсутствие учета выхода и применения навоза (за последние 10-12 лет его применение сократилось с 85-90 до 15-20 %), недостаток объемов навозохранилищ [112]. Основная сложность утилизации жидких стоков состоит в том, что они при высокой концентрации сухих веществ содержат достаточно много воды, что затрудняет их использование [109]. Анализ существующих технологий и технических средств использования стоков показывают, что они нуждаются в совершенствовании.

Степень разработанности темы. Значительный вклад в изучение вопросов влияния навозосодержащих стоков на экологию, их подготовки, использования и переработки внесли Д.П. Гостищев [47, 48, 49], Л.П. Овцов [93, 126],

A.М. Бондаренко [12, 13, 14, 28, 29], Е.Е. Хазанов [103, 110, 138], Т.И. Гордеева [39, 40, 68, 103, 110], А.Ю. Брюханов [17, 144], И.И. Шигапов [52, 53, 147], Н.В. Лимаренко [15, 70, 108], П.И. Гриднев [66], А.М. Асонов [61],

B.С. Григорьев [6, 107, 160] и др.

Исследования, проводимые в ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ (бывш. ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии), показывают, что сточные воды, образующиеся после очистки накопителей доильных залов, по своему составу близки к стандартным питательным растворам, применяемым при выращивании растений в защищенном грунте [138]. Однако для использования навозосодержащих стоков существует ряд ограничений. Поэтому использование навозосодержащих стоков доильного зала (НСДЗ) фермы для удобрения полей традиционными методами недопустимо.

Радикальное решение этой проблемы состоит в таком сочетании животноводства с интенсивным растениеводством, которое обеспечит утилизацию отходов этих отраслей в замкнутом цикле предприятия. Исходя из этой концепции, безотходному животноводческому предприятию целесообразно включать в себя культивационные сооружения - теплицы или оранжереи, так как их микроклимат наиболее благоприятен для усвоения всех питательных веществ растениями, а эксплуатация их может осуществляться круглый год [39].

Используя этот принцип, разработан способ утилизации стоков доильных залов молочных ферм (патент № RU2280620) [103] с помощью удобрительных поливов, который имеет ряд преимуществ перед внесением минеральных удобрений с обычной поливной водой. Также разработана технологическая схема подготовки НСДЗ [40, 103, 37] при использовании для полива, но, при этом, полного обеззараживания не достигнуто и остаются не до конца решенными вопросы внесения НСДЗ в теплицах. Кроме того, в современных животноводческих хозяйствах нет должного контроля и учёта количества навозосодержащих стоков, образующихся в доильном зале, не принимаются меры по их сокращению.

Таким образом, разработка способов сокращения выхода НСДЗ позволит уменьшить отходы производства, которые нуждаются в хранении и утилизации, а технологии и технических средств для подготовки НСДЗ и их внутрипочвен-ного внесения в теплицах - повысить отдачу от органических удобрений, существенно снизить затраты на приобретение минеральных, цена на которые растет опережающими темпами, но самое главное - безопасно утилизировать экологически опасные отходы молочного животноводства.

Проводимые нами исследования направлены на повышение экологической безопасности молочных ферм КРС, в частности, на сокращение количества навозосодержащих стоков доильных залов путём оптимизации технико-технологических и планировочных решений фермы и круглогодичной их утилизации в теплице, а также сокращение выбросов парникового газа СО2 от агрегатов для внесения этих стоков в качестве органических удобрений на поля.

Цель диссертационной работы: Повышение экологической безопасности молочных ферм КРС путём минимизации и утилизации навозосодержащих стоков доильных залов в теплице.

Задачи исследования:

- изучить факторы и существующие зависимости, определяющие количество навозосодержащих стоков доильного зала;

- разработать математические модели выхода навозосодержащих стоков доильных залов для использования их на стадии концептуального проектирования ферм КРС;

- разработать математическую модель оптимизации технологических параметров фермы и доильного зала по критерию минимального выхода наво-зосодержащих стоков доильного зала для концептуального проектирования;

- разработать методику и алгоритм расчёта площади теплицы для утилизации навозосодержащих стоков доильных залов;

- провести экспериментальные исследования способов утилизации наво-зосодержащих стоков доильных залов в теплице и определить оптимальные параметры системы их внутрипочвенного внесения;

- провести исследования по обработке навозосодержащих стоков доильных залов для достижения требований, удовлетворяющих ГОСТ 53117-2008 («Удобрения органические на основе отходов животноводства»);

- определить эколого-экономическую эффективность использования предлагаемой технологии утилизации навозосодержащих стоков доильных залов в теплице.

Объект исследования. Технологический процесс образования и подготовки навозосодержащих стоков доильных залов и технические средства для их внесения в теплице.

Предмет исследования. Навозосодержащие стоки доильного зала, методы оценки их количества и технологии подготовки, зависимости влияния параметров и режимов работы систем внутрипочвенного внесения навозосодержащих стоков доильного зала на урожайность растений.

Научная новизна работы:

- многофакторные нелинейные математические модели определения количества навозосодержащих стоков доильного зала;

- математическая модель оптимизации технологических параметров фермы и доильного зала по критерию минимального выхода навозосодержащих стоков доильного зала для концептуального проектирования;

- способ подготовки навозосодержащих стоков доильных залов с использованием анолита АНК;

- модели влияния конструктивных параметров и режимов работы внутри-почвенной системы внесения навозосодержащих стоков на биометрические показатели растений.

Теоретическую и практическую значимость работы составляют:

- методика определения количества навозосодержащих стоков доильного зала в зависимости от размера технологической группы, типа и размера доильной установки, количества моек пола и времени разового доения;

- математическая модель оптимизации технологических параметров фермы и доильного зала по критерию минимального выхода навозосодержащих стоков доильного зала для концептуального проектирования;

- конструктивные параметры системы внутрипочвенного внесения навозосодержащих стоков доильных залов в теплице;

- устройство для очистки сточных вод и воздушных выбросов животноводческих комплексов (патент на полезную модель № 142531 РФ (приложение А));

- программа расчёта площади прифермской теплицы для утилизации навозосодержащих стоков (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019660894 (приложение Б)).

Работа выполнена в соответствии с Программой фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013 - 2020 годы (в редакции распоряжения Правительства Российской Федерации от 31 октября 2015 г. № 2217-р) по направлению фундаментальных исследований п. 162 «Фундаментальные проблемы и принципы разработки интенсивных машинных технологий и энергонасы-

щенной техники нового поколения для производства основных групп продовольствия» (раздел X «Сельскохозяйственные науки»), направлена на решение критической технологии РФ «Технологии экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания» и отвечает приоритетному направлению развития науки, технологий и техники в РФ «Рациональное природопользование».

Методология и методы исследования. Применялись стандартные и частные методы и методики исследования с обработкой данных на персональном компьютере с использованием программных пакетов Statgraphics Centurion XV, Microsoft Office Excel 2007, Statistica, AutoCAD - 2010.

Положения, выносимые на защиту:

- математические модели определения количества навозосодержащих стоков доильного зала;

- математическая модель оптимизации технологических параметров фермы и доильного зала по критерию минимального выхода навозосодержащих стоков доильного зала для концептуального проектирования;

- методика и алгоритм расчета площади прифермской теплицы для утилизации навозосодержащих стоков доильных залов;

- математические модели влияния конструктивных параметров и режимов работы внутрипочвенной системы внесения навозосодержащих стоков на биометрические показатели растений;

- способ подготовки навозосодержащих стоков доильных залов с использованием анолита АНК.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность научных положений подтверждается проведенным анализом современного состояния исследований, обоснованным выбором исходных данных, основных допущений и ограничений при формулировании постановок научных задач, использованием апробированного современного математического аппарата, согласованностью разработанной методологии с общими принципами и концепциями, принятыми в сельскохозяйственных науках. Кроме того, подтверждается результатами теоре-

тических (адекватность соответствует доверительному уровню 0,954-0,998) и экспериментальных исследований, полученными с использованием современных измерительных устройств, при достаточном количестве повторностей опытов (адекватность соответствует доверительному уровню 0,963-0,992), а также апробацией основных результатов, полученных в настоящей работе, на международных и всероссийских научно-технических конференциях и семинарах.

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 13 международных научно-практических конференциях, в том числе:

- научных конференциях молодых ученых, профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО СПбГАУ (г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, 2017 - 2019 г.г.);

- Международной научно-технической конференции «Цифровые технологии и роботизированные технические средства для сельского хозяйства» (ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, п. Тярлево, 2018).

- XI Международной научной конференции «Экология и цифровые, интеллектуальные агротехнологии: проблемы и решения» (ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, п. Тярлево, 2019).

Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, неоднократно отмечались на выставках и конкурсах (приложение В):

- Диплом «За лучшую завершенную разработку 2009 года» (Президиум Российской академии сельскохозяйственных наук);

- Диплом «За лучшую завершенную научную разработку 2012 года» (Российская академия сельскохозяйственных наук);

- Диплом международной выставки-ярмарки «Агрорусь 2014» за разработку фермы на 100 голов КРС с минимальной антропогенной нагрузкой.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.1 Навозосодержащие стоки КРС и проблема их утилизации

В доильном зале удаление навоза осуществляется посредством мытья пола и загрязненных поверхностей. В большинстве хозяйств эти операции выполняют после каждой дойки. Стены и полы обычно очищают, ополаскивая водой с помощью шлангов под средним или высоким давлением, комбинируя при необходимости с чисткой щеткой [164]. Загрязнённая навозом вода представляет собой навозосодержащие стоки, которые, как правило, поступают в навозохранилище, где происходит их хранение (не менее 6 месяцев) перед внесением на поля.

Стоки животноводческих комплексов оказывают влияние на агроэкоси-стему. Содержащиеся в них вещества становятся источниками загрязнения окружающей среды, когда происходит нарушение требований к системам получения, подготовки, хранения и использования стоков в качестве органического удобрения (внесение их с поливной водой) [134].

Во всех странах мира увеличивается количество и мощность животноводческих комплексов на промышленной основе. Так, в США не строятся новые фермы менее чем на 2000 коров [69], что приводит к высокой концентрации отходов в одном месте. Это касается и навозосодержащих стоков доильных залов, увеличению которых способствует переход современных сельхозпредприятий, с целью повышения эффективности производства молока [128], на беспривязный способ содержания с доением коров в автоматизированных доильных залах.

Вместе с тем, на сегодняшний день одной из основных проблем крупных животноводческих комплексов является отсутствие достаточного количества земельных угодий сельскохозяйственного назначения для внесения всего получаемого органического удобрения [144]. При интенсивном, специализированном и концентрированном животноводстве наблюдается изменение баланса между растениеводством и животноводством и нарушается цикл оборота питательных веществ [12, 151]. Навоз и животноводческие стоки хранятся в огромных лагунах и резервуарах, вдали от больших полей, которые могли бы поглощать и перерабатывать питательные вещества [154]. После накопления их

дальнейшая переработка не производится по причине необходимости для этого больших финансовых затрат [14, 28].

В результате исследований, проведенных в одном из штатов США [150], установлено, что количество навозосодержащих стоков, образующихся в доильном зале, на одну корову составляет от 13,2 до 25,2 литров в сутки.

По данным мониторинга 67 регионов Российской Федерации [59] на 2018 год только 7,3 % хозяйств, занимающихся производством молока, используют доение на автоматизированных доильных установках, при этом 65,7 % хозяйств считают его перспективным. В сельскохозяйственных предприятиях Ленинградской области на конец 2018 года насчитывается 77,8 тыс. коров [54], из которых около 40 тыс. (51 %) доятся в доильных залах.

В соответствии с методическими рекомендациями по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета расчетное количество навозных стоков, образующихся от одной головы на доильных площадках, составляет 20 л/сут [118]. Таким образом, например, в Ленинградской области ежегодно образуется около 292 тыс. м3 стоков доильных залов, которые имеют сложный химический состав и характеризуются большой загрязненностью. При этом стоки комплексов являются не только высококонцентрированными, но и эпидемически опасными. В них содержатся патогенные микробы сальмонеллезной группы, определяются культуры патогенных серотипов кишечной палочки, могут находиться возбудители туберкулеза, чумы, ящура, и других инфекций, обнаруживаются жизнеспособные яйца гельминтов (аскарид, стронгилят, эзофагостом) [39].

В стоках, как известно, процесса самосогревания не происходит, поэтому сроки выживаемости патогенной микрофлоры значительно увеличиваются. За последние годы окружающей среде вокруг комплексов уже нанесен немалый ущерб [110], а проблема утилизации навозосодержащих стоков по-прежнему остается актуальной.

В состав животноводческих стоков входят все питательные вещества, которые необходимы для жизнедеятельности растений. Однако при интенсивных методах выращивания в процессе биохимических превращений в экскрементах

в дополнение к уже имеющимся могут образовываться новые соединения - аммиак, метан, нитраты и другие, которые также являются источником загрязнения почвы, водоисточников и воздуха.

Из соединений азота наибольшую опасность для окружающей среды представляют нитраты и их производные, которые вызывают заболевание крови. Соединения азота обладают высокой миграционной способностью, приводящей к попаданию их в грунтовые воды и накоплению в растениях до опасных для животных доз. В грунтовых водах предельно допустимая концентрация (ПДК) нитратов не должна превышать 10 мг/л [134].

Фосфор и калий, вносимые со стоками, при соблюдении поливных норм практически не достигают грунтовых вод. При эрозии почв эти элементы могут попадать в реки и озера, что приводит к интенсивному развитию первичной биопродукции в водоемах и резкому ухудшению качества воды. Норма внесения фосфора и калия не должна превышать общего выноса их с урожаем [134].

Категорически запрещается прямой сброс стоков в водоемы при любой степени очистки. При этом рядом исследований [92, 159] отмечается, что основным источником загрязнения водных объектов являются недостаточно очищенные животноводческие сточные воды.

Избыток питательных элементов в воде (например, азота и фосфора), а также наличие взвешенных веществ приводит к снижению уровня растворенного кислорода и ускорению эвтрофикации. Почвы обладают большой способностью перерабатывать органические вещества стоков. Эффективность почвенной очистки может достигать 99 %. При дозированном поливе стоками продукты окисления органических веществ не оказывают неблагоприятного влияния на окружающую среду. Когда же вносят высокие дозы стоков, на орошаемых площадях может возникнуть дефицит кислорода и биологическая система станет анаэробной [134].

Загрязняя почву, грунтовые воды и воздух, жидкие животноводческие отходы стали сегодня серьезной экологической проблемой всех без исключения регионов России, потому что не применяется современная технология их дальнейшего использования согласно действующим нормам. Одновременно проис-

ходит ужесточение требований к качеству и безопасности производимой сельскохозяйственной продукции, экологической безопасности производства. В последние годы в ряде стран приняты законы и постановления, направленные на охрану окружающей среды от загрязнения животноводства, которые предусматривают за невыполнение принятых ограничений сброса навозных стоков в объекты окружающей среды штрафные санкции в крупных размерах. В связи с этим, на ряду с разработкой технологий и технических средств подготовки и использования НСДЗ, вопросы уменьшения их количества являются актуальными.

1.2 Пути снижения количества навозосодержащих стоков доильных залов

Переход к беспривязному способу содержания коров с доением их в автоматизированных доильных залах влечет за собой образование большого количества НСДЗ и, во многих случаях, недостатку площади полей орошения, на которых происходит их утилизация, что представляет серьезную опасность для окружающей среды. Поэтому современные сельхозпредприятия должны стремиться к уменьшению выхода навозосодержащих стоков, что в дальнейшем повлечет за собой снижение затрат при строительстве навозохранилищ, а также расходов по их транспортировке и внесению.

Для уменьшения выхода НСДЗ могут быть предприняты организационные, технические и технологические способы (рисунок 1.1).

Способы сокращения выхода навозосодержащих стоков из доильного зала

Организационные

- рациональная организация производственных процессов;

- работа с персоналом (повышение культуры производства)

Технические

- внедрение новых технических средств

Технологические

- оборотное водоснабжение;

- планировочные и технологические решения коровников и доильно-молочного блока

Рисунок 1.1 - Способы сокращения выхода навозосодержащих стоков

из доильного зала

Организационные способы обусловлены в первую очередь культурой производства и связаны со своевременными устранениями утечек, экономным использованием подаваемой воды и рациональной организацией производства, направленной на сокращение выхода навозосодержащих стоков.

Так, например, при пастбищной системе содержания коров доение должно проходить быстро. Для сокращения времени доения нужна большая установка, что сопровождается увеличением площадей, требующих мытья, и, соответственно, увеличением выхода навозосодержащих стоков. При беспастбищной системе доить можно в течение всей смены по сдвинутому графику, особенно при двукратном доении и двухсменной организации труда [139].

Объем стоков из доильного зала в значительной степени зависит от способа мытья пола. Так, мытье пола доильного зала из шланга требует в десятки раз меньше воды, чем при использовании смывной системы [38, 152]. А применение высоконапорных установок, увеличивающие скорость подачи воды, повышают эффективность использования шланга для удаления навоза и грязи от копыт с преддоильной площадки. Очистка пола доильного зала с использованием скребков помогает уменьшить количество воды, необходимое для мытья пола и сводит к минимуму поступление твердых веществ. Таким образом, применение средств для предварительной очистки пола (скребки и т.п.) и высоконапорных моечных машин, использование роботизированных доильных установок можно отнести к техническим способам минимизации выхода навозосодержащих стоков.

Из технологических способов возможна организация замкнутых водообо-ротных систем, включающих сбор и соответствующую обработку сточных вод с последующим их повторным использованием, однако сильные загрязнения навозом составляют особую проблему.

Большое влияние на общий объем стоков оказывает площадь пола, требующая уборки, поэтому с точки зрения уменьшения расхода воды и, как следствие, выхода навозосодержащих стоков, нужно стремиться к её минимальным размерам [85, 35]. Вследствие этого, одним из способов сокращения количества образующихся НСДЗ может быть оптимизация технологических и планировоч-

ных решений при проектировании как коровников, так и доильных залов, а также подбор доильного оборудования. В погоне за максимальной прибылью при минимальных затратах на строительство немногие задумываются, что на этапе принятия планировочных и технологических решений можно уменьшить и отходы производства.

1.3 Состав и свойства стоков

При разработке и внедрении новых средств, применяемых при обработке и внесении животноводческих стоков, должны учитываться их физико-механические и химические свойства. К основным показателям, характеризующим навозосодержащие стоки, относятся: активность ионов водорода (рН), влажность, взвешенные вещества, биогенные элементы, микробиологические и парази-тологические показатели. При использовании очищенных сточных вод и подготовленных животноводческих стоков на орошение сельскохозяйственных угодий величина биологической потребности кислорода (БПК) не лимитируется [119].

Состав и свойства животноводческих стоков могут изменяться в широком диапазоне (таблица 1.1) [39, 93, 116] в зависимости от времени года, породы, возраста, рациона кормления животных, применяемого типа доения, а также от способа обработки и хранения стоков.

Состав стоков доильных залов молочных комплексов Ленинградской области также колеблется в широких пределах. Они характеризуются высоким содержанием взвешенных веществ (4720-7890 мг/л), калия (475-954 мг/л), кальция (105-455 мг/л). При этом содержание аммиачного азота зафиксировано от 110 до 490 мг/л, нитратного - от 12 до 66 мг/л, фосфора - от 36 до 183 мг/л [39].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Миронова Татьяна Юрьевна, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А. с. 1706468 СССР, А1, А 01 О 25/00. Способ внутрипочвенного орошения сточными водами / М.Г. Голченко, Н.Н. Михальченко. - № 4772416, заявл. 25.12.1989; опубл. 23.01.1992. Бюл. № 3.

2. А. с. 1711701 СССР, А1, А 01 С 3/00. Установка для переработки органических отходов / А.Г. Пузанков, В.И. Бородин, Ю.И. Гревцов, В.Я. Голуб, С.Д. Варфоломеев, С.В. Калюжный. - № 4473421, заявл. 11.08.1988; опубл. 15.02.1992.

3. А. с. 1719320 СССР, А1, С 02 F 3/32. Способ очистки сточных вод. / Н.Е. Чистяков, И.В. Калинин, В.И., Матвеев. - № 4796329, заявл. 05.01.1990; опубл. 15.03.1992.

4. А. с. 1819512 СССР, А1, А 01 С 23/00. Система для подготовки и подачи животноводческих стоков в оросительную сеть / А.М. Буцыкин, Ю.А. Морозов, В.В. Недошивин, А.С. Панфилов, С.Л. Шленов. -№ 4787862, заявл. 05.02.1990; опубл. 07.06.1993. Бюл. № 21.

5. АПК. Строительство новых тепличных комплексов. 2019. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.prod.center/news/tag/2/23142-рго^о2И"иетауа-р1о8ЬсЬа<1-поууЬ-1ерНс-у-20^ (дата обращения 22.08.2019).

6. Артамонов, А.В. Сверхкритические водные технологии для решения экологических и энергетических задач АПК / А.В. Артамонов, С.В. Пашкин, В.С. Григорьев, Я.П. Лобачевский, Г.С. Савельев, Ю.А. Кожевников, Ю.С. Ценч, А.В. Федотов // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. - 2018. - № 3 (47). - С. 7-12.

7. Бахир, В.М. Электрохимическая активация: очистка воды и получение полезных растворов / В.М. Бахир, Ю.Г. Задорожный, Б.М. Леонов и др.-Под редакцией д.т.н., проф. В.М. Бахира. - ВНИИИМТ, 2001 - 277 с.

8. Безопасные системы и технологии капельного орошения: научный обзор ФГНУ «РосНИИПМ» / Сост. Г.Т. Балакай, Л.А. Воеводина, Ю.Ф. Снипич и др. - М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2010. - 52 с.

9. Бескровный, Ю.Г. Использование сточных вод для орошения / Ю.Г. Бескровный, М.В. Козинец, В.И. Бойко. - Киев: Урожай, 1989. - 157 с.

10. Бирюков, А.С. Внеклеточная переработка органических соединений в водных системах / А.С. Бирюков, В.Ф. Гавриков. - М.: ФИАН, 1999. - 8 с.

11. Болгова, И.В. Таблица Менделеева в живых организмах / И.В. Болгова, И.А. Шапошникова, Р.А. Фандо. - М.: «Биология» ИД «Первое сентября», 2008. - № 3-14.

12. Бондаренко, А.М. Ресурсосберегающая технология производства и применения жидких концентрированных органических удобрений в Ростовской области / А.М. Бондаренко, Л.С. Качанова // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина», 2016. - № 2 (72). - С. 19-28.

13. Бондаренко, А.М. Теоретические аспекты управления технологическими процессами животноводства и растениеводства в условиях ресурсосберегающей аграрной политики / А.М. Бондаренко, Л.С. Качанова // Вестник АПК Ставрополья, 2016. - № 4 (24). - С. 5-10.

14. Бондаренко, А.М. Технологии и технические средства производства и применения органических удобрений: монография / А.М. Бондаренко, Л.С. Качанова. - Зерноград: АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ, 2016. - 224 с.

15. Борычев, С.Н. Использование нечёткого моделирования при оценке интенсивности технологий утилизации органических отходов / С.Н. Борычев, Н.В. Лимаренко, Е.А. Ракул, И.А. Успенский, И.А. Юхин, К.В. Хохлова // Известия НВ АУК, 2021. - №1 (61). - С. 298-315. БСЯ: 10.32786/2071-9485-2021-01-29.

16. Бочарников, В.С. Техника и режим внутрипочвенного орошения томатов в условиях закрытого грунта: дисс. ... канд. техн. наук: 06.01.02 / Бочарников Виктор Сергеевич - Волгоград, 2007. - 238 с.

17. Брюханов, А.Ю. Обеспечение экологической безопасности животноводческих и птицеводческих предприятий (Наилучшие доступные технологии) / А.Ю. Брюханов. - СПб.:ИАЭП, 2017 - 294 с.

18. Бышов, Н.В. Экспериментальная оценка достоверности оптимальных параметров активатора обеззараживания жидких отходов животноводства / Н.В.Бышов, И.А. Успенский, И.А. Юхин, Н.В. Лимаренко /Техника и оборудование для села. - 2019. - № 8 (266). - С. 28-31.

19. Валге, А.М. Основы статистической обработки экспериментальных данных при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства с примерами на S TATGRAPHICS и EXCEL / Валге А.М., Джабборов Н.И., Эвиев В.А. - СПб; Элиста: Изд-во Калм. Ун-та, 2015. -140 с. - ISBN 978-5-91458-170-8.

20. Васильев, Э.В. Повышение эффективности процесса использования жидкого органического удобрения путем автоматизированного выбора рациональных вариантов технологий транспортировки и внесения в условиях северо-западного региона: дисс. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Васильев Эдуард Вадимович. - СПб., 2015. - 176.

21. Ветеринарно-санитарные правила подготовки к использованию в качестве органических удобрений навоза, помета и стоков при инфекционных и инвазионных болезнях животных и птицы. - Минсельхоз России, 1997.

22. Ветренко, Е.А. Научно-экспериментальное обоснование внутрипочвенно-го орошения яблоневого сада: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 06.01.02 / Ветренко Екатерина Александровна. - Волгоград, 2003. - 24 с.

23. Водопьянов, В.М. О возможности оптимизации минерального питания растений через систему капельного полива / В.М. Водопьянов // Информационный сборник «Ассоциация теплицы России». - 2004. - № 2-3. - С. 45-48.

24. Ворошилов, Ю.И. Животноводческие комплексы и охрана окружающей среды / Ю.И. Ворошилов и др. - М.: Агропромиздат, 1991. - 205 с.

25. Ворошилов, Ю.И. Очистка, утилизация и влияние на природную среду сточных вод животноводческих комплексов / Ю.И. Ворошилов и др. - М.: ВНИИТЭИСХ, 1979. - 58 с..

26. Галапина, Т.В. Эколого-микробиологические аспекты утилизации жидко-

го навоза в кормовом севообороте / Т.В. Галапина. - Новосибирск: НГУ, 1996. - 112 с.

27. Герчук, И. Системы орошения для плодоовощных культур / И. Герчук // Рекомендации. - Кишинев: CNFA/PDBA, 2008. - 32 с.

28. Головко, А.Н. К вопросу глубокой переработки жидких органических отходов животноводства и птицеводства / А.Н. Головко, А.М. 28енко // Вестник аграрной науки Дона. - 2019. - № 4 (48). - С. 62-68.

29. Головко, А.Н. Перспективы использования электрических методов для очистки жидких органических отходов животноводства / А.Н. Головко, А.М. Бондаренко // Вестник аграрной науки Дона. - 2018. - № 1 (41). - С. 52-57.

30. Голубева, А.С. Экологическая безопасность эксплуатации автотранспорта / А.С. Голубева, Е.Р. Магарил. - Учебное электронное текстовое издание. Екатеринбург: УрФУ, 2015. - 26 с. [Электронный ресурс]. - URL: https://docplayer.ru/33245005-Ekologicheskaya-bezopasnost-ekspluatacii-avtotransporta.html (дата обращения 16.04.2021).

31. Гордеев, В.В. Влияние способа внесения навозосодержащих стоков на урожайность тагетиса / В.В. Гордеев, Т.Ю. Миронова // Известия Международной академии аграрного образования. - 2012. - №13. Т. 13. - С. 16-18.

32. Гордеев, В.В. Методика определения количества навозосодержащих стоков доильных залов / В.В. Гордеев, Т.Ю. Миронова, В.Н. Миронов // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2018. - № 97. - С. 241-250.

33. Гордеев, В.В. Методика расчета технологических площадей доильных залов с установками типа «Ёлочка» и «Параллель» / В.В. Гордеев, В.Е. Ха-занов, С.В. Собовая // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. -2018. - № 3 (96). - С. 186-193. DOI 10.24411/0131-5226-2018-10072.

34. Гордеев, В.В. Методика расчета технологических площадей доильных залов с установкой типа «Карусель» / В.В. Гордеев, В.Е. Хазанов В.Е., С.В. Собовая // Технологии и технические средства механизированного

производства продукции растениеводства и животноводства. - 2019. -№ 2 (99). - С. 277-286. DOI: 10.24411/0131-5226-2019-10173.

35. Гордеев, В.В. Оценка влияния технологических решений доильно-молочного блока на выход навозосодержащих стоков / В.В. Гордеев, Т.Ю. Миронова, В.Е. Хазанов, Т.И. Гордеева // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2018. - № 2 (95). - С. 167-173. DOI 10.24411/0131-5226-2018-10044.

36. Гордеев, В.В. Результаты обработки навозосодержащих стоков доильных залов электроактивированным раствором для полива растений / В.В. Гордеев, Е.З. Гак, М.П. Шапкин, Т.Ю. Миронова // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Ежеквартальный журнал. - СПбГАУ, 2009. - №17 - С. 246 - 251.

37. Гордеев, В.В. Способы снижения негативного воздействия на окружающую среду от животноводства / В.В. Гордеев, Т.И. Гордеева, В.Н. Миронов, Т.Ю. Миронова // Региональная экология. - 2015. - № 5 (40). - С. 12-15.

38. Гордеева, Т.И. Влияние способов доения коров на количество и состав сточных вод / Т.И. Гордеева, Е.Е. Хазанов, В.В. Гордеев, В.А. Бильков// Экология и сельскохозяйственная техника. Т. 3. Экологические аспекты производства продукции животноводства и электротехнологий: Материалы 5-й международной научно-практической конференции. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Рос-сельхозакадемии, 2007. С. 125-129. - ISSN 978-5-88890-047-5 (т. 3).

39. Гордеева, Т.И. Повышение эффективности молочных ферм путем совершенствования технологии подготовки и использования навозосодержа-щих стоков: дисс. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Гордеева Татьяна Ивановна. - СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2006. - 145 с.

40. Гордеева, Т.И. Технология утилизации навозосодержащих стоков доильных залов в тепличных сооружениях / Т.И Гордеева, В.В. Гордеев // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства в Северо-Западной зоне России: сб. науч. тр. - Вып. 78. - СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2006. - С.137-144.

41. ГОСТ 27753.1-88. Грунты тепличные. Методы отбора проб. - Введ. 01.01.1990. - М.: Изд-во стандартов, 2010 - 5 с.

42. ГОСТ 27753.3 - 88. Грунты тепличные. Метод определения рН водной суспензии. - Введ. 01.01.1990. - М.: Изд-во стандартов, 2010 - 3 с.

43. ГОСТ 27753.6-88. Грунты тепличные. Методы определения водорастворимого калия. - Введ. 01.01.1990.- М.: Изд-во стандартов, 2010 - 5 с.

44. ГОСТ 27753.7-88. Грунты тепличные. Методы определения нитратного азота. - Введ. 01.01.1990. - М.: Изд-во стандартов, 2010 - 6 с.

45. ГОСТ 27753.8-88. Грунты тепличные. Методы определения аммонийного азота. - Введ. 01.01.1990. - М.: Изд-во стандартов, 2010 - 6 с.

46. ГОСТ Р 53117 - 2008. Удобрения органические на основе отходов животноводства. Технические условия. - Введ. 18.12.2008. - М.: Стандартинфом, 2009.

47. Гостищев, Д.П. Математическое моделирование влагопереноса при внут-рипочвенном орошении / Д.П. Гостищев, Ю.С. Рогозина // Мелиорация и водное хозяйство: обзорная информация ЦБНТИ Минводстроя СССР -М, 1990. - С. 52.

48. Гостищев, Д.П. Экологические проблемы охраны водных ресурсов от загрязнения сточными водами и животноводческими стоками / Д.П. Гостищев, А.О. Хуторова, В.А. Широкова // Природообустройство. - 2013. - № 3. - С. 18-24.

49. Гостищев, Д.П. Экологические проблемы охраны окружающей среды при орошении сточными водами и животноводческими стоками / Д.П. Гости-щев, Н.В. Хватыш, Д.С. Валиев // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2016. - № 3 (23). - С. 238-250.

50. Грислис, С.В. Сельскохозяйственное использование сточных вод заводов минеральных удобрений и бесподстилочного навоза / С.В. Грислис - М.: МСХА, 1999. - 113 с.

51. Гришин, А.П. Закономерности влияния влажности почвы на влагообеспе-ченность растений в искусственных экосистемах / А.П. Гришин, А.А. Гришин, В.А. Гришин // Инновации в сельском хозяйстве. - 2018. - № 3 (28). - С. 167-171.

52. Губейдуллин, Х.Х. Аэрация сточных вод в животноводческих фермах / Х.Х. Губейдуллин, И.И. Шигапов, А.М. Кадырова // Вестник Ульяновской ГСХА. - 2012. - №4 (20). - С. 114-117.

53. Губейдуллин, Х.Х. Очистка сточных вод ультрафиолетом и ультразвуком в животноводческих комплексах / Х.Х. Губейдуллин, И.И. Шигапов, В.А. Кологреев, Н.В. Чумакова // Аграрная наука. - 2012. - № 11. - С. 31-32.

54. Данные Россата. // Молочное и мясное скотоводство. - 2019. - № 1. - С. 18-19.

55. Доспехов, Б.А. Планирование полевого опыта и статистическая обработка его данных / Б.А. Доспехов. - М.: Колос, 1972. - 209 с.

56. Единые нормы амортизационных отчислений на полное восстановление основных фондов народного хозяйства СССР [Электронный ресурс]. - М, 1990. - Режим доступа: http://www.consultant.ru/ document/ cons_doc_LAW_1927/ (дата обращения 20.08.2019).

57. Желязко, В.И. Использование бесподстилочного навоза на мелиорируемых агроландшафтах Нечерноземья: Монография / В.И. Желязко, П.Ф. Тиво, Ю.А. Мажайский. - Рязань: Мещерский ф-л Всерос. НИИ гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова, 2006. - 304 с.

58. Загоровская, В. Навозная дилемма: самый актуальный вопрос для животноводов - что делать с отходами [Электронный ресурс] / В. Загоровская // Агротехника и технологии, 2017. - № 1. Режим доступа: https://www.agroinvestor.ru/technologies/article/25631 -nanoutilizatsiya/ (дата обращения 15.04.2019).

59. Иванов, Ю.А. Научное обеспечение модернизации объектов по производству продукции животноводства / Ю.А. Иванов / Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. -№ 2(30). - 2018. - С. 4-12.

60. Игнатьев М.Б. Моделирование слабо формализованных систем на основе явных и неявных экспертных знаний / М.Б. Игнатьев, В.Е. Марлей, В.В. Михайлов, А.В. Спесивцев // СПб : ПОЛИТЕХ-ЭКСПРЕСС, 2018. - 430 с.

61. Ильясов, О.Р. Утилизация сточных вод животноводческих хозяйств в замкнутой водохозяйственной системе гидропоникума / О.Р. Ильясов, С.Н. Кошелев,

A.М. Асонов // Вестник Курганской ГСХА. - 2017. - № 1 (21). - С. 29-34.

62. Инструкция по лабораторному контролю очистных сооружений на животноводческих комплексах. Часть I - Организация лаборатории. Методы санитарно-бактериологического и гельминтологического анализа сточных вод. - М.: 1980.

63. Использование сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур: Межвузовский сборник трудов.- Волгоград: ВСХИ, 1990. - 80 с.

64. Калицун, В.И. Лабораторный практикум по водоотведению и очистке сточных вод: для ВУЗов по специальности «Водоснабжение, канализация, рациональное использование и охрана водных ресурсов» /

B.И. Калицун. // Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Строиздат, 1995. - 265 с.

65. Кенгуров, А.Я. Устройство, монтаж и эксплуатация водопроводных сетей, водоочистных и очистных сооружений: Учебное пособие для сельскохозяйственных профтехучилищ / А.Я. Кенгуров. - М.: Высшая школа, 1979. - 272 с.

66. Ковалёв Н.Г. Научное обеспечение развития экологически безопасных систем утилизации навоза / Н.Г. Ковалёв, П.И. Гриднев, Т.Т. Гриднева // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2016. - № 1 (50). - С. 62-69.

67. Конструкции теплиц XXI века: каталог; разработчик и изготовитель ООО «Агрисовгаз».- [Б. м.: б. и.: б. г.] - 8 с.

68. Краснова, В.Л. Результаты исследований по утилизации навозосодержа-щих стоков / В.Л. Краснова, А.Е. Маркова, Т.И. Петрова, Е.Е. Хазанов // Проблемы интенсификации продукции животноводства с учетом охраны окружающей среды и стандартов ЕС: Материалы IX международной научной конференции. - Варшава, 2003. - С. 493-495.

69. Легошин, Г.П. Пути повышения эффективности молочного скотоводстваи технологическая модернизация ферм / Г.П. Легошин, В.А. Бельков, А.И. Махов, Г.М. Воронин // Основные направления технологического прогресса в молочном животноводстве: рекомендации. - Вологда, 2007. - С. 22-54.

70. Лимаренко, Н.В. Обоснование конструкции активаторов обеззараживания жидкой фракции отходов животноводства / Н.В. Лимаренко, Л.А. Пудеян // Инженерный вестник Дона, 2019. - № 1 (52). - С. 173.

71. Личман Г.И., Марченко Н.М., Марченко А.Н. Обоснование технологических параметров рабочих органов для внутрипочвенного внесения жидкого органического удобрения / Г.И. Личман, Н.М. Марченко, А.Н. Марченко // Техника в сельском хозяйстве, 2010. - №4. - с. 21-24.

72. Личман, Г.И. Механика и технологические процессы применения органических удобрений / Г.И. Личман, Н.М. Марченко - М.: ВИМ, 2001. - ISBN 5-94600-008 - 9.

73. Мазаев, Ю.В. Пути повышения эффективного использования активированной воды в животноводстве / Ю.В. Мазаев, В.Н. Кравченко, А.В. Че-лышев / Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. - 2017. - № 2 (26). - С. 215-219.

74. Марымов, В.И. Сточные воды на поля орошения. Учебное пособие по аграрным специальностям / В.И. Марымов - М.: Колос, 1993. - 139 с.

75. Машины и оборудование для орошения сельскохозяйственных культур / Сост. В.В. Слюсаренко, А.В. Хизов, Л.А. Журавлева, А.В. Русинов и др. // Учебное пособие для студентов специальности - 190207 «Машины и оборудование природообустройства и защиты окружающей среды». - Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2011. - 161 с.

76. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. -Л.: «Колос», 1980. - 168 с.

77. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники // Официальное издание Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ. - М.: ГПУСЗ Минсельхозпрома РФ, 1998. - 220 с.

78. Методика экономической оценки технологий и машин в сельском хозяйстве/ подг. В.И. Драгайцев, Н.М. Морозов. - М.: ВНИИЭСХ, 2010. - 147 с.

79. Методические рекомендации по применению электрохомически активированных растворов хлорида натрия с целью дезинфекции животноводческих объектов. - М, 1995.

80. Методические рекомендации по технологическому проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота. РД-АПК 1.10.01.01-18. - М., 2018. - 166 с.

81. Методические указания по определению нитратов в тканях, мезге и соке растительной продукции. - М.: ЦИНАО, 1993 - 14с.

82. Методические указания по определению нитратов и нитритов в продукции растениеводства, утв. Минздравом СССР, №5048 - 89. -Введ. 01.01.1990.

83. Механизированные технологии охраны окружающей среды на животноводческих фермах и комплексах / Афанасьев В.Н., Миллер В.В., Калюга В.В., Красехин Н.Д., Вол Б.Г. // Методические рекомендации - Л.: Знание, 1990. - 44 с.

84. Мироненко, М.А. Крупные животноводческие комплексы и окружающая среда / М.А. Мироненко - М.: Колос, 1980. - 136 с.

85. Миронова, Т.Ю. Влияние планировочных решений коровников на количество навозосодержащих стоков / Т.Ю. Миронова, В.В. Гордеев, Т.И. Гордеева, В.Н. Миронов // Молочнохозяйственный вестник. - 2016. - № 4 (24). - С. 92-98.

86. Миронова, Т.Ю. Вопросы применения электроактивированных растворов для обработки навозосодержащих стоков доильных залов / Т.Ю. Миронова, В.В. Гордеев, М.П. Шапкин, Е.З. Гак // Проблемы интенсификации продукции животноводства с учетом охраны окружающей среды и стандартов ЕС: Материалы XV международной научной конференции. - Варшава, 2009. - С. 212-215.

87. Миронова, Т.Ю. Исследование параметров системы внутрипочвенной подкормки стоками доильного зала / Т.Ю. Миронова, В.В. Гордеев // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Ежеквартальный научный журнал. - 2011. - № 23 - С. 397-402.

88. Миронова, Т.Ю. Исследование по использованию электроактивированных растворов для обеззараживания навозосодержащих стоков / Т.Ю. Миронова // Машино-технологическое обеспечение животноводства - проблемы эффективности и качества: Сб. науч. тр. - ВНИИМЖ-Подольск. - 2010. - Т. 21, ч. 3. - С. 202-206.

89. Миронова, Т.Ю. Определение количества навозосодержащих стоков доильных залов и площади теплицы для их утилизации / Т.Ю. Миронова // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Ежеквартальный научный журнал. - 2019. - № 1 (54) - С. 147-151.

90. Миронова, Т.Ю. Способ минимизации выхода навозосодержащих стоков из доильного зала / Т.Ю. Миронова, В.В. Гордеев, А.М. Валге // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Ежеквартальный научный журнал. - 2019. - № 3 (56) - С. 178-184.

91. Миронова, Т.Ю. Схема подготовки навозосодержащих стоков и их использование / Т.Ю. Миронова // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2012. - № 1. - С. 42-44.

92. Неверова, О.П. Современные методы утилизации навозосодержащих и сточных вод / О.П. Неверова, О.Р. Ильясов, Г.В. Зуева, П.В. Шаравьев // Аграрный вестник Урала. - 2015. - № 1 (131). - С. 86-90.

93. Овцов, Л.П. Экологически безопасные технологии сельскохозяйственного использования животноводческих стоков и сточных вод / Л.П. Овцов.-М.: Изд-во МГУ, 2002.-615 с.

94. Овчинников, А.С. Технологические основы и эффективность внутрипоч-венного орошения животноводческими стоками, применения сапропелей и осадка сточных вод в орошаемом земледелии: дисс... докт. с. -х. наук: 06.01.02 / Овчинников Алексей Семенович. - Волгоград, 2000. - с. 193.

95. Определение экономической эффективности технологий и оборудования в животноводстве: Методические указания /Н.И. Кузнецова, В.Н. Туваев, Д.Ф. Оробинский. - Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2010. - 34 с.

96. Пат. 1771603 Российская Федерация, МПК А1, A01G25/00. Земледельческое поле орошения для очистки сточных вод / М.Г. Голченко, Н.Н. Ми-хальченко, В.И. Желязко, Ю.А. Мажайский, Е.А. Стельмах, В.А. Лисю-тин. - № 4920004, заявл. 02.01.1991, опубл. 30.10.1992.

97. Пат. 2047569 Российская Федерация, МПК С1, С 02 F 1/467. Способ обеззараживания и осветления животноводческих стоков / Н.Ф. Бондаренко, Е.З. Гак, М.П. Шапкин, Л.Ф. Чистяков. - № 5063252/26, заявл. 01.10.1992, опубл. 10.11.1995. - Бюл. №31. - С.172.

98. Пат. 2098933 Российская Федерация, МПК C1, А 01 С 3/00, C 05 F 3/06. Линия для переработки жидких органических отходов / Г.А. Мхитарян,

B.И. Пантелеев, А.Г. Пузанков, Е.А. Смолинский. - № 95121353/13, заявл. 07.12.1995, опубл. 20.12.1997.

99. Пат. 2111178 Российская Федерация, МПК С1, C02F3/32. Способ биологической очистки сточных вод / И.А. Золотухин, Е.А. Балахонова. -№ 97100290/25, заявл. 10.01.1997, опубл. 20.05.1998.

100. Пат. 2120417 Российская Федерация, МПК С1, C02F 3/30. Способ очистки животноводческих стоков / А.А. Ковалев, В.П. Лосяков, А.Н. Ножев-никова. - № 97108242/25, заявл. 19.05.1997, опубл. 20.10.1998.

101. Пат. 2179158 Российская Федерация, МПК С1, C02F3/32, C05F7/00. Способ и устройство для очистки воздушных выбросов и сточных вод животноводческих комплексов с использованием растений / В.А. Шапиро, А.Г. Маленков. - № 2001101376/13, заявл. 17.01.2001, опубл. 10.02.2002.

102. Пат. 2205534 Российская Федерация, МПК С2, A01G25/06. Устройство для подпочвенного орошения / Ю.А. Шолин. - № 2000117298/13, заявл. 27.06.2000, опубл. 10.06.2003.

103. Пат. 2280620 Российская Федерация, МПК C1, C02F3/00, C02F3/20. Способ утилизации стоков доильных залов молочных ферм / Е.Е. Хазанов,

C.Г. Хазанова, Т.И. Петрова, А.Е. Маркова, В.Л. Краснова. -№ 2004136373/15, заявл. 14.12.2004, опубл. 27.07.2006.

104. Пат. 2350571 Российская Федерация, МПК С1, С 02 Б 11/14, С 02 Б 1/52, С 02 Б 103/20. Способ подготовки жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота для сельскохозяйственного использования / Ю.Е. Домашенко, О.А. Суржко - № 2007127042/15, заявл. 16.07.2007, опубл. 27.03.2009.

105. Пат. 2365079 Российская Федерация, МПК С1, А 01 С 3/00. Линия глубокой очистки и переработки животноводческих стоков / А.М. Гридчин, В.С. Лесовик, В.Э. Абсиметов, В.С. Севостьянов, А.В. Коняхин. -№ 2008104801/12, заявл. 07.02.2008, опубл. 07.02.2008.

106. Пат. 2395195 Российская Федерация, МПК С2, А0Ш25/00. Способ подпочвенного орошения / З.Г. Ламердонов, А.Ш. Кештов, Л.М. Дабагова,

A.Х. Дышеков. - № 2008126785/12, заявл. 01.07.2008, опубл. 10.01.2010.

107. Пат. 2658404 Российская Федерация, МПК С1, С 02 Б 1/28, С 02 Б 1/72, С 02 Б 11/08, С 02 Б 1/18, С 02 Б 1/28, С 02 Б 101/30. Способ очистки сточных вод от растворённых органических загрязнений / А.В. Федотов,

B.С. Григорьев, А.А. Свитцов, В.И. Ванчурин, И.В. Романов. -№ 2016150903, заявл. 23.12.2016, опубл. 21.06.2018, бюл. № 18.

108. Пат. 2726309 Российская Федерация, МПК С1, С 05 Б 3/00. Способ утилизации бесподстилочного навоза в биоорганическое удобрение / Н.С. Сер-покрылов, Н.В. Лимаренко, И.А. Успенский, И.А. Юхин, М.Н. Чаткин. -№ 2020108045, заявл. 25.02.2020, опубл. 13.07.2020.

109. Перегудов, С. Эффективная технология переработки навоза /

C. Перегудов // Животноводство России. -2007-№10, стр. 37.

110. Петрова, Т.И. Экологически безопасный способ утилизации навозосо-держащих стоков доильных залов / Т.И. Петрова, А.Е. Маркова, Е.Е. Ха-занов, В.В. Гордеев // Экология и сельскохозяйственная техника. Т.3. Экологические аспекты производства продукции животноводства и электротехнологий: Материалы 4-й научно-практической конференции.-СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2005. - С. 114-120.

111. ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений рН в водах потенциометрическим методом. - М., 2004 - 7с.

112. Попов, В.Д. Разработка и реализация машинных технологий с учетом экологизации сельскохозяйственного производства / В.Д. Попов // Техника и оборудование для села.-2007. - №4,стр. 15-19.

113. Пособие по эксплуатации ирригационных полей утилизации животноводческих стоков. М.: Минсельхозпрод РФ. 1993.

114. Производство овощей под стеклом и пленкой: (Агротехника) / Пер. с нем. Н.С. Корогодова, Г.П. Шульцева. - М.: Колос, 1979. - 312 с., ил.

115. Пузанков, А.Г. и др. Обеззараживание стоков животноводческих комплексов / А.Г. Пузанков, Г.А. Мхитарян, И.Д. Гришаев. - М.: Агропром-издат, 1986. - 175 с., ил.

116. Разработка базы данных технико-технологических параметров современных животноводческих ферм и технологической документации по системам содержания, кормления, доения, поения и удаления навоза при производстве продукции животноводства с минимальной антропогенной нагрузкой на окружающую среду: отчёт о НИР (промежуточ.) / ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадении: рук. Гордеев В.В., Трифанов А.В.; исполн.: Гордеев В.В., Хазанов В.Е., Гордеева Т.И. Мороз А.К., Петро-шевзкая О.Г., Сорокин В.В., Гусинцева Л.П., Миронова Т.Ю., Миронов В.Н., Вторая Е.В., Трифанов А.В., Найденко В.К., Калюга В.В., Базы-кин В.И., Тропин А.Н., Плаксин И.Е. - Спб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадении, 2012 - 175 с. - № ГР 01201255894.

117. РД-АПК 1.10.09.01-14. Методические рекомендации по технологическому проектированию теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады. - М.: ФГБНУ "Росинформагротех", 2014. - 104 с.

118. РД-АПК 1.10.15.02-17. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета. - М.: Росинформагротех, 2017. - 173 с.

119. РД-АПК 1.30.03.01-20. Методические рекомендации по технологическому проектированию оросительных систем с использованием животноводческих стоков. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. - 78 с.

120. Рекомендации по анализу сточных вод животноводческих комплексов. -М.: Прогресс, 1984. - 64.

121. Рекомендации по технологии полива при вспашке навозными стоками и сточными водами. - М.: Прогресс, 1999. - 58 с.

122. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.3 - 2009. Гигиенические требования к животноводческим объектам. - М.: Минздравсоцразвития России, 2009.

123. Санитарные правила и нормы СанПиН 42-123-4619-88. Допустимые уровни содержания нитратов в продуктах растительного происхождения и методы их определения. - М.: 1988.

124. Свод правил. СП 100.13330.2016. Мелиоративные системы и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.06.03-85. - М.: Стандартинформ, 2019.

125. Свод правил. СП 100.13330.2018. Канализация. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.03-85. - М.: Стандартинформ, 2019.

126. Сергиенко, Л.И. Экологические аспекты использования сточных вод на орошение / Л.И. Сергиенко, Л.П. Овцов, Б.С. Семенов. - Волжский: 1993. - С. 132-139.

127. Сидоренко, О.Д. Утилизация отходов - основа развития цивилизации / О.Д. Сидоренко // Достижения науки и техники, №3, 2007. - С. 51.

128. Скоркин, В.К. Инновационные технологии и технические средства для производства конкурентоспособной продукции / В.К. Скоркин // Вестник ВНИИМЖ, 2016. - №2(22). - С. 110-117.

129. Скрипко, И.А. Системы полива / И.А. Скрипко. - М.: Изд-во Вече, 2003. - 192 с.

130. Соколова, Т.А. Декоративное растениеводство: Цветоводство / Т.А. Соколова, И.Ю. Бочкова. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 432 с.

131. Спесивцев А.В. Эксперт как «интеллектуальная измерительно-диагностическая система» / А.В. Спесивцев, Н.Г. Домшенко //Сб. докладов. XIII Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям SCM 23-25 июля 2010, Санкт-Петербург, 2010, Т.2. - С.28-34.

132. Справочник бригадира-овощевода защищенного грунта / Сост. Н.А. Смирнов. - М.: Россельхозиздат, 1980. - 191 с.

133. Суровцев, В.Н. Сельское хозяйство Ленинградской области на пороге вступления в ВТО / В.Н. Суровцев //Сельскохозяйственные вести. - 2007.-№2. - С. 6-7.

134. Технология орошения животноводческими стоками / А.М. Буцикин, В.Г. Луцкий, А.Г. Понаморев, Л.П. Рева. - М.: Агропромиздат, 1987. - 160 с.: ил.

135. Тимошенко, В. Ванны для копыт / В. Тимошенко, А. Музыка, А. Москалёв, С. Кирикович // Животноводство России, 2016. - № 6. - С. 37-38.

136. Тимошенко, В. Сохраняем здоровье копыт / В. Тимошенко, А. Музыка, А. Москалёв, И. Ковалевский // Животноводство России, 2015. - № 1. - С. 33-35.

137. Управление в условиях неопределенности / С.В. Прокопчина, М.Ю. Ше-стопалов, Л.В. Уткин, М.С. Куприянов, В.Л. Лазарев, Д.Х. Имаев, В.Л. Горохов, Ю.А. Жук, А.В. Спесивцев. Под ред. С.В. Прокопчиной. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014.- 304 с.

138. Хазанов, Е.Е. Технологическая модернизация молочных ферм / Е.Е. Ха-занов // Сельскохозяйственные вести, 2007. - №2. - С. 12-15.

139. Хазанов, Е.Е. Технология и механизация молочного животноводства. Учебное пособие / Е.Е. Хазанов, В.В. Гордеев, В.Е.Хазанов; под общ. ред. Е.Е. Хазанова. - 2-е изд., стер. - СПб.: Издательство «Лань», 2016. - 352 с.

140. Хайлис, Г.А. Исследование сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных / Г.А. Хайлис, М.М. Ковалев. - М.: Колос, 1994. - 169 с.

141. Хамраев, Н.Р. Опыт внутрипочвенного орошения в голодной степи / Н.Р. Хамраев // Гидротехника и мелиорация. - 1974. - №2. - С. 53-56.

142. Чернова, Н.И. Биомасса как источник энергии / Н.И. Чернова, Т.П. Коробкова, С.В. Киселева // Вестник российской академии естественных наук. - 2010. - № 1. - С. 54-60.

143. Чугаев, P.P. Гидравлика (техническая механика жидкости): издание 4-е, дополненное и переработанное / P.P. Чугаев. - Л.: Энергоиздат, 1982, - 671 с.

144. Шалавина, Е.В. Результаты расчетного и аналитического методов определения количественных и качественных характеристик навоза крупного рогатого скота / Е.В. Шалавина, А.Ю. Брюханов, И.А. Субботин, Э.В. Васильев, Н.П. Козлова, А.С. Оглуздин // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2018. - № 4 (97). - С. 269-279.

145. Шевченко, В.А. Повышение эффективности использования жидких животноводческих стоков агротехническими приемами / В.А. Шевченко, А.М. Соловьев / Мелиорация и водное хозяйство: проблемы и пути решения. Материалы международной научно-практической конференции. -2016. - С. 431-435.

146. Шевченко, В.А. Повышение эффективности использования жидких стоков животноводческих комплексов агротехническими приемами в условиях Верхневолжья / В.А. Шевченко, П.Н. Просвиряк / Международный технико-экономический журнал. - 2011. - № 5. - С. 118-123.

147. Шигапов, И.И. Барботажные аэраторы для очистки сточных вод животноводческих ферм / И.И. Шигапов, А.В. Поросятников, С.С. Лукоянчев, А.М. Кадырова, О.Н. Краснова // Сельский механизатор, 2018. - № 6. - С. 28-29.

148. Штыков, В.И. Использование стоков животноводческих комплексов на специализированных системах / В.И. Штыков, Я.З. Шевелев, О.Ю. Кошевой. - М.: Россельхозиздат, 1987 г. - 87 с., ил.

149. Adeoye P.A., Musa J.J., Olaleye A.O. The effect of short term storage on physico-chemical and organic properties of dairy wastewater / P.A. Adeoye, J.J. Musa and A.O. Olaleye // Technical report. - AU J.T. 12(3) (Jan. 2009). - p. 175-181.

150. Cheryl A. Milkhouse wastewater characteristics on Wisconsin dairy farms / A. Cheryl. - Bougie: Department of Natural Resources Lake Michigan District, 1993. - p. 6.

151. Dairy freestall housing and equipment ''MWPS 7''/ W.G. Bickert, B. Holmes, K. Janni, D. Kammel, R. Stowell, J. Zulovich [et al.]. - 7th ed. - 2000. - p. 154. - ISBN 0-89373-095-5.

152. Dairy freestall housing and equipment. Dairy handbook revision committee. Sixth edition, 1 st Printing, 5M, 1997.

153. Damasceno F.A., Monge J.L., Nascimento J.A.C., Andrade R.R., Barbari M., Saraz J.A.O., Ferraz G.A.S. Estimate of manure present in compost dairy barn systems for sizing of manure storage. Agronomy Research. 2020. Vol. 18, Special Issue 2, pp. 1213-1219. DOI: 10.15159/AR.20.105.

154. FAO, 2005. Responding to the 'Livestock Revolution': The case for livestock public policies. Livestock Policy Brief 01, FAO, Rome, Italy.

155. Gaworski M, Rocha A.G.F. Effect of management practices on time spent by cows. Proc. 15th Int. Sc. Conf. "Engineering for Rural Development". Jelgava, 2016. Vol. 15.pp. 1300-1304.

156. Gordeev V., Mironova T., Mironov V., Khazanov V. Models to minimize output of manure-bearing wastewater from milking parlours at conceptual designing stage of dairy farms. Engineering for rural development 18th International scientific conference. Jelgava. 2019. - pp. 413-419.

157. Guo Y. et al. Review of catalytic supercritical water gasification for hydrogen production from biomass. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2010. Vol. 14, № 1. P. 334-343.

158. Kato K., Koba T., Ietsugu H., Saigusa T., Yanagiya S., Inoue T., Kitagawa K., Kobayashi S. First year performance of a real-scale hybrid wetland system for the treatment of dairy wastewater in a cold climate in Japan. 2nd International symposium on wetland pollutant dynamics and control (Wetpol 2007), extended abstracts, Volume I, Tartu, Estonia: Sep. 2007, pp.150-152.

159. Koshelev S., Ilyasov O., Romanova O. Anthropogenic impact on water bodies within the area of activities of livestock complexes. Ecological Agriculture and Sustainable Development Editors: Prof. Dr Litovchenko Viktor Grigorievich, rector of South Ural State Agrarian University; Prof. Dr Mirjana Radovic Mar-kovic, South Ural State University. - 2019. - C. 299-307.

160. Mazalov Y., Pustovgar A., Grigorev V., Vedenin A., Adamtsevich A., Technology for Hydrothermal Destruction of Organic Fuel Materials. Applied Mechanics and Materials. 2015. Vol.. 752. P. 873-877.

161. Milking center wastewater guidelines a companion document to Wisconsin NRCS Standard 629. June 2009. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.wi.nrcs.usda.gov/news/629guide.html (дата обращения 30.11.2018).

162. On farm practices for the safe use of wastewater in urban and peri-urban horticulture: a training handbook for farmer field schools. [Includes contributions by IWMI staff]. - Rome, Italy: FAO, 2012. - p. 52. - ISBN 978-92-5-107330-8.

163. Profile of the agricultural livestock production industry // EPA: Office of Compliance Sector Notebook Project. - Washington, 2000. - p. 156.

164. Reinemann D. J. Handbook of Farm. Dairy and Food Machinery Engineering (Third Edition). Chapter 10 - Milking Machines and Milking Parlors. Academic Press, 2019. pp. 225-243.

165. Toor S.S., Rosendahl L., Rudolf A. Hydrothermal liquefaction of biomass: a review of subcritical water technologies. Energy. 2011. Vol. 36, № 5. P. 2328-2342.

166. WO № 2017046456 (A1) 2017.03.23, C02F3/32, C02F1/28, C02F3/040. A method of treating water / Suutari M., Kolehmainen I. - WO2016FI50646, 2016.09.19.

167. Yesodharan S. Supercritical water oxidation: An environmentally safe method for the disposal of organic wastes. Current Science. 2002. Vol. 82. P. 1112-1122.

ПРИЛОЖЕНИЯ

187

ПРИЛОЖЕНИЕ А Патент на полезную модель «Устройство для очистки сточных вод и воздушных выбросов животноводческих комплексов»

Авторы: Миронова Татьяна Юрьевна, Миронов Вячеслав Николаевич, Гордеев Владислав Владимирович, Гордеева Татьяна Ивановна

188

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программа расчёта площади прифермской теплицы для утилизации

навозосодержащих стоков »

189

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Дипломы за результаты, полученные при выполнении диссертационной работы

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Показатели навозосодержащих стоков доильных залов и требования ГОСТ 53117-2008

Исследование проведено ФГБУ «Ленинградская межобластная ветеринарная лаборатория», протокол испытаний № 112169 от 17.09.2012.

НСДЗ предварительно подвергались отстаиванию в течение 2 ч. и аэрации продолжительностью 4,8 ч.

Таблица Г.1 - Физические, механические, агрохимические свойства НСДЗ и требования ГОСТ 53117-2008 для стоков навозных

Наименование показателя НСДЗ ГОСТ 53117-2008

Массовая доля сухого вещества, %. 0,45 не более 3

Содержание балластных инородных механических включений, % от сухого вещества:

- с высокой удельной массой (камни, щебень, металл и т.д.) размером менее 40 мм; не обнаружено не более 1,0

- с низкой удельной массой (шпагат, веревка, щепа, палки и т.д.) размером менее 150 мм не обнаружено не более 0,5

Размер частиц, мм менее 10 не более 10

Показатель активности водородных ионов (реакция водородной среды), рН 7,56 6,0-8,5

Массовая доля питательных веществ:

- азота общего; 0,53 не менее 0,05

- фосфора общего, в пересчете на Р2О5; 2,9 не менее 0,01

- калия общего, в пересчете на К2О 0,0112 не менее 0,01

Таблица Г.2 - Токсикологические, ветеринарно-санитарные, гигиенические характеристики НСДЗ и требования ГОСТ 53117-2008

Наименование показателя НСДЗ ГОСТ 53117-2008

Массовая концентрация примесей отдельных токсичных элементов (валовое содержание), мг/кг сухого вещества:

- свинца 0,0034±0,0001 не более 130

- кадмия 0,0003±0,0001 не более 2

- ртути менее 0,02 не более 2,1

- мышьяка менее 0,005 не более 10

Массовая концентрация остаточных количеств пестицидов в сухом веществе, в том числе отдельных их видов, мг/кг сухого вещества:

- ГХЦГ (сумма изомеров) не обнаружено не более 0,1

- ДДТ и его метаболиты (суммарные количества). не обнаружено не более 0,1

Эффективная удельная активность естественных радионуклидов, Бк/кг сухого вещества А 226 Яа 1.31А 232ТЬ 0.085 А40К-24,6 (Ауд. 226Яа - менее 11,3 Бк/кг; Ауд. 232 ТЬ -менее 6,7 Бк/кг; Ауд. 40К - менее 55 Бк/кг) не более 300

Удельная эффективная активность техногенных радионуклидов (АСв/45+А8г/30). (АСв/45+А8г/30)=0,92 (Ауд. Сб-137=4,8 Бк/кг; Ауд. Бг-90 = менее 24,8 Бк/кг) не более 1,0 (одна относительная единица)

Индекс санитарно-показательных микроорганизмов, клеток/г:

- колиформы; 1000 1-9

- энтеробактерии 100 1-9

Наличие патогенных и болезнетворных микроорганизмов, клеток/г, в том числе энтеробактерий (патогенных серовариан-тов кишечной палочки, сальмонелл, протеи), энтерококков (стафилококков, кло-стридий, бацилл), энтеровирусов не обнаружено не допускается

Наличие жизнеспособных яиц и личинок гельминтов, экз./кг, в том числе нематод (аскаридат, трихоцефалов, стронгилят, стронгилойдов), тремотод, цестод. не обнаружено не допускается

Цисты кишечных патогенных простейших, экз./100г не обнаружено не допускается

Наличие личинок и куколок синантропных мух, экз./кг. не обнаружено не допускается

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Расчет параметров лабораторной установки для внесения навозосодержащих стоков доильных залов

По приведенной во 2 главе методике рассчитаны основные параметры лабораторной установки для внесения НСДЗ.

Расчетная единичная поливная норма, рассчитанная по формуле (2.33) составляет: т^=0,785 0,8 0,4 0,1(0,75-0,6)=0,0037 м3на пог. м.

Поливной раствор требуется подать из расчета 3,7 л/пог. м.

Согласно классификации Н.А. Качинского при наилучшей водопроницаемости почвы ее пропускная способность 500 мм/ч. Тогда время впитывания слоя воды, необходимого для увлажнения погонного метра почвы, составит 0,0185 ч.

Расчетный удельный расход перфорированного трубопровода согласно зависимости (2.35):

1,05-0,0037 , 3,

qydd = ----= 0,0583 л/пог. м = 0,0000583 м3/пог. м.

уд 3,6 - 0,0185

Суммарный расход в трубопровод составляет в м3/с:

q^ = 0,0000583- 0,55 = 0,000032 м3/с.

Принимаем внутренний диаметр трубопровода 16 мм.

Согласно (2.38) скорость течения в трубопроводе, м/с:

4 - 0,000032 ,

V =-7 = 0,16 м/с.

3,14- 0,0162

Исходя из условия незаиления, критическая скорость согласно формуле (2.39):

v « 17^200- 0,014-0,016 = 6,04 м/с;

где Ст - массовая концентрация взвесей, при С=2 % Ст =200 [134];

w - гидравлическая крупность, при С=2 % w= 0,014 м/с [134].

Коэффициент сопротивления по длине X при влажности стоков W = 0,98 % определяем по выражению (2.41):

Х = 0,21-0,98 - 0,191 = 0,0187 .

Полная потеря напора в трубопроводе (требуемый напор) складывается из суммы потерь напора по длине и местных потерь и вычисляется по формуле (2.40). В лабораторной установке используется колено 90° с коэффициентом местного сопротивления ^=0,6.

055 01б2 01б2 При v=0,16 м/с Н = 0,0187—,---,-+ 0,6 - —-= 0,002м;

0,016 2 - 9,81 2 - 9,81

0,55 6,042 6,042 при v=6,04 м/с Н = 0,0187—------+ 0,6 - —-= 2,2 м.

0,016 2 - 9,81 2 - 9,81

Учитывая глубину заложения трубопровода, при проведении опыта напор принимаем от 0,2 до 2,2 м. Шаг перфорации внутрипочвенного трубопровода принимаем исходя из схемы посадки растений. Растения высаживаем в лоток с расстоянием в ряду 0,09 м. Тогда принимаем шаг перфорации поливного трубопровода р=0,18 м.

Тогда, диаметр перфорации находим по выражению (2.48):

при v=0,16 м/с d =

при v=6,04 м/с d =

0,0000583- 0,18

= 0,003 м;

0,785-0,6 -V 2 - 9,81-0,2

0,0000583- 0,18

= 0,002 м.

0,785 • 0,6 -V 2 • 9,81- 2,2

При проведении опыта принимаем диаметр перфорации внутрипочвенного трубопровода от 2 до 3 мм.

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Расчет параметров установки при проведении исследований в экспериментальных теплицах

По приведенной во 2 главе методике рассчитаем основные параметры системы для внесения НСДЗ (см. п. 3.5.2, рисунок 3.5).

Единичная поливная норма, рассчитанная по формуле (2.33):

дау=0,785 0,8 0,9 0,2 (0,75-0,6) = 0,0169 м3 на пог. м.

Согласно классификации Н.А. Качинского при наилучшей водопроницаемости почвы ее пропускная способность 500 мм/ч. Тогда время впитывания слоя воды, необходимого для увлажнения пог. м почвы составит 0,0374 ч. Расчетный удельный расход перфорированного трубопровода, определенный по зависимости (2.35):

1,05 • 0,0169 Л1„ , 3,

а д = ----= 0,13 л/пог. м = 0,00013 м3/пог. м.

уд 3,6 • 0,0374

Суммарный расход в трубопровод составляет в м3/с:

а^ = 0,00013- 5,3 = 0,00069 м3/с.

Тогда, диаметр трубопровода:

в =

0,00069

7

= 0,0138м = 13,8 мм.

13,2^200 • 0,014

Полученное значение округляем до ближайшего наибольшего стандартного диаметра труб. Принимаем внутренний диаметр трубопровода 16 мм.

Согласно (2.38) скорость течения в внутрипочвенном трубопроводе, м/с:

4 • 0,00069 „ „ , V =-- = 3,4 м/с.

3,14 • 0,0162

Коэффициент сопротивления по длине X при влажности стоков Ж = 0,98 % определяем по выражению (2.41): 1 = 0,21-0,98-0,191 = 0,0187 .

В системе внутрипочвенного внесения НСДЗ используются переходные элементы со следующими коэффициентами местного сопротивления: для колена 90° - ^=0,6; для крана регулирующего - ^=4,4. Полную потерю напора (требуемый напор) в системе внутрипочвен-ного внесения НСДЗ вычисляем по формуле (2.40).

5 3 3 42 3 42 Н = 0, 0187—,---,-+ (2 • 0, 6 + 4, 4) • —-= 6, 95 м.

0,016 2 • 9,81 2 • 9,81

По общим потерям напора и расходу в трубопровод подбираем насос.

Зная содержание сухого вещества в стоках, вычисляем их плотность рс [134]:

Рс=1000+2,4-С, кг/м3; где С - содержание сухого вещества в стоках, %.

Рс= 1000+2,4-2= 1004,8 кг/м3.

Так как напор насоса выражен в метрах столба перекачиваемой жидкости, то вычисляем полезную мощность насоса по формуле (2.42):

#„=0,001-1004,8- 9,81- 0,00069 6,95 = 0,047 кВт.

Шаг перфорации трубопровода принимаем исходя из схемы посадки растений. Растения высаживаем с расстоянием в ряду 0,5 м. Тогда принимаем шаг перфорации внутрипочвенного трубопровода р=0,25 м.

Тогда, диаметр перфорации находим по выражению (2.48):

й =

Л

0,00013^ 0,25

= 0,0024м;

0,785 • 0,6 •д/ 2 • 9,81 • 6,95

3

При проведении опыта принимаем диаметр перфорации трубопровода 2,5 мм.

Таким образом, в варианте с внутрипочвенным внесением НСДЗ используем полиэтиленовый трубопровод с внутренним диаметром 16 мм, шагом перфорации 0,25 м, диаметром перфорации 2,5 мм.

При проведении эксперимента использовали НСДЗ одного из хозяйств Ленинградской области, в которых среднее содержание общего азота составляло330,7 мг/л; общего фосфора - 108,63 мг/л; общего калия - 495,3 мг/л.

Согласно [93] рассчитаем норму внесения НСДЗ Мс по выражениям (2.25 - 2.27). Расчет ведем по выносу каждого биогенного элемента (КРК), и за расчетную принимаем норму, имеющую минимальное значение из рассчитанных; недостающие количества внесения других элементов восполняются внесением минеральных удобрений.

Согласно [114] среднее поглощение питательных веществ растениями тепличных огурцов при урожайности 30 кг/растение: N=42 г/растение; К=67 г/растение; Р=11 г/растение.

Тогда, Мм= (42-103-9)/3 3 0,7 0,6=1905 л/сезон = 15,9 л/сутки;

МР=(П 103-9)/108,63 0,85=1072 л/сезон = 8,9 л/сутки;

Мк=(67 1 03-9)/495,3 0,85=Ш2,3 л/сезон = 11,9 л/сутки.

Таким образом, норма внесения стоков (по минимальному значению) 8,9 л/сутки.

Принимаем, что подкормку НСДЗ будем проводить 1 раз в 3 дня, тогда норма внесения составит 26,7 л. Тогда, для обеспечения необходимой нормы подкормки через каждое отверстие должно быть выделено 2,67 л. При этом отклонения от среднего количества наво-зосодержащих стоков, выделенных через сечения 1-10 (см. п. 3.5.2, рисунок 3.8), не должны превышать заявляемого в проектных предложениях и технических характеристиках на системы внутрипочвенного полива (как правило, это не более ±10 %).

Согласно методике расчета, приведенной в главе 2, принимаем, что если в трубопроводе находится вода и в начало трубопровода подаются подготовленные навозосодержащие стоки, то эти жидкости не смешиваются, а существует «фронт», т.е. разделение воды и подготовленных навозосодержащих стоков, которые движутся от начала трубопровода 2 к заглушке 3, и поэтому из каждого отверстия 1 последовательно, начиная с первого, выделяется сначала вода, а затем НСДЗ.

По выражению (2.49) находим расход через отверстие:

а = 0,000069 = 0,000069-У = 0,069 л/.

10 ' /с

Объем жидкости в внутрипочвенном трубопроводе на длине 250 мм, л:

V =

0,0162 • 3,14 • 0,25 4

= 0,00005-3 = 0,05л.

Время прохождения «фронта» от начала трубопровода до сечения №10 определим расчетом (2.51):

0,05 _ 0,05

0,069 0,05

2 • 0,069 0,05

3 • 0,069 0,05

4 • 0,069 0,05

5 • 0,069

= 0,72 с.

= 0,36 с.

= 0,24 с.

= 0,18 с.

= 0,145с.

6 • 0,069 0,05

7 • 0,069 0,05

8 • 0,069 0,05

9 • 0,069

0,05

10

10 • 0,069

= 0,121с.

= 0,1 с.

= 0,09 с.

= 0,08 с.

= 0,072 с.

6

2

7

3

8

4

9

5

Т = 0,72 + 0,36 + 0,24 + 0,18 + 0,145 + 0,121 + 0,1 + 0,09 + 0,08 + 0,072 = 2,12 с. Скорость движения жидкости по участку трубопровода 0-10 определенная по производительности сечения, представлена на рисунке 3.7 (см. п. 3.5.2) и рассчитана согласно формулам (2.52-2.53):

10 • 0,000069 „ „ ,

V« , =-= 3,4 м/с.

0-1 0,0002

Скорость движения жидкости по участку 9-10:

0,000069 ,

V. ,п =-= 0,34 м/с.

9-10 0,0002

За время прохождения «фронта» от точки 0 до точки 10, т.е. за 2,12 секунды, через отверстие № 1 выделится

- воды: Уг = 0,069 • 0,072 = 0,00496л;

- навозосодержащих стоков: V шс= 0,069 • (2,12 - 0,072) = 0,134 л. Через отверстие № 10 выделится:

- воды: У10 = 0,069^ 2,12 = 0,146 л;

- навозосодержащих стоков: У10НС = 0 ; т.к. «фронт» за 2,12 секунды только подойдет к отверстию № 10.

За 2,12 секунды в трубопровод будет подано навозосодержащих стоков доильных залов:

У.12 = 3,4 • 0,0002^ 2,12 = 0,00144м3 = 1,44л. Объем оросителя: ^ = 0,0002^ 5,3 = 0,00106м3 = 1,06л .

Поданные в трубопровод подготовленные навозосодержащие стоки распределятся: 1,06 л - останется в трубопроводе; 1,44 - 1,06 =0,38 л - выделятся на растения. Если продолжить подачу НСДЗ в трубопровод до требуемого количества, то:

0,38 + 26,32

V 1-10=-= 2,67 л.

1 10 10

Из первого отверстия выделится:

Л Л Л

V' = 0,134 + = 2,766л. 10

Из последнего отверстия выделится:

26 32

v 'ю нс= 0 + = 2,632 л.

Объем стоков и воды, выделившихся из каждого отверстия, представлен на рисунке 3.8 (см. п. 3.5.2).

Отклонение от среднего для отверстия № 1:

ДУ 2,766 - 2,67 • 100% = +3,6% 1 2,67

Отклонение от среднего для отверстия №10:

ДУ'10= 2,632- 2,67 • 100% = -1,42о% . 10 2,67

Минимальное количество навозосодержащих стоков, выделившееся через каждое ото ^ п +3,6%

верстие составит 2,67-142% литра.

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Результаты решения компромиссной задачи

На рисунках Ж.1-Ж.3 представлено решение компромиссной задачи (4.10) в раскодированном виде, в которой следует определить значения факторов: размер технологической группы (Огр), размер доильной установки (Ыпост), количество моек пола (Км.п) и время доения животных дающих минимальный удельный выход навозосодержащих стоков доильного зала для стада поголовьем 600 - 650 голов при ограничении времени доения равного 5 часам для разных типов доильных установок.

а)

б)

AL

Microsoft Excel 12.0 Отчет по результатам

Рабочий лист: [ОПТИМИЗАЦИЯ_КРС (1).xls] Ёлочка быстрый выход Отчет создан: 14.08.2019 15:21:39

Целевая ячейка (Минимум)_

I

I

$Q$6 произв Цел.Функ.

Исходное значение Результат

9,38184 10,08417464

Изменяемые ячейки

Исходное значение Результат

»14 1 68

ЬС$4 КОЭФФИЦИЕНТЫ УРАВНЕНИЯ 1 34

»(4 1 2

SEW- 1 4,82457846

Ю$17 г #ИМЯ? 1 2