Водоснабжение ферм поение животных
ЗНАЧЕНИЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И АВТОПОЕНИЯ ЖИВОТНЫХ
На современных животноводческих фермах и фабриках суточный расход воды на поение и технические цели составляет десятки кубических метров. Водоснабжение ферм без механизации требует больших затрат ручного труда и средств. Так, на доставку 1 м3 воды и распределение ее животным при отсутствии механизации затрачивается до 5-6 чел.-ч, в случае автоматизации — 0,03-0,04 чел.-ч, т. е. автоматизация водоснабжения позволяет в 100 и более раз снизить затраты труда и резко сократить стоимость процесса. Кроме этого, автоматизация водоснабжения и поения способствует повышению продуктивности животных.
Практикой установлено, что в зависимости от рациона коровы в течение суток пьют воду от 40 до 60 раз.
Потребление воды животными в нужном количестве в любое время суток немыслимо без автоматического поения. Применение автопоилок повышает удойность Молочных коров на 10-15%, привес крупного рогатого скота — на 3-5 и свиней — на 14 — 18 %. Поэтому поение животных без ограничения с включением подачи воды самими животными (самопоение) является весьма важным процессом в животноводстве.
СПОСОБЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ФЕРМ
Основной формой современного водоснабжения является водопровод — совокупность сооружений с оборудованием для механизированной добычи, транспортирования и распределения воды потребителям.
В зависимости от расположения водоисточника относительно потребителей водопроводы подразделяют на самотечные и напорные. В производстве широкое применение получили напорные водопроводы. На рис. 1 показаны наиболее характерные схемы их при заборе воды: а — из открытого источника насосным агрегатом с последующим нагнетанием ее в водонапорный бак, б — из группы шахтных колодцев; в — из бурового колодца и г — из шахтного пли бурового колодцев безбашенной установкой.
Для забора воды из открытого источника (река, озеро, водоем) на берегу устраивают приемный колодец 3 (рис. 1, а), который соединяют самотечной трубой 2, имеющей на конце фильтр с источником. Вода из источника 1 по трубе 2 самотеком поступает в приемный колодец, откуда по всасывающей трубе 4 забирается насосным агрегатом станции 5 и подается по нагнетательной трубе 6 в водонапорный бак 7. Бак крепится к поддерживающей конструкцией 8 на высоте, обеспечивающей самотечную подачу воды по разводящему трубопроводу 9 всем потребителям 10 (автопоилки, водоразборные и поливочные краны, водоразборные колонки, пожарные гидранты и т. д.).
Рис. Наиболее характерные схемы производственных водопроводов на фермах: 1 — источник воды; 2 — самотечная труба; 3 — приемный колодец; 4 — всасывающая труба насосного арегата; 5 — насосная станция; 6 — нагнетательная труба; 7 — водонапорный бак; 8 — опора бает; 9 — распределительная труба; 10 — объект водопотребления; 11 — буровой колодец (скважина); 12 — насосный агрегат; 13 — воздушно-водяной бак безбашенной электроводокачки.
Забор воды из закрытых источников (грунтовые воды, межпластовые безнапорные и межпластовые напорные) осуществляется по одной из схем: «б», «в» или «г». Схема «б» применяется тогда, когда источник воды имеет малый дебит (приток воды в колодец в единицу времени). В этом случае строят группу шахтных мелководных колодцев, соединяя их между собой самотечными трубами 2. Наибольшее распространение на животноводческих фермах получили схемы водопроводов «в» и «г» с забором воды из глубоководного бурового 11 или шахтного 14 колодцев.
Как видно из рассмотренных схем водопроводов, в первых трех случаях требуются водонапорные башни. По схеме «г» вода забирается насосом 12 из шахтного или бурового колодцев и нагнетается в герметически закрытый воздушно-водяной бак и дальше под давлением сжатого воздуха подается по разводящей линии потребителям. Безбашенные напорные водопроводы можно строить для забора воды из открытых водоемов, шахтных и буровых колодцев. Эта система имеет более упрощенную схему водоснабжения и характеризуется универсальностью в отношении забора поды из различных источников.
Тема № 4 водоснабжение ферм, поение животных и птицы
4.1 Значение механизации водоснабжения и поения
Своевременное обеспечение животноводческих объектов водой — одно из главных условий эффективного развития отрасли. При этом механизация способствует стабилизации водоснабжения, обеспечивает подачу доброкачественной воды в достаточном количестве непосредственно к местам ее потребления, в том числе поения животных и птицы, резко сокращаются затраты труда на их содержание, значительно снижается себестоимость животноводческой продукции. Кроме того, постоянное подача воды на ферму улучшает ее санитарное состояние и повышает противопожарную безопасность животноводческих зданий.
Наряду с кормлением, поение является важнейшим биотехнологическим процессом, в котором животные или птица непосредственно контактируют со средствами обеспечения их водой. Рабочие органы этих средств должны как можно лучше отвечать физиологичным особенностям потребителей воды.
Из технологического оборудования, предназначенного для линий поения животных и птицы, разнообразием отмечаются поилки. Среди них самыми эффективными в технологическом отношении являются автопоилки, то есть специальные автоматические устройства, с помощью которых животные и птица могут самостоятельно, без участия человека, потреблять воду из водопроводной сети на протяжении суток и в нужном количестве.
Автоматизация поения, например, на фермах крупного рогатого скота, способствует увеличению на 10-15 % надоев молока; прирост живой массы рогатого скота на откорме растет на 3-5 %, а свиней — на 12-15 %, настриг шерсти овец — на 8-12 %; значительно сокращает затраты труда на обслуживание животных, улучшает условия их содержания. Таким образом, автоматизация поения влияет на состояние здоровья и производительность всех видов животных, а также птицы.
Животные должны иметь свободный доступ к воде и потреблять ее в соответствии с потребностями организма. При недостаточном потреблении воды животными нарушаются процессы переваривания кормов, задерживается усвоение питательных веществ их организмами, ухудшается состояние здоровья и снижается производительность животных. Так, отсутствие воды, особенно в теплый период года, на протяжении 3-5 часов может привести к снижению производительности животных на 8-25 %, которая восстанавливается только через 8-12 дней. Наиболее уязвима в этом отношении птица.
Обслуживание средств механизации водоснабжения и поения простое и не нуждается в больших затратах труда, а использование способов автоматизации позволяет почти полностью ликвидировать ручной труд.
Практика сельскохозяйственных предприятий показывает, что затраты на механизацию водоснабжения животноводческих ферм, а также пастбищ окупаются на протяжении года.
4.2 Системы водоснабжения и их структура
Система водоснабжения — это комплекс элементов (инженерных сооружений и технических устройств) для сбора, обработки до необходимого качества, доставки и распределения воды между потребителями. Структура и взаимное размещение отдельных элементов системы водоснабжения зависит от ее назначения, местных естественных условий и санитарных требований к воде. Схема водоснабжения в значительной мере обусловливается выбором источника воды.
Система механизированного водоснабжения включает источник, а также комплекс машин и оборудования. В зависимости от организации механизации водоснабжения системы этого назначения бывают централизованные, децентрализованные и смешанные или комбинированные.
При централизованном водоснабжении все потребители хозяйства или предприятия обслуживаются одной сетью. При децентрализованном водоснабжении обслуживание каждого объекта данного хозяйства осуществляется от отдельного водопровода. В случае обслуживания части объектов водоснабжения централизовано, а других децентрализовано- система водоснабжения будет смешанной.
Механизированное водоснабжение предприятий сельскохозяйственного производства часто бывает централизованным. При этом фермы пользуются общей сетью обеспечения водой. Такая система является наиболее экономичной.
Однако в ряде случаев на фермах устанавливают отдельные водокачки с автономным источником и оборудуют децентрализованные системы водоснабжения. Такое решение может быть вызвано, например, значительной отдаленностью фермы от центральной усадьбы хозяйства.
Комбинированные варианты возможны в случаях, когда питьевую воду получают из общего водопровода, а для технических потребностей используют отдельные местные источники, воду которых невозможно использовать для поения скота и других технологических потребностей из-за ее низкого качества.
В общем виде схема системы механизированного водоснабжения включает такие элементы (рис.24): источник воды, водозаборные устройства, насосную станцию, очистительные сооружения, напорно-регулирующую сооружение, внешний и внутренний водопровод и разборные устройства.
Следует отметить, что в отличие от системы с забором воды из поверхностного источника воды (рис.24, а), системы водоснабжения из подземного источника (буровых скважин) не нуждаются в очистительных сооружениях, резервуарах чистой воды и насосной станции второго подъема (рис.24, б). В результате вся система водоснабжения является значительно более простой и надежной.
Рис. 24. Схемы водоснабжения при сборе воды:
а — в открытые водоемы; б, в — соответственно — из трубчатого и шахтного колодцев;
1 — водоем; 2 — водоприемное устройство; 3 — береговой колодец; 4 — насосная станция; 5 — водоочистительное сооружение; 6 — резервуар очищенной воды; 7 — водонапорный бак; 8 — водопроводная сеть; 9 — объекты потребление воды; 10— буровой колодец; 11 — водонапорная башня; 12 — воздушно-водяной бак; 13 — шахтный колодец.
Технология водоснабжения и поения животных
- 24.1. Зоотехнические требования к водоснабжению ферм и поению животных
- 24.2. Механизация водоснабжения и подготовки оборудования к работе
- 24.3. Правила технической эксплуатации оборудован
Зоотехнические требования к водоснабжению ферм и поению животных
Вода — важнейшее условие хорошего здоровья животных и их высокой продуктивности. Своевременное обеспечение качественной водой способствует повышению продуктивности животных на 10…25%.
При недостатке воды животные испытывают слабость, у них учащается сердцебиение, пропадает аппетит, ухудшается работа желудочно-кишечного тракта. Качество воды влияет не только на количество потребляемой животными воды, но может стать источником тяжелых заболеваний.
Количество потребляемой воды для поения и ухода за животными и уборки помещений зависит от вида животных (табл. 24.1).
Таблица 24.1. Среднесуточные нормы водопотребления на одну голову
Количество воды, л
В районах с жарким климатом потребление воды увеличивается до 25%. При содержании животных на пастбищах потребление воды уменьшается на 30…40%. Следует помнить, что чем выше продуктивность животного, тем водопотребление больше. Так, для производства 1 л молока животному требуется не менее 5 л воды.
Качество воды оценивают согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Некоторые требования к качеству воды приведены в табл. 24.2.
Таблица 24.2. Основные требования к качеству воды
Химико-бактериологическое исследование воды проводят не менее двух раз в год.
Температура воды для поения животных должна быть 10…15°С. Телятам до одного месяца воду необходимо давать кипяченую и остуженную до 25…30°С. При отсутствии свободного доступа к воде: КРС поят не менее 3 раз в сутки, овец 1—3 раза, свиней 3—4 раза, лошадей 3—4 раза.
Водопойное оборудование необходимо содержать в чистоте. Периодически его необходимо очищать и дезинфицировать. Дезинфекцию проводят горячим паром или химическими средствами. В случае химической обработки водопойное оборудование обязательно промывают чистой водой.
Механизация водоснабжения и подготовки оборудования к работе
Технология механизированного водоснабжения включает источники воды, водозаборные и очистные устройства, водоподъемное оборудование, напорно-регулирующие устройства, средства управления и автоматизации, распределительные сети, распределительную и регулирующую аппаратуру, раздаточные устройства.
Источниками водоснабжения могут служить поверхностные и подземные воды. Водозаборы поверхностных вод — реки, озера, водохранилища, каналы. Для использования поверхностных источников необходимо водозаборную трубу размещать не глубже 0,5 м от дна и не менее 1 м от поверхности. Воду таких источников необходимо очищать и обеззараживать, поэтому стоимость такой воды в 3…5 раз выше стоимости воды из подземных источников.
Водозабор из подземных источников осуществляют с помощью шахтных колодцев (до глубины 40 м), который укрепляют железобетонными кольцами. Водозаборную трубу заглубляют на 2…4 м (до середины водоносного слоя) и оборудуют фильтрами. Верхнюю, надземную часть водозаборной трубы — оголовок высотой 0,7…0,8 м — утепляют и оборудуют системами автоматического нагрева. Шахту закрывают крышкой. Для забора воды с глубины до 500 м и более используют буровые скважины диаметром 100…350 мм. Стенки таких скважин укрепляют обсадными трубами. Во избежание попадания грунтовых вод вокруг кондуктора устье цементируют (рис. 24.1).
Рис. 24.1.Схема артезианской скважины с телескопической обсадной трубой:
1 — трубная головка (оголовок); 2 — цементный стакан; 3 — направление (первая обсадная колонна); 4 — кондуктор (колонна обсадных труб); 5 — водоподъемная труба скважины; 6 — промежуточная колонна; 7 — эксплуатационная колонна (последняя колонна обсадных труб); 8 — продуктивный пласт; 9 — телескопическое устройство (с перфорацией и обратным клапаном); 10 — забой (дно ствола скважины); I, II, …, N — слои (поверхности) отрыва пород при их опускании
В целях обеспечения санитарной безопасности источника устанавливают охранные зоны (рис. 24.2). Первая охранная зона должна иметь ограждение радиусом 15…60 м. В этой зоне могут располагаться только постройки водоснабжения (станция, башня). Вторая охранная зона должна быть свободна от источников бактериального заражения (мусорные контейнеры, септики, места складирования органических удобрений и др.). Третья охранная зона предусматривает запрет на размещение складов с химикатами, ГСМ, удобрениями.
Рис. 24.2.Расположение охранных зон водного источника
Водоподъемное оборудование устанавливают в специальных помещениях — насосных станциях. Насосные станции оснащают водомером, задвижкой для отвода воды при прокачке скважины, устройством для удаления воздуха, обратным клапаном, краном для отбора проб воды, приборами контроля давления, аппаратурой управления, устройством обогрева скважины. Помещение станции, которое не оборудовано подъемным механизмом, должно быть высотой 2,2 м. Насосы для подъема воды устанавливают на фундамент. Насосный агрегат обкатывают без нагрузки 3…4 ч. Работа агрегата под нагрузкой должна быть спокойной, без стуков. Нагревание подшипников допускается до температуры не более 65°С. При эксплуатации скважины фиксируют статистический уровень воды и динамический (рабочий) уровень. Динамический уровень считают установившимся, если он при работе насоса в течение 6…8 ч изменился не более чем на 1…3 см. Дебит скважины — это объем выкачиваемой воды за 1 ч работы. Он считается установившимся, если при работе насоса в течение 1 сут уровень понизится не более чем на 10%. Производительность насоса не должна превышать дебит скважины.
Для подъема воды из шахтных колодцев применяют центробежные консольные насосы типа К и КМ. Они могут всасывать воду с глубины до 8 м и подавать с напором 14…60 м. Для создания более высоких напоров используют насосы типа Н и НД. Для этой цели могут использоваться также плавающие насосы. При монтаже насосов необходимо соблюдать соответствие характеристик насоса и электродвигателя (скорость вращения и мощность).
Монтаж водозаборной арматуры и оборудования осуществляют в определенной последовательности (рис. 24.3). Устанавливают насосную станцию на фундаменте. К всасывающему патрубку насоса присоединяют трубу длиной около 5 м с установленным на конце приемным обратным клапаном. Внутренний диаметр трубы подбирают на 5…10 мм больше диаметра нагнетательного патрубка насоса. Приемный клапан оборудуют фильтром (перфорированной трубой) с диаметром отверстий около 10 мм.
Рис. 24.3.Последовательность монтажа центробежного насоса с горизонтальным валом:
1 — приемный клапан; 2 — всасывающая труба; 3 — насос; 4 — манометр; 5 — обводная линия; 6 — запорный вентиль; 7 — обратный клапан; 8 — электродвигатель; 9 — опорная плита
Внимание! Проходное сечение приемного клапана должно быть в 2 раза больше внутреннего сечения всасывающей трубы, а площадь отверстий фильтра в 3,5 раза больше этого сечения. |
Всасывающую трубу располагают строго вертикально. Приемный клапан должен находиться на 0,5…1,0 м ниже динамического уровня и не менее чем на 0,25…0,50 м выше дна водоносного слоя. Необходимо обеспечить герметичное соединение всасывающей трубы с насосом. Внутренний диаметр нагнетательной трубы должен быть меньше диаметра нагнетательного патрубка. На нагнетательной трубе последовательно устанавливают манометр, обратный клапан, задвижку или запорный вентиль. Выходную часть нагнетательной трубы оборудуют байпасом. На ней монтируют устройство для заливки насоса водой. В целях предотвращения гидравлического удара на обратный клапан при пуске вентиль обводной линии при работе насоса держат открытым.
Внимание! Сальниковое уплотнение насоса считается нормальной плотности, если за 1 мин через него просачивается 20—30 капель воды, которая смачивает сальник и охлаждает вал. |
Перед пуском насос заливают водой до полного удаления воздуха. Прекращение выхода пузырьков воздуха контролируют через заливное отверстие. Пуск насоса осуществляют при закрытой задвижке напорного трубопровода. Это позволяет уменьшить потребные затраты мощности для пуска на 30%. После выхода двигателя на номинальные обороты задвижку (вентиль, шаровый кран) постепенно открывают и, контролируя показания манометра, доводят напор до требуемой величины.
Для подъема воды с большой глубины (артезианские скважины) используют погружные центробежные насосы типа ЭЦВ. У насоса перед опусканием в скважину проверяют сопротивление изоляции обмоток электродвигателя — оно должно быть не менее 0,6 МОм; продольный люфт вала насоса (осевой разбег) — он должен быть равным 0,5…0,9 мм.
Насосный агрегат опускают в скважину вместе с электрическим кабелем. Фильтр насоса должен располагаться ниже динамического уровня не менее чем на 2 м. Зазор между насосом и эксплуатационной колонной должен быть с каждой стороны 4…5 мм. Кабель по мере опускания закрепляют вдоль трубы с помощью специальных скоб через 1,5…2,0 м. В местах крепления кабель дополнительно изолируют. Опускают насос с помощью автомобильного крана, специального подъемника, оборудованного на станции, или треноги (рис. 24.4).
Рис. 24.4.Установка погружного насоса в скважину:
а — соединение и опускание в скважину насосного агрегата с водоподъемной трубой (первая секция); б, в — монтаж второй секции труб; г — опускание в скважину второй секции труб; 1 — крепление на трубе монтажного хомута; 2 — крепление кабеля на трубе
Трубы водопроводной сети соединяют с насосом и между собой фланцами. Между фланцами ставят резиновые прокладки толщиной 3…4 мм. Размеры прокладки должны быть такими, чтобы не перекрывать сечение трубы и внешним контуром касаться болтов фланца. При сборке фланца сначала устанавливают нижние болты, затем вставляют прокладку, центрируя ее установкой остальных болтов. Болты затягивают постепенно, попарно, расположенные друг против друга, в два-три приема. Для затягивания следующей пары выбирают направление, перпендикулярное первой паре, и т.д. При монтаже наружной водопроводной сети раструбными трубами их укладывают раструбами навстречу воде.
Задвижки перед монтажом несколько раз поднимают и опускают, смазывают резьбу штока, при необходимости заменяют сальниковую набивку. В случае сомнений в работоспособности задвижек проводят гидравлические испытания под давлением 4 атм.
Правила технической эксплуатации оборудования
Насосные станции. Для обеспечения надежной работы водоподъемного оборудования ежедневно проверяют надежность крепления станции к фундаменту, исправность сальниковых уплотнений, герметичность всасывающего трубопровода, приемного клапана, состояние контрольно-измерительных приборов, защитных устройств, нагрев подшипников. Контролируют уровень масла, давление воздуха, давление воды в системе, работоспособность систем автоматического включения насоса. Один раз в месяц обновляют набивку сальниковых уплотнений, проверяют соосность валов двигателя и насоса, доливают масло, измеряют сопротивление изоляции, контролируют производительность насоса. Проверяют давление воздуха в пневмогидроаккумуляторном баке (буферном устройстве).
Водопроводные сети. Техническая эксплуатация водопровода включает ежедневный контроль за состоянием труб, соединений и арматуры, своевременное устранение течи. Необходимо 2 раза в год промывать и дезинфицировать водопроводную сеть, при необходимости устранять следы коррозии и восстанавливать защитную окраску сети. Наружный водопровод, гидробаки целесообразно подвергать гидропневматической промывке и дезинфекции один раз в год.
Результаты осмотра и выполненные мероприятия записывают в журнал учета работ.
Арматура и регуляторы. Один раз в месяц необходимо проверять исправность датчиков водонапорной башни и регуляторов пневмогидроаккумулятора. У автопоилок проверяют исправность действия клапанного и поплавкового механизмов, электроподогрева поилок в зимний период на выгульных площадках. У автопоилок типа ПА-1 усилие на рычаге для открытия клапана не должно превышать 25 Н. Поилка должна заполняться водой в течение 15…20 с. В закрытом положении подтекание воды не допускается. У поплавковых поилок уровень воды в камере должен быть ниже верхней кромки чаши на 14…16 мм, а заполнение водой — осуществляться в течение 20…25 с.