Бесплатная библиотека стандартов и нормативов www.docload.ru

Все документы, размещенные на этом сайте, не являются их официальным изданием и предназначены исключительно для ознакомительных целей.
Электронные копии этих документов могут распространяться без всяких ограничений. Вы можете размещать информацию с этого сайта на любом другом сайте.
Это некоммерческий сайт и здесь не продаются документы. Вы можете скачать их абсолютно бесплатно!
Содержимое сайта не нарушает чьих-либо авторских прав! Человек имеет право на информацию!

 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Департамент мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения

Научно-исследовательский институт пи сельскохозяйственному использованию сточных вид (НИИССВ) «Прогресс»

 

ПОСОБИЕ К ВНТП 01-98 «Оросительные системы с использованием сточных вод и животноводческих стоков»

 

Москва 1998

Разработано

Научно-исследовательским институтом по сельскохозяйственному использованию сточных вод (НИИССВ) «Прогресс» Министерства сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации

В разработке Пособия к ВНТП приняли участие:

- Институт медицинской паразитологии и тропической медицины им. Е.И. Марциновского (ИМП и ТМ);

- Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина (НИИЭГОС);

- Всероссийский научно-исследовательский институт гельминтологии им. К.И. Скрябина (ВИГИС);

- Всероссийский институт удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова (ВИУА);

- Московский государственный университет природопользования (МГУП);

- ГП СНЦ "Госэкомелиовод";

- Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии (ВНИИветсанитарии);

- ТОО "ИНВЕКОПроект";

- ГНЦ "СевНИИГиМ";

- НПЦ "ИНГЕОДИН";

- ВСЕГИНГЕО.

Пособие подготовили:

НИИССВ «Прогресс» - к.т.н. Л.П. Овцов, к.т.н. Л.А. Музыченко, к.с-х.н. Н.А. Ковалева, к.с-х.н. Л.Е. Кутепов, к.с-х.н. В.Т. Додолина, к.э.н. Р.М. Юсупов, к.т.н. А.Б. Юн, к.с-х.н. Е.И. Жирков, к.х.н. Э.Е. Элик, к.т.н. В.В. Ивлев, к.с-х.н. С.И. Мишин, В.А. Поленина, С.Н. Перепелкин, В.З. Сытин, Н.В. Михалев, В.А. Никитин, Н.И. Мордвинцева; ИМП и ТМ - член-кор. РАМН, д.м.н. Н.А. Романенко; НИИЭГОС - д.м.н. Н.В. Русаков; ВИГИС - д.в.н., проф.. А.А. Черепанов; ВИУА - д.с.-х.н., проф. Г.Е. Мерзлая; МГУП - член-кор. РАСХН, д.т.н., проф. И.П. Айдарин, д.т.н., проф. А.И. Голованов, к.т.н., с.н.с. В.X. Хачатурян; ГП СНЦ «Госэкомелиовод» - Д.А. Никольская, А.Н. Кржижановский, И.С. Тырсин, Э.П. Гуськов, Е.И. Кармыш, И.А. Игнатов, А.Л. Половец; ВНИИветсанитарии - д.б.н. В.Д. Баранников; ТОО «ИНВЕКОПроект» - Е.П. Казначеев; ГНЦ«СевНИИГиМ» - к.т.н. Я.З. Шевелев, к.т.н. О.Ю. Кошевой; ВолжНИИГиМ - д.т.н., проф. Д.П. Гостищев.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общие положения

2. Требования к подготовке и использованию сточных вод и животноводческих стоков

2.1. Общие требования

2.2. Требования к химическому составу сточных вод и животноводческих стоков

2.3. Санитарно-гигиенические и ветеринарные требования

2.4. Водоохранные требования

3. Выбор земельных угодий

4. Подбор сельскохозяйственных культур и особенности их выращивания

5. Технологические расчеты системы подготовки животноводческих стоков

5.1. Расчет выхода навозных стоков и их влажности

5.2. Определение химического состава навозных стоков

5.3. Расчет системы разделения навозных стоков на фракции

5.4. Расчет концентрации биогенных элементов фракции навозных стоков после разделения

5.5. Пример технологического расчета системы подготовки навозных стоков

6. Технологические схемы и режим орошения

7. Оросительная сеть, техника и способы полива

8. Дренаж на ОССВ

9. Инженерно-технические мероприятия по охране поверхностных вод

10. Биологические сооружения для очистки поверхностного и дренажного стока

10.1. Русловое и инфильтрационное, биоплато

10.2. Каскад каналов-биопрудов

10.3. Каскад интенсивно дренируемых площадок

11. Защита подземных вод от загрязнения

12. Расчет загрязнения атмосферного воздуха от мелиоративной системы

Приложения

1. Пример приведения разновременных затрат к расчетному году

2. Образец договора о приеме сточных вод на поля орошения

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее издание представляет собой пособие к Ведомственным нормам технологического проектирования 01-98 «Оросительные системы с использованием сточных вод и животноводческих стоков» (в дальнейшем - ВНТП), утвержденным Министерством сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации и согласованным в Государственном комитете санитарно-эпидемиологического надзора РФ, Государственном комитете РФ по жилищной и строительной политике и Главгосэкспертизе.

Пособие разработано на основе действующих в Российской Федерации строительных норм, правил и государственных стандартов, с учетом современных требований природоохранного законодательства, в соответствии с новыми экономическими условиями и структурой управления.

В Пособии отражены современные методики и методические подходы, касающиеся вопросов технологического проектирования оросительных систем с использованием сточных вод и животноводческих стоков. В Пособие также включены справочные и информационные материалы по различным аспектам сельскохозяйственного использования сточных вод и животноводческих стоков. Особое внимание уделяется вопросам охраны окружаю щей среды как целостного природного комплекса.

Пособие предназначено работникам проектных организаций, экологических служб, органов санитарного государственного надзора, органов охраны рыбных запасов и водных ресурсов, мелиоративных и других организаций, занимающихся вопросами использования сточных вод и животноводческих стоков в сельском хозяйстве.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ВНТП устанавливает общие положения, цели, задачи и требования проектирования вновь строящихся и реконструируемых оросительных систем с использованием подготовленных бытовых, промышленных, смешанных сточных вод и животноводческих стоков, а также экологические критерии и ограничения в соответствии с природоохранным законодательством Российской Федерации. ВНТП применяется на территории Российской Федерации:

- органами государственного надзора;

- предприятиями, проектными, эксплуатационными и другими организациями независимо от форм собственности и принадлежности;

- гражданами, занимающимися индивидуальной трудовой деятельностью;

- общественными и иными организациями, включая совместные предприятия с участием зарубежных партнеров;

- зарубежными физическими или юридическими лицами, занимающимися вопросами очистки и использования сточных вод и животноводческих стоков, а также охраны природной среды от загрязнения.

На существующих системах и сооружениях с использованием сточных вод и животноводческих стоков, запроектированных и построенных в соответствии с ранее действующими нормативными документами, положения и требования ВНТП применяются в случае, когда дальнейшая их эксплуатация приводит к риску безопасности жизни и здоровья людей, а также загрязнения окружающей природной среды. Юридические и физические лица несут ответственность за нарушение обязательных требований и правильность применения положений ВНТП согласно законодательству Российской Федерации.

Оросительные системы с использованием сточных вод и животноводческих стоков (ОССВ) предназначены для почвенной очистки, доочистки и обезвреживания сточных вод и животноводческих стоков при орошении и удобрении сельскохозяйственных и лесных угодий. Использование сточных вод и животноводческих стоков на орошение и удобрение является природоохранным и ресурсосберегающим мероприятием, обеспечивающим повышение продуктивности земель и экономию удобрений.

Возможность и целесообразность строительства ОССВ устанавливается на стадии обоснования инвестиций на основании анализа социально-экономических и природных условий; экологической обстановки; долго срочных прогнозов изменения природной среды в результате антропогенного воздействия; инженерных технико-экономических расчетов, бассейновых и территориальных схем охраны и рационального использования природных ресурсов. ОССВ могут проектироваться как самостоятельный гидромелиоративный объект или в комплексе с сооружениями очистки (искусственной или естественной), подготовки и использования сточных вод и животноводческих стоков.

На действующих оросительных системах с природной водой допускается применение очищенных и подготовленных сточных вод и животноводческих стоков принадлежащем обосновании и согласовании с органами Государственного надзора, при строгом соблюдении требований ВНТП.

Состав сооружений ОССВ регламентируется СНиП 2.06.03-85 «Мелиоративные системы и сооружения». Дополнительно в состав сооружений могут «ходить следующие объекты:

- сооружения по предварительной подготовке сточных вод (биологические пруды, отстойники, регулирующие емкости для усреднения расхода и химического состава сточных вод и др.);

- накопители очищенных сточных вод, аккумулирующие емкости поверхностных и подземных вод, требуемых для разбавления очищенных сточных вод и подготовленных животноводческих стоков и обеспечения расчетного ре жима орошения;

- резервные территории, резервные площадки, буферные площадки и другие сооружения для гарантированного приема и очистки сточных вод в периоды неблагоприятные для орошения;

- буферные пруды, ботанические площадки и другие биоинженерные сооружения для приема и доочистки поверхностных и дренажных вод и подачи их в оборотную систему на повторное использование или сброса в водоемы;

- система сооружений и оборудования для осуществления эксплуатационного контроля (мониторинга) эффективности работы ОССВ и состояния окружающей природной среды в зоне ее действия.

Для утилизации животноводческих стоков помимо оросительных систем могут применяться скользящие поля запахивания и (или) скользящие поля запахивания и компостирования. Для очистки и доочистки сточных вод, поверхностного и дренажного стока могут применяться поля поверхностного стока (методом полива по склону).

Порядок разработки, согласования, утверждения и состав проектной документации; исходные данные для проектирования по составу, объему, режиму отведения очищенных сточных вод и подготовленных животноводческих стоков определяются СНиП 11-01-95 «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений», а также требованиями и положениями ведомственных документов и нормативов. При этом используются отраслевые нормы технологического проектирования и водоотведения, опыт аналогичных объектов, фактические данные конкретных действующих объектов. Дополнительно могут проводиться проектно-изыскательские работы с привлечением специализированных организаций.

Оценка земельного фонда проводится на основе ин формации о состоянии почвенного покрова, гидрогеологических, гидрохимических, гидрологических и др. характеристик территории, а также долгосрочного (не менее 20 лет) прогноза изменения почвенного покрова в результате строительства и эксплуатации оросительной системы. Состав, объемы почвенно-мелиоративных изысканий и работ определяются «Почвенными изысканиями для мелиоративного строительства», М., 1985 и Пособием к СНиП 2.06.03-85 «Почвенно-мелиоративное обоснование проектов мелиоративного строительства».

Проект ОССВ должен согласовываться с органами по регулированию использования и охраны вод, охраны рыбных запасов, административными и сельскохозяйственными органами, центрами санитарно-эпидемиологического надзора, территориальными геологическими организациями, государственной ветеринарной службой, землепользователями и землевладельцами, органами охраны природы и другими органами государственного надзора и контроля в установленном порядке.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ПОДГОТОВКЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СТОЧНЫХ ВОД И ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ СТОКОВ

2.1. Общие требования

На ОССВ используются сточные воды и животноводческие стоки, удовлетворяющие требованиям к их химическому и механическому составу, санитарно-гигиеническим и ветеринарным показателям. Использование на орошение животноводческих стоков допускается только после предварительной подготовки по отделению механических примесей, гарантирования и дегельминтизации.

Не допускается:

- совместное использование животноводческих стоков с городскими и бытовыми сточными водами населенных пунктов;

- использование на ОССВ сточных вод отдельно стоящих предприятий по обработке сырья животного происхождения, мясокомбинатов, лечебно-профилактических учреждений, биофабрик (по производству вакцин, сывороток), предприятий по производству пестицидов, содержащих радионуклиды и гальваностоки;

- круглогодовое использование животноводческих сто ков;

- круглогодовое орошение сточными водами па суглинистых почвах среднего и тяжелого механического со става, в зонах глубокого (свыше 1,5 м) сезонного промерзания, а также в зонах вечной мерзлоты.

Совместное использование на орошение животноводческих стоков и очищенных сточных вод предприятий пищевой промышленности (по производству сахара, крахмалопаточных продуктов, спирта, дрожжей и др.) допускается при согласовании с органами санэпиднадзора.

Орошение очищенными сточными водами и подготовленными животноводческими стоками в различных природных зонах назначается строго в соответствии с показателями мелиоративных режимов этих зон, приведенными в табл.2.1.

Таблица 2.1

Основные критерии мелиоративного режима по природным зонам (по И.П. Айдарову)

Показатели

Природная зона

Лесостепная

Степная и сухостепная

Полупустынная

Показатель гидротермического режима R/a(Ос+Ор)

0,7-0,9

1,0-1,4

0,9-1,5

Пределы регулирования влажности корнеобитаемого слоя, доли от НВ

0,8-0,9

0,6-0,8

0,7-0,9

Влагообмен между почвой и грунтовыми водами, доли от суммарного испарения Е

0,1

0,02-0,08

<0,1

Пределы регулирования солевого режима почвы:

почвенный раствор

 

 

 

 

0,10-0,3

3,0

 

0,30-0,50

4,0

состав ППК, %

 

 

 

Na

 

2-3

<10

Mg

 

15

<20

рН

5,0-6,5

6,5-8,0

8,0-8,5

содержание гумуса, %

1,0-2,0

4,0-6,0

2,0-2,5

Пределы регулирования глубины грунтовых вод, м

 

Желателен автоморфный режим, т.е. глубина грунтовых вод больше 5 м

Примечание. R- радиационный баланс деятельной поверхности почвы, ккал/см2 в год; a(Ос + Ор) - количество тепла, необходимое для испарения осадков и оросительной воды, ккал/см2 год; НВ - наименьшая влагоемкость почвы.

2.2. Требования к химическому составу сточных вод и животноводческих стоков

Оценку химического состава очищенных сточных вод и подготовленных животноводческих стоков для орошения и удобрения следует проводить по активности ионов водорода (рН); концентрации токсичных солей; содержанию одно- и двухвалентных катионов; содержания, основных биогенных элементов (азот, фосфор, калий), микроэлементов, тяжелых металлов, органических веществ. При этом необходимо учитывать почвенно-климатические условия (коэффициент влагообеспеченности, емкость почвенного поглощающего комплекса, запасы гумуса, засоление и осолонцевание почв и др.); режим орошения: гидрогеологические и гидрогеохимические условия (автоморфные, гидроморфные условия, проницаемость грунтов, минерализация грунтовых вод и др.); биологические особенности выращиваемых культур и способы использования урожая. Основные показатели состава вод и методы химических анализов приведены в табл.2.2

Таблица 2.2

Методы определения химических веществ сточных вод и животноводческих стоков

Показатель

Нормативный документ

Номер международного стандарта

Метод определения

Азот аммония

РД 52.24.486-95

ИСО 5664

Перегонка с водяным паром и фотометрическое определение с реактивом Несслера

Азот общий

РД 52.24.364-95

ИСО 11905

Окисление персульфатом калия и фотометрическое определение

БПК Взвешенные вещества

РД 52.24.420-95
РД 52.24.468-95

ИСО 5815

Стекляночный метод Весовой метод

Гидрокарбонаты

РД 52.24.493-95

-

Титриметрическое определение

Железо общее

РД 52.24.377-95

ИСО 6332

Атомно-абсорбционное определение

Калий

РД 52.24.391-95

ИСО 9961-3

Пламенно-фотометрическое определение

Кальций

РД 52.24.403-95

ИСО 6058

Комплексонометрическое определение

Кобальт

РД 52.24.377-95

ИСО 8288

Атомно-абсорбционное определение

Магний

РД 52.24.395-95

-

Комплексонометрическое определение

Марганец

РД 52.24.377-95

-

Атомно-абсорбционное определение

Медь

.РД 52.24.377-95

ИСО 8288

Атомно-абсорбционное определение

Натрий

РД 52.24.391-95

ИСО 9964-3

Пламенно-фотометрическое определение

Нефтепродукты

РД 52.24.476-95

-

ИК-фотометрическое определение

Никель

РД 52.24.377-95

ИСО 8288

Атомно-абсорбционное определение

Нитраты

РД 118.02.2-90

ИСО 78-90-3

Фотометрическое с салициловой кислотой

Нитриты

РД 52.24.381-95

 

Фотометрическое определение с реактивом Грисса

рН

РД 52.24.495-95

ИСО 10523

Электрометрическое определение

Сульфаты

РД 52.24.483-95

ИСО 9280

Весовой метод

Сухой остаток

РД 118.02.8-88

 

Гравиметрическое определение

Фосфор общий

РД 52.24.387-95

 

Окисление персульфатом и фотометрическое определение

Хлориды

РД 52.24.407-95

ИСО 9297

Аргентометрическое определение

ХПК

РД 52.24.421-95

ИСО 6060

Титриметрическое определение

Хром общий

РД 52.24.377-95

-

Атомно-абсорбционное определение

Цинк

РД 52.24.377-95

ИСО 8288

Атомно-абсорбционное определение

 

Водородный показатель (рН) сточных вод и животноводческих стоков должен находиться в пределах 6,0-8,5 в зависимости от рН почвы (ГОСТ 17.4.3.05-85). Поступление растворенных солей со сточными водами не должно приводить к критическому содержанию водно-растворимых солей в почве при годовом засолении 0,1%, при сезонном засолении 0,25%.

Пригодность воды для орошения во всех зонах определяется по суммарному содержанию токсичных солей условием

(2.1)

где С - суммарное содержание токсичных солей без учета сульфата кальция и солей, содержащих ионы К+, NH4+ и РС43-, мг-экв/л; НВ50 - наименьшая влагоемкость почвы слоя 0 - 50 см, мм; М - среднемноголетняя средневзвешенная по севообороту оросительная норма, мм; К2000 = 2000 - коэффициент, учитывающий НВ50 тяжелосуглинистых почв (200 мм) и допустимую концентрацию суммы токсичных солей 10 мг-экв/л (0,7 г/л) в аридных условиях, мм·мг-экв/л; Р - среднемноголетние годовые осадки, используемые растениями, мм.

Для предотвращения процесса осолонцевания соотношение катионов в поливной воде должно соответствовать следующему требованию

(2.2)

где Na, Ca, Mg - содержание катионов натрия, кальция и магния в поливной воде, мг-экв/л; λ - коэффициент, равный 0,5 для карбонатных и 1 для некарбонатных почв; К200 = 200 - коэффициент, учитывающий HB50 тяжелосуглинистых почв (200 мм), мм·мг-экв/л.

Соотношение катионов Mg:Ca в поливной воде должно быть менее 1,0.

Пример оценки солевого состава поливных вод

Исходные данные

1. Солевой состав смеси (1:5) сточных вод Авдеевского коксохимического завода и городских сточных вод после биологической очистки.

Катионы

мг-экв/л

Активность

Анионы

мг-экв/л

Активность

Са2+

5,8

0,405

РО43+

0,3

0,095

Mg2+

4,0

0,450

SO42+

11,5

0,355

NH4+

7,7

0,750

Cl¯

10,4

0,755

K+

0,25

0,755

А1к

7,33

0,770

Na+

11,78

0,775

 

 

 

Примечание. А1к - щелочность, обусловленная анионами органических кислот.

2. НВ50 -тяжелосуглинистых черноземных карбонатных почв в слое 0 - 50 см равна 202 мм.

3. Р = 308 мм.

4. М = 303 мм.

Гипотетический состав солей, мг-экв/л

NH4MgPO4

0,3

NH4Cl

5,7

CaSO4

5,8

КСl

0,25

MgSO4

3,8

NaCl*

4,45

(NH4)2SO4

1,9

NaAlk*

7,33

* - токсичные соли.

Сумма токсичных солей составляет 15,6 мг-экв/л (1 г/л).

Гипотетический состав солей определяют, объединяя катионы и анионы по мере роста их активности. Начинать следует с MgNH4PO4, т.к. эта соль обладает слабой растворимостью в воде. Пригодность по суммарному содержанию токсичных солей определяется по условию (2.1):

т.е. удовлетворяет требуемому условию.

Оценка пригодности оросительной воды по опасности осолонцевания почвы выполняется по условию (2.2):

Заключение: по солевому составу вода пригодна для орошения.

Пример предварительной оценки возможности использования воды на орошение в аридной зоне

Предварительная оценка пригодности поды для орошения засоленных почв аридной зоны проводится по номограмме зависимости содержания солей в почвенном растворе при предельной полевой влагоемкости (ППВ) от минерализации оросительной воды, интенсивности промывного режима орошения и солеустойчивости сельскохозяйственных культур (рис.2,1).

Например, при минерализации оросительной воды 1,28 г/л и промывном режиме 5% можно возделывать без снижения урожайности только солеустойчивые культуры, порог солеустойчивости которых превышает концентрацию С = 9,6 г/л почвенного раствора, при ППВ (или при электрической проводимости вытяжки из насыщенной почвенной пасты равной 6). При промывном режиме орошения 20% и той же минерализации оросительной воды можно возделывать и среднесолеустойчивые культуры.

Рис.2.1. Зависимость между средней величиной засоления корнеобитаемого слоя (насыщенной пасты),

минерализацией оросительной воды и интенсивностью промывного режима орошения:

d, См/м - электрическая проводимость вытяжки из насыщенной почвенной пасты; С - почвенный раствор.

Рис.2.2. Оценка возможности орошения очищенными сточными водами в гидроморфных условиях:

а

промывной режим орошения интенсивностью q * = (0,1. ..0,25)Е;

б

промывной режим орошения интенсивностью q * = (0,15. . .0,30Е;

q*

-интенсивность промывного режима орошения в долях от Е (испаряемость);

1 - 4

-минерализация оросительных сод, г/л:

 

1 - 1,5; 2 - 1,0; 3 - 0,5; 4 - 0,3.

Предельная минерализация оросительных вод в гидроморфных условиях определяется в зависимости от гранулометрического состава почв, интенсивности промывного режима орошения (в долях, от суммарного испарения Е) и минерализации грунтовых вод по номограммам, приведенным на рис.2.2.

Для почв тяжелого механического состава при уровне грунтовых вод около 3 м применение для орошения вод с общей минерализацией 0,5 г/л возможно при критической минерализации грунтовых вол меньше или равной 2...2,5 г/л. Увеличение минерализации грунтовых вод до 4 г/л требует снижения минерализации оросительной воды до 0,3 г/л. Увеличение интенсивности промывного режима с 0,1 до 0,15 Е практически не меняет соотношение минерализации оросительных и грунтовых вод.

Для почв среднего механического состава и при уровне грунтовых вод около 3 м соотношение предельной минерализации и соответствующей критической минерализации грунтовых вод (Сп=Сг) при промывном режиме 0,2 Е составляет 0,3-0,8, 0,5-6 и 1-3 г/л; при промывном режиме 0,25 Е - 0,3-9, 0,5-7 и 1-4 г/л.

Для почв легкого механического состава с ППК = 5 мг-экв на 100 г при уровне грунтовых вод 3 м соотношение предельной минерализации и соответствующей критической минерализации грунтовых вод (СПГ) при промывном режиме 0,3 Е составляет 0,3-22, 0,5-14, 1-11 и 1,5-7 г/л.

При орошении по дефициту водопотребления допустимая концентрация азота, фосфора и калия в поливной воде определяется по формуле

(2.3)

где Cn,p,k - допустимая концентрация элементов в поливной воде, мг/л;

В - средневзвешенная по севообороту величина выноса урожаем азота, фосфора или калия, кг/га;

k - коэффициент, учитывающий усвоение элементов питания урожаем: на почвах с низкой обеспеченностью - для азота 0,5, фосфора и калия 0,8; со средней обеспеченностью для азота 0,6, фосфора и калия 0,85; с высокой обеспеченностью - для азота 0,8, фосфора и калия 0,9.

Вынос биогенных веществ из почвы планируемым урожаем, сроки поливов и внесения удобрений принимаются по данным зональных и областных сельскохозяйственных и агрохимических учреждений. Ориентировочный вынос урожаем азота, фосфора и калия для условий Нечерноземной зоны приведен в табл.2.3.

Таблица 2.3

Ориентировочный вынос азота, фосфора и калия урожаен основных сельскохозяйственных культур (для Нечерноземной зоны)

Культура

Основная продукция

Вынос биогенных вещаств на 1 т основной и побочной| продукции, кг

N0бщ

Р2О5

К2О

Пшеница озимая

Зерно

30

13

25

Пшеница яровая

«

35

12

25

Рожь озимая

«

25

12

26

Ячмень

«

25

11

22

Овес

«

33

14

29

Горох

«

66

16

20

Вика

«

65

14

16

Люпин

«

68

19

47

Кукуруза

Зеленая масса

4

2

5

Подсолнечник

«

5

3

15

Лен-долгунец

Волокно

60

40

70

Конопля

«

200

62

100

Свекла сахарная

Корнеплоды

6

2

8

Свекла кормовая

«

5

2

7

Клевер

Сено

20

6

15

Люцерна

«

26

7

15

Тимофеевка

«

13

6

17

Клевер и тимофеевка

«

19

6

15

Естественные сенокосы

«

17

7

18

Многолетние злаковые травы

Зеленая масса

4

1

5

Примечание. Вынос биогенных веществ из почвы планируемым урожаем уточняется по данным зональных и областных научно-исследовательских организаций, проектных институтов, агрохимлабораторий и др.

При удобрительных поливах концентрация общего азота в стоках не должна превышать, мг/л: для кукурузы, подсолнечника, сорго 2000; многолетних трав первого года 1000, второго и последующих лет использования 1500; для зерновых культур 1300.

При удобрительных поливах при совместном использовании других источников воды для орошения оценка солевого состава проводится по условиям (2.1) и (2.2) по средневзвешенной концентрации солей и суммарной годовой норме поливных вод.

Сточные воды и животноводческие стоки, содержащие микроэлементы, в том числе тяжелые металлы, в количествах, не превышающих ПДК для воды хозяйственно-питьевого назначения, могут использоваться для орошения без ограничений.

Допустимая концентрация тяжелых металлов в поливной воде устанавливается по формуле

(2.4)

где: Сдоп - допустимая концентрация тяжелого металла в поливной воде, мг/л; ПДК - предельно допустимая концентрация тяжелого металла для воды хозяйственно-питьевого водопользования (табл.2.4), мг/л.

Допустимая концентрация органических веществ в подготовленных животноводческих стоках и очищенных сточных водах определяется на основе исследований в полевых опытах с учетом степени их воздействия на микробиологическую активность почвы, а также на рост, развитие и качество орошаемых культур (ГОСТ 17.4.3.05-85).

При использовании очищенных сточных вод и подготовленных животноводческих стоков на орошение сельскохозяйственных угодий величина биологической потребности кислорода (БПК) не лимитируется.

Таблица 2.4

Предельно-допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов и микроэлементов в воде хозяйственно-питьевого водопользования

Тяжелые металлы и микроэлементы

ПДК, мг/л

Тяжелые металлы и микроэлементы

ПДК, мг/л

Барий

Ва

0,1

Молибден

Мо

0,25

Бериллий

Be

0,0002

Мышьяк

As

0,05

Бор

В

0,5

Никель

Ni

0,1

Бром

Вг

0,2

Ртуть

Hg

0,0005

Ванадий

V

0,1

Свинец

Pb

0,03

Висмут

Вi

0,1

Селен

Se

0,001

Вольфрам

W

0,05

Стронций

Sr

7,0

К адмий

Cd

0,001

Фтор

F

1,0

Кобальт

Со

0,1

Хром

Cr

0,6

Литий

Li

0,03

Цинк

Zn

1,0

Медь

Сu

1,0

 

 

 

Для предварительного определения допустимого суммарного содержания токсичных, в том числе и органических, веществ проводится биотестирование на проращивание семян сельскохозяйственных культур.

Тест на проращивание семян

Для эксперимента 30 или 50 штук семян белой горчицы* (sinapis alba) укладывают равномерно на фильтровальную бумагу в чашки Петри диаметром 10 см. (Сводный доклад стран-членов СЭВ по теме 7.03.05 - Будапешт, 1975). Перед использованием чашки Петри необходимо стерилизовать в автоклаве при 2 атм в течение 10 мин. или в кипящей воде 30 мин.

В каждую чашку Петри наливают по 5 мл исследуемой и чистой (контрольной) воды. Повторность 4-8-кратная. Уровень жидкости в чашках должен быть чуть ниже поверхности семян. Чашки покрывают и помещают в термостат при температуре 20°С. При отсутствии термостата эксперимент возможен в комнатных условиях, но тогда из-за колебаний температуры затрудняется сопоставление результатов, получаемых в разное время.

Эксперимент заканчивается через 72 час. Измеряют длину проросших корней, исключая пять наименьших значений.

Если семена в исследуемой воде вообще не проросли или же длина их корней по сравнению с контрольными семенами меньше 70%, то данная вода не пригодна для орошения. Порог 70% обосновывается тем, что почва благодаря сорбционной способности будет снижать тормозящие свойства исследуемой воды.

При длине корней в опыте свыше 120% от контроля предполагается, что иода содержит стимулирующие вещества.

Количество, размеры взвешенных частиц и механических включений, содержащихся в очищенных сточных подах и подготовленных животноводческих стоках, должны соответствовать техническим требованиям насосов, трубопроводов и поливной техники.

Содержание взвешенных веществ в подготовленных животноводческих стоках комплексов КРС должно быть не более 4%, свинокомплексов - не более 2%. Также в них не должны содержаться твердые и длинноволокнистые включения размером более 10 мм, а при применении дождевальных машин с гидроприводом - более 2 мм. При использовании центробежных насосов типа «Д» для транспортировки подготовленных стоков твердые включения должны быть размером не более 5 мм.

*Тест на проращивание можно провести с семенами других растений

2.3. Санитарно-гигиенические и ВЕТЕРИНАРНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Санитарно-гигиеническая и ветеринарно-санитарная оценка качества сточных вод, используемых для орошения, проводится по микробиологическим и паразитологическим показателям, приведенным ниже.

Допустимое содержание в 1 дм3:

Число ЛПК (лактозоположительные кишечные палочки)

< 10000

Патогенные микроорганизмы (по эпидпоказателям)

- отсутствуют

Жизнеспособные цисты кишечных простейших (дизентирийная амеба, лямблии)

< 1

Жизнеспособные яйца гельминтов (аскориды, власоглава, острицы, токсакар, фасциолы, тенниид, карликового цепня)

< 1

В случае несоответствия качества сточных вод этим показателям, или при потенциальной контаминации сточных вод возбудителями инвазионных болезнен в целях профилактики заражения животных возбудителями паразитарных болезней следует растительную массу переработать в виде сенажа, силоса, травяной муки и концентратов, а затем использовать в корм животным.

Для обеспечения допустимых параметров сточные воды городов и крупных населенных пунктов перед орошением должны подвергаться биологической очистке в искусственных или естественных условиях согласно СанПиН 2.1.7.573-96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения» и СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», а также «Рекомендациям но устройству биологических оксидационных контактных, стабилизационных (БОКС) прудов для небольших населенных пунктов», М., 1987.

При суточном объеме сточных вод до 10000 м, а в III и IV климатических районах страны* до 50000 м и отсутствии сооружений искусственной биологической очистки допускается подготовка их на сооружениях механической очистки с последующей доочисткой в биологических прудах или в системе прудов-накопителей.

Сточные воды предприятий пищевой промышленности (заводов по производству сахара, дрожжей, по переработке овощей, фруктов, молока) допускается использовать для орошения и разбавления животноводческих стоков после прохождения сооружений механической очистки. Животноводческие стоки допускается использовать на орошение после дегельминтизации в системе подготовки, шестисуточного гарантирования при условии, если за указанный период на комплексе не будет зарегистрировано инфекционных заболеваний животных. При возникновении инфекционных заболеваний животных на комплексе стоки должны быть обеззаражены в соответствии с требованиями ОНТП 17-86, затем использованы по принятой технологии.

При выращивании на ОССВ кормовых культур необходимо соблюдение соответствующих требований по обеспечению качества кормовой продукции. Содержание нитратов в кормах не должно превышать максимально допустимый уровень (МДУ), утвержденный Главветуправлением СССР 26.03.91 и приведенный в табл.2.5.

Таблица 2.5

Максимально допустимый уровень содержания нитратов и нитритов в кормах для сельскохозяйственных животных, мг/кг сырого продукта

Вид корма или сырья

Нитраты

Нитриты

Зернофураж и продукты переработки зерна

300

10

Травяная мука

2000

10

Хвойная мука

1000

10

Грубые корма (сено, солома)

1000

10

Зеленые корма

500

10

Силос (сенаж)

500

10

Свекла кормовая

2000

10

*Климатические районы страны по СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания».

2.4. Водоохранные требования

Поверхностный сток и дренажные воды, поступающие в водные объекты с ОССВ, должны соответствовать требованиям СанПиН 4630-88 «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения», устанавливающим предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде объектов хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного назначения.

Между границей ОССВ и водными объектами должна предусматриваться водоохранная зона, ширина которой устанавливается в соответствии с «Положением о водоохранных зонах водных объектов и их прибрежных защитных полосах», утвержденным Постановлением Правительства РФ от 26.11.96 г. № 1404.

В водоохранной зоне от уреза меженного уровня йоды следует выделять прибрежные водоохранные полосы, ширина которых принимается для рек длиной до 50 км - не менее 20 м; от 50 до 100 км - около 50 м; от 100 до 300 км - около 100 м.

Прибрежная полоса в водоохранной зоне для фиксации берега и задержания смываемых почвогрунтов засаживается в русловой полосе водоустойчивыми породами кустарников и деревьев, в прирусловой части засевается многолетними травами.

Прямой сброс сточных вод и животноводческих стоков из навозохранилищ, накопителей и с территорий ОССВ и животноводческих комплексов в водоемы и водотоки не допускается.

3. ВЫБОР ЗЕМЕЛЬНЫХ УГОДИЙ

Выбор земельных угодий для устройства ОССВ проводится согласно СНиП 2.06.03-85, СанПиН 2.1.7.573-96, ВНТП, а также в соответствии с общепринятыми в мелиорации требованиями к рельефу и глубине залегания грунтовых вод. При выборе площадей под сооружения по подготовке сточных вод (прудов-накопителей, биологических прудов, регулирующих емкостей и др.) необходимо учитывать требования СНиП 2.04.03-85.

При выборе участков для орошения сточными водами и животноводческими стоками необходимо учитывать условия защищенности подземных вод, наличие на рассматриваемой территории действующих и проектируемых водозаборов подземных и поверхностных вод, перспективы развития канализации населенных пунктов или промышленных объектов; намечаемую технологическую схему использования сточных вод, необходимый состав основных сооружений, выращиваемые культуры; зоны рекреации и санитарной охраны водных объектов, населенных мест, промышленных предприятий, автомобильных дорог, наличие особо охраняемых природных территорий.

Строительство ОССВ не допускается:

- на территории первого и второго поясов зоны санитарной охраны водоисточников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и источников минеральных вод;

- на территориях, расположенных в пределах области питания действующих и проектируемых водозаборов, эксплуатирующих незащищенные водоносные горизонты, залегающие близко от поверхности;

- на территории с выходом на поверхность трещиноватых и карстующих пород, а также песчаных гравийно-галечных отложений, не перекрытых водоупорным слоем;

- в пределах округа санитарной охраны курортов;

- в границах водоохранных и санитарных зон поверхностных водных объектов;

- на территории с сильно расчлененным рельефом, сильной каменистостью и завалуненностью, выходами плотных слабовыветрилых пород; на почвах с близким подстилающим слоем (в пределах первого полуметра) третичных засоленных глин, а также сильно засоленных и солонцеватых почвах.

Границу второго и третьего поясов зоны санитарной охраны подземного источника водоснабжения (водозаборных скважин) и границу ОССВ определяют с учетом требований СНиП 2.04.03-85.

Между внешними границами земельных участков ОССВ и населенными пунктами, производственными зданиями, транспортными магистралями необходимо предусматривать санитарно-защитные зоны в соответствии с санитарными правилами и нормами (табл.3.1).

Величина санитарно-защитных зон ОССВ и сооружений, расположенных на ней (накопители, биологические пруды, регулирующие водоемы и т.д.), уточняется расчетами с учетом фоновых концентраций вредных веществ в атмосфере. При этом содержание загрязняющих веществ не должно превышать предельно допустимых концентраций в воздухе или ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ), установленных Минздравом РФ (список ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест № 3086-84 и дополнений к нему; список ОБУВ № 4414-87 и дополнений к нему). При этом учитывается эффект суммации веществ согласно ОНД-86.

Таблица 3.1.

Ширина санитарно-защитной зоны при различных способах полива, м

Способы и техника полива

Расстояние

От жилой застройки

От железных и автомобильных дорог общей сети и внутрихозяйственных дорог (кроме дорог категории III-С)

От производственных зданий и животноводческих помещений

Сточные воды

Дождевание:

 

 

 

Дальнеструйными дождевальными установками

500

100

300

Среднеструйными дождевальными машинами и аппаратами

300

100

200

Короткоструйными дождевальными машинами и аппаратами

200

100

200

Поверхностные поливы

150

100

100

Внутрипочвенное орошение

100

25

100

Животноводческие стоки

Дождевание:

 

 

 

Среднеструйными и дальнеструйными дождевальными машинами и аппаратами

200

200

200

Короткоструйными дождевальными машинами

100

100

100

Полив по полосам и чекам

100

50

60

Полив по бороздам и при вспашке

60

25

60

Размер санитарно-защитной зоны уточняется расчетами рассеивания загрязняющих веществ (с применением ЭВМ по программам, утвержденным в установленном порядке) в соответствии с п.8.6 «Методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий», М.: Госкомгидромет, 1987 и ОНД-86. ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе приведены в табл.3.2.

Таблица 3.2

Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе

Вредное вещество

Предельно допустимые концентрации максимально разовые (мг/м3) для

Населенных мест

Растений

Биосреды

Диоксид серы S2O

0,5

0,02

0,02

Диоксид азота NО2

0,085

0,02

0,02

Оксид углерода СО

3,0

4,0

3,0

Аммиак

0,2

0,05

0,05

Хлор

0,1

0,025

0,025

Метилмеркаптан

9,0·10-6

-

-

Сероводород

0,008

0,02

0,008

Метанол

1,0

0,2

0,2

Бензол

1,5

0,1

0,1

Формальдегид

0,035

0,02

0,02

Циклогексан

1,4

0,2

0,2

Пары H2SO4

0,3

0,1

0,1

ОССВ необходимо размещать на земельных угодьях с естественной геологической защищенностью подземных вод от инфильтрационного загрязнения основными ингредиентами сточных вод и животноводческих стоков при соблюдении проектных норм их нагрузки на единицу орошаемой площади. Критерии защищенности подземных вод регламентированы СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

Прогнозную оценку и картирование естественной защищенности подземных вод от загрязнения сточными водами и животноводческими стоками следует выполнять согласно «Положению об охране подземных вод» Мингео СССР, 1985 г. и действующим региональным методикам, разработанным ВСЕГИНГЕО, ВНИИГиМ, МГУП и др.

Потребная площадь ОССВ определяется по расчетному годовому объему использования сточных под и средневзвешенной по севообороту оросительной норме, которая назначается: при устройстве накопителя многолетнего регулирования по средней оросительной норме за ретроспективный ряд в пределах 20 лет (при 50% обеспеченности);

при устройстве сезонного накопителя по норме расчетного среднесухого года (75% обеспеченности).

На стадии предпроектных проработок ориентировочную потребную площадь F (га) для использования животноводческих стоков допускается определять по формуле

(3.1)

где Q - годовой объем животноводческих стоков, м3;

М - средневзвешенная норма внесения стоков, м3/га.

При наличии достаточной площади ирригационного фонда и водных ресурсов, пригодных для орошения и гарантирующих расчетный объем водопотребления, при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается увеличение расчетной площади ОССВ с целью удовлетворения 50-75 % потребности растений в удобрениях за счет внесения животноводческих стоков, остальное - за счет внесения минеральных удобрений

Ориентировочные показатели для предпроектных разработок приведены в табл.3.3 (химический состав животноводческих стоков действующих комплексов) и в табл.3.4 (ориентировочные площади для использования животноводческих стоков при различных дозах внесения азота, фосфора, калия).

Таблица 3.3

Химический состав животноводческих стоков действующих комплексов*

Показатели

Свинокомплекс

Комплекс КРС

рН

7,7

7,6

Влажность, %

99,6

99,1

Взвешенные вещества, мг/л

1830

4000

Растворенные вещества, мг/л

2370

5200

Общие минеральные примеси, мг/л

1300

2600

Азот общий, мг/л

480

660

Азот аммиачный, мг/л

350

380

Азот органический, мг/л

130

230

Фосфор (Р2О5), мг/л

140

200

Калий (К2О), мг/л

290

650

Кальций, мг/л

110

330

Магний, мг/л

80

260

Натрий, мг/л

200

500

Хлор, мг/л

280

720

Сульфаты, мг/л

170

420

ХПК, мгО2

3400

9250

N:Р:К

3,4:1:2,1

3,3:1:3,3

*В таблице приведен усредненный химический состав животноводческих стоков 9 свиноводческих комплексов и 15 комплексов КРС.

Таблица 3.4

Ориентировочные площади (га) для использования животноводческих стоков при различных дозах внесения азота, фосфора, калия (на кормовых севооборотах)

Тип и размер комплексов

Нормы при внесении азота, фосфора и калия (N:Р:К), кг/га

200:100:200*

300:150:300*

200:100:200**

300:150:300**

Свиноводческий

 

 

 

 

12 тыс.голов, откорм

270

180

230

155

12 тыс.голов, выращивание и откорм

330

220

280

190

24 тыс.голов, откорм

440

290

370

250

24 тыс.голов, выращивание и откорм

660

440

560

375

12 тыс.голов, производство и выращивание поросят

235

160

200

135

54 тыс.голов, выращивание и откорм (механическое разделение)

1535

1025

1300

870

54 тыс.голов, выращивание и откорм (биологическая очистка)

570

380

545

365

108 тыс.голов, выращивание и откорм (механическое разделение)

3070

2045

2610

1740

108 тыс.голов, выращивание и откорм (биологическая очистка)

1130

755

1090

725

КРС (выращивание нетелей)

 

 

 

 

3 тыс.скотомест

350

235

315

210

6 тыс.скотомест

700

580

630

420

КРС (производство говядины)

 

 

 

 

3 тыс.голов

510

340

460

305

5 тыс.голов

860

570

770

515

10 тыс.голов

1700

1140

1540

1030

20 тыс.голов

3420

2280

3080

2060

КРС (производство молока)

 

 

 

 

1200 коров

490

330

450

300

1600 коров

650

440

560

390

2000 коров

810

540

730

490

*Без учета потерь биогенных элементов при хранении.

**С учетом потерь биогенных элементов при 6-ти месячном хранении в накопителях.

4. ПОДБОР СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ОСОБЕННОСТИ ИХ ВЫРАЩИВАНИЯ

При подборе сельскохозяйственных культур, технологии их выращивания и использования следует руководствоваться требованиями зональных систем орошаемого земледелия и рекомендациями региональных сельскохозяйственных научно-исследовательских учреждений с учетом конкретных направлений сельскохозяйственного производства, вида животноводческого комплекса, требований ВНТП.

Сельскохозяйственные культуры на ОССВ имеют решающее экологическое значение. Величина и качество урожая являются показателями состояния плодородия почв и эффективности почвенной очистки поливных вод. В связи с этим на ОССВ следует выращивать сельскохозяйственные культуры, которые характеризуются:

- высоким водопотреблением и выносом биогенных веществ с урожаем для обеспечения высокой степени очистки и доочистки сточных вод и животноводческих стоков;

- способностью обеспечивать стабильный высокий урожай биомассы;

- возможностью применения максимальной механизации работ по уходу и уборке урожая.

В соответствии с санитарно-гигиеническими и ветеринарными требованиями на ОССВ разрешается выращивать технические культуры, зерновые на фураж, кормовые (кроме корнеплодов на кормовые цели), древесно-кустарниковые. Выращивание плодовых кустарниковых культур согласовывается с местными службами государственного комитета по санитарно-эпидемиологическому надзору с учетом санитарного качества сточных вод и санитарно-эпидемиологического состояния конкретного объекта.

Перечень основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых на ОССВ

Кормовые культуры

1.Многолетние травы. Основу травостоя составляют злаковые травы: кострец безостый, тимофеевка луговая, мятлик луговой, ежа сборная, овсяница луговая и тростниковидная, двухкисточник тростниковидный. Из бобовых трав - люцерна синяя, клевер красный, клевер белый, лядвенец рогатый, донник белый и др. Состав травосмесей подбирается с учетом типа почвы, применяемого режима орошениями способа использования урожая.

2. Однолетние травы, посеянные как в чистом виде, так и в смеси со злаковыми: вико-овсяная смесь, горохово-овсяная смесь, райграсс однолетний, рапс, сорго, суданская трава, амарант и др.

3. Силосные культуры. Зеленая масса однолетних и многолетних трав, кукуруза, подсолнечник, кормовая капуста.

4. Зерновые и зернобобовые: ячмень, овес, пшеница, кукуруза, горох, вика, соя.

Технические культуры

Хлопок, конопля, хмель.

Древесно-кустарпиковые культуры

Районированные сорта древесно-кустарниковых пород, предназначенные для создания лесополос, питомников, плантаций для интенсивного производства прута, древесины.

Культуры сидератов

Люпин однолетний, сераделла, редька масличная (хорошая фито-санитарная культура).

При организации интенсивных кормовых севооборотов рекомендуется применять промежуточные, пожнивные и уплотненные посевы. Примерные схемы кормовых севооборотов приведены в табл.4.1.

Таблица 4.1

Примерные схемы кормовых севооборотов*

Зона, почвы

Схемы севооборотов

Нечерноземная, дерново-подзолистые

1 - однолетние травы + многолетние злаковые травы; 2-5 - многолетние травы; 6 - озимые на зеленый корм + поукосные; 7 - зерновые + пожнивные

 

1 - однолетние травы + многолетние бобовые или бобово-злаковые травы; 2-4 - многолетние травы; 5 - озимые зерновые + пожнивные; 6 - силосные; 7 --корнеплоды

 

1 - однолетние травы + многолетние злаковые травы; 2-6 - многолетние травы

Нечерноземная, серые лесные

1 - однолетние травы + клевер + тимофеевка; 2-3 -многолетние травы; 4 - озимые зерновые + пожнивные; 5 - корнеплоды

 

1 - однолетние травы + люцерна; 2-4 - люцерна; 5 -озимые зерновые + пожнивные; 6 - силосные

 

1 - однолетние травы + многолетние злаковые травы; 2-5 - многолетние травы; 6 - озимые на зеленый корм + поукосные; 7 - силосные

Центральночерноземная, черноземы

1 - однолетние травы + многолетние травосмеси; 2-5 - многолетние травосмеси; 6 - озимая рожь на зеленый корм + поукосные (горох + овес + подсолнечник); 7 - кукуруза на силос

 

1 - горохо-овсяная смесь + многолетние бобово-злаковые травы; 2-6 - многолетние травы; 7 - кукуруза на силос; 8 - корнеплоды

 

1 - горохо-овсяная смесь + многолетние травы; 2-6 -многолетние травы; 7 - горохо-овсяная смесь на зеленый корм; 8 - озимые на зеленый корм + пи-укосные (кукуруза в смеси с суданской трапом или рапс); 9 - корнеплоды; 10 - кукуруза на силос

Поволжье, каштановые

1 - горох на зерно; 2 - озимая пшеница + пожнивные 3 - кукуруза + соя; 4 - ячмень + люцерна; 5-7 -люцерна; 8 - озимая пшеница + пожнивные

 

1 - горох на зерно; 2 - озимая пшеница; 3 - овес; 4 -ячмень; 5 - кукуруза; 6 - ячмень; 7 - горох; 8 - озимая пшеница + пожнивные; 9 -ячмень (для свиноводческих хозяйств)

Северный Кавказ

1-3 - люцерна; 4 - озимая пшеница + пожнивные; 5 -корнеплоды; 6 - однолетние травы; 7 - озимые на зеленый корм + кукуруза; 8 - яровые зерновые + люцерна

 

1 - горохо-овсяная смесь + люцерна; 2-4 - люцерна; 5 - озимый ячмень; 6 • соя или горох на зерно; 7 - суданская трава

 

1 -тритикале с озимой викой + поукосные после экспарцета; 2-3 - экспарцет + озимый ячмень + пожнивный посев кукурузы; 5 - корнеплоды; 6 - суданская трава; 7 - кукуруза + соя на силос

Сибирь (тайга и подтайга)

1 - бобово-освяная смесь; 2 - озимая рожь на зеленый корм или рапс; 3 - бобово-овсяная смесь + клевер; 4-5 - клевер

Сибирь (лесостепь и степь)

1 - горохо(вико)-овсяная смесь + летний посев люцерны; 2-4 - люцерна; 5 - ячмень или овес

 

1 - горохо-овсяная смесь + донник; 2 - донник; 3 -корнеплоды; 4 - суданская трава или просо на кopм 5 - горохо-овсяная смесь + многолетние бобово-злаковые травы; 6-8 - многолетние травы

Дальний Восток (южная зона)

1 - горохо-овсяная смесь; 2 - кормовые корнеплод: 3 - ячмень или овес; 4-5 - многолетние травы (люцерна, кострец); 6 - кормовые корнеплоды

Дальний Восток (центральная зона)

1 - ячмень + многолетние травы (клевер, тимофеевка); 2-3 - многолетние травы; 4 - кормовые корнеплоды; 5 - кукуруза с соей

Дальний Восток (северная зона)

1- овес на зеленый корм + многолетние травы (клевер, тимофеевка, овсяница); 2-6 - многолетние травы; 7 - озимая рожь; 8 - турнепс; 9 - горохо-овсяная смесь

 

1 - однолетние травы + многолетние травы: 2-4 -многолетние травы; 5 - подсолнечник + горох на силос

Сахалинская область

1 - бобово-овсяная смесь + многолетние травы; 2-A - многолетние травы; 5 - силосные культуры

*См. Справочник «Интенсивные технологии производства кормов», М.: Агропромиздат, 1991.

При использовании животноводческих стоков комплексов и ферм крупного рогатого скота в структуре посевных площадей кормовых севооборотов ведущей культурой должны быть многолетние, особенно злаковые травы, как основной источник для получения грубых кормов, сена, сенажа, силоса, травяной муки. При подборе видов и компонентов травосмесей следует учитывать сбалансированность кормов по основным элементам питания и обеспечение равномерного в течение вегетации выхода зеленой массы.

Для обеспечения кормами комплексов по выращиванию и откорму свиней рекомендуется использовать в севооборотах зерновые на фураж. При этом площадь OCСВ увеличивается на 30-40% в связи с низким выносом зерновыми биогенных элементов. На землях, орошаемых сточными водами, следует выращивать культуры, которые характеризуются положительной реакцией на вневегетационные, в том числе и зимние поливы при круглогодовом орошении; устойчивостью по отношению к временному затоплению при поверхностных поливах.

Видовой и сортовой состав многолетних трав подбирается с учетом районирования, реакции их на вневегетационные поливы при круглогодовом орошении, типа почв, хозяйственного использования или товарного производства семян. Длительность использования травостоя многолетних злаковых трав рекомендуется в 6-7 лет.

Характеристика отдельных многолетних трав, отзывчивых на орошение сточными водами в условиях Нечерноземной зоны

Для создания высокопродуктивных травостоев подбирают виды и сорта многолетних трав с учетом их районирования, отзывчивости на полипы сточными водами, влагоустойчивости при повышенной влажности почвы и затоплении, реакции на вневегетационные поливы, а также типа почв и рельефа участка. Важно учитывать целевое назначение использования травостоя: многоукосное использование, семена, пастбище и др.

Ниже приведена характеристика основных многолетних трав, составляющих травостои, орошаемые сточными водами.

Кострец безостый прекрасно реагирует на полив сточными водами, при этом увеличивается облиственность и количество вегетативных побегов. В фазе цветения достигает высоты 140-150 см. Является ведущей перспективной культурой на полях круглогодового орошения. Может выдерживать длительное весеннее затопление, на легких почвах выдерживает большие оросительные нормы до 6000-7000 м3/га. Хорошо переносит вневегетационные, в том числе и зимние поливы сточными водами. Содержание в травостое - длительное (более 10 лет). Пригоден к многоукосному использованию.

Тимофеевка луговая хорошо отзывается на орошение сточными водами, выносит зимние поливы. При круглогодовом орошении сточными водами достигает высокой продуктивности (до 100 ц/га сухого вещества), в травостое удерживается свыше 7 лет.

Мятлик луговой. При орошении сточными водами повышается интенсивность отрастания. Хорошо выносит вневегетационные, в том числе и зимние поливы. В травостое держится длительное время, однако по продуктивности зеленой массы уступает другим злаковым травам.

Лисохвост луговой отзывчив на полив сточными водами, устойчив при зимнем поливе. Отличается более ранним отрастанием, в травосмеси удерживается свыше 6-7 лет.

Овсяница луговая хорошо реагирует на вегетационные полипы сточными водами. Зимние поливы переносит хуже, продуктивность при этом ниже, чем у тимофеевки луговой, костреца безостого, лисохвоста лугового.

Полевица белая хорошо реагирует на вегетационные поливы. Зимние поливы сточной водой переносит хуже.

Двухкисточник тростниковидный выдерживает длительное затопление. Отличается быстрым ростом и дает ранний зеленый корм, затем быстро грубеет. При орошении сточными водами резко увеличивает урожай, хорошо переносит зимние поливы. Целесообразно высевать на затопленных местах, на резервных площадках, где преобладают высокие оросительные нормы.

Клевер белый - важнейшее бобовое пастбищное растение, дает высококачественный корм, хорошо отрастает после стравливания, устойчив к вытаптыванию. Очень хорошо отзывается на орошение сточными водами, переносит зимние поливы. При круглогодовом орошении и сенокосно-пастбищном использовании сохраняется в травостое более 10 лет. Выносит затопление, зимостоек.

Лядвенец рогатый имеет высокие кормовые качества, отличается отавностыо и считается ценным пастбищным и сенокосным растением. Выносит недлительное затопление до 10 дней. Хорошо реагирует на вегетационное орошение сточными водами.

При укосном использовании зеленой массы в травосмеси рекомендуется включать больше быстрорастущих верховых злаков: кострец безостый, тимофеевку луговую, лисохвост луговой, овсяницу луговую, ежу сборную, а из бобовых - люцерну. Высокую продуктивность дают и посевы трав в чистом виде таких, как кострец безостый, ежа сборная, двухкисточник тростниковидный, овсяница тростниковидная и др. Проектную урожайность сельскохозяйственных культур определяют:

- методом программирования урожаев;

- по рекомендациям зональных научно-исследовательских организаций;

- по местному опыту орошаемого земледелия, при этом урожай культур на ОССВ должен быть на 16-20% больше средней урожайности (за последние 5 лет) на орошаемых природной водой землях региона.

Использование сточных вод и животноводческих стоков для орошения древесно-кустарниковых культур может предусматриваться для:

- создания полезащитных лесных полос и противоэрозионных насаждений;

- ускоренного выращивания сырья для целлюлозно-бумажной промышленности;

- создания питомников по выращиванию древесно-кустарникового и плодово-ягодного посадочного материала;

- создания плантаций по выращиванию ивы в качестве сырья для плетения корзин и мебели;

- создания плантаций для выращивания новогодних елей.

Технология создания древесно-кустарниковых насаждений, а также питомников аналогична технологии лесоразведения и садоводства в районах орошаемого земледелия.

Характеристика древесно-кустарниковых пород, выращиваемых при орошении сточными водами и животноводческими стоками

При подборе древесных пород учитывают их способность переносить избыточное увлажнение и временное затопление, солеустойчивость, целевую направленность создаваемых категорий лесных насаждений в конкретных почвенно-климатических и экономических условиях, долговечность, быстроту роста, техническую ценность.

Ниже приведена характеристика древесно-кустарниковых пород, рекомендуемых для выращивания при орошении сточными водами в условиях Нечерноземной зоны.

Сосна обыкновенная - быстрорастущее, долговечное и светолюбивое дерево с пластичной корневой системой. Морозо- и засухоустойчива, слабодымо- и газоустойчива. Произрастает как на каменистых почвах и сухих песках, так и сфагновых болотах. Переносит незначительное засоление почвы. Хорошо переносит вневегетационные, в том числе зимние, поливы сточными водами. Ежегодный прирост и среднем при орошении на 60% выше, чем без орошения.

Лиственница обыкновенная - быстрорастущее долговечное и светолюбивое дерево с мощной корневой системой. Морозо- и засухоустойчива. К плодородию почвы средне требовательна, переносит избыточное увлажнение. При орошении сточными водами ежегодный прирост на 30-40% выше, чем без орошения. Устойчива к зимним поливам.

Береза бородавчатая - быстрорастущее, светолюбивое дерево с поверхностно-развитой корневой системой. Морозо- и засухоустойчива. К плодородию почв нетребовательна, выносит их незначительное засоление. При орошении сточными водами наиболее активно растет в первое десятилетие.

Тополь бальзамический - быстрорастущее морозоустойчивое и светолюбивое дерево. К плодородию и влажности почвы малотребователен, но лучше произрастает на богатых и влажных почвах. Хорошо выносит сухость воздуха, почвенное засоление и временное затопление сточными водами как в летний, так и в зимний периоды. При орошении сточными водами ежегодный прирост в 1,7 раза выше по сравнению с неорошаемыми насаждениями. Может рекомендоваться для создания быстрорастущих лесных насаждений во всех районах Нечерноземной зоны России.

Ива ломкая (верба) - светолюбивое, морозоустойчивое и быстрорастущее дерево. Малотребовательна к плодородию почвы, переносит сухость воздуха и длительное затопление. При орошении сточными водами прирост по высоте на 30% выше по сравнению с неорошаемыми ивовыми насаждениями. Может рекомендоваться для облесения неудобных, низко плодородных земель, балок, оврагов, а также создания резервных и защитных лесных зон во всех районах Нечерноземной зоны РФ.

Рябина обыкновенная - крупный быстрорастущий теневыносливый и морозоустойчивый кустарник или небольшое дерево. К почвам малотребовательна, выносит их засоление, а также как заболачивание, гак и сухость. При орошении сточными йодами ежегодный прирост на 77% выше по сравнению с неорошаемыми насаждениями. Обильное плодоношение при орошении сточными водами в возрасте 7-8 лет. Может рекомендоваться в качестве подлеска при создании различных категорий древесных насаждений.

Ель обыкновенная - наиболее быстрорастущая порода из других елей. Морозоустойчива, но чувствительна к поздним весенним заморозкам. Предпочитает богатые питательными веществами суглинистые почвы и может произрастать на супесчаных почвах. Неустойчива к задымлению и вредным газам. На супесчаных дерново-подзолистых почвах, в обеспеченные осадками годы, одинаково успешно произрастает как при орошении сточными водами, так и без орошения. Может рекомендоваться для создания плантаций новогодних елей.

Липа мелколистная - долговечное, быстрорастущее, теневыносливое, засухо- и холодоустойчивое дерево. Требовательна к плодородию почв, не выносит бедных и сухих песков, значительной засоленности почв и длительного затопления. При орошении сточными водами ежегодный прирост на 50-60% выше, чем без орошения. Может успешно выращиваться в качестве посадочного материала для озеленительных работ.

Вяз обыкновенный (гладкий) - долговечное, быстрорастущее, теневыносливое, морозо- и засухоустойчивое дерево. К плодородию почв нетребователен, выносит значительное засоление. Наиболее отзывчив на орошение сточными водами: ежегодный прирост по высоте более чем в 2,5 раза выше, чем без орошения. В виду быстрого развития плотнооблиственной шаровидной кроны и красивой осенней окраски листьев может рекомендоваться для озеленения, создания защитных санитарных зон.

Клен остролистый - быстрорастущее и теневыносливое дерево. Требователен к плодородию почв и не выносит их засоления. Страдает от суровых морозов, однако при орошении сточными водами быстро восстанавливается за счет поросли от пня. На орошении сточными водами весьма отзывчив: ежегодный прирост почти и 2,8 раза выше, чем на участках без орошения. Может рекомендоваться в качестве сопутствующей породы при защитном лесоразведении и южных и западных районах Нечерноземной зоны.

На засоленных почвах (плотный остаток не более 1,2%) при близком залегании минерализованных фунтовых вод (до 12 г/л) для создания лесных насаждений используют солеустойчивые древесные породы: вяз приземистый, ясень зеленый, тополь Баховена и Болле, лох узколистый, тамариск и др.

Древесные породы, дающие много корневых отпрысков - акация белая, тополь (белый, серый) - не вводят в ряды, примыкающие к каналам.

Лесные защитные насаждения на полях орошения создают в основном из древесных пород. Кустарники высаживают в опушечные ряды на участках, где полосы проходят по границе полей орошения, а также вдоль магистральных каналов, на буферных площадках и в качестве берегоукрепительных насаждений.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ СТОКОВ

5.1. Расчет выхода навозных стоков и их влажности

Навозные стоки состоят из экскрементов животных, технологической воды, остатков кормов и посторонних включений.

Суточный выход Qcут навозных стоков определяется по формуле

Qcyт = Qэ + Qтв + Qвн, + Qвкл + Qсв

(5.1)

где Qэ - общее количество экскрементов (кал и моча), м3/сут;

Qтв - суточный объем воды, добавляемой в систему навозоудаления с учетом мытья кормушек, полов, промывки навозосборных каналов, коллекторов, подтекания водопроводных кранов и автопоилок, м3/сут;

Qвн - расход воды на удаление навоза, м /сут;

Qвкл - объем механических включений, поступающих в систему навозоудаления, м3/сут;

Qсв - суточное количество воды на дополнительное разбавление навоза сточными водами, образующимися в доильных залах молочных, кормоцехах и других объектах комплексов, м3/сут.

Масса экскрементов, получаемая на комплексах или фермах промышленного типа, зависит от количества животных, их вида, возраста и рациона кормления. Среднесуточный выход экскрементов от различных половозрастных групп приведен в табл.5.1.

Общее количество экскрементов от различных половозрастных групп (кг) рассчитывается по формуле

Qэ = A1a1 + A2a2 + …+ Anan

(5.2)

где Ai - количество животных в соответствующей половозрастной группе,

ai - количество экскрементов в сутки от одной головы соответствующей группы животных, кг/сут;

i = 1…n, n - количество половозрастных групп.

Таблица 5.1

Средний выход экскрементов от животных различных половозрастных групп

Группа животных

Выделяется одним животным за сутки, кг

Средняя влажность

экскрементов, %

кала

мочи

всего

Крупный рогатый скот

 

 

 

 

Быки производители

30

10

40

88

Коровы

35

20

55

88

Телята до 6 месяцев

5

2,5

7,5

90

Нетели 6-12 месяцев

10

4

14

88

Нетели 12-18 месяцев

20

7

27

86

Молодняк на откорме

 

 

 

 

до 4 месяцев

5

2,5

7,5

90

4-6 месяцев

10

4

14

87

6-12 месяцев

14

12

26

86

старше 12 месяцев

23

12

35

80

Свиньи

 

 

 

 

Хряки

4,6

6,5

11,1

89,4

Свиноматки

4,8

4,6

9,4

90,9

Свиноматки с поросятами

5,7

9,6

15,3

90,1

Поросята-отъемыши

1

1,4

2,4

86

Откормочные свиньи

 

 

 

 

до 40 кг

1.5

2

3,5

86,6

40-80 кг

2,2

2,9

5,1

87

более 80 кг

2,9

3,7

6,6

87,5

Составляющую Qтв (л/сут) определяют по формуле

Qтв= A1b1 + A2b2+ ... + Anbn

(5.3)

где bi - расход воды в сутки на голову по половозрастным группам, л/сут (табл.5.2);

i = 1,...,n.

Таблица 5.2

Расход воды на производственные нужды в зависимости от вида животных и способа удаления навоза в расчете на одну голову в сутки

Продуктивность или возраст животных

Объем воды, добавляемой в навозные стоки, л

от уборки помещений, подтекания поилок и самотечной уборки навоза

от доильных залов молочных, кормоцехов

шиберной

сплавной

Коровы

20-35

10-16

26-36

Нетели до 4 месяцев

9-12

5-8

10-12

Нетели 6-12 месяцев

12-16

8-10

12-15

Молодняк на откорме

 

 

 

до 4 месяцев

8-10

4-6

6-8

5-8 месяцев

10-12

5-10

-

8-12 месяцев

15-20

5-10

-

Свиньи

 

 

 

Свиноматки супоросные

12-15

5-8

17-18

Свиноматки с поросятами

27-35

10-15

27-30

Поросята-отъемыши

3-6

1-2

2,8-3,6

Откормочные свиньи

 

 

 

до 40 кг

5-10

2-3

2-6

40-80 кг

6-12

2-3

2,5-5

80-120 кг

6-12

2-3

4-8

Для ориентировочных расчетов среднесуточный выход мочи и кала крупного рогатого скота принимается 8%

от их живой массы, свиней - 5%.

Расход воды на удаление навоза при гидросмыве Qвн определяется по фактическому использованию, для ориентировочных расчетов на голову можно принять 15 л/сут. Qbkл принимается для навоза КРС 1-7%, для свиного навоза 0,2-1% от общего объема экскрементов, технологической воды и воды, используемой при гидросмыве.

Ориентировочный суточный выход свиного навоза при различных системах удаления приведен в табл.5.3.

Влажность навозных стоков Wн поступающих с комплекса и фермы, определяется формулой

(5.4)

где Wэcp - средняя влажность экскрементов, %;

Qвобщ - общий суточный объем воды, поступающий в систему навозоудаления, м3/сут.

(5.5)

где Wi - влажность экскрементов животных различных половозрастных групп (см.табл.5.1), %;

i = 1,...,n.

Содержание абсолютно сухого вещества в навозных стоках составляет

(5.6)

Зависимость влажности навозных стоков от количества воды, добавляемой к 1 литру экскрементов, приведена ниже

Навоз свиней и дойных коров

Влажность, %

90

92

94

96

97

98

Объем воды, л

0,2

0,5

1

2

3

5

Навоз молодняка КРС и свиней на откорме

Влажность, %

90

92

94

96

 

 

Объем воды, л

0,4

0,75

1,33

2,5

 

 

Таблица 5.3

Суточный выход свиного навоза при различных системах удаления

Система навозоудаления

Состав компонентов, кг на голову

Вода, л

Выход навоза, кг на голову

Влажность навоза %

экскременты

корм и включен

от дезинф. мойки

смывная

от поилок

Транспортерная

5,4

6

2

0-2

4-5

12-15

95-96

Отстойно-лотковая

5,4

6

2

6-8

4-5

18-21

97,2

Смывная-бесканальная

5,4

6

2

5-6

4-5

17-19

96,5

Смывная-лотковая

5,4

6

2

15-20

4-5

27-38

98

Самотечная секционная

5,4

6

2

0-2

4-5

12-15

95-96

Самотечная непрерывного действия

5,4

6

2

0-2

-

8-10

92-94

Объемная масса экскрементов свиней составляет 1050-1070 кг/м3, крупного рогатого скота 1010 кг/м3; В практике расчетов объемная масса навозных стоков принимается равной 1000 кг/м3.

Количество органических соединений Сов в навозных стоках составляет 85% от сухого вещества, т.е.

Сов = 0,85·Сн

(5.7)

Сн = 100 - Wн

(5.8)

где Сн - массовая доля сухого вещества в навозе, % к натуральному веществу.

Величины ХПК, БПК5 и БПК20 определяются зависимостями, полученными опытным путем:

Для свиного навоза

для навоза КРС

ХПК= 1,2 Сов

ХПК= 1,4 Сов

БПК5 = 0,5 БПК20

БПК5 = 0,36 БПК20

БПК20= 0,84 ХПК

БПК20= 0,3...0,24 ХПК

5.2. Определение химического состава навозных стоков

Химический состав навозных стоков определяется составом экскрементов животных и зависит в основном от кормового рациона, качества кормов, степени их усвояемости и разбавления навоза водой.

Среднее содержание сухого вещества и биогенных элементов в экскрементах животных на голову в сутки приведена в табл.5.4. Примерный химический состав экскрементов в процентах к натуральному веществу, т.е. к объему экскрементов животных, приведен в табл.5.5.

Количество биогенных веществ в навозе каждого вида животных определяется по формуле

Б = А1Б1 + А2Б2 + ... + АnБn

(5.9)

где Бi - количество биогенного вещества (азота, фосфора или калия) от одного животного половозрастной группы (см.табл.5.4), г/сут; i = 1,...,n.

Концентрация биогенных элементов определяется делением количества азота, фосфора или калия на суточный выход навозных стоков.

Таблица 5.4

Среднее содержание сухого вещества и биогенных элементов в экскрементах животных на голову в сутки, г*

Группа животных

Сухое вещество

Азот общий

Фосфор Р2О5

Калий К2О

Кальций СаО

Крупный рогатый скот

 

 

 

 

 

Коровы

6090

205

110,3

275,4

105,1

Нетели

4300

132,6

70,22

167,5

72,8

Молодняк на откорме

 

 

 

 

 

до 4 месяцев

370

23,5

4,82

39,5

2,16

4-6 месяцев

1840

62,3

42,23

59,9

330,38

6-12 месяцев

2780

89,6

52,66

86,9

69,62

старше 12 месяцев

4300

108

64

118,1

45,5

Свиньи

 

 

 

 

 

Хряки

980

60

37,5

33,5

24,64

Свиноматки

970

46,5

17,52

28,37

19,39

Свиноматки с поросятами

900

24

22,8

10

26,6

Поросята-отъемыши

100

8,33

4,74

4,1

5,15

Откормочные свиньи

 

 

 

 

 

до 70 кг

530

36

20,04

13,7

14,28

70-112 кг

770

48

26,1

15,1

17,8

Таблица 5.5

Процентное содержание воды и веществ в экскрементах

Вид животных

Вода

Азот общий

Фосфор Р2О5

Калий К2О

Кальций СаО

Крупный рогатый скот

Свиньи

86,7

90,3

0,38

0,51

0,12

0,22

0,22

0,46

0,25

0,05

Разбавление экскрементов водой вызывает изменение массовой доли биогенных элементов пропорционально количеству добавленной воды. Массовая доля каждого элемента (азота, фосфора или калия) определяется формулой

(5.10)

(5.11)

где Бн, Бэ - массовая доля биогенного элемента, соответственно, в навозе и экскрементах, % к натуральному веществу; Сн, Сэ, - массовая доля сухого вещества соответственно в навозе и экскрементах, % к натуральному веществу.

*По данным ВИЖ и Гипронисельхоза.

5.3. Расчет системы разделения навозных стоков на фракции

При разделении навозных стоков на фракции сухие и биогенные вещества, содержащиеся в навозе, перераспределяются, в результате чего образуются две субстанции, отличающиеся физико-механическими и химическими свойствами. По физико-химическим свойствам твердая фракция подобна подстилочному навозу (на опилках), а жидкая - воде. Согласно методике И.И. Лукьяненкова при разделении навоза на фракции без использования коагулянтов твердую фракцию образуют твердые частицы навоза, на 65-70% состоящие из воды. Вода в состав твердых частиц входит в виде раствора минеральных и органических соединений, поэтому сухое вещество твердой фракции включает как сухое вещество структурных элементов твердой фракции, так и сухое вещество водных растворов, входящих в состав твердой фракции.

Работа установок и отстойников для разделения навоза на жидкую и твердую фракции характеризуется производительностью (скоростью оседания взвешенных веществ или фильтрования), эффектом осветления суспензии и влажностью твердой фракции (осадка).

Эффект осветления J показывает, на сколько снизилось содержание взвешенных (твердых) веществ в навозных стоках после обработки на данной установке и определяется в % к содержанию их в исходной массе

(5.12)

где Мн, Мж - содержание взвешенных веществ соответственно в навозе и жидкой фракции, г/л или кг/м3. Эффект осветления зависит от исходной влажности жидкого навоза и может приниматься по табл.5.6.

Разделение на фракции рассматривается как механический процесс, при котором отсутствуют потери вещества (за исключением незначительной части аммонийного азота), поэтому выход жидкой и твердой фракции (осадка) при разделении навоза известной влажности определяется по формулам, приведенным ниже,

(5.13)

(5.14)

где Qн, Ож, Qo - масса соответственно исходных навозных стоков, жидкой и твердой фракции, кг или т; Сн Сж, Со - относительное содержание сухого вещества соответственно в навозе, жидкой и твердой фракции, %.

Со принимается по табл.5.6; Сж определяется следующим образом:

Сж = (1 - 0,0073J) Сн для свиного навоза

(5.15)

Сж = (l-0,006J) Сн для навоза КРС.

 

Таблица 5.6

Эффект осветления и влажность составляющих френч навоза для различных разделительных установок

Разделительная установка

Производительность

Влажность,%

Эффект осветления,

исходного навоза

твердой фракции (осадка)

жидкой фракции

Горизонтальный отстойник накопитель

-

97-98,5

90-92

98-99,5

70

Горизонтальный отстойник ООС-25 конструкции КТИСМ (ширина 3 м)

25 м3/час

97

90

 

75-80

Вертикальные разделительные отстойники

 

 

 

 

 

- металлические диаметром 7 м и железобетонные по ТП 802-9-30.83

35 м3/час

98

93-96

 

75-85

- из монолитного железобетона Ц-25 диаметром 15 м

80 м3/час

98,5

94

 

90

Барабанный виброгрохот ГБН-100

до 100 м3/час

97

84-85

99,1

20

Инерционные наклонные виброгрохоты:

 

 

 

 

 

ГИЛ-32

30-60 м3/час

94-98

82-85

98,4-98,6

20

ГИЛ-52

100-120 м3/час

94-98,5

85-86

98,4-98,6

20

Фильтры-прессы

 

 

 

 

 

ВПО-20А

20 т/час

82-85

65-68

 

75-80

ПЖН-68, ПЖН-68А

6-10 т/час

<85

65-70

 

75

Дуговое сито СДФ-50

25-50 м3/час

>92

85-90

-

30-60

Центрифуга ОГШ-502, К-4

20-25 т/час

91-94

67-70

96,6

80

УОН-700 конструкции ВНИИМЖ

60-80 м3/час

94-98

73-75

 

40-65

Бункер-дозатор КПЕ-108.60.03.000

2 т/час

<85

73

-

-

Напорная флотационная установка конструкции ВНИПТИМЭСХ

20-25 м3/час

>98

91-93

-

70-80

Если разделение выполняется на нескольких последовательно работающих установках, например, разделение навоза на виброгрохоте, осветление жидкой фракции в отстойнике, обезвоживание осадка из отстойника на фильтр-прессе, то описанную выше методику используют для расчета процесса только на первой ступени, т.е. на виброгрохоте. Все остальные ступени процесса рассчитываются по нижеследующей методике.

Масса твердой фракции осадка, полученная на аппарате, определяется по формуле

(5.16)

где Qj - масса исходного материала, поступающего на разделительную установку, кг или т;

Сд - относительное содержание сухого вещества в дисперсионной среде, обрабатываемого материала, %;

j - номер ступени.

Относительное содержание сухого вещества в дисперсионной среде для всех ступеней разделения навоза рассчитывается по формулам

Сд = 0,27 Сн - для свиного навоза,

Сд = 0,40 Сн - для навоза КРС,

где Сн - относительное содержание сухого вещества в навозе, поступающем на первую ступень разделения, %.

После того, как масса твердой фракции осадка, полученной на разделительной установке, определена, пахидят массу жидкой фракции

Qжj= Qj - Qоj

(5.17)

затем определяют относительное содержание сухого вещества в жидкой фракции по формуле

(5.18)

Общий выход твердой и жидкой фракции получают суммированием тех объемов фракций, которые выходят из разделительных установок и уже в них не обрабатываются.

5.4. Расчет концентрации биогенных элементов фракции навозных стоков после разделения

При разделении навоза на фракции биогенные элементы переходят как в твердую, так и в жидкую фракции.

Азот общий с учетом потерь при разделении распределяется по фракциям в следующем соотношении

для свиного навоза -

(5.19)

(5.20)

для навоза КРС -

 

(5.21)

(5.22)

где Nн, No, Nж - относительное содержание общего азота соответственно в навозе, твердой и жидкой фракции, %.

Фосфор распределяется по фракциям прямо пропорционально содержанию в них сухого вещества, а калий - прямо пропорционально содержанию влаги:

(5.23)

(5.24)

где индексы 0,Ж соответствуют относительному содержанию биогенного элемента (фосфора, калия) соответственно в твердой или жидкой фракции навоза, %; Сож - относительное содержание сухого вещества в твердой пли жидкой фракции, %.

5.5. Пример технологического расчета системы подготовкл навозных стоков

Расчет проведен для комплекса по выращиванию и откорму 54 тыс. свиней с гидравлической системе)! удаления навоза, среднегодовым содержанием 3150 супоросных маток, 620 свиноматок с поросятами, 11 тыс. 300 поросят-отъемышей и 21 тыс. 240 поросят на откорме.

Линия разделения на фракции включает дуговое сито. вертикальный отстойник и бункер-дозатор.

Количество экскрементов определяется по табл.5.1 и формуле (5.2) и составит

Qэ = 3150·9,4 + 620·15,3 + 11300·2,4 + 21240·5,1 = 174540 кг/сут = 175 м3/сут.

Расход технологической воды определяется по табл.5.2 и формуле (5.3) и составит

QTH = 3150·17 + 620·27+ 11300·3 +21240·6= 23 1630 л/сут = 232 м3/сут.

Расход воды на удаление навоза при гидросмыве составит

Qвн =(3150 + 620 + 11300 + 21240) 15 = 544650 л/сут = 545 м3/сут.

Qвкл = 0,01 (175+232+545) = 10 м3/сут.

Влажность навозных стоков определяется по табл.5.1 и формулам (5.4) и (5.5).

Wэср = (90,9 + 90,1 + 86 +87)/4 = 88,5 %,

QBo6ui = 232 + 545 + 10 = 787 м3/сут,

QcyT =175 + 787 = 962 м3/сут,

Wн = 97,9 %.

Содержание-абсолютно сухого вещества определяется по формуле (5.6) и составит Ра.с.в. = 20,2 т/сут. Относительное содержание абсолютно сухого вещества составит Сн = 100 - WH = 2,l %.

Концентрация биогенных веществ в навозных стоках определяется по табл.5.4.

Nн = (46,5·3150+24·620+8,33·11300 + 42·21240)/962 = 1193 мг/л = 0,1193%,

Рн = (17.52·3150+22,8·620+4,74·11300 + 23,07·21240)/962 = 637 мг/л = 0,0637%,

Кн = (28,37·3150+10·620+4,1·11300 + 14,4·21240)/962 = 465 мг/л = 0,0465%.

Исходные данные для расчета линии разделения навозных стоков на фракции:

дуговое сито - эффект разделении суспензии J = 45% при влажности твердой фракции 88 %, Cо1 = 12%;

вертикальный отстойник - эффект осветления J = 80% при влажности осадка 94 %, Со2 = 6%;

шестимесячное выдерживание жидкой фракции в накопителях - эффект осветления J = 70% при влажности осадка 92 %.

1. Расчет первого агрегата линии разделения - дугового сита.

Концентрация сухого вещества жидкой фракции составит

Сж1= (1 - 0,0073-45)2,1 = 1,41 %.

Объем жидкой фракции по формуле (5.13) составит

Объем твердой фракции по формуле (5.13) составит

2. Расчет второго агрегата - вертикальный отстойник жидкой фракции с дугового сита.

Относительное содержание сухого вещества в дисперсной среде обрабатываемого навоза составит Сд = 0,27·2,1 = 0,57 %. Объем осадка в отстойнике по формуле (5.16) составит (Q1 = 899 м3/сут)

Объем жидкой фракции из отстойника по формуле (5.17) равен Qж2 = 899 –111 = 788 м3/сут. Содержание сухого вещества в жидкой фракции по формуле (5.18) составит Сж2 = (899·1,41 - 111·6)/788 = 0,76%.

3. Расчет обезвоживания осадка из вертикального отстойника на дуговом сите (Q2 = 111 м3/сут).

Qж3 = 111 - 24 = 87 м3/сут.

Сж3 = (111·6 - 24·12)/87 = 4,34 %.

4. В качестве окончательных объемов переработки навозных стоков на линии разделения на твердую и жидкую фракции с дугового сита после переработки исходного навоза и осадка из отстойника будем иметь

Qo4 = Qo1 + Qo3 = 63 + 24 = 87 т/сут,

Qж4 = Qж2+ Qo3 = 788 + 87 = 875 м3 /сут.

5. Расчет объема осадка в навозонакопителях жидкой фракции стоков при 6-ти месячном выдерживании с эффектом осветления 70% и влажностью осадка 92%.

Сж5 = (1 - 0,0073·70)·1,12 = 0,55 %.

Qo5 = 875 (1,12-0,55)/(8-0,55) = 67 м3 /сут.

Концентрации биогенных веществ в жидкой фракции стоков, используемых на поливы, определяются по формулам (5.20), (5.23) и (5.24) соответственно для азота, фосфора и калия.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ

Выбор технологической схемы использования очищенных сточных вод и подготовленных животноводческих стоков осуществляется при обосновании инвестиций с учетом:

- используемого расчетного годового объема сточных вод и животноводческих стоков и их качественного состава;

- местоположения, размера земельного фонда и необходимой площади ОССВ;

- наличия источников воды для дополнительного орошения при использовании животноводческих стоков и высокоудобрительных сточных вод;

- природно-климатических, экологических и хозяйственных условий.

Оросительные системы с использованием подготовленных сточных вод следует проектировать:

- с круглогодовым приемом всего объема сточных вод объекта канализования в пруды-накопители и с последующим использованием их для орошения только в вегетационный период;

- с круглогодовым приемом всего объема сточных вод объекта канализования и круглогодовым орошением;

- с приемом и использованием сточных вод только в вегетационный или сезонный период.

ОССВ с круглогодовым приемом всего объема сточных вод объекта канализования принято называть земледельческими полями орошения (ЗПО).

Проектирование ЗПО следует проводить с учётом перспективного (не менее чем на 10 лет) развитии объекта канализования.

Возможность круглогодового орошения сточными водами в каждом конкретном случае должна обосновываться долгосрочными прогнозами изменения теплового, водного, химического и питательного режимов почвы.

Оросительные системы с использованием подготовленных животноводческих стоков и аналогичных по удобрительным свойствам сточных вод следует проектировать с круглогодовым приемом стоков в накопители и использованием на удобрение и орошение в вегетационный период.

При использовании сточных вод для орошения только в вегетационный период технологические схемы оросительных систем аналогичны оросительным системам с природной водой, с дополнительным устройством регулирующей емкости и природоохранных сооружений. Объем регулирующих емкостей должен обеспечивать прием сточных вод и работу оросительной системы в течение 1...5 сут.

На ЗПО следует предусматривать технические решения и мероприятия по приему избыточных сточных вод во вневегетационный период, вегетационный период влажных лет и других случаях.

Для использования избыточных сточных вод при орошении только в вегетационный период следует применять следующие технологические схемы:

- с устройством прудов-накопителей многолетнего регулирования;

- с устройством прудов-накопителей внутригодового регулирования (сезонный или «зимний» накопитель) в сочетании с резервными мероприятиями в вегетационный период влажных лет.

Технология круглогодового орошения на ЗПО должна обеспечить гарантированный прием и использование сточных вод в любой по влажности год.

В качестве резервных мероприятий, обеспечивающих прием избыточных сточных вод, рекомендуются:

- дополнительные поливы сверх водопотребления растений с учетом обеспечения почвенной доочистки сточных вод и недопущения загрязнения грунтовых вод;

- поливы на дополнительной резервной территории;

- подача сточных вод на резервные площадки, устраиваемые по типу полей фильтрации (см. СНиП 2.04.03-85).

Суммарная норма поливов во вневегетационный период не должна превышать водоудерживающей способности 1,5 м слоя почвы.

Под резервные площадки выбирают участки с уклонами до 0,02, фильтрационной способностью почвогрунтов более 0,3 м/сут. и уровнем залегания подземных вод ниже 1,5 м или где имеется возможность их понижения с обеспечением при расчетных нагрузках зоны аэрации мощностью не менее 1,5 м.

Площадь и размещение резервных площадок определяются на основании прогнозов водного и химического (солевого) режимов почвогрунтов и грунтовых вод. Площадь резервных площадок составляет не менее 5% на легких и 10% на тяжелых почвах от площади ЗПО. При уклонах поверхности 0,005-0,01 они устраиваются в виде чеков с контурными валиками по горизонталям рельефа без проведения капитальной планировки высотой до 0,5 м и заложением откосов от 1:6 до 1:10. На резервных площадках высевают многолетние злаковые травы или высаживают влаголюбивые древесно-кустарниковые насаждения.

Расчетный режим орошения сточными водами устанавливается из условий водопотребления культур согласно СНиП 2.06.03-85, региональных рекомендаций для орошения природной водой с учетом принятой технологической схемы, прогнозов водного и солевого режимов почв:

- при схеме неполного, только вегетационного, использования сточных вод и схеме с устройством накопителя многолетнего регулирования режим орошения назначается аналогично орошению природной водой;

- при схеме с устройством сезонного накопителя режим орошения назначается по условиям среднесухого года 75%-ной обеспеченности;

- при круглогодовом орошении расчетная среднегодовая суточная нагрузка сточных вод назначается по норме водопотребления для самого засушливого месяца вегетационного периода в год 75%-ной обеспеченности.

Годовая норма внесения животноводческих стоков, сточных вод предприятий по производству спирта, крахмала, кормовых дрожжей с концентрацией в них биогенных элементов выше допустимой величины рассчитывается по формуле

(6.1)

где С - содержание в поливной воде биогенных элементов, мг/л (В, k - см. формулу (2.3)). Расчет допустимой концентрации биогенных элементов приведен в п.2.2.

Расчет ведется по каждому биогенному элементу. За допустимую годовую норму принимается минимальное значение из полученных величин с учетом коэффициента потерь аммиачного азота в процессе полива (при дождевании - 0,85, при поверхностном способе полива - 0,95).

Пример расчета годовой нормы внесения стоков КРС для комплексов на 5000 голов приведен в табл.6.1.

Концентрация биогенных элементов корректируется с учетом их потерь при хранении животноводческих стоков. Потери биогенных элементов при шестимесячном выдерживании в накопителях принимаются: общего азота 15-30%, фосфора 5-15%, калия 5-10% (большие значения принимаются для аридной зоны, меньшие для зон с более влажным климатом).

Обеспеченность почв элементами питания нормируется по содержанию их подвижных форм и принимается по картограммам агрохимических обследований или по данным почвенных изысканий.

Режим орошения разрабатывается с учетом оптимальных сроков полива и разовых норм дробного внесения биогенных веществ с поливной водой, приуроченных к основным фазам развития растений, с учетом применяемой техники полива, т.е. 40-50% оросительной нормы весной в начале вегетации и 2 раза по 25-30% в летнее время.

При назначении сроков полива следует учитывать карантинный период между последним поливом и уборкой урожая. В зависимости от зоны расположения ОССВ карантинный срок должен быть для:

- аридной зоны (пустыни, полупустыни) не менее 8 сут;

- субаридной (степная, лесостепная) не менее 10 сут;

- гумидной (лесолуговая зона) не менее 14 сут.

Таблица 6.1

Расчет годовой нормы внесения животноводческих стоков для комплексов на 5000 голов КРС

Данные для расчета

Культура севооборота и номера полей

Однолетние травы с подсевом многолетних трав

Многолетние травы

Кукуруза

1,2

3

4,5

6,7

8

Планируемый урожай, ц/га

190

250

450

400

400

Вынос планируемым урожаем кг/га

 

 

 

 

 

N

53,2

100

180

160

160

Р

24,7

25

45

40

80

К

66,5

125

225

200

200

Норма внесения в почву, кг/га

 

 

 

 

 

N

150,4

282,8

509

452

452

P

65 3

66 1

119

105,8

218 8

К

100

187,9

338,3

300,7

300,7

Норма внесения стоков, м3/га

 

 

 

 

 

N

75 9

142,8

257

228,3

228,3

Р

К

52,8

49,4

53,5

92,8

96,3

167

85,6

148,5

171,3

148,5

Фактическая норма внесения, кг/га

 

 

 

 

 

N

97,8

105,9

190,7

169,5

294

Р

К

61

100

66,1

108,3

119

195

105,8

173,3

183

300,7

Норма внесения минеральны) удобрений, кг/га

 

 

 

 

 

N

P

52,5

7,3

171,9

-

252

-

282,5

-

158

28,6

К

-

79,4

143,3

127,4

-

Средневзвешенная оросительная норма -

Ориентировочная площадь утилизации -

Примечание. 1. Годовой объем стоков W = 69,2 тыс.м3; содержание NPK, кг/м3: CN = 1,98, СР = 1,235, Ск = 1,0258. 2. Данные в рамках - принятая норма внесения животноводческих стоков.

Карантинный срок уточняется в каждом конкретном случае с учетом степени подготовки сточных вод и животноводческих стоков, типа возделываемых культур, способа использования урожая и должен быть согласован с местными центрами санитарно-эпидемиологической службы и государственной службой ветеринарного надзора.

В районах, неблагополучных по тениаринхозу среди населения и финнозу среди крупного рогатого скота, взращиваемые травы должны перерабатываться на травяную (витаминную) муку или закладываться на сенаж с использованием кормов не ранее чем через 3 месяца.

Дефицит водопотребления растений на ОССВ восполняется за счет проведения орошения из дополнительных водоисточников.

Степень разбавления стоков определяется соотношением нормы увлажнительного полива и разовой нормы внесения стоков. При одновременном поливе нескольких сельскохозяйственных культур степень разбавления принимается по наименьшей из рассчитанных по отдельным культурам. Недололив остальных культур восполняется впоследствии дополнительными или плановыми поливами.

В целях совмещения удобрительных и увлажнительных поливов допускается изменение сроков удобрительных поливов на 5-7 дней при благоприятной предполивной влажности почвы.

В зонах избыточного увлажнения при использовании животноводческих стоков на дренированных землях рекомендуется проектировать водооборотные системы.

Поверхностный и дренажный стоки (возвратные воды) таких систем аккумулируются в накопителях и затем используются на орошение в засушливое время для разбавления сточных вод или на хозяйственные нужды.

Избыток возвратных вод следует направлять:

- на орошение дополнительных резервных площадей за пределами водосборной территории, включенной в систему водооборота;

- на доочистку в сооружениях естественной биологической очистки воды (пруды, биоплато и т.д.);

- на сброс в водоисточник при качестве воды, отвечающем экологическим требованиям.

Площадь резервных полей определяется объемами возвратных вод с ОССВ, остающихся в накопителях не использованными к концу вегетационного периода.

Объем накопителя возвратных вод рассчитывается на аккумулирование стока в поливной период с учетом водозабора из него на орошение основных и резервных площадей. За расчетный принимается влажный год с 5%-ной обеспеченностью.

Разбавление животноводческих стоков и сточных вод с высокой концентрацией биогенных элементов оросительной водой должно производиться в узлах смешивания. Выбор конструкции узла смешивания определяется в зависимости от расчетных параметров оросительной сети, степени разбавления стоков, рельефа территории орошаемого участка, взаимного плана - высотного расположения накопителя стоков, мелиоративной насосной станции, места смешивания.

Указания по проектированию узлов смешивания животноводческих стоков с водой)

На оросительных системах с использованием животноводческих стоков узлы смешивания устраиваются:

- в напорном трубопроводе мелиоративной насосной станции с применением эжектора;

- в напорном трубопроводе мелиоративной насосной станции с подачей стоков и оросительной воды отдельными насосами;

- во всасывающем трубопроводе мелиоративной насосной станции;

- в специальной смесительной камере.

Смесительную камеру рекомендуется размещать на повышенном участке местности для установки насосов станции подачи смеси под залив и максимального удаления ее дна от уровня грунтовых вод. Камеру устраивают 2-3-х секционной в виде открытого резервуара прямоугольной формы сборно-монолитной или монолитной железобетонной конструкции. Минимальный объем камеры принимается из расчета максимальной производительности насосной станции в течение одного часа. При устройстве камеры в насыпи предусматриваются противофильтрационные устройства. Глубина камеры должна быть не более 3...4 м. Для равномерного перемешивания стоков с водой в камере следует устраивать направляющие стенки, выпускные трубы полы и стоков заводить в камеру сверху и заканчивать у днища, применять перфорированные трубы, укладываемые по дну смесителя. Оптимальное перемешивание и предотвращение заиления камеры достигается подачей стоков к месту всасывания насосных агрегатов станции подачи смеси. Для обеспечения нормальной работы всасывающей линии следует обустроить бетонированный приямок. Днище камеры выполняется с уклоном не менее 0,03 к приямку.

Следует предусматривать периодическое опорожнение и промывку камеры, удаление осадка из нее самотечным, гидромеханическим (с помощью погружных насосов) или механизированным путем. Самотечное удаление осадка надлежит осуществлять под гидростатическим напором не менее 1,2 м.

Эжектирование стоков проводится при следующих условиях:

- коэффициент эжекции a (степень разбавления стоков водой) не должен быть меньше 0,1 (1:10);

- минимальный расход при поливе стоками не должен быть меньше половины расчетного расхода оросительной сети;

- если за эжектором не требуется напор более 60 м.

Эжекторы следует применять на низконапорных оросительных системах и при реконструкции существующих систем с природной водой для их многоцелевого применения (утилизации стоков).

При размещении мелиоративной насосной станции рядом с накопителем смешивание стоков с водой возможно производить во всасывающих водоводах с помощью сифона и эжектора.

Узел смешивания в этом случае проектируется следующим образом:

- подача стоков из накопителя к месту смешивания осуществляется сифонами (донный забор стоков из-за опасности заиления трубопроводов исключается), глубина накопителя не должна превышать 4,5 м;

- накопитель выполняется в насыпи или в полунасыпи - полувыемке, а резервуар поливной воды в выемке, минимальный уровень стоков должен превышать максимальный уровень воды не менее чем на 1 м;

- всасывающий конец сифона оборудуется шарнирным или гибким трубопроводом с фильтром для возможности копирования уровня стоков, а другая концевая часть сифона вводится во всасывающий трубопровод непосредственно в воду;

- для зарядки сифона с помощью эжектора и промывки фильтров к нему подводится рабочая жидкость, подаваемая из напорного трубопровода насосной станции или оросительной сети;

- количество сифонов должно соответствовать числу основных насосных агрегатов;

- узел смешивания оборудуется приборами, которые при запуске насосного агрегата автоматически запускают соответствующий ему сифон.

При использовании сифонов рекомендуется интервальная подача стоков и воды в оросительную сеть, когда сифон подает стоки импульсами определенной продолжительности.

Для импульсного ввода сифоны дополнительно оборудуются клапанами срыва вакуума или другими устройствами, периодически прекращающими подачу стоков, и программатором, который управляет этими клапанами согласно заданной программе.

Программа задается оператором в начале смены установкой на таймерах времени ввода стоков (импульс) tнс и паузы между импульсами (полив водой) tнв; значения импульсов tнс и tнв приведены в табл.6.2.

При создании импульсов срывов вакуума перерыв между импульсами стоков (tнв) включает в себя время на зарядку сифона t3 , определяемое по формуле

(6.2)

где Lc и dc - длина и диаметр сифона, м;

Vстp - скорость вылета струи рабочей жидкости из сопла эжектора, м/с;

h - толщина кольца воздуха, увлекаемого струей в эжекторе, м; h = 0,003...0,004;

d0 - диаметр сопла эжектора, м.

На таймере устанавливают время tив1 = - t3, причем t3 не должно превышать 4 мин.

Таблица 6.2

Отношение длительности импульса воды: и животноводческих стоков tив/tис мин |

Норма полива,

м3/га

Концентрация общего азота в стоках накопителя, %

0,06

0,08

0,10

0,12

0,15

0,18

0,20

200

-

-

-

-

-

6/16

6/12

250

-

-

-

-

6/14

6/8

6/6

300

-

-

-

6/16

6/8

6/6

6/4

350

-

-

6/18

6/10

6/6

8/6

10/6

400

-

6/24

6/12

8/10

8/6

10/6

14/6

450

-

6/16

8/10

10/10

12/8

14/8

18/8

500

 

8/14

10/10

10/8

14/8

18/8

18/6

550

6/20

8/10

10/8

10/6

16/8

18/6

20/6

600

6/16

8/8

10/8

12/6

16/6

20/6

22/6

650

6/12

10/10

10/6

14/6

18/6

20/6

22/6

700

6/10

10/8

10/6

18/8

20/6

22/6

22/6

800

8/10

10/6

14/6

18/8

20/6

-

-

Расчет параметров сифона для забора стоков

Основные параметры сифона определяются по следующим формулам:

(6.3)

h вак.доп.>h вак.max=Z max +ζобщVc2/2g

(6.4)

(6.5)

где: Vc, Qc1 - соответственно скорость и расход стоков в одном сифоне м/с и м3/с (см. табл. 6.4);

Qc - расход стоков сифонами узла, м', (см. табл. 6.3);

N - число сифонов, шт.;

ΔН - минимальная разница уровнях воды и стоков, м;

ζф кол, ζвых,- коэффициенты местного сопротивления фильтра, изгибов трубопровода и ввода стоков во всасывающий трубопровод;

λ - коэффициент линейного трения трубопровода сифона;

hвак.доп, - допустимое значение вакуума при использовании сифонов, м (<7...8);

hвак.maх- максимальное значишь вакуума высшей точке сифона, м;

Zmiu - расстояние между высшей точкой сифона и минимальным уровнем стоков в накопителе или воды в резервуаре, м;

ζобш - суммарный коэффициент сопротивления линии фильтра до наивысшей точки сифона.

Таблица 6.3

Ориентировочные пределы изменения расхода через сифоны определенного диаметра

dc, мм

Qc1, л/с

min

max

150

200

250

300

30

55

95

140

50

70

120

180

Таблица 6.4

Общий (максимальный) расход стоков сифонами для различных комплексов

Тип комплекса, поголовье, тыс.гол

Общий расход сифонного узла, л/с

1. Откорм свиней

 

12

50

27

90

54

220

108

430

2. Крупный рогатый скот

 

нетели

 

3

70

6

120

производство говядины

 

3

90

5

150

10

230

20

500

молочные коровы

 

1,2

90

1,8

100

2,0

130

Объем прудов-накопителей сточных вод следует рассчитывать на основании баланса поступления и потребления сточных вод на орошение с учетом испарения, а также возможного поступления паводковых и ливневых вод.

Расчетный срок для определения объема накопителей многолетнего регулирования должен составлять не менее 20 лет с рассмотрением баланса стоков в каждом году.

Объем сезонного накопителя определяется условиями внутригодового регулирования работы оросительной системы по расчетному среднесухому году (75%-ной обеспеченности).

Накопители следует проектировать двух-четырехсекционными.

Для предупреждения фильтрации сточных вод из прудов-накопителей и регулирующих емкостей предусматриваются противофильтрационные мероприятия. Накопители животноводческих стоков следует проектировать в соответствии с ОНТП 17-86. Объем накопителя рассчитывается из условия аккумулирования стоков во внеполивной период за 6-8 месяцев.

Типичные технологические схемы подготовки и использования сточных вод и животноводческих стоков для орошения приведены на рис.6.1-6.6.

Рис.6.1. Использование на орошение сточных вод городов и малых населенных пунктов.
Сплошной линией показана схема круглогодового использования сточных вод; пунктирной - схема с использованием сточных вод только в вегетационный период.

 

Рис.6.2. Использование на орошение сточных вод предприятий пищевой промышленности.
Сплошной линией показана схема круглогодового поступления и использования сточных вод; пунктирной – схема с сезонным поступлением и (или) использованием сточных вод.

.

Рис. 6.3. Схема оросительной системы с круглогодовым использованием сточных вод НИИССВ «Прогресс»:
1 - насосные станции подачи сточных вод; 2 - напорные трубопроводы сточных вод; 3 - закрытые оросительные сети; 4 - каналы и открытые коллекторы; 5 - закрытая дренажная сеть; 6 - БОКС-пруды; 7 - отстойники; 8 - гидранты; 9 – резервная площадка с поливам по чекам; 10 -регулирующая емкость дренажных вод; 11 - насосная станция перекачки дренажных вод; 12 - транспортирующий трубопровод дренажных вод; 13 - ботаническая площадка (биоплато); 14 – накопитель дренажного стока; 15 -граница массива орошения.

 

.

Рис. 6.4. Технологическая схема оросительной системы с использованием сточных вод высокой удобрительной ценности и животноводческих стоков:
1 - накопитель сточных вод; 2 - насосная станция сточных вод; 3 - напорный трубопровод сточных вод; 4 - насосная станция чистой воды; 5 - узел смешивания сточных вод с водой (смеситель, приемный резервуар насосной станции, всасывающий трубопровод); 6 - мелиоративная насосная станция; 7 - обводной трубопровод; 8 - задвижка; 9 - оросительная сеть; 10 - поля орошения

 

Рис. 6.5. Технологическая схема с повторным использованием поверхностного и дренажного стока:
1 - прифермское (полевое) навозохранилище; 2 - фекальная насосная станция; 3 - насосная станция животноводческих стоков ; 4 -трубопровод подачи стоков; 5 - насосная станция природной воды; 6 - напорный трубопровод природной воды; 7 -задвижка; 8 - смесительная камера; 9 - насосная станция подачи сбросных вод (поверхностного и дренажного стока); 10 - напорный трубопровод смеси; 11 - оросительная сеть; 12 - граница полей севооборота; 13 - закрытий дренажный коллектор; 14 - дождевальная установка; 15- нагорный канал; 16 – сбросной канал (коллектор); 17 – накопитель сбросных вод.

 

.

Рис. 6.6. Технологическая схема при подаче животноводческих стоков в оросительную сеть через эжектор:
1 - накопитель стоков; 2 - насосная станция; 3 - напорный трубопровод; 4 - задвижка; 5 - эжектор; 6 - насосная станция природной воды; 7 - трубопровод воды; 8 -обводной трубопровод природной воды; 9 - напорный трубопровод смеси; 10 - оросительная сеть; 11 - массив орошения; 12 - дождевальная установка; 13 - граница полей севооборота.

7. ОРОСИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ, ТЕХНИКА и СПОСОБЫ ПОЛИВА

Проектирование техники полива и оросительной сети должно осуществляться в соответствии с СНиП 2.06.03-85 «Мелиоративные системы и сооружения», ВНТП, санитарно-гигиеническими и природоохранными требованиями.

При выборе способов и техники полива необходимо учитывать принятую технологическую схему использования сточных вод, рельеф, почвенные и гидрогеологические условия участков, содержание и размер взвешенных веществ в сточных водах, регламентируемые техническими условиями поливной и дождевальной техники.

При использовании сточных вод следует применять дождевание, поверхностный полив (по бороздам, полисам, затоплением чеков) и внутрипочвенное орошение.

При круглогодовом орошении и на резервных площадках применяются поверхностные способы орошения:

- по проточным бороздам для пропашных культур;

- по "засеваемым" бороздам и полосам для культур сплошного сева, в том числе многолетних трав;

- затоплением чеков.

При соответствующем технико-экономическом и экологическом обосновании на системах круглогодового орошения возможно проведение комбинированных поливов дождеванием в вегетационный период, поверхностным способом во вневегетационный период.

Внесение животноводческих стоков и сточных вод пищевой промышленности с высоким содержанием биогенных элементов рекомендуется осуществлять специальными дождевальными машинами и установками, а также поливом при вспашке. При их использовании в разбавленном виде в аридной зоне допускается применение техники полива по бороздам.

Применение в проектах перспективных машин и аппаратов должно быть согласовано с заказчиком и органами, утверждающими проектно-сметную документацию.

Элементы техники полива при поливе пропашных культур очищенными сточными водами и подготовленными животноводческими стоками по бороздам рассчитываются так же, как и при поливе природной водой.

Элементы техники полива затоплением чеков аналогичны таковым же на системах с природными водами. Валики чеков следует выполнять высотой 0,5 м с пологими откосами (1:6-1:10), доступными для прохождения сельскохозяйственной техники.

При поверхностных способах полива сбросные воды должны собираться и направляться на повторное орошение или для доочистки на буферные площадки, в биопруды и другие сооружения. Для сокращения объемов сбросной воды при поливе по бороздам рекомендуется проводить поливы переменной струей или дискретные поливы.

Расположение внутрихозяйственной оросительной сети и гидрантов не имеет принципиальных отличий от их расположения на оросительных системах с использованием природной воды.

Оросительная сеть должна быть закрытой, стационарной, тупиковой. Допускается транспортирование животноводческих стоков и сточных вод открытыми каналами в бетонной облицовке или лотках при поверхностных способах полива на водооборотных системах (с повторным использованием сбросных вод на орошение).Временная сеть допускается для полива резервных территорий и небольших систем площадью до 100 га.

При орошении дождеванием проектирование закрытой оросительной сети и сооружений на ней выполняется с учетом положений пособий «Проектирование внутрихозяйственной оросительной сети для дождевальных машин "Фрегат", "Волжанка", "Днепр"», «Применение гидротехнической трубопроводной арматуры на внутрихозяйственной оросительной сети» и технических характеристик применяемой поливной техники (см. табл. 7.1.).

Расстояние между гидрантами на оросительных трубопроводах при орошении животноводческими стоками с помощью широкозахватных дождевальных машин принимается для ДКН-80 равным 27 м, ДМУ-Асс "Фрегат" двойной длине машины, ДП-30С - 50...80 м. При поливах животноводческими стоками влажностью менее 99% для дальнеструйных машин и аппаратов следует учитывать сокращение радиуса полива до 10% от минимального.

Системы с применением дождевальных машин и аппаратов следует размещать по отношению к жилой застройке с подветренной стороны господствующего направления ветра в вегетационный период.

При круглогодовом орошении глубину заложения трубопроводов следует принимать не менее 0,9 м и уточнять теплотехническими расчетами, методика проведения которых представлена ниже.

Таблица 7.1

Основные технические характеристики дождевальных машин, рекомендуемых для орошения сточными водами

Показатели

Короткоструйный

ДДА-100МА

Среднеструйные

ДКШ-64

"Волжанка"