Лагуны для навоза


Лагуна – сооружение, предназначенное для того, чтобы собирать и хранить навоз. Она представляет собой котлован, выкопанный в земле. Грунт, который остается после формирования котлована, располагается по его периметру, замыкая образовавшуюся дамбу. Заглубление относительно уровня земли обычно не должно быть более 13 метров, при этом общая глубина от верха должна составлять 50 метров.

В ходе устройства лагун применяется специальное пленочное покрытие. В дальнейшем оно служит препятствием распространению инфекций, запахов и испарению азота. Кроме того, оно является эффективной защитой резервуара для хранения навоза на протяжении длительного времени (25 лет и более).

Нижние плёнки – это своеобразный противофильтрационный экран, препятствующий попаданию навоза в почвенный слой, верхняя же пленка служит защитой от потери азота, а также не допускает разжижения навоза, причиной чего являются атмосферные осадки.

Отметим, что на покрытие предоставляется гарантия. В ветреных местностях рекомендуют устанавливать специальную сетку для защиты. В закрытой лагуне можно устанавливать оборудование для сбора метановых газов, которые образуются в процессе брожения. Собранные газы применяются на предприятиях, а также для хозяйственных нужд.

У лагун для навоза немало очевидных преимуществ:

  • Они являются эффективной по цене альтернативой модульным резервуарам для хранения навоза.
  • В ландшафт лагуны встраиваются естественным путем.
  • Благодаря их пленочному покрытию выделение аммиака сокращается, что увеличивает процент содержания в навозе азота на 12%.
  • В лагуне навоз защищен от разжижения, чему способствует дождевая вода.
  • Пленочное покрытие служит препятствием попаданию в почву навоза и, как следствие, загрязнению территории.
  • Использование этой системы хранения навоза требует минимальных затрат.

Какое количество лагун должно быть?

Возбудители болезней, а также семян сорняков уничтожаются в лагуне при анаэробном сбраживании. Сброженные навозные стоки содержат много питательных веществ, у них нет запаха и они практически дегельмитизированы, а это решает проблемы агрохимического и экологического характера.

Поэтому на ферме необходимо устраивать минимум две лагуны, а для нормальной работы нужны три лагуны, которые бы смогли обеспечить накопление, шестимесячное обеззараживание (выдерживание) и последующую выгрузку для весеннего и осеннего внесения навоза на поля.

Как в лагуну попадает навоз?

Пленочные навозонакопители используют для жидкого навоза влажностью от 95%. Навоз в лагуну подается при помощи насоса (его устанавливают в навозосборном приемнике помещения животноводческой фермы) по ПЭ трубопроводу, диаметр которого составляет 160-300 мм.

Ввод трубы в лагуну может проводиться тремя способами.

  1. Заглубленным. Трубопровод к лагуне проходит под землей, а выходит через дно.
  2. Полузаглубленным. Трубопровод к лагуне проходит под землей, а выходит через верх дамбы или сквозь склон.
  3. Поверхностным. Под определенным уклоном трубопровод подходит на несущих конструкциях к дамбе лагуны.

Подбирать вариант ввода в лагуну трубы необходимо лишь со специалистом, который способен учесть конкретные геологические, геодезические и климатические условия, а также возможности применяемого оборудования.

Как опорожнять хранилище?

Лагуны опорожняются дважды в год (в осенний и весенний период). После 6-месячного нахождения навоза в лагуне на её поверхности формируется уплотненный слой, при этом на дне образуется осадок глубиной до 1.5 метра.

Чтобы перемешивать эту массу, применяют два варианта миксеров:

    1. Электрические погружные стационарные миксеры. У этих устройств диаметр лопастей, как правило, составляет чуть меньше одного метра, мощность – больше 15 кВт.

  1. Лагунный миксер, который работает от вала отбора мощности трактора. Подъехать к лагуне он может с любой из сторон, перемешивая те места, где наблюдается наибольшее заиливание.

Проектирование и строительство

Пример организации площадок лагун для жидкого неразделенного навоза разрабатывался с учетом работы оборудования высокой производительности для перемешивания жидких масс навоза. От навоза лагуна очищается путём его гомогенизации, то есть, перемешивания. Если объем навозохранилища значительный, то для гомогенизации следует применять два устройства: лагунную помпу или миксер-аэратор. Данная техника создаёт движение потоков жидкости как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

На площадке лагун лагунное оборудование состоит из гидравлической помпы и механического миксера. Помпу и миксер агрегируют с тракторами. У помпы имеется одно или два места для установки на площадке каждой из секций лагун. Для этого ширина дамбы должна быть не меньше 20 метров. По другой стороне резервуара перемещается миксер, при этом ширина имеющейся там дамбы составляет 10-12 метров.

На дамбах ширину дорог принимают за 4 метра, ширину площадки, куда устанавливают лагунную помпу, – за 6 метров. Желательно, чтобы на дамбах дороги смогли обеспечить круговое движение вокруг секций лагун.

Чтобы уменьшить мертвый объем лагун, дно рекомендуют выполнять с некоторым уклоном в ту сторону, где будет установлено оборудование для забора навоза (лагунная помпа). Внутренние откосы лагун принимают с трех сторон 1 к 2, а со стороны, где будет установлена лагунная помпа (например, при дамбе шириной 20 метров), – 1 к 2 либо 1 к 3. Уровень заполнения лагуны навозом принимают не меньше чем на 50 см от верхнего края дамбы, учитывая прием осадков и волновые нагрузки.

Принципиальная схема разреза площадки

Итак, рекомендуемая (максимальная) глубина лагун – 6 метров. Лагунная помпа должна иметь одну позицию. По отношению к помпе миксер устанавливают на противоположной стороне лагуны.

В ходе строительства аппарелей (для обеспечения спуска в лагуну помпы) вместо покрытия из бетона допускается поверх основной геомембраны класть второй слой шириной 4 метра и длиной 1.5-2 метра (при заходе по дну), причем его толщина не может быть меньше 2 мм. Второй слой геомембраны сверху закрепляют обычно земляным замком вместе с основным слоем. Второй слой нельзя заваривать с основным. На дне (сверху) его нужно нагрузить, к примеру, плитой, блоками или железобетонным монолитом.

Если верхний защитный слой геомембраны повредился, то его можно поменять на новый либо сверху постелить дополнительный слой. Ремонт проводится после того, как лагуна будет тщательно опорожнена. Для поднятия блоков и плит у них должны быть проушины.

Радиус эффективности работы миксеров – до 30 метров. После 2-3 часов функционирования на одном месте эти устройства могут перемещаться по периметру навозохранилища на расстояние порядка 35 метров, чтобы обеспечивать лучшее перемешивание. Отметим, что эффективность миксера снижается при низком уровне заполнения навозохранилища.

В лагунах к гомогенизации навоза приступают за сутки до того, как начнется процесс их опорожнения, и продолжают до окончания опорожнения. Перемешивание начинают от входной трубы, поскольку именно там скапливается основная часть осадка. Продолжается гомогенизация в течение всего времени опорожнения лагуны. Жидкий навоз в навозохранилищах рекомендуется перемешивать не реже одного раза в 2-4 месяца (чтобы исключить уплотнение осадка).

Особенности конструкции

В России уже более десятка лет в целях гидроизоляции лагун используются геомембраны, толщина которых обычно не меньше 1.5 мм. Выпускаются они и отечественными, и зарубежными производителями. Геомембраны имеют достаточную устойчивость и прочность к условиям внешней среды – ультрафиолетовому излучению и температуре. Широкому распространению лагун, имеющих геомембранное покрытие, на комплексах крупного рогатого скота и свинокомплексах способствует их сравнительно низкая цена.

В ходе строительства лагун ответственным этапом является проведение земляных работ. На долговечность конструкций оказывают влияние такие факторы, как период проведения работ, а также качество трамбовки грунта. К примеру, при проведении земляных работ в зимний период без надлежащей утрамбовки грунта весной может возникнуть перекос уровня дамб до одного метра в лагуне, уже покрытой геомембраной. Кроме того, важны укладка геомембраны, качество сварки швов и выполнения земляного замка.

Чтобы не допустить прорастания растений, ложе сооружения обрабатывается гербицидами. Дополнительному выравниванию поверхности и защите полимерной пленки способствует укладка под пленку геотекстиля. Чаще всего лагуны выполняются в полунасыпи-полувыемке, дно которой должно на 50 см превышать уровень грунтовых вод.

Если грунтовые воды залегают глубоко, то лагуны могут полностью выполняться в выемке. Это позволяет избежать трудоемких работ по уплотнению дамб, упростить подъезд техники, однако возникают вопросы по перевозке грунта.

В этом случае конструкцию необходимо выбирать исходя из технико-экономических расчетов.

С учетом возможной высоты всасывания насосных станций лагуны могут иметь глубину не больше 6 метров. Иногда строят более глубокие сооружения (до 9 метров), но это показатель технической некомпетентности проектировщиков, поскольку на такой глубине забрать навоз без применения погружных насосов невозможно даже теоретически.

Закладка откосов лагун зависит от свойств грунта: они не могут быть круче естественного откоса (например, для песчаных грунтов – 1 к 2, а для суглинка и глины (в условиях естественной влажности) – 1 к 1).

Однако надо учесть, что благодаря гидроизоляции откосов влажность грунтов может снизиться, и нужны будут более пологие склоны, так что для глины закладку откосов не рекомендуется делать меньше 1 к 1.5, а для песка – 1 к 3.

Также закладка откосов определяется требованиями используемой техники для перемешивания и транспортировки навоза.

Если используются лагунные помпы, то закладка внутреннего откоса на месте, где помпа опускается в лагуну, должна быть 1 к 2 либо 1 к 3. Кроме того, дно лагун должно выполняться с уклоном в ту сторону, где будет устанавливаться оборудование по откачке навоза (чтобы уменьшить так называемый мертвый объем). Учитывая прием осадков и волновые нагрузки, уровень заполнения навозохранилища должен быть не меньше 50 см от верхней части дамбы.

Перемешивание навоза

В процессе хранения неразделенного навоза в лагунах накапливается осадок, образующийся и при хранении жидкого навоза, однако в меньших объемах. Очищать лагуны от осадка механически (как в навозохранилищах, имеющих бетонное покрытие) невозможно, поэтому необходимо перемешивать и неразделенный, и жидкий навоз после сепарирования. Отличие в том, что в процессе хранения сепарированного навоза для этой цели можно применять меньше техники и более дешевое и простое оборудование. К примеру, в крупных лагунах, чтобы хранить неразделенный навоз одновременно используют миксер и лагунную помпу, для жидкой фракции – только миксер.

Чтобы перемешивать навоз, целесообразно применять передвижное оборудование, которое работает от вала трактора. Как показывает опыт, использование в лагунах перемешивающих стационарных устройств малоэффективно, поскольку это способствует накоплению осадка в местах, где скорость движения жидкости небольшая.

В процессе проектирования площадок лагун на предприятиях животноводства нужно предусматривать дороги и технологические площадки для размещения и работы необходимой техники по забору и перемешиванию жидкого навоза с целью его перекачки на поля.

Также стоит учитывать требования, касающиеся ширины дамб для проезда, а также установки оборудования. Довольно распространенной ошибкой является строительство лагун, имеющих узкие дамбы, что не позволяет установить необходимое оборудование. Ширина дамбы на месте ее установки при применении лагунной помпы должна быть 20 метров. Чтобы установить лагунную помпу, на каждой из секции навозохранилища можно предусмотреть одну либо две технологические площадки. Если используется лагунный миксер, перемещающийся по сторонам сооружения, то рекомендуется, чтобы ширина дамб была не меньше 10 метров.

Ширина лагун не должна быть больше 60-65 метров, что даст возможность не допустить образования участков и накопления осадка в них, поскольку радиус действия миксеров составляет не более 35 метров.

Лагуны для навоза: фото и видео галерея

Фото

Видео

Итог

Итак, лагуны могут выполняться в любых размерах, однако на практике большая часть таких сооружений имеют объем от 3 до 10 тыс. куб. м. Их глубина обычно варьируется в пределах 3-5 метров, при этом ниже уровня земли находится половина емкости. Верхушка вала заканчивается оградой, высота которой – 1.5 метра. Есть возможность качать навоз напрямую и с лагуны, и в лагуну. Кроме того, порядка 40 куб. м. обычно занимает обслуживающий резервуар, который соединяется с лагуной. Это дает возможность просто и быстро опустошать и заполнять котлованы, причем без риска повреждения пленки.