Водоснабжение свинофермы

3. ОПИСАНИЕ  РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА С ОБОСНОВАНИЕМ ВНОСИМЫХ ИЗМЕНЕНИЙ

     При организации водоснабжения важно  правильно выбрать источник воды.

     Источниками водоснабжения могут служить  поверхностные (открытые) и подземные (закрытые) водоемы.

     Использование открытых водоемов допускается как  исключение. Их делят на естественные (реки, озера, ручьи) и искусственные (пруды, каналы и др.). Поверхностные  источники более доступны для  водоснабжения. Однако вода этих источников часто требует очистки или  обеззараживания, что значительно  увеличивает ее стоимость. Особенно загрязнена вода у берегов. Поэтому  место забора воды должно быть удалено  от берега и по возможности расположено  на большой глубине.

     Как источники водоснабжения подземные  воды имеют большое распространение. Как правило, они лучше поверхностных  вод по качеству. Подземные (закрытые) источники могут быть двух видов: грунтовые и межпластовые. Воды, залегающие на глубине 40...50 м от поверхности земли (над первым водонепроницаемым слоем), называют грунтовыми. К грунтовым водам относят также подземные воды, залегающие на небольшой глубине (3...5 м от поверхности земли), которые часто называют "верховодками". Эти воды могут загрязняться просачивающимися с поверхности нечистотами. Воды, залегающие между двумя водонепроницаемыми слоями (пластами), называются межпластовыми. Межпластовые воды разделяют на безнапорные и напорные (артезианские). Напорные (артезианские) воды заполняют всю толщу водоносной породы и под давлением поднимаются в колодцах на большую высоту, а иногда и фонтанируют. Безнапорные воды залегают между двумя водонепроницаемыми слоями (пластами) породы, не полностью заполняют слой и имеют свободную поверхность.

     Межпластовые  воды (напорные и безнапорные) хорошо защищены от поверхностного загрязнения  и обладают высокими вкусовыми качествами. Запасы межпластовых вод велики; температура  их в течение года изменяется незначительно. Эти источники считаются наилучшими для водоснабжения в сельском хозяйстве.

     В данном конкретном случае используется подземный грунтовый источник водозабора с глубиной скважины 39м и очистка  воды.

     Водозаборные  сооружения служат для забора воды из источника. Для забора воды из поверхностных (открытых источников устраивают береговые колодцы или простейшие водозаборы, а для забора воды из подземных (закрытых) источников – шахтные, буровые (трубчатые) и мелко трубчатые колодцы.

     Шахтные колодцы обычно сооружают при  залегании подземных вод на глубине  не более 40 м. Такой колодец представляет собой вертикальную выработку в  грунте, врезающуюся в водоносный пласт, и состоит из шахты, водоприемной части  и оголовка. Шахту делают квадратного сечения со стороной 1…3 м или круглой диаметром 1…3 м. Для крепления стен шахты применяют  дерево, камень, бетон, железобетон, кирпич. Для вентиляции колодца служит труба. Дебит шахтных колодцев часто определяют способом откачки.

     В сельскохозяйственном водоснабжении  широкое распространение получили центробежные насосы. Они просты по конструкции, надежны и удобны в  эксплуатации. Центробежные насосы применяют  для подачи воды из открытых источников, шахтных и трубчатых колодцев. Центробежный насос состоит из всасывающего и напорного патрубков и лопастного рабочего колеса, жестко насаженного на вал, который вращается в спиралеобразном корпусе.  При вращении рабочего колеса вода, увлекаясь лопастями, начинает вращаться вместе с колесом и под действием центробежной силы отбрасывается от центра колеса к периферии и далее через напорный патрубок в трубопровод водопроводной сети.

     Для очистки воды применяют фильтры, контактные осветители. Для УФ-облучения воды применяют установки с органо-ртутными лампами типа БУВ. Эти установки выпускаются закрытого типа с погружением в воду источников облучения и открытого типа. Погружаемые в воду лампы размещают в кварцевых чехлах. Установки можно подключать в любом месте сети водоснабжения.

     Сосковые  автопоилки ПБП-1А (для поросят-сосунов  и поросят-отъемышей) предназначены  для поения животных водопроводной  водой при индивидуальном и групповом  содержании.

     Чтобы напиться, животное берет в рот  носок корпуса вместе с соском  и нажимает на последний до упора в носок. При этом срабатывает надетый на резиновый амортизатор клапан и вода поступает в полость рта животного. При отпускании соска подача воды автоматически прекращается. Резиновые уплотнения и предотвращают подтекание воды при нейтральном положении соска.

     Автопоилка  устанавливается под углом 60°. Конец  соска должен находиться на высоте от пола: для поросят-сосунов и  поросят-отъемышей - 220-250 мм; для взрослого  поголовья при содержании в групповых  станках - 420-450 мм. Для предотвращения попадания в поилку грязи и  других включений общая горизонтальная труба для подачи воды к поилкам  должна располагаться ниже поилок. Тогда она выполняет и роль отстойника. Для спуска из этой трубы  воды с осевшими загрязнениями на конце трубы устанавливают вентиль.

 

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ И ВЫБОР  ОБОРУДОВАНИЯ

 

     При выборе источника водоснабжения  необходимо учитывать технико-экономические  показатели: стоимость сооружений и  оборудования для подъема, обработки  и транспортировки воды, затраты  на эксплуатацию и ремонт и др.

     Например, стоимость 1м.куб. воды из источника поверхностного водоснабжения с устройством очистки примерно в 3-5 раз выше, чем стоимость воды из межпластовых источников, которую можно использовать без очистки. Источники водоснабжения выбирают с соответствии с требованиями ГОСТа и согласовывают с органами государственного санитарного надзора.

     Определение потребности фермы  в воде.

Автопоение.

     Потребность фермы  в воде на поение животных определяется наличием половозрастных групп животных. Среднесуточный расход воды определяется для отдельных  потребителей по формуле:

     Q сут.ср = ∑ qі mі                                               (1)

     qі - суточная норма расхода воды одним потребителем,

     mі - число потребителей, имеющих одинаковую норму потребления.

         Q сут.ср   = 2100 * 15 + 1950 * 20 + 1700 * 20 = 104500л 

     Максимальный  расход воды Q сут.max ., с учётом того, животные воду в течение суток потребляют неравномерно, определяется по формуле:

          Q сут.max = Q сут.ср. * λ сут,                                (2)

       где λ  сут – коэффициент суточной неравномерности водопотребления, λ сут   = 1,3.

                  Q сут.max = 104500 * 1,3 = 135850л              

     Максимальный  часовой расход воды Qч max  определяется с учётом коэффициента часовой неравномерности λ ч =2,5 по формуле:

     Qч. max    =  λч * Q сут.max  / 24                                     (3)

                         Qч. max  = 2,5 * 135850 / 24 =14151л 

          Максимальный секундный расход  равен:

     Qc max = Q ч max / 3600                                       (4)

                                Qc max = 14151 / 3600= 3,93 л                    

Использование воды на технологические  цели

     Мойка корнеклубнеплодов

     Q м.к. =  ∑mіkiqі                                               (5) 

                          Q м.к. = 5750 * 5 * 1,2 = 34500 л

     Бытовые нужды

     Q б.н. =  np * kр                                                    (6)

                         Q б.н. = 8 * 50 = 400 л

     где np – количество работников фермы

           kр – норма расхода воды на одного работника в сутки, л

Неприкосновенный  противопожарный  запас

     Неприкосновенный  противопожарный запас Qп.з. определяется исходя из длительности тушения пожара в течение 10 минут из пожарных гидрантов с интенсивностью 10л/с:

                         Qп.з. = 10мин.*60с*10л = 6000л

     Сложив  все показатели получаем:

     Qсут. = Q сут.max + Q м.к. + Q б.н. + Q п.з.                               (7)

                          Qсут. = 135850+ 34500 + 400 + 6000 = 176750л 
 
 

Гидравлический  расчет водопроводной  сети

     Для подачи воды на производственные и  хозяйственно-питьевые нужды животноводческие хозяйства должны быть оборудованы  водопроводной сетью. Различают  внешнюю и внутреннюю водопроводную  сеть.

     Внешняя водопроводная сеть - это та часть  распределительной сети, которая  расположена на территории комплекса  или фермы за пределами помещений. Она может быть разветвленной  или кольцевой.

     Разветвленная, или тупиковая сеть, состоит из отдельных линий. Вода из водонапорной башни проходит по главной магистрали с ответвлениями, которые заканчиваются  тупиками. Таким образом, вода поступает  к потребителю только с одной  стороны. Тупиковая сеть применяется  лишь на небольших фермах.

     Кольцевая сеть обеспечивает движение воды по замкнутому кругу (кольцу) и подводит ее к потребителю  с двух сторон. Кольцевая водопроводная  сеть длиннее, чем соответствующая  тупиковая, однако у нее имеется  немало преимуществ: не застаивается вода, увеличивается пропускная способность  сети и другие. Поэтому кольцевую  сеть применяют чаще.

     Внутренняя  водопроводная сеть предназначена  для непосредственного распределения  воды между потребителями внутри зданий. Для бесперебойной подачи воды на производственные нужды эта  сеть выполняется только кольцевой. В производственных зданиях крупных  комплексов эту сеть присоединяют к  кольцевой сети наружного водопровода  двумя вводами раздельно.

     

     Рис.1. Схема наружного водопровода

     Расход  воды в животноводческих хозяйствах в течение суток неравномерный, и приспособить работу насосных станций  к изменениям потребления воды без  дополнительных промежуточных резервуаров  воды очень трудно. Поэтому при  устройстве водопроводных сетей  необходимо предусмотреть специальные  сооружения для запаса воды на непрерывное  питание потребителей.

     По  способу получения воды из этих сооружений они бывают напорно-регулирующие и  безнапорные.

     Напорно-регулирующие сооружения создают в водопроводной  сети напор, необходимый для распределения  нужного количества воды потребителям. К ним относят водонапорные башни  и пневматические котлы. Водонапорные башни создают необходимый напор  за счет поднятия водонапорного бака на необходимую высоту, а в пневматических котлах - за счет давления сжатого воздуха  в пространстве, свободном от воды в герметически закрытом сосуде.

     Безнапорные сооружения выполняют в виде подземных  резервуаров, вода из которых подается насосами в водонапорную сеть, а  затем потребителю.

     Основываясь на исходных данных: водоснабжение комплекса по откорму свиней на 6 тыс. голов в год, шахтный колодец и башенная водокачка выбираем схему водоснабжения, включающую в себя также насосную станцию и водопроводную сеть.

Источник  имеет дебит Д = 280 м3/ч

Напорно-регулирующее сооружение - башенная водокачка или  резервуар с Нб = 4,0 м

Геометрическая  разность нивелирных отметок Нг = 0,3.

Время работы насосной станции Т = 13 часов (работает с 6 до 19 часов).

Линии водопровода,

L1 = Hвс = 5,5 м; L2 = 68 м; L3 = 73 м; Ll4 = Нн.

L5 = 150 м; L6 = 135 м; L7 = 100 м; L8 = 110 м; L9 = 125 м.