Водоснабжение ферм

Зачем нужна очистка воды на фермах

Выращивание урожая немыслимо без периодического полива посаженных растений. Если в местности где осадки регулярны, это не так актуально, в более засушливых местах без орошения просто не обойтись. Еще нужнее регулярный полив в тепличных хозяйствах, которые лишены естественных атмосферных (дождевых) поступлений влаги, но ежедневно потребляют большие объёмы воды.

К примеру, самые популярные тепличные овощные культуры: огурцы и помидоры на 90-95% состоят из воды, поэтому им требуется систематический обильный полив.

Однако, вода для данных нужд может поступать из самых разнообразных источников и быть различного качества. Вода из реки или озера существенно отличается по составу от влаги, поступающей из артезианской скважины.

Самая чистая — вода из муниципального водопровода, но её стоимость так высока, что рассматривать её в качестве источника для полива, значит, обречь хозяйство на разорение.

Обычно используют воду из природных источников и поэтому, чаще всего, требуется очистка воды для орошения. Если небольшие фермерские хозяйства не могут позволить себе качественную водоподготовку для полива, то для крупных агрохозяйств это совершенно необходимо. В противном случае используемая вода без её предварительной очистки может засорить форсунки оросительной системы и вывести из строя клапаны, насосы и другое оборудование. Например, используемое для подогрева воды в теплице.

Определение схемы наружного водопровода

В фермах есть наружный водопровод, который прокладывается вне здания, и внутренний – непосредственно распределяющий воду к хозяйству. Внешняя сеть бывает тупиковой, где от основной магистрали отводятся в различные стороны коммуникации, по которым жидкость движется в одном направлении.

Также используется кольцевая схема, представляющая собой трубопровод с замкнутым контуром, в котором вода к животноводческому хозяйству подается с обеих сторон.

Основным достоинством тупиковой системы, рассчитанной на фермерское хозяйство, является небольшая протяженность, что позволяет снизить расходы на прокладку. Главный недостаток в том, что в случае аварийной ситуации понадобится отключать от водоснабжения весь коровник. Использование кольцевой схемы на ферме дает возможность отремонтировать поврежденные участки без прекращения подачи жидкости к хозяйству. Существенным недостатком является большая длина трубопроводов и увеличенные в связи с этим расходы.

Учитывая меньшие затраты на монтаж и эксплуатацию, многие предпочитают именно тупиковую схему водообеспечения. Она чертится на плане с учетом наименьшей протяженности трассы и количества узлов разветвления. Этот расчет предполагает, что на всех участках идут 2 потока с соответствующим потребительским расходом.

Каким должен быть водный состав

Нормы, регулирующие состав воды на ферме, отражены в соответствующих санитарно-гигиенических требованиях ГОСТа.

Таблица основных показателей содержания различных веществ в воде, применяемой на сельскохозяйственных предприятиях.

Химические показатели (мг/л)	Бактериологические показатели
минерализация — 1000;   марганец — 0,1;   сульфаты — 500;   железо — 0,3;   цинк — 5,0;   фтор — 1,0;   йод — 1,0;   нитраты — до 45;   нитриты — до 1.	не более 100 бактерий на 1 мл воды; не более 3 кишечных палочек на 1 литр воды. Превышение вышеуказанных показателей свидетельствует об опасности микробиологического заражения.

Применение оборудования для поения коров

Ферма не обходится без поилок. Данные приборы неизменно применяются для выпаивания коров. Присутствует непосредственный контакт с КРС, поэтому изделия должны выполняться с учетом анатомических особенностей животных. Автопоилки представляют собой специализированные устройства, благодаря которым КРС сам снабжается питьевой водой из водопровода.

Индивидуальные автопоилки используют на коровьих фермах, где преобладает привязное содержание. Групповые устройства применяются для коров, которые содержатся беспривязным способом. Такое оборудование бывает стационарным либо передвижным. Последний вид применяется во время выпаса рогатого скота.

Для свинарников используются автопоилки, оснащенные специальным клапаном (шаровым), помещенным в специальный резервуар. Корыто для приспособления выполняется с крышкой, которая предохраняет емкости от загрязнения. Когда свинья пьет воду, то ее уровень в корыте снижается, параллельно движется клапан и открывает отверстие трубопровода. Он же снова наполняет корыто.

Почему вредна неочищенная вода

Установка необходимой системы фильтрации воды для фермы и удаление вредных компонентов из жидкости для поения и технических нужд позволяет снизить заболеваемость поголовья и предотвратить падение производительности. Возможные риски использования жидкости из любого имеющегося источника, не прошедшей предварительную подготовку, представлены в таблице ниже.

Нарушение требований по составу воды	Последствия
Изменение кислотно-щелочного баланса	снижение потребления воды животными из-за непривычного вкуса; проблемы с набором веса.
Увеличение или уменьшение содержания солей	пищеварительные расстройства; сбой функций ЖКТ.
Присутствие тяжёлых металлов	вялость; снижение продуктивности; заболевания кишечника; замедление процесса формирования костей.
Превышение содержания общего железа	ухудшение вкуса воды; торможение роста животных.
Избыток кальция	функциональные расстройства; затруднения пищеварения; дисбаланс микроэлементов.
Большое количество натрия	перевозбуждение нервной системы; развитие параличей.
Хлориды натрия и калия	учащение дыхания и пульса; отказ от кормов и воды.
Нитриты и нитраты
Многочисленные микроорганизмы.

Сельское хозяйство невозможно представить без водопотребления. Дело даже не в необходимости воды для нужд животноводства. Хотя и крупный рогатый скот, и более мелкие животные (ценные пушные звери, кролики), а также птицы одинаково нуждаются в чистой жидкости для питья. Растениеводство — вот главный потребитель воды, где требуется очистка на нужды полива и орошения.

Методы очистки воды для фермы

Оптимальное качество воды для обслуживания фермерского хозяйства достигается путём приобретения и установки современного водоочистного оборудования. Технологическая схема фильтров выстраивается индивидуально для каждого сельскохозяйственного предприятия на основании лабораторных данных о составе воды в источнике, с учётом желаемой производительности и согласно нормативам санитарно-эпидемиологических служб.

В большинстве случаев системы очистки воды на фермах состоят из следующих элементов.

• Механические фильтры, очищающие воду от крупных нерастворимых примесей.
• Аэрационные колонны, удаляющие железо, марганец, сероводород.
• Ионообменные фильтры-умягчители, препятствующие отложению солей жёсткости на приборах, их преждевременной поломке и перерасходу электроэнергии.
• Сорбционные фильтры с гранулированным активированным углем, удаляющие плесень, грибки, хлор и органические соединения, а также улучшающие органолептические характеристики воды.
• Обеззараживающие ультрафиолетовые лампы, предотвращающие размножение микроорганизмов.
• Обратноосмотические комплексы, очищающие жидкость на молекулярном уровне до состояния питьевой воды высшей категории.

Позаботившись об очистке воды для фермы, вы сможете избежать эпидемий и убытков, связанных со снижением показателей роста и производительности. Кроме того, эффективное удаление из жидкости солей жёсткости и других вредных веществ продлевает сроки службы дорогостоящей специализированной техники и водоподающих магистралей.

Водонапорные башни и резервуары

Водонапорные башни обеспечивают требуемый напор в общей сети, с их помощью регулируется подача воды, решается вопрос хранения ее запасов. Для этого используют подземные резервуары, – из них потом жидкость попадает в трубопроводы при использовании насосов.

В животноводстве на фермах чаще всего применяют бесшатровые башни-колонны, выполненные из металла. Они производятся с различной вместимостью (до 50 куб. м.) и высотой (10-30 м). Колонну сооружения также заполняют водой. Вследствие этого реальные запасы намного больше, чем указано в паспорте оборудования.

Сельское хозяйство предполагает обязательное наличие запаса водных ресурсов, которые должны быть под рукой в случае возникновения пожара (должны находиться в наземных или подземных безнапорных резервуарах). Воду из них подают специальными пожарными насосами. При отсутствии таких емкостей жидкость берут из водоемов или рек.

Согласно нормативам, водонапорный бак должен поместить в себе такой запас, которого будет достаточно на 10 минут работы пожарных кранов параллельно со стандартным расходованием для остальных нужд.

Общая схема и значение водопровода

Водопровод — наиболее совершенное сооружение по водоснабжению и вместе с тем наиболее сложное.

Для устройства водопровода прежде всего необходимо наличие вблизи фермы водоисточника с обильным дебитом хорошей питьевой воды. Особенно ценными являются ключи (родники), расположенные выше мест потребления воды. Из такого рода источников вначале собирают воду в сборный колодец, и оттуда по трубам она поступает к месту водоразбора (краны, колонки). Водопровод такого, наиболее простого, типа называется самотечным. При устройстве его нет надобности строить насосную станцию и водонапорные сооружения, что значительно уменьшает затраты.

Если водоисточник (шахтный колодец, буровая скважина и пр.) расположен ниже мест водоразбора, что чаще всего и бывает в практике водоснабжения, то устройство водопровода включает в себя следующие объекты: 1) водоисточник или водоприемник, 2) водоподъемную установку с всасывающими и нагнетательными трубами, 3) водонапорную башню с водонапорным резервуаром, 4) разводящую водопроводную сеть с водоразбором, 5) в случае необходимости, водоочистительные устройства.

На животноводческих фермах водопроводная разводящая сеть, по своему расположению, может быть двух видов: тупиковой и кольцевой.

Тупиковая разводящая сеть представляет собой такое расположение труб, когда от основной водопроводной магистрали отходят ответвления, оканчивающиеся тупиком. Ее применяют при разбросанности мест водоразбора, когда кольцевание отдельных ветвей потребовало бы большой протяженности разводящей сети (рис. 24, А). Такого типа разводящие линии устроены во многих хозяйствах: в Сальском племсовхозе, в Уманском свиносовхозе и других.

Рис. 24. А) Схема тупиковой водонапорной сети. Б) Схема кольцевой водонапорной сети

Кольцевая, или замкнутая, разводящая сеть представляет собой систему ответвлений, отходящих от основной водопроводной магистрали, которые, пройдя хозяйственные помещения, снова включаются в основную магистраль, образуя как бы кольцо (рис. 24, Б).

Тупиковая система требует меньшей протяженности труб (рис. 25). Вода в ней движется в одном направлении и, при отсутствии забора в конечных пунктах, застаивается, теряя свою свежесть и доброкачественность.

Рис. 25. Устройство напорного водопровода с тупиковой водопроводной сетью

При тупиковой системе в трубах значительно быстрее отлагаются наносы, поэтому требуется более частая промывка и очистка их. При ремонте тупиковых линий нередко приходится отключать значительную часть сети, прекращая тем самым подачу воды в помещения.

Протяженность кольцевой системы большая, но вода в ней, благодаря подводу с двух сторон, постоянно циркулирует, не застаивается и трубы лучше промываются. При ремонте кольцевых линий можно выключать только отдельный неисправный участок и не прекращать подачи воды остальным потребителям.

Несмотря на большую протяженность кольцевой линии, затрата материалов (по весу труб) лишь незначительно удорожает себестоимость. Если для тупиковой линии технические расчеты определяют укладку ответвлений из труб диаметром 63-100 мм., то для кольцевой вполне могут быть применены трубы диаметром 38-50 мм. Несколько большие затраты окупаются совершенством кольцевой системы.

В тех случаях, когда внутренняя сеть в помещении не ограничивается одной водоразборной точкой, а проходит значительную часть помещения, рекомендуется и при тупиковой системе закольцовывать эту сеть внутри у ввода, с целью уменьшить диаметр внутренних труб и улучшить их техническое состояние (циркуляция воды предохраняет от засорения и замерзания).

При прокладке разводящих водопроводных линий установку задвижек и вентилей производят в зависимости от вида сети: а) при тупиковой системе на основной магистральной линии, питаемой «одним вводом, — у самого ввода, а также там, где возможно отключение группы потребителей воды, расположенных с противоположной стороны ввода; б) при кольцевой системе — на основных магистральных линиях, питаемых несколькими вводами, с обеих сторон каждого ввода; в) на ответвлениях от основных магистральных кольцевых и тупиковых линий с числом водоразборных точек более 10; г) на всех ответвлениях от основных магистралей кольцевых и тупиковых линий, если сеть должна работать бесперебойно.

Фильтры для очистки воды для полива (орошения)

Очистка воды при орошении должна соотноситься с целями её использования и с источником её поступления. Иногда достаточно отфильтровать воду от твердых частиц и уже можно применять её для орошения. В других случаях необходима более глубокая водоподготовка полива, которая очищает от соединений железа и солей жесткости, от водорослей, бактерий и зоопланктона.

Механические фильтры очистки воды для полива

При орошении больших посевных площадей обычно используют воду из открытых водоемов, так как это экономически наиболее выгодно. При этом, вода из этих поверхностных источников считается самой загрязненной и должна обязательно проходить через фильтры механической очистки. 

Фильтры предварительной очистки воды для капельного орошения позволяют защитить насосы и прочее оборудование от камней, песка, окалины и взвесей. Наиболее распространены сетчатые и дисковые фильтры.

Обезжелезивание (в комплексе с аэрацией)

Зачастую избавиться только от песка в воде бывает недостаточно и требуется отфильтровать растворы металлов и минералов. Наиболее часто требуется водоподготовка для ферм, которая включает в себя блок обезжелезивания.

Существуют два основных метода очистка воды в сельском хозяйстве от двухвалентного железа: безреагентный и при помощи химикатов.

• Самым популярным способом подготовки воды для полива считается безреагентный за эффективность, простое техническое решение и относительную дешевизну оборудования. Очищение проходит без вмешательства владельца, нет необходимости в постоянном обслуживании и приобретении химикатов. На первом этапе процесса водоочистки для полива происходит процесс насыщения воды кислородом, который переводит железо в нерастворимый трехвалентный вид. Частицы металла после отстаивания удаляются механическими фильтрами. На втором этапе вода пропускается через засыпку с диоксидом марганца. Это очищает её от остатков железа.
• При высокой концентрации растворенного железа очень эффективен способ очистки при помощи окислителя (перманганата калия). Недостатком метода является необходимость постоянного отслеживания уровня химреагента и его периодическая заправка.

Ионообменные фильтры очистки воды для капельного полива

Растворенные в воде металлы, в том числе железо, особенно эффективно удаляются при помощи синтетических смол. Метод водоподготовки для орошения дорогостоящий и сложный, но он является оптимальным при высоких концентрациях двухвалентных металлов и при необходимости умягчения воды.

Обратный осмос — метод очистки воды для полива от солей

Этот способ подготовки воды для полива растений относится к группе мембранных методов очистки воды. Он требует больших затрат электроэнергии, постоянного обслуживания оборудования и на выходе получается практически дистиллированная вода, лишенная всех необходимых для растений микроэлементов.

Подготовка воды с помощью обратного осмоса не подходит для полива сада. Это тормозит развитие и рост плодово-ягодных и овощных культур.

Технологический и гидравлический расчеты

Вода в коровниках требуется для технологических, хозяйственных, гигиенических нужд, а также без нее не обходится наружное противопожарное водоснабжение.

Осуществляя расчет нужного количества жидкости для животноводческого комплекса, сначала стоит вычислить среднесуточный расход запасов. В зависимости от количества содержащихся коров и норм водопотребления, которые установлены для данных хозяйств, зависит то, как снабжаются хозяйства жидкостью. После этого определяют максимальное потребление воды с учетом коэффициента суточной неравномерности (потому как данная величина применяется для дальнейших вычислений).

В зависимости от разных условий суточный расход жидкости в коровнике может доходить до нескольких сотен кубометров. Расчет системы водопровода необходимо выполнить таким образом, чтобы сеть обеспечивала качественное снабжение водой для поения крупного рогатого скота, потому как ее недостаток мгновенно вызовет снижение производительности.

Согласно СНиПам существуют определенные нормы водопотребления (измеряется литрами в сутки). К примеру, для:

• коров – 70;
• бычков – 45;
• молодых коров до 2-х лет – 35;
• телят до полугода – 25.

Гидравлический расчет водоснабжения позволяет определить диаметр трубопровода и снижение напора в результате преодоления сопротивления в трубах при пропуске по ним необходимого количества жидкости. Определить данный показатель понадобится для того, чтобы выяснить, какую высоту должна иметь водонапорная башня, и какие технические характеристики насосное оборудование.

Система и схемы водоснабжения животноводческих ферм и пастбищ

Один из наиболее крупных потребителей воды – сельское хозяйство, и в частности животноводство. Потребность в воде животноводства в десятки раз выше, чем населения. Расход воды в сельскохозяйственном производстве очень значителен. Так на получение 1 т молока он составляет 5…10 т, на промывку 1 т соломы при выращивании – 50 т, на производство 1 т мяса говядины – 50 т, на выращивание 1 т картофеля – 300 т, на выращивание 1 т пшеницы – 1000 т.

На животноводческих и птицеводческих фермах, фабриках и комплексах вода расходуется на производственно-технические нужды (поение животных и птицы, приготовление кормов, мойку оборудования, уборку помещений, мойку животных и др.), отопление, хозяйственно-питьевые нужды обслуживающего персонала (в бытовых помещениях, умывальнях, душевых, туалетах и др.) и противопожарные мероприятия.

Правильная организация водоснабжения имеет исключительное значение для эффективной работы фермы, так как обеспечивает нормальное выполнение производственно-зоотехнических процессов и противопожарную безопасность, улучшает условия содержания животных, повышает производительность и культуру труда обслуживающего персонала, увеличивает продуктивность животных, улучшает качество продукции и снижает ее себестоимость.

Качество воды в зависимости от назначения должно удовлетворять определенным требованиям. Его оценивают по органолептическим свойствам, а также по химическому и бактериологическому составу воды.

К органолептическим свойствам свойствам воды относятся: мутность, цветность, привкус и запах.

Мутность воды зависит от количества находящихся в ней взвешенных веществ и выражается в мг/л.

Цветность воды зависит от имеющихся в ней органических или минеральных механических примесей и выражается в градусах.

Привкус и запах воды вызываются присутствием в ней органических веществ, минеральных солей, а также растворенных газов и определяется по пятибалльной системе.

Химический состав воды характеризуется общей минерализацией, активной реакцией, жесткостью и окисляемостью. Общая минерализация зависит от суммарного количества растворенных в воде минеральных и органических веществ. Жесткость воды обусловлена содержанием растворенных в ней солей кальция и магния.

Бактериологический состав воды характеризуется количеством содержащихся в ней болезнетворных и сапрофитных бактерий.

Требования к качеству питьевой воды изложены в ГОСТах.

Система водоснабжения – это комплекс взаимосвязанных машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источников, подъема ее на высоту, очистки, хранения и подачи к местам потребления.

Состав машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству воды.

При водоснабжении животноводческих ферм наибольшее распространение получили местные и централизованные хозяйственно-производственные системы водоснабжения с подземными источниками воды и пожаротушения из противопожарных резервуаров мотопомпами или автонасосами.

В свою очередь, централизованные системы могут быть частью группового сельскохозяйственного водопровода, обеспечивающего водой несколько населенных пунктов, ферм и других производственных объектов, расположенных, как правило, на значительном расстоянии друг от друга.

Схема водоснабжения – это технологическая линия, связывающая в той или иной последовательности водопроводные сооружения, предназначенные для добывания, перекачки, улучшения качества и транспортировки воды к пунктам ее потребления. Воду можно подавать к потребителям по различным схемам.

В зависимости от конкретных условий( рельефа местности, мощности источника водоснабжения, надежности электроснабжения и др.) схемы водоснабжения могут иметь один или два подъема воды, предусматривать хранение регулируемого ее количества в водонапорных башнях или подземных резервуарах, подачу противопожарного запаса воды непосредственно из источника и др.

Состав инженерных сооружений непостоянен, его можно изменить в зависимости от качества воды в источнике, рельефа местности и прочих условий. Например, очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосная станция второго подъема могут отсутствовать, если качество воды в источнике соответствует ГОСТу на питьевую воду.

Окончательный выбор той или иной схемы водоснабжения в каждом конкретном случае должен быть обоснован технико-экономическим расчетам. К строительству принимается вариант с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами.

Водоснабжение — животноводческая ферма

Водоснабжение животноводческих ферм должно обеспечивать подачу воды всем потребителям в достаточном количестве и требуемого качества с учетам расхода на противопожарные нужды.
 

Оборудование автопоения на основе электрификации водоснабжения животноводческих ферм позволяет завершить механизацию поения животных и ведет к дальнейшему снижению трудовых затрат; кроме того, следует иметь в виду, что автопоение коров ( при равных условиях их кормления) повышает удойность до 10 %, что само по себе является крупным экономическим фактором.
 

Оборудование автопоения на основе электрификации водоснабжения животноводческих ферм позволяет завершить механизацию этих трудоемких работ и обеспечить дальнейшее снижение трудовых затрат; кроме того, следует иметь в виду, что автопоение коров ( при равных условиях их кормления) повышает удойность до 10 %, что само по себе является крупным экономическим фактором.
 

Одна из наиболее распространенных систем водоснабжения животноводческих ферм включает следующий комплекс сооружений: водоприемник с насосной станцией, разводящую сеть, водонапорную башню и резервуар для хранения противопожарного запаса воды. При необходимости улучшения качества воды схема водоснабжения дополняется сооружениями по очистке и обеззараживанию воды.
 

Эти насосы применяются в сельском хозяйстве для водоснабжения небольших животноводческих ферм, выгульных площадок, полевых станов, для химической обработки животных и растений, мойки тракторов и сельскохозяйственных машин; в строительстве — для откачки воды из канав, траншей, подвалов и водосборников; во многих отраслях промышленности — для перекачки неагрессивных жидкостей.
 

Технические водопроводы с забором воды из открытых водоемов в настоящее время устраиваются и в сельских местностях для водоснабжения колхозных и совхозных животноводческих ферм.
 

При применении налоговой ставки ноль процентов, установленной в отношении подземных вод, используемых налогоплательщиком исключительно в сельскохозяйственных целях ( включая орошение земель сельскохозяйственного назначения, водоснабжение животноводческих ферм, животноводческих комплексов, птицефабрик, садоводческих, огороднических и животноводческих объединений граждан), следует учитывать, что указанная налоговая ставка применяется только к тем видам подземных вод, которые являются объектом налогообложения, т.е. минеральным, промышленным и термальным водам.
 

Перед Министерством сельского хозяйства СССР, Союзсельхоз-техникой и Советами Министров союзных республик поставлена задача обеспечить в 1981 — 1985 годах завершение в основном механизации работ на птицефермах и птицефабриках, по заготовке кормов и водоснабжению животноводческих ферм, доению коров, а также значительное повышение уровня механизации раздачи кормов и уборки навоза на других фермах.
 

ЦК компартий и советам министров союзных республик разработать в первом полугодии 1961 г. применительно к местным условиям, исходя из необходимости максимального сокращения затрат труда, мероприятия по внедрению электроэнергии в сельскохозяйственное производство, с тем чтобы не позднее 1965 г. перевести на электроэнергию в колхозах и совхозах оборудование для водоснабжения животноводческих ферм, доильные машины, агрегаты для стрижки овец, машины для приготовления кормов, очистки и сушки зерна, первичной переработки сельскохозяйственных продуктов, оборудование колхозных и совхозных мастерских, а также другие стационарные машины и оборудование.
 

Противопожарные сети в обязательном порядке выполняются по кольцевой схеме. Согласно рекомендациям по проектированию ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре, магистральные сети хозяйственно-противопожарных систем поселковых водопроводов проектируются, как правило, кольцевыми. Исключения допускаются только в тех случаях, когда планировка поселка имеет вытянутую конфигурацию. Для тушения пожаров предусматриваются специальные водоемы либо контррезервуар в конце тупиковой сети. Сети систем водоснабжения животноводческих ферм выполняются по тупиковой схеме.