Коммерческим способом технологию внесения стоков с помощью шланговой системой начали использовать в Северной Америке (США, Канада) еще в 60-х годах. Она использовалась для удобрения полей осадком с отстойников сточных вод.
Но в сельском хозяйстве такая технология начала применяться в конце 70-х. Благодаря существенным преимуществам использования шланговых систем для транспортировки жидкого навоза перед традиционными (вывоз бочками-жижевозами), она позволяла достичь высокой производительности, затрачивая минимум технических и человеческих ресурсов. Такой метод быстро приобрел широкую популярность.
В России впервые шланговые системы стали использовать на подмосковной свиноферме «Тропарёво» в 2005 году.
Технология внесения органических удобрений на поля в части утилизации и переработки навоза довольно затратная. Поэтому необходимо максимально снизить затраты на этапе транспортировки жидких стоков. К тому же животноводческие стоки считаются довольно ценным органическим удобрением. Поэтому используемая на предприятии шланговая система, предназначенная для транспортировки навоза, обязана удовлетворять таким требованиям:
- удобство эксплуатации;
- эффективность работы и высокая производительность;
- максимальная надежность;
- минимальная стоимость работ.
Шланговая система и шланги для перекачки навоза считаются экономичной, если она в процессе эксплуатации позволяют вносить порядка 1 000–3 000 м³ стоков за смену. Для выполнения работ задействуется один трактор (см. рис. 1).
Рис 1. Схема для внесения навоза
Основной принцип работы системы с буксируемым шлангом: магистральный шланг прокладывается по земле, ориентировочно по центру поля, куда необходимо внести органическое удобрение. Затем следует подключить буксируемый шланг к магистральному, раскрутив последний так, чтобы он покрывал самый дальний угол поля. Противоположный конец шланга подсоединяют к навесному аппликатору (инжектору внутрипочвенного внесения — изображен на рис. 1, либо разбрызгивателю). После проверки надежности крепления шланг с аппликатором буксируется по всей площади поля челночным способом. Последней фазой работ является прочистка шлангов от остатков жидких стоков. Обычно эта процедура проводится с использованием эластичного шарика с диаметром, равным диаметру трубы. Этот шарик проталкивают по всей длине труб сжатым воздухом, нагнетаемым компрессором.
Имеются неоспоримые преимущества использования шланговых систем, если сравнивать их с другими способами. Номинальная производительность такой системы может составлять до 3 000 м³ за смену, объем внесения зависит от мощности насосной станции, дальности перекачки, концентрации навоза. Такой довольно значительный объем внесения позволяет завершить данную технологическую операцию в короткие сроки, которые являются достаточно критичными для некоторых российских регионов с повышенным количеством осадков либо наступлением ранних заморозков.
В процессе работы используются только два трактора, один из которых, мощностью 200–300 л. с., буксирует аппликатор с установленным на нем шлангом, а другой (вспомогательный, мощностью 80–150 л. с.) используется для укладки шлангов, транспортировки катушек. Для проведения работ достаточно усилий трех механизаторов.
Когда на предприятии используется шланговая система, нет необходимости проводить вывоз навоза вручную на поле. Отсутствие постоянных нагрузок на почву исключает ее уплотнение, что невозможно при использовании цистерн-жижевозов. Благодаря этому повышается урожайность практически всех культур. Меньше страдают грунтовые дороги, которые после постоянной транспортировки цистерн быстро раскисают и приходят в негодность, особенно весной.
Когда используется шланговая система с инжектором для внесения животноводческих стоков, параллельно выполняется и механическая обработка верхнего слоя почвы. Такая операция приводит к тщательному проветриванию земли, которая получила удобрение, а также к улучшенному аэробному разложению, предотвращая попадание неприятных запахов в окружающий воздух. Чистый воздух не создает дополнительной нагрузки на экологические подсистемы, обеспечивает нормальные условия проживания для самих сельских жителей, а также горожан, отдыхающих на даче. К тому же применение системы на основе инжектора дает возможность значительно сократить потери азотистых соединений (до 50 %), что практически вдвое повышает удобрительную полезность навоза для посевов.
Используя шланговые системы, рекомендуется вносить такие животноводческие стоки, в которые содержится не более 6–8 % сухих веществ. Однако даже если объем твердых фракций вписывается в установленные нормы, предпочтительнее проводить разделение навоза. Внесение жидкой составляющей стоков является экономически целесообразным по таким причинам:
- Содержание твердых частиц в жидкой фракции минимально и составляет 0,8–1,7 %. Такая незначительная концентрация позволяет проводить перекачку навоза на большие расстояния, разница составляет порядка 70 % по сравнению с обычным навозом. При равном расстоянии можно использовать насосную станцию минимальной мощности, что позволяет экономить топливо.
- При работе могут использоваться шланги меньшего диаметра, что значительно снижает общую стоимость системы.
- В такой жидкой фракции содержание NPK более сбалансировано, поэтому имеется возможность вносить ее в увеличенном объеме в пересчете на 1 Га. К примеру, если норма внесения разделенной жидкой фракции колеблется в пределах 100–400 м³ на гектар в год, то неразделенной вносится только порядка 50–150 м³.
- Выделенная твердая фракция может использоваться повторно, как высококачественный компост либо как подстилка для КРС.
- При движении неразделенного навоза возникает внутреннее трение частиц из твердой фракции, что замедляет движение жидкости и вызывает износ внутренних стенок шлангов. Также возникает вероятность закупоривания шлангов.
Максимальная эффективность использования таких систем достигается на полях, которые расположены в пределах 5 км от хранилища навоза. Чтобы вносить навоз подобной системой на большие расстояния, необходимо оборудовать дополнительную насосную станцию, которая должна поддерживать давление в системе.
Когда на пути прохождения шлангов к целевому полю попадается железная либо автомобильная дорога, оптимальным решением будет прокладка стационарной трубы, которая крепится к мобильным шлангам с помощью быстросъемных соединений. Иногда также может использоваться горизонтальный прокол. Если данная автодорога не является трассой федерального назначения, значительных трудностей с получением разрешения не возникает, ведь одна прокладка трубопровода значительно меньше разрушает полотно, чем постоянные проезды тяжелых цистерн с навозом. Чтобы уменьшить расстояние при перекачке удобрений можно оборудовать возле полей специальные лагуны (навозонакопители). Такое решение позволяет значительно уменьшить длину шлангов, а также мощность насосных станций. Существенно уменьшается и время перекачки навоза.
При концентрации полей в определенной области можно снизить затраты на обслуживание системы, уложив вместо магистрального шланга стационарный трубопровод. Для этой цели используется полиэтиленовая труба с диаметром порядка 160‒200 мм. Ее закладывают ниже глубины промерзания, обязательно оснащая ревизионными колодцами. Для подключения магистральных шлангов в необходимых местах следует устанавливать на трубопроводе гидранты.