Бесподстилочный навоз — это в разной степени разбавленная водой текучая смесь кала и мочи животных. Нередко в состав смеси попадает небольшое количество остатков корма и подстилки.

Текучесть навоза зависит от содержания в нем сухого вещества и коллоидных частиц. Свиной навоз при одинаковом количестве сухого вещества более текуч, чем навоз крупного рогатого скота, так как в нем меньше коллоидных частиц. При скармливании крупному рогатому скоту кормов с большим количеством клетчатки и малым — протеина вязкость навоза повышается.

Текучесть навоза в значительной степени упрощает его уборку из животноводческих помещений, создает условия для полной механизации трудоемких работ.

Бесподстилочный навоз в зависимости от содержания в нем воды подразделяют на полужидкий — смесь экскрементов (влажность до 92 %) и жидкий — смесь экскрементов с примесью воды (влажность 92-97%). Смесь экскрементов, значительно разбавленную водой (влажность более 97 %), называют навозными стоками.

Выход бесподстилочного навоза

Выход бесподстилочного навоза подвержен большим колебаниям, так как различна степень разбавления его водой в зависимости от технологии содержания животных, объемно-планировочных и конструктивных решений станков, боксов и стойл, от устройства и размещения кормушек и поилок, а главное — от способа уборки помещения и удаления из него экскрементов. В связи с этим в литературе встречаются различные данные о выходе бесподстилочного навоза. Однако они не могут быть использованы даже в качестве грубо ориентировочных.

Для определения выхода бесподстилочного навоза необходимо знать количество экскрементов, выделяемых животными. Его определяют в основном двумя методами: по нормативам ежесуточного выделения кала и мочи различными половозрастными группами животных и по количеству сухого вещества корма, расходуемого за год.

При стабильной структуре стада и скармливании животным значительного количества концентратов годовой выход экскрементов можно определять по Общесоюзным нормам технологического проектирования систем уборки и подготовки к использованию навоза (ОНТП 17-86, Госагропром СССР), приведенным в таблице 6.

Эти нормы являются ориентировочными средними, так как они не дифференцированы в зависимости от вида и количества кормов. Поэтому расчет годового выхода экскрементов, полученный по этим нормам, целесообразно проверять расчетным методом — по валовому содержанию сухого вещества в годовом рационе животных с учетом переваримости кормов и их потерь.

Расчет выполняют в соответствии с приведенной ранее формулой.

Приведем примеры расчетов годового выхода экскрементов на крупных животноводческих комплексах. Для комплекса по выращиванию и откорму в год 10 тыс. бычков он будет следующим.

Для комплекса по воспроизводству, выращиванию и откорму 108 тыс. свиней в год (при расходе кормов за год в пересчете на абсолютно сухое вещество 37 тыс. т, переваримости его 75 % и потерях корма 5 %).

При потерях корма, попадающего в экскременты, в размере 10 % годовой выход экскрементов на таком комплексе увеличится до 120 тыс. т.

В приведенных расчетах годовая потребность в кормах принята согласно соответствующим наставлениям Главного управления животноводства Министерства сельского хозяйства СССР по технологии производства продукции на указанных комплексах. Количество сухого вещества в годовом рационе, определенное по данным М. Ф. Томмэ и др. для комплекса на 10 тыс. бычков, приведено в таблице 53.

В приведенных расчетах переваримость сухого вещества корма с учетом переваримости органического вещества (по М. Ф. Томмэ и др.) для бычков принята 66,6 %, а для коров — 60 %. Для ориентировочных расчетов с учетом меньшего содержания в рационах удельного веса концентратов (комбикормов) переваримость сухого вещества корма бычками можно принять на уровне 60 %, коровами — 55 %. При более низкой переваримости корма выход экскрементов соответственно увеличится. Установленный по формуле выход экскрементов довольно точно совпадает с результатами учета но половозрастным группам.

Табл. 53. Количество сухого вещества в годовом рационе 10 тыс. бычков.

Вид корма	Годовая потребность	Содержание сухого вещества в корме
		%	т
Сенаж из клевера Комбикорма разные Сено Заменитель цельного молока	22 691 16 109 514 277	46,5 85,1 85,8 12	10 551 13 709 441 33
Итого	39 591	62	24 734

Зная выход экскрементов, нетрудно определить и выход бесподстилочного навоза, если экскременты, кроме разбавления водой, не подвергались никаким другим обработкам. Для этого определяют содержание сухого вещества (М) в жидком навозе или стоках, а затем подсчитывают массу его по следующей формуле.

Например, если годовой выход экскрементов составляет 100 тыс. т при содержании в нем сухого вещества 10 %, а в навозных стоках — 2 %, то годовой выход навозных стоков будет.

Химический состав навоза

Химический состав навоза зависит от химического состава экскрементов и способа удаления из животноводческих помещений. При уменьшении в рационах концентратов содержание азота и фосфора в экскрементах несколько снижается, калия — увеличивается.

В бесподстилочном навозе от 50 до 70 % азота находится в растворимой форме, хорошо усваиваемой растениями в первый же год. Азот белковых соединений по мере минерализации органического вещества также поступает в растения. Содержащийся в жидком навозе фосфор органических соединений используется растениями лучше, чем фосфор минеральных удобрений. Калий в жидком навозе представлен исключительно растворимой формой и поэтому легко усваивается.

Химический состав гомогенного (хорошо перемешанного) жидкого навоза и навозных стоков находится в прямой зависимости от содержания в них сухого вещества, т. е. от степени разбавления экскрементов водой. Не разбавленный водой бесподстилочный навоз, имеющий влажность около 90 %, текуч и поддается погрузке в мобильные транспортные средства и перекачиванию по трубам насосами, имеет довольно благоприятное соотношение N, Р и К для питания растений. Поэтому бесподстилочный навоз как удобрение не требует каких-либо обработок или переработок. Однако для надежной эксплуатации насосов, трубопроводов, цистерн-разбрасывателей и дождевальных установок бесподстилочный навоз при хранении и выгрузке нужно обязательно систематически перемешивать, а содержащиеся в нем твердые включения (сено, сенаж, силос и др.) перед закладкой навоза на хранение измельчать.

В бесподстилочном навозе органическое вещество составляет 70-80 % сухой массы. Органическое вещество кала различных животных существенно различается по составу (табл. 54).

Табл. 54. Состав сухого вещества кала животных, % (по данным В. Hoffman, 1968).

Вид животного	Зола	Органическое вещество	целлюлоза	лигнин	пентозаны	крахмал	геми-целлюлоза
Крупный рогатый скот Свиньи Овцы	16,2 13,6 22,3	83,8 86,4 77,7	26,1 18,4 20,3	21,3 15,2 19,1	14,5 20,7 7,7	0,44 0,38 0,34	20,4 27,0 10,0

Отношение С : N в кале находится в широких пределах (около 18-20). Однако в смеси экскрементов оно сужается за счет азота мочи до 5-9. В результате повышается эффективность бесподстилочного навоза как источника доступного азота для питания растений. Эффективность мочи как удобрения определяется высоким содержанием в ней «мочевины» Азот мочевины составляет примерно 80 % азота мочи.

Химический состав бесподстилочного навоза находится в большой зависимости от способов удаления экскрементов из животноводческих помещений, а следовательно, и от количества попадающей в них воды (табл. 55).

Табл. 55. Химический состав бесподстилочного навоза в зависимости oт способов его удаления (Московская область, данные С. В. Макаренко).

Способ удаления навоза	Число образцов	Процент сухого вещества	Содержание в сыром веществе, %
			N	Р2О5	К2О
Навоз КРС
Бесподстилочный, удаляемый механическими способами с выгрузкой наклонным транспортером*	110	17,0	0,48	0,26	0,38
Бесподстилочный, самотечно-сплавной непрерывного действия и механические способы при совместном сборе и хранении кала и мочи	41	11,1	0,47	0,21	0,34
Бесподстилочный, отстойно-лотковая (шиберная) система	15	5,5	0,30	0,15	0,25
Бесподстилочный (жидкая фракция)	21	1,1	0,16	0,03	0,07
Свиной навоз
Бесподстилочный, удаляемый механическими способами:    с выгрузкой наклонным транспортером    самотечно-сплавной непрерывного действия    гидросмыв	9 3 5	17,8 11,7 1,3	0,58 0,62 0,13	0,38 0,25 0,06	0,28 0,20 0,07

* Химический состав кала, так как моча при выгрузке экскрементов в прицеп теряется.

Реологические и коррозионые свойства

Важнейшими свойствами бесподстилочного навоза являются текучесть (реологические свойства) и коррозионные свойства.

Реологические свойства навоза зависят от содержания в нем сухого вещества и коллоидных частиц.

Бесподстилочный  навоз в зависимости от количества попавшей и нет поды представляет собой в различной степени текучую, полидисперсную пареную суспензию с квазипластическими текучими свойствами и недвижимом состоянии он застывает, твердые частицы высокой плотности начинают осаждаться, навоз переходит в гелеобразное состояние, и текучесть его ухудшается,а придвижении происходит разжижение до состояния золя. Указанные процессы должны быть приняты во внимание при решении вопросов отделения инородных включений, измельчения крупных частици поддержания навоза и однородном (гомогенном) состоянии.

От текучести навоза зависят способы удаления его из животноводческих помещений, способы погрузки, транспортировки и внесения в почву, а также объемно-планировочные, конструктивные и технические решения сооружений для навоза.

Свиной навоз при одинаковом содержании сухого вещества более текуч, чем навоз крупного рогатого скота, что объясняется меньшим содержанием в нем коллоидных частиц. При скармливании кормов с высоким содержанием клетчатки и низким содержанием протеина вязкость навоза повышается.

Текучесть навоза ухудшается при попадании в него остатков корма. Ориентировочным показателем текучести навоза является содержание в нем сухого вещества. Более точный показатель — содержание в навозе свободной воды. Текучесть навоза повышается после перемешивания.

Показатели, характеризующие текучесть навоза,— предельное напряжение сдвига и вязкость. С ростом содержания воды зна¬чительно уменьшается вязкость и предельное напряжение сдвига жидкого навоза, растет интенсивность его расслоения.

При влажности навозных стоков более 98 % в осадок выпадают до 80-85% взвешенных частиц уже через 15 мин отстаивания, через 2 ч — до 90 %. Дальнейшее отстаивание не сопровождается дополнительным осаждением, ведет к уплотнению осадка и утрате его текучести. Через 7-8 дней в осадке начинается брожение, появляются пузырьки газа, и он снова становится текучим. На этом основано действие отстойно-лотковой или шиберной системы удаления навоза из каналов. При влажности навоза до 94 % расслоение идет медленно. Осветление жидкости в свином навозе наступает на 5-6-е сутки, в коровьем — через 25-30 суток. При тепловой погоде вязкость жидкой фазы уменьшается, и навоз расслаивается быстрее.

Влияние влажности на изменение важнейших реологических свойств навоза представлено в таблице 56.

Табл. 56. Влияние влажности на реологические свойства бесподстилочного навоза (И. И. Лукьяненков, 1985).

Влажность, °/о	Плотность, кг м3	Предельное напряжение сдвига навоза, Па		Вязкость навоза, Па-с
		крупного рогатого скота	свиного	крупного рогатого скота	свиного
90 92 94 96 98	1024 1019 1014 1010 1005	27 11 1,0 — —	3,2 1,7 0,2 — —	1,75 1,30 0,70 0,30 0,01	0,380 0,230 0,100 0,040 0,002

Коррозионные свойства бесподстилочпого навоза зависят от содержания в нем коррозионно-активных веществ: углекислоты, аммонийного азота, хлоридов, сульфатной и сульфидной серы. Интенсивность коррозии зависит от вида навоза, температуры, доступа воздуха и длительности воздействия на материал, с которым он контактирует.

Бесподстилочный навоз содержит коррозионно-активных веществ меньше, чем коммунально-бытовые и промышленные сточные воды. Коррозия является результатом суммарного воздействия всех коррозионно-активных веществ. Величина рН свиного навоза бывает ниже 5,5, и это надо иметь в виду при оценке коррозионного действия на бетон и асбоцемент. Коррозию металлов вызывают растворенные в навозе вещества и газообразные продукты, такие, например, как аммиак и сероводород. Сильно подвержены коррозии медь и алюминий. Поэтому электрические и распределительные устройства насосных станций и другого оборудования с медными и алюминиевыми контактами надо выносить за пределы воздействия этих газов.

Под воздействием навоза и воды качество асбоцемента не ухудшается, масса и прочность на разрыв изделий из полиэтилена и поливинилхлорида, а также из эпоксидных смол, фторопласта н капрона не изменяются.

Навоз оказывает ингибирующее и пассивирующее действие на чугунные трубы. Поэтому трубы из чугуна наиболее пригодны для транспортировки по ним навоза или его смеси с водой.

Таким образом, навоз не обладает сильным коррозионным действием. Коррозия усиливается лишь при попеременном воздействии навоза, воздуха и воды и одновременном доступе аммиака и сероводорода.

В зависимости от технологии удаления экскрементов из животноводческих помещений находится выход, физико-механические свойства и химический состав полужидкого и жидкого бесподстилочного навоза, навозных стоков.

Наиболее сильное влияние оказывает вода, попадающая в экскременты в различном количестве в зависимости от применяемых технологий удаления и подготовки бесподстилочного навоза к использованию.

Удаление бесподстилочного навоза

Существует несколько способов удаления навоза.

На комплексах по воспроизводству, выращиванию и откорму 108 тыс. свиней в год принята, например, следующая технология работ. Экскременты животных, поступающие через решетчатый пол в навозные каналы, удаляются водой из смывных бачков. Кроме того, в каналы поступает вода от мойки технологического оборудования и полов в станках, а также от подтекания автопоилок. В результате этого в систему обработки навоза вместо 300 т экскрементов ежесуточно поступает 2300-2500 м³ навозных стоков влажностью 98,2-98,5 %.

Из навозоприемника навозные стоки подаются насосом на динамические виброфильтры, на которых задерживается около 40 % взвешенных веществ (твердая фракция). С виброфильтров твердая фракция влажностью 85-90 % отводится транспортерами в кессон-дозатор. При хранении в нем твердая фракция доводится до влажности 78-80 % отжатием жидкости под давлением самой массы. Из кессон-дозатора твердая фракция выгружается в транспортные средства для вывозки на поля.

Жидкая фракция, прошедшая через динамические виброфильтры, перекачивается в вертикальные отстойники. После 3-часового отстаивания осветленная жидкость поступает в аэротенки первой ступени биологической очистки, а осадок влажностью около 94 % подается на иловые площадки. После 2-часовой обработки в аэротенках первой ступени жидкость поступает во вторичные отстойники. Осевший активный ил возвращается из них в аэротенки, а избыточное количество его подается на иловые площадки. Осветленная жидкость из вторичных отстойников подается в первичный отстойник второй ступени биологической очистки, откуда поступает в аэротенки второй ступени с пневматической аэрацией, рассчитанной на суточную обработку жидкости.

После второй ступени очистки жидкость отстаивается в отстойнике, хлорируется и перекачивается в сборник очищенной воды, куда поступают очищенные стоки жилого поселка. Из сборника очищенная вода перекачивается в полевые пруды-накопители. Вместимость их 640 тыс. м³, площадь зеркала воды —13 га. Содержание азота в биологически очищенном фильтрате всего лишь 0,01 %, что в 70 раз меньше, чем в исходных экскрементах. В результате такой обработки навоз обесценивается как удобрение.

На комплексах по откорму 10 тыс. бычков в год животные содержатся на решетчатых полах над каналами шиберной системы удаления навоза. В помещениях для откорма молодняка в первый период (до возраста 115 дней) расход воды для удаления навоза в несколько раз превышает количество выделяемых экскрементов. В помещениях для второго периода откорма (от 115 до 400 дней) происходит значительное разбавление навоза водой при мытье решетчатых полов. В среднем экскременты оказываются разбавленными водой примерно в 2 раза.

Навозные стоки разделяют на фракции установкой, состоящей из виброгрохота ГИЛ-52 и шнекового пресса ВПО-20А. Твердую фракцию буртуют бульдозером, а жидкую — направляют в отстойники-накопители. Из них осветленная жидкость перекачивается насосом в полевые хранилища или к дождевальным установкам. Возможна также вывозка полужидкого навоза цистернами-разбрасывателями и без предварительного разделения его на фракции.

Химический состав экскрементов, навозных стоков и продуктов их обработки в зависимости от применяемой технологии удаления на крупных животноводческих комплексах приводится в таблицах 57 и 58.

Табл. 57. Химический состав экскрементов, навозных стоков и продуктов их обработки на свиноводческом комплексе «Кузнецовский» (данные ВИУА).

Удобрение	Содержание, %
	сухого вещества	азота общего	фосфора Р2О5	калия К2О	Отношение N : Р : К
Экскременты свежие Навозные стоки Осадок с виброфильтров Фильтрат после виброфильтров Фильтрат после второй ступени биологической очистки Избыточный ил (свежий)	9,82 1,57 14,79 1,16 0,24 1,18	0,72 0,114 0,331 0,102 0,010 0,100	0,47 0,085 0,192 0,050 0,006 0,057	0,21 0,039 0,039 0,038 0,021 0,036	1 : 0,7 : 0,3 1 : 0,7 : 0,3 1 : 0,6: 0,1 1 : 0,5 : 0,4 1 : 0,6: 2,1 1 : 0,6 : 0,4

Примечание. Содержание амонийного азота при хранении свежих экскрементов быстро увеличивается и через 2-3 недели достигает 0,3-0,4%.

Табл. 58. Химический состав навозных стоков и продуктов их обработки на комплексе «Вороново» по откорму 10 тыс. бычков в год (данные ВИУА).

Удобрение	Содержание, %
	сухого вещества	азота общего	азота аммонийного	фосфора Р2О5	калия К2О	Отношение N : Р : К
Полужидкий навоз Жидкая фракция Твердая фракция	7,8 4,8 20,9	0,45 0,38 0,56	0,23 0,23 0,22	0,25 0,21 0,30	0,37 0,36 0,42	1 : 0,6 : 0,8 1 : 0,6 :1 1 : 0,5 : 0,7

На животноводческих комплексах, построенных по другим проектам и с иной технологией уборки, хранения и подготовки навоза к использованию, другими будут продукты обработки и химический состав. Возможно также получение и не разбавленного водой бесподстилочного навоза.

Каждая последовательно выполняемая технологическая операция на пути навоза от животного до поля требует отдельного рассмотрения. Химический состав и физико-механические свойства навоза в большой степени зависят от способов содержания животных.

Технологическая схема использования бесподстилочного навоза.

Нормы, сроки внесения и способы заделки бесподстилочного навоза.