Экологизация животноводства лимитируется эффективностью утилизации на земледельческих полях навозных стоков, образующихся при бесподстилочном разведении сельскохозяйственных животных и содержащих болезнетворные бактерии, яйца и личинки гельминтов. Для обработки навозных стоков как многокомпонентных сред предложена технология, включающая разделение их на твердую фракцию и жидкую фазу в осадительной центрифуге со шнековой выгрузкой осадка и последующую дегельминтизацию жидкой фазы на установке ультрафильтрации. Для оценки эффективности технологии использованы методы математического моделирования с применением как оригинальных подходов в процессе центрифугирования с определением локальных пофракционных степеней улавливания и интегральной степени очистки, так и классических в процессе ультрафильтрации, основанных на диффундировании вещества через полупроницаемую перегородку под действием градиента давления. Исследования проводились на примере племенного завода по разведению КРС. По результатам математического моделирования установлено, что при заданной производительности 3…4 м3/ч все рассматриваемые центрифуги типа ОГШ обеспечивают степень очистки навозных стоков от твердой фракции на 97%, при этом, по критерию энергоэффективности, рекомендована машина типа ОГШ-202К-03 с мощностью привода 5,5 кВт. Определено, что для очистки жидкой фазы от патогенных микроорганизмов с увеличением рабочего давления от 0,1 до 0,7 МПа площадь фильтровальной перегородки мембран типа МФАС-Б-4 и МФАС-П-2 снижается с 78,2 до 11,2 м2, для мембраны типа МФАС-МА-6 - соответственно с 33,0 до 4,7 м2. Установлено, что при рабочем давлении 0,2 МПа, согласно критериям энергоемкости процесса и материалоемкости установки ультрафильтрации, целесообразно использовать мембрану типа МФАС-П-3, имеющую площадь фильтровальной перегородки 2,73 м2.
Ecologization of animal husbandry is determined by the efficiency of manure disposal in agricultural fields. Manure effluents are formed as a result of livestock keeping without litter and they contain pathogenic bacteria, helminth eggs and larvae. For the treatment of manure effluents as multicomponent substances, the authors have proposed a technology including their separation into solid and liquid fractions in a precipitation centrifuge with a screw sediment discharge and subsequent deworming of the liquid fraction in an ultrafiltration installation. To evaluate the effectiveness of the technology, the methods of mathematical modeling were applied. The methods are based on both original approaches to the centrifugation process with the determination of local fractional degrees of capturing and the integral degree of cleaning, and conventional ones consisting in the ultrafiltration process based on the diffusing of a substance through a semipermeable partition under the action of a pressure gradient. The research was carried out in a livestock breeding farm enterprise. According to the results of mathematical modeling, it was established that for a given performance of 3.. .4 m3/h all considered centrifuges of the ОГШ type provide 97% degree of manure removal from the solid fraction, while according to the energy efficiency criterion, it is advisable to recommend the ОГШ-202K-03 machine with the drive power of 5.5 kW. It was found that to clean the liquid fraction from pathogenic microorganisms, an increase in the operating pressure p from 0.1 to 0.7 MPa is accompanied by a decrease in the area F of the membrane filter partition of the МФАС-Б-4 and МФАС-П-2 type from 78.2 to 11.2 m2 for membrane type МФАС-МА-6 - respectively from 33.0 to 4.7 m2. It was found that at an operating pressure of 0.2 MPa, according to the criteria of energy intensity of the process and material capacity of the ultrafiltration installation, it is advisable to use a МФАС-П-3 membrane type with a filter partition area of 2.73 m2.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.