Вода та її якість за державним стандартом

Вода на тваринницьких фермах потрібна для напування худоби, приготування кормів, первинної обробки і переробки молока, миття посуду, тому вона не має містити шкідливих речовин і бактерій.

Вода для напування тварин і виконання інших технологічних процесів на фермах має бути чистою, прозорою, безбарвною, без запаху, не містити шкідливих речовин і бактерій. Показники санітарно-гігієнічних якостей води для напування регламентують стандарти, де зазначено допустимі значення її фізичних, хімічних і бактеріологічних властивостей.

Вода для напування тварин і виконання інших технологічних процесів на фермах має бути чистою, прозорою, безбарвною, без запаху, не містити шкідливих речовин і бактерій. Показники санітарно-гігієнічних якостей води для напування регламентують стандарти, де зазначено допустимі значення її фізичних, хімічних і бактеріологічних властивостей.

Для перевірки якості води проводять аналізи.

Під час фізичного аналізу води визначають її температуру, мутність, колір, смак і запах.

За допомогою хімічного аналізу визначають вміст у воді різних хімічних елементів (кальцію, магнію, заліза, марганцю та ін.).

Бактеріологічний аналіз дає змогу визначити вміст у воді бактерій.

Аналізи проводять у лабораторіях. Висновок про придатність води для господарсько-питних потреб дають органи санітарної інспекції. Якщо вміст шкідливих домішок і бактерій перевищує допустимі норми, воду піддають спеціальній обробці.

Таблиця 3.1

Вимоги до якості води

3.2. Джерела водопостачання і водозабірні пристрої

Для водопостачання тваринницьких ферм можуть бути використані відкриті (поверхневі) джерела, до яких належать річки, озера, водойми, канали тощо, а також безнапірні і напірні підземні води.

Підземні води, у свою чергу, поділяють на ґрунтові і міжпластові. Ґрунтові води знаходяться над першим водонепроникним шаром і характеризуються відсутністю напору, постійним коливанням рівня, небезпекою забруднення різними речовинами. Міжпластові води залягають між двома водонепроникними шарами (напірні та артезіанські).

Забір води із поверхневих джерел здійснюють спеціальні берегові або руслові водозабірні споруди. їх розміщують за течією річки, обов’язково вище населених пунктів і виробничих підрозділів.

Для забору води із підземних джерел використовують шахтні або трубчасті колодязі (бурові свердловини).

Рис. 3.1. Схеми водозаборів берегового типу (а) та руслового (б) з поверхневих джерел:

1 – водоприймач; 2 – самопливна труба; 3 – засувка; 4 – береговий колодязь; 5 – насосна станція

Шахтний колодязь влаштовують для забору ґрунтових вод, що залягають на глибині 30 — 40 м. Він складається з водоприймальної частини із фільтром із гравію, шахти і оголовка. Довкола оголовка влаштовують глиняний замок завширшки і завглибшки не менше 1 м для захисту від забруднень атмосферними опадами. Шахту роблять квадратною або круглою. На дні колодязя влаштовують піщано-гравійний фільтр. Шахтний колодязь працює так. Коли воду з нього не беруть, його рівень знаходиться на рівні підземних вод, який називають статичним. У разі відкачування води рівень її в колодязі знижується і залежно від витрати і припливу свіжої води встановлюється рівень, який називають динамічним. Об’єм води, який надходить у колодязь за одиницю часу, називають дебітом джерела.

Свердловина є шахтою круглого перерізу, що закріплена сталевими обсадними трубами. У нижній її частині встановлено фільтр, крізь який вода надходить у колодязь. Фільтр запобігає обвалюванню породи і потраплянню в колодязь піску.

За конструкцією робочої частини фільтри поділяють на сітчасті, дротяні, щілинні і гравійні. Якщо водоносний шар складається з твердих порід із тріщинами, то фільтри не встановлюють і вода надходить безпосередньо із свердловини.

Рис. 3.2. Конструктивна схема колодязів:

а) шахтного: 1 – вентиляційна труба; 2 – оголовок; 3 – глиняний замок; 4 – шахта; 5 – водоприймальна частина;

6 – фільтр; б) трубчастого: 1 – напрямна втулка; 2 – обсадна труба; 3 – ущільнення; 4 – надфільтрова труба;

5 – фільтр; 6 – відстійник

3.3. Система водопостачання, призначення її елементів

Система водопостачання – це комплекс елементів (інженерних споруд та технічних пристроїв) для забирання, обробки до потрібної якості, доставляння розподілу води між споживачами.

Нормальне функціонування тваринницьких ферм можливе за стабільного водопостачання, яке забезпечує сукупна система: джерел води, водозабірних споруд, засобів забору і підіймання води, її очищення, транспортування і подавання до місць споживання.

За способом подавання води споживачам система водопостачання є самопливною і напірною. Самопливну систему застосовують тоді, коли джерело води розміщене вище, ніж споживачі. Напірну систему водопостачання застосовують у решті випадків.

Залежно від призначення об’єктів водопостачання та їх розташування системи водопостачання поділяють на централізовані, децентралізовані і змішані, або комбіновані.

За централізованого водопостачання всі точки споживання води розміщують на об’єкті водопостачання, обслуговуються вони одним водопроводом; за децентралізованого водопостачання обслуговування кожного об’єкта здійснюється від окремого водопроводу. У разі обслуговування частини об’єктів водопостачання централізовано, а частини — децентралізовано, система водопостачання буде змішаною.

У загальному вигляді схема системи механізованого водопостачання включає такі елементи: джерело води, водозабірні пристрої, насосну станцію, очисні споруди, напірно-регулювальну споруду, зовнішній та внутрішній водопровід і розбірні пристрої.

Рис. 3.3. Схеми водопостачання під час забирання води:

а) з відкритої водойми; б, в) відповідно – із трубчастого та шахтного колодязів; 1 – водойма;

2 – водоприймальний пристрій; 3 – береговий колодязь; 4 – насосна станція; 5 – водоочисна споруда;

6 – резервуар очищеної води; 7 – водонапірний бак; 8 – водопровідна мережа; 9 – об’єкти споживання води;

10 – буровий колодязь; 11 – водонапірна башта; 12 – повітряно-водяний бак; 13 – шахтний колодязь

3.4. Водопровідні мережі й водонапірне обладнання

Водопровідна мережа призначена для підведення та розподілу води до місць споживання. Ділянка водопровідної мережі, якою вода подається від насоса у водонапірну башту, називається напірним трубопроводом. З башти під дією гідростатичного тиску (напору) вода розподіляється до об’єктів її споживання. При цьому частина водопроводів, прокладена на території ферми від водонапірної споруди до окремих об’єктів споживання води, називається зовнішньою або магістральною мережею, а та, що забезпечує розподіл води між безпосередніми споживачами у приміщеннях – внутрішньою.

За конфігурацією водопровідна мережа є:

• кільцевою;
• тупиковою;
• змішаною.

Тупикова мережа складається з окремих ліній. Вода з водонапірної башти розводиться головною магістраллю у відгалуження, які закінчуються тупиками.

Рис. 3.4. Схема тупикової водопровідної мережі:

ВБ – водонапірна башта; 1, 2, …, 6 – розподільчі колодязі

Кільцева мережа забезпечує рух по замкнутому контуру і підводить воду до споживачів як мінімум з двох боків.

Рис. 3.5. Схема кільцевої водопровідної мережі

ВБ – водонапірна башта; 1, 2, …, 9 – розподільчі колодязі

На невеликих фермах зовнішню водопровідну мережу часто прокладають за тупиковою схемою, а на великих фермах і комплексах – за кільцевою. Якщо на фермі об’єкти споживачів розміщені в кілька рядів, то схема водопроводу може бути кільцевою або змішаною.

Кільцева мережа зовнішнього водопроводу довша за протяжністю і дорожча від тупикової, але при цьому система водопостачання працює надійніше, покращуються умови виконання профілактичних заходів, а також ремонту окремих ділянок. Воду до споживачів можна підводити з двох боків, що дозволяє за потреби відключати пошкоджені дільниці мережі, не зупиняючи подавання води іншим споживачам. У кільцевих схемах водопостачання стабільніший напір на всій довжині мережі, а також зменшується безпека гідравлічних ударів і замерзання води в трубах. У змішаних схемах мереж до основного замкнутого контуру приєднують окремі тупикові вітки. Зовнішню водопровідну мережу частіше всього прокладають з чавунних і азбестоцементних труб, рідше використовують сталеві труби. У такому випадку стальні труби обробляють або покривають антикорозійною ізоляцією. Стальні труби застосовують переважно для внутрішніх водопровідних мереж.

Під час прокладання трубопроводу слід дотримуватися таких правил:

• трасу водопроводу вибирати відповідно до умови найкоротшої доставки води споживачам;
• труби розміщувати на глибині нижче рівня промерзання ґрунту.

На водопроводах встановлюють запірно-регулювальну і запобіжну арматуру та водорозподільні пристрої.

До запірно-регулювальної арматури належать засувки і дискові поворотні затвори, призначені для регулювання витрат води в мережі і від’єднання ділянок мережі у разі аварії і ремонту.

Рис. 3.6. Загальний вигляд типової засувки

Рис. 3.7. Шиберна засувка з електроурухомником

Рис. 3.8. Кульовий кран

До запобіжної арматури належать зворотні й запобіжні клапани і повітряні вантузи.

Зворотні клапани застосовують для запобігання зворотному рухові води трубопроводами у разі зупинки насоса, їх ставлять, наприклад, на напірних трубопроводах насосів.

Рис. 3.9. Зворотній клапан

Для захисту трубопроводів від високих тисків застосовують запобіжні клапани.

Рис. 3.10. Пружинний запобіжний клапан

До водорозподільних пристроїв належать водорозподільні колонки, крани і пожарні гідранти.

Рис. 3.11. Водорозбірний кран

У механізованих системах водопостачання тваринницьких підприємств для створення потрібного тиску в мережі в період вимкнення насоса, створення і зберігання запасів та регулювання подавання води застосовують водонапірні споруди (баки, башти, повітряно-водяні котли або гідроакумулятори). При цьому найзручнішими і найпоширенішими є металеві збірно-блочні безшатрові башти конструкції інженера А.А. Рожновського.

Рис. 3.12. Будова безшатрової водонапірної башти конструкції А. А. Рожновського (а) та її загальний вигляд (б):

1 – напірно-розвідна труба; 2 – зливна труба; 3 – анкерні болти; 4 – фундамент; 5 – земляний вал (обсипка);

6 – колона; 7 – зовнішня драбина; 8 – внутрішні драбини; 9 – люк; 10 – вентиляційна труба; 11 – накривка бака; 12 – утримувачі криги; 13 – бак; 14 – оглядовий колодязь; 15 – заслінка

Башти розраховані на температуру повітря до -40 °С. Рівень води в баштах регулюється автоматично. Башту монтують на фундаменті. Нижню частину башти утеплюють земляною підсипкою. Без утеплення башти використовують там, де температура води підземних джерел не менше 4 °С, а обмін води у башті проходить не менше одного разу за добу. За інтенсивної циркуляції вода у башті не замерзає навіть за значного зниження зовнішньої температури.

Збірно-блочна водонапірна башта зварена з листового металу, має опору і бак, які під час експлуатації постійно заповнені водою. Башта не обігрівається і спеціальної теплоізоляції не має. Внутрішні стінки обладнані скобами, які ніби армують льодовий шар, що повільно намерзає завтовшки до 300 мм і цим утворює теплоізоляційну оболонку.

3.5. Водопідіймальне насосне обладнання

Насосами називають гідравлічні машини, призначені для піднімання, нагнітання і переміщення рідини.

За принципом дії насоси поділяють на:

• лопатеві;
• об’ємні;
• струминні.

У лопатевих (відцентрових та вихрових) насосах рідина переміщується під дією обертання робочого колеса з лопатями. Основним робочим органом лопатевих насосів є колесо з лопатями.

Відцентрові насоси застосовують для забору і подавання води з поверхневих джерел, шахтних і трубчастих колодязів. Їх поділяють:

• за розміщенням осі – на горизонтальні і вертикальні.
• за кількістю робочих коліс – на одно- і багатоколісні, або багатоступінчасті.
• за місцем установлення – на поверхневі, заглибні і плаваючі.
• за величиною напору – на низького (до 20 м), середнього (до 40-60 м) і високого тиску (понад 60 м).

Перевагами відцентрових насосів є: простота конструкції і надійність у роботі; мала маса і потреба в незначній площі для їх установлення; зрівноваженість у роботі, що дає змогу обійтись без масивних фундаментів; велика кількість обертів, внаслідок чого їх можна з’єднувати безпосередньо з електродвигуном; відсутність ударів та вібрацій у трубопроводах; можливість забору рідини зі значним вмістом механічних домішок.

Рис. 3.13. Типова схема відцентрового насоса з урухомником

Недоліками вважають необхідність заливання відцентрових насосів та всмоктувальної труби водою перед пуском і відносно мала висота всмоктування.

Робоче колесо відцентрового насоса насосної установки закріплене на валу й обертається в корпусі. Принцип дії насоса такий. При обертанні робочого колеса вода, що знаходиться в міжлопатевих його порожнинах, під дією відцентрової сили спрямовується від центра колеса до його периферії і набуває при цьому кінетичної енергії, яка забезпечує в корпус насоса напір, завдяки якому вода надходить з корпусу в нагнітальну трубу і далі – у водопровідну мережу. При звільненні каналів колеса від води в його середній частині та у всмоктувальній трубі створюється розрідження, що сприяє засмоктуванню води з колодязя в насос. Таким чином, при обертанні робочого колеса створюється потік води з колодязя до насоса і через нього у водопровідну мережу.

Рис. 3.14. Схема насосної установки:

1 – приймальний клапан; 2 – всмоктувальна труба; 3 – лопатка; 4 – робоче колесо; 5 – напірний трубопровід;

6 – корпус насоса

Заглибні відцентрові насоси в тваринництві найчастіше застосовують на фермах із добовою витратою води 10 м³ і більше. Насоси ЭЦВ призначені для підіймання води. Заглибні насоси обладнані сухими, маслозаповненими, напівсухими і мокрими електродвигунами. Позначення марки насоса, наприклад ЭЦВ-6-10-80, розшифровують так: Э — електрозаглибний; Ц — відцентровий; В — високонапірний; 6 — зменшений у 25 разів мінімальний діаметр свердловини, мм; 10 — подача, м³/год; 80 — напір, м.

Рис. 3.15. Конструктивно-функціональна схема відцентрового заглибного насоса типу ЭЦВ (а) та загальний вигляд насоса ЭЦВ (б):

1 – зворотний клапан; 2 – підшипники вала; 3 – вал; 4 – корпус; 5 – напрямна; 6 – робоче колесо; 7 – фільтр;

8 – електричний двигун

Лопатеві вихрові насоси типу В, ВК, ВКС і ВКО призначені для перекачування чистої води з відкритих водойм і шахтних колодязів за висоти всмоктування 5 – 7 м. Це самовсмоктувальні насоси, вони не потребують заливання води перед повторним запуском.

3.6. Напувалки, їх типи

Напувалка – це спеціальний автоматично діючий пристрій, за допомогою якого тварини і птиця самостійно без участі людини отримують із водопроводу необхідну для напування воду в будь-який час доби і в необхідній кількості.

Автонапувалки за організацією напування поділяють на:

• індивідуальні – застосовують на фермах ВРХ за прив’язного утримання, на свинофермах в окремих станках;
• групові – використовують на фермах ВРХ за безприв’язного утримання, у літніх таборах, а також для свиней за групового утримання.

За принципом дії поділяються на:

• клапанні;
• вакуумні;
• поплавкові;
• соскові;
• краплинні (ніпельні).

3.6.1. Напувалки для великої рогатої худоби

Для напування великої рогатої худоби на фермах будь-яких розмірів застосовують індивідуальні або групові напувалки.

Напувалка АП-1А застосовується для напування всіх видів і груп великої рогатої худоби крім молодняку. Застосовують її в корівниках із прив’язним і боксовим утриманням тварин, зокрема в фермерських господарствах.

Рис. 3.16. Конструктивно-функціональна схема автонапувалки АП-1А (а) та загальний вигляд (б):

1 – кутник; 2 – клапан; 3 – сідло; 4 – накривка; 5 – кронштейн; 6 – вісь; 7 – важіль; 8 – чаша; 9 – амортизатор

Вода з водонапірної мережі стояком надходить до чаші автонапувалки. Під дією гумового амортизатора 9 клапан 2 і гумове сідло 5 щільно зачиняють відхідний отвір, а важіль 7 стержнем клапана піднятий від дна чаші 8. Тварина, прагнучи дістати воду, натискає носом на важіль 7, амортизатор 9 стискується, клапан відходить від сідла і крізь щілину, що утворилася, надходить вода. Після того як тварина нап’ється і відпустить важіль, амортизатор щільно притискує клапан до гнізда, припиняючи надходження води в чашу.

Автонапувалка ПА-1А має таке саме призначення, але всі деталі виготовлені з металу. Автонапувалки міцніші, їх можна використовувати на фермах молодняку великої рогатої худоби.

Рис. 3.17. Конструктивно-функціональна схема автонапувалки ПА-1А (а) та загальний вигляд (б):

1 – чаша; 2 – педаль; 3 – шарнір; 4 – гніздо клапана; 5 – прокладка; 6 – клапан тарілчастий; 7 – шток;

8 – пружина; 9 – напрямна штока; 10 – корпус

Групові чотиримісні автонапувалки з електропідігріванням АГК-4Б застосовують для напування худоби в корівниках за безприв’язного утримання, на вигульних майданчиках і в таборах (до 100 голів). Напувалка складається з корита, утепленого скловолокнистою ізоляцією, напувальної чаші місткістю 40 л, клапанного механізму з поплавцевим приводом і системи електропідігрівання. Місця для напування тварин закриті підпружиненими накривками.

Рис. 3.18. Конструктивно-функціональна схема групової автонапувалки АГК-4Б (а) та загальний вигляд (б):

1 – шафа керування; 2 – електронагрівник (тен); 3 – поплавець; 4, 7 – відповідно поплавцева і напувальна чаші;

5 – накривка; 6 – клапанний механізм; 8 – корпус; 9 – плита; 10 – рукав; 11 – хомут; 12 – патрубок;

13 – терморегулятор

У корпусі над чашею розміщений трубчастий електронагрівний елемент потужністю 705 Вт. Потрібну температуру води автоматично підтримує терморегулятор. Основними його вузлами є мікроперемикач і мембрана. У разі нагрівання води мембрана прогинається, тисне на мікроперемикач і вимикає електричне коло живлення нагрівного елемента. Обертанням регулювального гвинта, який за допомогою гвинтової пари змінює величину зазору між мембраною і мікроперемикачем, встановлюють потрібну температуру води. Рівень води у напувальній чаші регулюють переміщенням важеля поплавця навколо осі шайб клапанного механізму так, щоб за рівня води 100-110 мм її надходження в чашу припинялося.

Ізольована двокамерна напувалка ID100 «Тепле джерело» застосовується в корівниках з безприв’язним утриманням худоби, а також на пасовищах. Напувалка виконана з високоякісного поліетилену, подвійні стінки напувалки ізольовані поліуретановою піною, завдяки чому її можна використовувати як за низьких температур (до -30 ° С), так і в літню спеку. Подача води здійснюється водопроводом який прокладено нижче рівня промерзання ґрунту (мінімум 1,8 м). Напувалка оснащена кришкою, яка легко відкривається. Дві кулі, що закривають отвори в кришці, чудово запобігають забрудненню рідини та контакту з повітрям. Вбудований поплавковий клапан дозволяє регулювати необхідний рівень води.

Рис. 3.19. Ізольована двокамерна напувалка ID100 «Тепле джерело»

Напувалка групова перекидна. Призначена для напування групи корів водою за безприв’язного утримання тварин.

Рис. 3.20. Напувалка групова перекидна

Напувалка працює таким чином: вода з трубопроводу через клапанний пристрій надходить у напувалку, в міру наповнення напувалки водою поплавок клапанного пристрою піднімається з рівнем води і перекриває вхід води в напувалку. В міру використання води поплавок клапанного пристрою опускається і відчиняє вхід води в напувалку. Таким чином, рівень води в напувалці поновлюється.

3.6.2. Напувалки для свиней

Для напування свиней застосовують чашкові та безчашкові (соскові, ніпельні) автонапувалки.

Безчашкові соскові напувалки ПБС-1А встановлюють у свинарниках для групового або індивідуального утримання тварин у станках та на вигульних майданчиках. Одна напувалка розрахована на 25-30 голів. Напувалка складається (рис. 3.22) з корпусу 2, соски 1, ущільнювальних прокладок 3 та 4 і клапана 6. Встановлювати її потрібно з нахилом (45^о) так, щоб носик корпусу був над соскою.

Діє напувалка так. Тварина бере ротом сосок 1 разом з корпусом 2 напувалки і стискує їх. Сосок 1 перекошується відносно корпуса 2 і клапана 6. При цьому утворюється зазор між клапаном 6 та прокладкою 4, крізь який вода під тиском надходить осьовим каналом соска в порожнину рота тварини. Коли тварина відпускає сосок, під дією амортизатора клапан повертається в початкове положення і перекриває витікання води.

Подача води становить 1,33 л/хв. За сили притискання кінця соски 15 Н і тиску води в мережі 80-350 кПа.

Соскова напувалка типу АС-Ф-25 призначена для напування молодняку і дорослого поголів’я свиней.

1 – пробка; 2 – пружина; 3 – сідло соски; 4 – корпус; 5 – диск; 6 – трубка соски

Під час напування тварина забирає сосок разом із носком корпусу і стискає їх. При цьому сосок переміщується до зіткнення із носком корпусу, а між ущільненням в соску і кільцевим пояском клапану утворюється щілина, через яку вода поступає безпосередньо в рот тварини. Коли вона нап’ється і випустить із рота сосок, той під дією тиску води повернеться в початкове положення, і надходження води з напувалку припиниться. За тиску в системі від 0,08 до 0,35 МПа витрата напувалки становить 1,33 л/с. Одна соскова напувалка розрахована на обслуговування 20-30 свиней.

Серед чашкових напувалок є напувалки моделей МР 8, МР 10, 92R та інші.

Рис. 3.23. Напувалка МР 8

Рис. 3.24. Конструктивно-функціональна схема чашкової напувалки моделі 92 R (а) та загальний вигляд (б):

1 – чаша; 2 – клапан; 3 – ущільнювальна прокладка; 4 – пружина; 5 – корпус; 6 – регулювальний гвинт;

7 – фільтр

3.6.3. Напувалки для птиці

Ніпельна напувалка призначена для напування птиці усіх вікових груп у разі утримання її у кліткових батареях. Їх можна застосовувати також для напування бджіл.

До складу напувалки входять (рис. 3.25): корпус 4, ніпель 5, клапан 2. Корпус 4 загвинчується в штуцер, на водопровідній трубі 1. Його відхилення від вертикалі не повинно перевищувати 1,5-2°.

Діє напувалка таким чином. Вода з водопровідної мережі через поплавкові регулятори надходить у зрівноважувальні бачки, розташовані в кожному ярусі кліткових батарей. Поплавкові пристрої бачків відрегульовані таким чином, що у водопровідній трубі напувалок підтримується тиск води близько 0,05 МПа. При правильному регулюванні тиску води на кінці нижнього клапану ніпеля через кожні 30-40 с з’являється крапля води і утримується за рахунок капілярного зчеплення.

Рис. 3.25. Конструктивно-функціональна схема ніпельної напувалки для птиці (а) та загальний вигляд (б)

1 – водопровід; 2 – клапан; 3 – гніздо клапана; 4 – корпус; 5 – ніпель

Крім крапельних напувалок у птахівництві в кліткових батареях застосовують жолобкові напувалки для курчат віком від 1 до 30 діб, мікрочашові для дорослої птиці та вакуумні.

Рис. 3.26. Вакуумна напувалка ПВ для птиці

3.6.4. Напувалки для овець

Групову автонапувалку ГАО-4 (рис. 3.27) призначено для напування вівцематок і ягнят в стійловий період. Одночасно обслуговуються 4 вівцематки, а протягом години – до 230 голів. Постійний рівень води в ній підтримується поплавцевим механізмом. До водопровідної мережі вона приєднується через гумові патрубки. На дні чаші-резервуару діаметром 500 мм і завглибшки 150 мм розміщені клапанний механізм і зливний отвір.

Рис. 3.27. Схема групової автонапувалки ГАО-4 (а) для овець та загальний вигляд (б):

1 – стояк (ніжка); 2 – чаша; 3 – поплавцевий механізм; 4 – накривка; 5 – водопровідна труба