В молочном животноводстве вода используется для поения животных, приготовления кормов, мойки и дезинфекции производственных помещений, доильного оборудования, а также для охлаждения молока. Избыточный расход воды на ферме приводит к увеличению объёмов навоза и навозохранилищ, а также транспортных расходов при внесении навоза на поля.
Характеристики фермы
Учёными нашего института проведен проведен теоретический расчет и последующий анализ водопользования молочной фермы беспривязного содержания на 1000 коров со шлейфом и среднесуточной продуктивностью 28 кг/гол. Поголовье дойного стада составляло 800 голов, из которых 400 и 200 голов были размещены в отдельных зданиях, а еще 200 голов – в здании смешанного содержания с сухостойными коровами. Размер технологической группы – 100 коров. Согласно расчета, с учетом требуемого на одну голову фронта поения для каждой половозрастной группы при объеме поилки 200 л общее количество поилок на ферме составляет 77 шт.
По данным от действующих сельхозпредприятий по производству молока в рацион для коров вода добавляется в кормовую смесь из расчёта 5 л/гол. В среднем в таком же количестве вода используется для разведения заменителей цельного молока при кормлении телят. Санитарная обработка клеток для телят профилактория осуществляется ежесуточно, а клеток для телят – раз в месяц. Регулярную обработку копыт проводят три раза в неделю, для чего используются две ванны объёмом 200 л: с чистой водой – для промывки копыт животных перед основной обработкой, и с раствором – для их обработки. Содержимое ванны меняют после прохода через неё 200 коров.
Доение коров осуществляется три раза в сутки в доильном зале типа «Карусель» на 40 мест. Площадь пола преддоильной площадки, доильного зала, подлежащая уборке после каждого доения, составляет 459,3 м2. На уборку пола в доильном зале расходуется 5 л/м2, на подмывание вымени у коров перед доением – 2 л/гол. Согласно рекомендованным настройкам параметров промывки оборудования расход воды на разовую промывку оборудования составляет 1,2 м3, т.е. 3,6 м3/сут., на промывку молочных танков-охладителей для хранения суточного надоя – 1,02 м3/сут. Для мгновенного проточного охлаждения молока используются пластинчатые теплообменники с расходом воды 2 л/кг молока.
Среднесуточное количество навоза и его влажность рассчитаны с учётом количества косметической подстилки из условия 1 кг/гол. в сутки и норм выхода и характеристик экскрементов для каждой половозрастной группы животных.
Что в остатке?
По расчётам, общий расход воды для фермы на 1000 коров со шлейфом и среднесуточной продуктивностью 28 кг/гол. составляет 189,97 м3/сут. 64,4% этой воды используется на поение животных и приготовление кормов, 23,6% – на охлаждение молока, 12% – на технологические нужды.
Вода, использованная на технологические нужды, образует стоки, которые составляют 22,82 м3/сут. Из этого объёма наибольшая часть 30,2% (6,89 м3/сут.) образуется после уборки доильного зала, 20,2% (4,62 м3/сут.) после промывки доильно-молочного оборудования, 19,3% (4,4 м3/сут.) – мытья поилок.
На ферме образуется около 83,6 т/сут. экскрементов животных, которые вместе с частью подстилки (2,3 т/ сут.) смешиваются со сточной водой, поступающей в систему навозоудаления (18,2 т/сут.), и составляют общий выход навоза 104,1 т/сут. влажностью 88,4%.
Это расчёты, но на практике нередко расход воды на выполнение некоторых перечисленных операций никак не контролируется, а количество стоков оказывается значительно больше нормативных. Стоки от промывки доильного оборудования и молочных танков собираются отдельно и направляются в септик. Остальная вода, использованная на технологические нужды, впоследствии, как правило, в виде стоков поступает в систему навозоудаления. Учитывая то, что жидкий навоз должен храниться не менее 6 месяцев, значительно увеличивается объем необходимых навозохранилищ и затраты по внесению навоза на поля.
Использовать повторно
Сократить расход воды на ферме позволяет применение водосберегающих решений, включающих в себя технические средства с минимальным использованием воды, оптимизацию площадей фермы и вторичное использование водных ресурсов.
Вода, расходуемая на охлаждение молока в проточном охладителе, может направляться на поение животных, что приведет к снижению расхода воды на ферме на 23,6%.
Образующиеся на ферме стоки можно разделить по типам основных загрязнений: навозосодержащие – после мытья загрязнённых навозом поверхностей; стоки от промывки и обеззараживания доильно-молочного оборудования и стоки после мытья поилок. Повторно использовать целесообразнее очищенные стоки после мытья поилок и молочного оборудования, если направлять их в доильный зал для предварительного смыва навоза с загрязнённых площадей, в первую очередь преддоильной площадки и санитарной зоны. Вторичное использование очищенных сточных вод, а не артезианской воды, для смыва загрязненных навозом площадей и обработки копыт позволяет уменьшить расход воды на технологические нужды до 33,2% – именно такие данные получены в ходе исследования.
Избыток очищенной воды может быть направлен на прочие нужды (мытьё техники, территории, полив зеленых насаждений и т.п.). Общий выход стоков сократится на количество стоков после мытья поилок (4,4 м3/сут.) и молочного оборудования (4,62 м3/сут.) и составит 39,5% от образующихся на ферме стоков (22,82 м3/сут.). По расчетам, для фермы на 1000 коров со шлейфом раздельный сбор стоков позволит сократить количество навоза примерно, на 4,2%, а его влажность – до 87,9%.
Все средства хороши
Сократить расход воды на поение, приготовление кормов, промывку молочного оборудования не представляется возможным. Количество используемой воды для мытья доильного оборудования и молочных танков регламентировано и контролируется компьютером, поэтому потребности в воде постоянны. При проведении других технологических операций на количество используемой воды оказывает значительное влияние применяемое оборудование и методы управления молочной фермой. В некоторых операциях возможно сокращение (за счет используемых технических средств) или исключение расхода воды – это, например, обработка копыт, подмывание вымени, охлаждение молока, при этом целесообразна оценка эффективности альтернативных технологий.
Возможно снижение потребления воды на технологические нужды при использовании таких технических средств, как мойка высокого давления при уборке площадей доильного зала (на 15,1%) и скруббер для очистки вымени (на 18,9%), а альтернативой скрубберу может быть использование одноразовых салфеток (на 21%). Совместное использование указанных технических средств на уборку площадей доильного зала и обработку вымени позволит снизить расход воды и образование стоков на технологические операции на 34-39,9%.
Решать на стадии проектирования
Технологические решения оказывают значительное влияние на выход стоков. Сокращению воды на уборку площади доильного зала может способствовать использование доильных роботов, которые занимают меньшие площади по сравнению с доильным залом, а, следовательно, требуют меньшее количество воды для их очистки.
При различных планировочных решениях получается разная площадь уборки при одном и том же поголовье. Поэтому оптимизация технико-технологических решений на стадии проектирования является одним из способов сокращения расхода воды и выхода стоков от уборки помещений. Проведенные исследования показывают, что разница в количестве используемой воды и образующихся навозосодержащих стоков, в зависимости от вариантов размещения дойного стада и выбранного доильного зала может достигать 25%.
Использование мероприятий по сокращению расхода воды с использованием представленных технико-технологических решений позволит сократить расход чистой воды в целом по ферме от 2,4% до 5,2%, а при их комбинации – до 10,9%.
Эффективное использование воды обеспечивает снижение экономических затрат, а также повышение экологической устойчивости на молочной ферме КРС.
