除了糞汙以外,豬舍排出的氣體,其(qí)實也同樣是豬場的主要汙染物之一。一般情況下,我們在(zài)離豬場幾(jǐ)公裏遠的地方,就能夠聞(wén)到養豬場裏的氣(qì)味,即便是在封閉貯存糞汙的豬場,這一氣味仍然會對在養豬場工作的人員,以及周邊的居民造成影響。
我國在2001年頒布實施的(de)《畜禽養殖業汙染物排放標準》(GB18596-2001》中,就曾明確規定:惡臭氣體的最高允許排放濃度為70(無量綱)。
鑒於目前國內的(de)養殖企業,隻(zhī)有極少一部分在有意(yì)識地對氣體(tǐ)排放進行(háng)簡單過濾處理,而國(guó)內外政策對企業的環保要求卻日趨嚴格,所以如何減少甚至是消除豬舍(shě)排出(chū)的氣體(tǐ)汙染物,已經逐漸成為了當下興建豬場前,需要認真考慮(lǜ)的(de)問題。
1.豬(zhū)舍氣體排放物的處理方式
豬舍內的氣體汙染物(wù)(以下簡稱(chēng)廢氣),主要包括二氧化碳、氨(ān)氣、硫化氫及粉(fěn)塵顆粒。這些物質混合(hé)後之所以會(huì)產生臭味,其實是經曆了非常(cháng)複雜的相互作用。
國外的一些(xiē)研(yán)究資(zī)料表明,糞便所產生出的臭氣,是許多單一臭氣物質複雜(zá)相互作用的(de)產(chǎn)物,來源(yuán)與畜(chù)禽的體味、腐爛變質的飼料、舍內糞便的厭(yàn)氧(yǎng)分解等等都有關係2。
而國(guó)內研究人員也對這個課題進行(háng)了很多研究,如蒲(pú)施樺等人就將(jiāng)去除(chú)畜禽舍廢氣(qì)的(de)方法總結為了三大類:物理法(掩蓋法、吸附法、稀釋擴散(sàn)法)、化學法(吸收、氧(yǎng)化)和生物法(fǎ)(過濾、堆肥、土壤)。同時,他們還提出了兩類臭氣控製措施:一是在源頭上控製(zhì),減少臭氣的產生;二是從傳播途徑上,控製臭氣的擴散(sàn)3。
豬(zhū)舍除臭設備就是利用以上方(fāng)法,再把設備設置安裝在豬舍通風係統裏,從(cóng)國外豬場最近幾年的實際發展情況來看,中央(yāng)集(jí)中通風及過濾係統是應用最為廣泛(fàn)的解(jiě)決方案。
2.“中央集中式通(tōng)風及過濾(lǜ)係統”的方案優勢
豬舍的建(jiàn)造方案主要被(bèi)分為“獨棟式”和“單元式”兩種,而綜合采用兩種方案的“大棟小單元”,則是近幾年的主流(liú)建造方式。通常來說,這種單元式結構的豬舍,每(měi)個單元的通風係統都是各自獨立的。所以,最簡單粗暴的做法就是在每個單元上,都(dōu)做一套廢(fèi)氣過濾裝置(zhì),也(yě)就是“獨立單元式廢氣(qì)處理”。
很顯然,這樣(yàng)做在成本(běn)上(shàng)是非常不劃算的。不僅如此,由(yóu)於在(zài)實際(jì)操(cāo)作過程中,為了降低成本,工人(rén)通常會把過濾裝置,連接在冬季最小通(tōng)風(fēng)和過渡通風的風機階段中,因此(cǐ),這(zhè)種方案也無(wú)法徹底將廢氣處理掉(diào)。從理論上說,這種(zhǒng)方式更適合於舊舍的(de)改造。
而相對的,如果能夠(gòu)先把各個單元所需排出的廢氣聚(jù)集到一(yī)起,然後再集中處(chù)理,那麽很顯然,無論是(shì)從成本還是效果上(shàng)考慮,這種方式都(dōu)要(yào)優於前者,而這也正是“中央集中式(shì)通風過濾處理”的設(shè)計思路。
從具體實現方式上來說,首先,我(wǒ)們需要在豬舍的天花板空間(jiān)內部,做一(yī)條通風道,來打通各個單元的排(pái)風口;之後,根據每個單元的最(zuì)大通風量,計算出所需風(fēng)機的數量;最後,按照實際需求,將風機安裝(zhuāng)在豬舍的一端或兩端,再把空氣過濾裝(zhuāng)置安放在風機(jī)的前端或者(zhě)後(hòu)端,“中央集中通風及過濾係統”就(jiù)組裝完成了。
3.係統技術實現要點
a.單元排風(fēng)的控製 雖然(rán)集(jí)中通風把各個單元(yuán)的排除的廢氣集中在一起,但每(měi)個單元的(de)排風(fēng)量(liàng)並不是相同的,為了獨立控製每個單元的排(pái)風量,需要排風裝(zhuāng)置具有調節功能,目前有兩種這樣的裝(zhuāng)置,一種是測量風(fēng)機,另外一種是根據壓力調節的排(pái)風閥。
測量風機是根據風輪葉片的轉速計算出實際排風量,轉速越高代表著排氣量越大,當中央控(kòng)製電腦接收(shōu)到轉速的信號,再根據設定的需求排風量輸出一個信號控製直流24V的閥(fá)門電機,調整閥門板開啟的角度。壓力控製風閥采集的是單元內和中央排風通道之間的壓力差信號,因為壓力差和風閥排風速度之間有邏輯關係(v=i(2P/ρ)1/2),V:風速;P;壓力差(chà);ρ:氣體(tǐ)密度),因而當中央控(kòng)製電腦收到壓力差信號(hào)後,同樣也是根據設定的(de)需求排風量輸出一(yī)個信(xìn)號控(kòng)製直流24V的閥門電機,調整(zhěng)閥門板開(kāi)啟的角度。
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b. 中央排風通道,目(mù)前實際使用的中央(yāng)排風通道都是設計在整個豬舍的吊頂空間裏的,簡單的(de)就把整(zhěng)個吊(diào)頂空間都作為中央排風通道,更多的是單獨做一個密封的中央通風道,截麵形狀(zhuàng)也有矩形、菱形、梯形等樣式(shì)。建議采取單獨做風道(dào)這種方式。
雖然截麵形狀不同,但風道的麵積都是按舍內所有單元排風量的綜合起來設計計算的,通常中央排風道的截麵風(fēng)速按照3m/s設計的,因此單(dān)獨做風道截麵積會精確,風速就會控製的精準一些。低於3m/s那麽(me)風(fēng)道截麵積需要做的更大,建造上成本要增加;大於3m/s的話不(bú)但造成排風係統風阻太大,而且對每個單元的排風量控(kòng)製的難度加大(dà)。舉例整個豬舍有10個單元(育肥舍),每(měi)個單元(yuán)的最大排風量為(wéi)20000m³/h,那麽10個單元的總排風(fēng)量為10*20000=200000m³/h,中央風道的截麵積就是200000 m³/h /3m/s /3600=18.5㎡,那麽做19~20㎡就(jiù)適合。
中央排風通道要做好縫(féng)隙的密封,如果通道內氣體泄漏量過多,那麽豬舍內的排(pái)氣量就不可控,甚(shèn)至失效。圖7中,可以(yǐ)看見通中央集(jí)中排風道內壁各個(gè)接口,噴塗(tú)了聚氨酯的填縫劑。另外(wài),通道內(nèi)安(ān)裝了照明裝置,這是因為中央排風(fēng)通(tōng)道在使用一段時間後(hòu)必須要對通(tōng)道進行清潔,這樣就要求整個通道的(de)地麵有(yǒu)足夠的強度,在人員進去後能夠保證安全。在建成的實例中,還有在通道內設置了紫外線燈,是為了殺滅通道內沉(chén)積粉塵中的有(yǒu)害(hài)細菌,防止通道內細菌過渡繁(fán)殖增生。
c.排風用風機 中(zhōng)央集中排風方式(shì)的排風風機安裝在豬舍山(shān)牆(qiáng)上,不同於一般畜(chù)牧業的軸流負壓風機(通常工作壓力區間在-15Pa到50Pa之間),中央集中排風方式的風機要選(xuǎn)擇負壓更大一些的軸流風機,基本上工作負壓處於50Pa-100Pa之間(jiān),因此要選擇負工作壓範圍在0-150Pa之間的高(gāo)壓軸流風機。
d.單元(yuán)送風方式 設計中央(yāng)集中通風的出(chū)發點是為了後端做排氣過濾係(xì)統,因此,排風量的控製也是這種方式切實可(kě)行的關鍵點之一,原則上是要用最優化的氣流組織方式(shì),采用最(zuì)小的換氣量,從而為後端處理降低負(fù)荷。如果按傳統的混合(hé)通風方式通(tōng)常換氣量是很大的(de),以一頭妊娠母豬為例,以天花(huā)板進氣混合方式,夏季(jì)的參考進風量為300m³/h(歐洲標準(zhǔn)),那麽一台處理量為10萬m³/h的廢氣淨化設備,隻可以滿(mǎn)足330頭妊娠母豬(zhū)的需要。但假如采用地下進風置換通風模式計算,每頭妊娠母豬夏季參考換氣(qì)量為200m³/h(荷蘭廠家標準),比(bǐ)天花板進風混合通風的換氣量減少了30%以上,一台處理量為10萬m³/h的廢氣(qì)淨化設備,就可以滿足500頭妊娠母豬的處理量需要。因此目(mù)前中央(yāng)集中排風方式都是按地下進風置換通風模式來設計的(de),置換通風的(de)主要(yào)優(yōu)點就是可以減(jiǎn)少風量(liàng)負荷,並且可以(yǐ)讓豬隻首先呼吸到未混合的(de)新鮮空(kōng)氣。
地下進風通道因為和豬舍的糞池是並列的(de),不但造成糞池建造成(chéng)本的增加(jiā),而且在設計時不可避免和(hé)糞池的布局麵積發生矛盾,目前合理的地道進風通道的進氣(qì)口設計標準為1m³進氣量需要1.5-3c㎡,即截(jié)麵(miàn)風速在1m/s和2m/s之間;另外重要(yào)一點,通風道和糞池壁、過道表(biǎo)麵間要做(zuò)隔熱保溫設計,避免和糞池之間有熱交換,造成進氣進氣溫度變化。
地下進風置換通風方式目前(qián)沒有標準化程序(xù)化的設計方法,而且(qiě)這種通風方式去除熱負荷的能力相對較小(xiǎo),除濕的能力也偏弱,受地域(yù)氣候的影響比較大(dà),並不是所有地方都適合這種通風方(fāng)式(shì),極端天氣下進氣需要采取經過預熱或預冷,才能達到置換通風的效果。因此還是請有經驗(yàn)的專家和團隊進行設計更有把握。
e.集中排氣淨化裝置的安裝 有關豬舍排氣淨化(huà)裝置(airwasher system)的內容很多(duō),在這裏隻是簡要(yào)介紹一下,排氣淨化(huà)處理工藝前文已介紹,完整的處(chù)理徹(chè)底的就(jiù)是把物(wù)理處(chù)理、化學處理、和生物處理三種工藝集中(zhōng)在一套設備裏,標準低的(de)(比如隻(zhī)強調(diào)氨(ān)的(de)去除率)就可以省掉生物處理這個環節。豬(zhū)舍排氣淨化(huà)裝置目前還未統一(yī)標準(zhǔn),不同(tóng)廠家的規格參數是不一致的,一般都是按處理量和處理後廢氣濃度來設定規格標準的,因此不但需要根據豬舍的總排風量選擇不同廠家不同規格,而且(qiě)根據對處理後排放氣體的濃度的要求來選擇規格型號,同等體積的設備如果(guǒ)排氣濃度的要求標準有高有低,那麽所處理的(de)排氣量也是不同的。集中排氣方式的廢氣處理裝(zhuāng)置的體積都比較大,一般都要(yào)設計(jì)在(zài)豬舍的一端,要(yào)根據(jù)設備廠家的安裝要求在設計豬舍建(jiàn)築(zhù)之初就(jiù)要預留出來。如下例設備圖示,設備和風機的位置要保持5米的距離。
4、結論
a.中央集中排氣方式是與集中排氣淨化設備(bèi)結合最有效的處理方(fāng)式之一。
b.中央集中排氣方式要確保足(zú)夠的中央通道麵積(jī)和良好的密封。
c.要設計好單元內(nèi)的氣流組織和進氣(qì)口麵積。
d.要根據豬舍的排風量及廢氣指標選擇排氣淨化設備
e.中(zhōng)央集中排氣方(fāng)式及廢氣處理方式,設計複雜,而(ér)且(qiě)並不適應所有的地區,要慎重選擇。
