除了糞污以外,豬舍排出的氣體,,其實也同樣是豬場的主要污染物之一,。一般情況下,我們在離豬場幾公里遠的地方,,就能夠聞到養(yǎng)豬場里的氣味,,即便是在封閉貯存糞污的豬場,這一氣味仍然會對在養(yǎng)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《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》(GB18596-2001》中,就曾明確規(guī)定:惡臭氣體的最高允許排放濃度為70(無量綱),。
鑒于目前國內(nèi)的養(yǎng)殖企業(yè),只有極少一部分在有意識地對氣體排放進行簡單過濾處理,,而國內(nèi)外政策對企業(yè)的環(huán)保要求卻日趨嚴格,,所以如何減少甚至是消除豬舍排出的氣體污染物,已經(jīng)逐漸成為了當下興建豬場前,,需要認真考慮的問題,。
1.豬舍氣體排放物的處理方式
豬舍內(nèi)的氣體污染物(以下簡稱廢氣),主要包括二氧化碳、氨氣,、硫化氫及粉塵顆粒,。這些物質(zhì)混合后之所以會產(chǎn)生臭味,其實是經(jīng)歷了非常復雜的相互作用,。
國外的一些研究資料表明,,糞便所產(chǎn)生出的臭氣,是許多單一臭氣物質(zhì)復雜相互作用的產(chǎn)物,,來源與畜禽的體味,、腐爛變質(zhì)的飼料、舍內(nèi)糞便的厭氧分解等等都有關(guān)系2,。
而國內(nèi)研究人員也對這個課題進行了很多研究,,如蒲施樺等人就將去除畜禽舍廢氣的方法總結(jié)為了三大類:物理法(掩蓋法、吸附法,、稀釋擴散法),、化學法(吸收、氧化)和生物法(過濾,、堆肥,、土壤)。同時,,他們還提出了兩類臭氣控制措施:一是在源頭上控制,,減少臭氣的產(chǎn)生;二是從傳播途徑上,,控制臭氣的擴散3,。
豬舍除臭設(shè)備就是利用以上方法,再把設(shè)備設(shè)置安裝在豬舍通風系統(tǒng)里,,從國外豬場最近幾年的實際發(fā)展情況來看,,中央集中通風及過濾系統(tǒng)是應(yīng)用最為廣泛的解決方案。
2.“中央集中式通風及過濾系統(tǒng)”的方案優(yōu)勢
豬舍的建造方案主要被分為“獨棟式”和“單元式”兩種,,而綜合采用兩種方案的“大棟小單元”,,則是近幾年的主流建造方式。通常來說,,這種單元式結(jié)構(gòu)的豬舍,,每個單元的通風系統(tǒng)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,,都做一套廢氣過濾裝置,也就是“獨立單元式廢氣處理”,。
很顯然,,這樣做在成本上是非常不劃算的,。不僅如此,由于在實際操作過程中,,為了降低成本,,工人通常會把過濾裝置,連接在冬季最小通風和過渡通風的風機階段中,,因此,,這種方案也無法徹底將廢氣處理掉。從理論上說,,這種方式更適合于舊舍的改造,。
而相對的,如果能夠先把各個單元所需排出的廢氣聚集到一起,,然后再集中處理,,那么很顯然,無論是從成本還是效果上考慮,,這種方式都要優(yōu)于前者,,而這也正是“中央集中式通風過濾處理”的設(shè)計思路。
從具體實現(xiàn)方式上來說,,首先,,我們需要在豬舍的天花板空間內(nèi)部,做一條通風道,,來打通各個單元的排風口,;之后,根據(jù)每個單元的最大通風量,,計算出所需風機的數(shù)量,;最后,按照實際需求,,將風機安裝在豬舍的一端或兩端,,再把空氣過濾裝置安放在風機的前端或者后端,“中央集中通風及過濾系統(tǒng)”就組裝完成了,。
3.系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)要點
a.單元排風的控制 雖然集中通風把各個單元的排除的廢氣集中在一起,,但每個單元的排風量并不是相同的,為了獨立控制每個單元的排風量,,需要排風裝置具有調(diào)節(jié)功能,,目前有兩種這樣的裝置,一種是測量風機,,另外一種是根據(jù)壓力調(diào)節(jié)的排風閥,。
測量風機是根據(jù)風輪葉片的轉(zhuǎn)速計算出實際排風量,轉(zhuǎn)速越高代表著排氣量越大,,當中央控制電腦接收到轉(zhuǎn)速的信號,,再根據(jù)設(shè)定的需求排風量輸出一個信號控制直流24V的閥門電機,調(diào)整閥門板開啟的角度,。壓力控制風閥采集的是單元內(nèi)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(guān)系(v=i(2P/ρ)1/2),V:風速,;P,;壓力差;ρ:氣體密度),,因而當中央控制電腦收到壓力差信號后,,同樣也是根據(jù)設(shè)定的需求排風量輸出一個信號控制直流24V的閥門電機,調(diào)整閥門板開啟的角度,。
中國養(yǎng)豬網(wǎng)
b. 中央排風通道,,目前實際使用的中央排風通道都是設(shè)計在整個豬舍的吊頂空間里的,簡單的就把整個吊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,,截面形狀也有矩形、菱形,、梯形等樣式,。建議采取單獨做風道這種方式。
雖然截面形狀不同,,但風道的面積都是按舍內(nèi)所有單元排風量的綜合起來設(shè)計計算的,,通常中央排風道的截面風速按照3m/s設(shè)計的,因此單獨做風道截面積會精確,,風速就會控制的精準一些,。低于3m/s那么風道截面積需要做的更大,建造上成本要增加,;大于3m/s的話不但造成排風系統(tǒng)風阻太大,,而且對每個單元的排風量控制的難度加大。舉例整個豬舍有10個單元(育肥舍),,每個單元的最大排風量為20000m3/h,,那么10個單元的總排風量為10*20000=200000m3/h,中央風道的截面積就是200000 m3/h /3m/s /3600=18.5㎡,,那么做19~20㎡就適合,。
中央排風通道要做好縫隙的密封,如果通道內(nèi)氣體泄漏量過多,,那么豬舍內(nèi)的排氣量就不可控,,甚至失效。圖7中,,可以看見通中央集中排風道內(nèi)壁各個接口,,噴涂了聚氨酯的填縫劑,。另外,通道內(nèi)安裝了照明裝置,,這是因為中央排風通道在使用一段時間后必須要對通道進行清潔,,這樣就要求整個通道的地面有足夠的強度,在人員進去后能夠保證安全,。在建成的實例中,,還有在通道內(nèi)設(shè)置了紫外線燈,是為了殺滅通道內(nèi)沉積粉塵中的有害細菌,,防止通道內(nèi)細菌過渡繁殖增生,。
c.排風用風機 中央集中排風方式的排風風機安裝在豬舍山墻上,不同于一般畜牧業(yè)的軸流負壓風機(通常工作壓力區(qū)間在-15Pa到50Pa之間),,中央集中排風方式的風機要選擇負壓更大一些的軸流風機,,基本上工作負壓處于50Pa-100Pa之間,因此要選擇負工作壓范圍在0-150Pa之間的高壓軸流風機,。
d.單元送風方式 設(shè)計中央集中通風的出發(fā)點是為了后端做排氣過濾系統(tǒng),,因此,排風量的控制也是這種方式切實可行的關(guān)鍵點之一,,原則上是要用最優(yōu)化的氣流組織方式,,采用最小的換氣量,從而為后端處理降低負荷,。如果按傳統(tǒng)的混合通風方式通常換氣量是很大的,,以一頭妊娠母豬為例,以天花板進氣混合方式,,夏季的參考進風量為300m3/h(歐洲標準),,那么一臺處理量為10萬m3/h的廢氣凈化設(shè)備,只可以滿足330頭妊娠母豬的需要,。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量為200m3/h(荷蘭廠家標準),比天花板進風混合通風的換氣量減少了30%以上,,一臺處理量為10萬m3/h的廢氣凈化設(shè)備,,就可以滿足500頭妊娠母豬的處理量需要。因此目前中央集中排風方式都是按地下進風置換通風模式來設(shè)計的,,置換通風的主要優(yōu)點就是可以減少風量負荷,,并且可以讓豬只首先呼吸到未混合的新鮮空氣。
地下進風通道因為和豬舍的糞池是并列的,,不但造成糞池建造成本的增加,,而且在設(shè)計時不可避免和糞池的布局面積發(fā)生矛盾,目前合理的地道進風通道的進氣口設(shè)計標準為1m3進氣量需要1.5-3c㎡,即截面風速在1m/s和2m/s之間,;另外重要一點,,通風道和糞池壁、過道表面間要做隔熱保溫設(shè)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沒有標準化程序化的設(shè)計方法,,而且這種通風方式去除熱負荷的能力相對較小,除濕的能力也偏弱,,受地域氣候的影響比較大,,并不是所有地方都適合這種通風方式,極端天氣下進氣需要采取經(jīng)過預(yù)熱或預(yù)冷,,才能達到置換通風的效果,。因此還是請有經(jīng)驗的專家和團隊進行設(shè)計更有把握。
e.集中排氣凈化裝置的安裝 有關(guān)豬舍排氣凈化裝置(airwasher system)的內(nèi)容很多,,在這里只是簡要介紹一下,,排氣凈化處理工藝前文已介紹,完整的處理徹底的就是把物理處理,、化學處理,、和生物處理三種工藝集中在一套設(shè)備里,標準低的(比如只強調(diào)氨的去除率)就可以省掉生物處理這個環(huán)節(jié),。豬舍排氣凈化裝置目前還未統(tǒng)一標準,,不同廠家的規(guī)格參數(shù)是不一致的,一般都是按處理量和處理后廢氣濃度來設(shè)定規(guī)格標準的,,因此不但需要根據(jù)豬舍的總排風量選擇不同廠家不同規(guī)格,,而且根據(jù)對處理后排放氣體的濃度的要求來選擇規(guī)格型號,同等體積的設(shè)備如果排氣濃度的要求標準有高有低,,那么所處理的排氣量也是不同的,。集中排氣方式的廢氣處理裝置的體積都比較大,一般都要設(shè)計在豬舍的一端,,要根據(jù)設(shè)備廠家的安裝要求在設(shè)計豬舍建筑之初就要預(yù)留出來,。如下例設(shè)備圖示,設(shè)備和風機的位置要保持5米的距離,。
4,、結(jié)論
a.中央集中排氣方式是與集中排氣凈化設(shè)備結(jié)合最有效的處理方式之一。
b.中央集中排氣方式要確保足夠的中央通道面積和良好的密封,。
c.要設(shè)計好單元內(nèi)的氣流組織和進氣口面積,。
d.要根據(jù)豬舍的排風量及廢氣指標選擇排氣凈化設(shè)備
e.中央集中排氣方式及廢氣處理方式,設(shè)計復雜,,而且并不適應(yīng)所有的地區(qū),,要慎重選擇,。