除了糞污以外,豬舍排出的氣體,其實(shí)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(yuǎn)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(shí)施的《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(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(jìn)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(yán)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(dāng)下興建豬場前,需要認(rèn)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(shí)是經(jīng)歷了非常復(fù)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(fù)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(gè)課題進(jìn)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(kuò)散法)、化學(xué)法(吸收、氧化)和生物法(過濾、堆肥、土壤)。同時(shí),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(kuò)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(fēng)系統(tǒng)里,從國外豬場最近幾年的實(shí)際發(fā)展情況來看,中央集中通風(fēng)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(fēng)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(dú)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(gè)單元的通風(fēng)系統(tǒng)都是各自獨(dú)立的。所以,最簡單粗暴的做法就是在每個(gè)單元上,都做一套廢氣過濾裝置,也就是“獨(dú)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(shí)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(fēng)和過渡通風(fēng)的風(fēng)機(jī)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(gè)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(fēng)過濾處理”的設(shè)計(jì)思路。
從具體實(shí)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(fēng)道,來打通各個(gè)單元的排風(fēng)口;之后,根據(jù)每個(gè)單元的最大通風(fēng)量,計(jì)算出所需風(fēng)機(jī)的數(shù)量;最后,按照實(shí)際需求,將風(fēng)機(jī)安裝在豬舍的一端或兩端,再把空氣過濾裝置安放在風(fēng)機(jī)的前端或者后端,“中央集中通風(fēng)及過濾系統(tǒng)”就組裝完成了。
3.系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)
a.單元排風(fēng)的控制 雖然集中通風(fēng)把各個(gè)單元的排除的廢氣集中在一起,但每個(gè)單元的排風(fēng)量并不是相同的,為了獨(dú)立控制每個(gè)單元的排風(fēng)量,需要排風(fēng)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(fēng)機(jī),另外一種是根據(jù)壓力調(diào)節(jié)的排風(fēng)閥。
測量風(fēng)機(jī)是根據(jù)風(fēng)輪葉片的轉(zhuǎn)速計(jì)算出實(shí)際排風(fēng)量,轉(zhuǎn)速越高代表著排氣量越大,當(dāng)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(fēng)量輸出一個(gè)信號控制直流24V的閥門電機(jī),調(diào)整閥門板開啟的角度。壓力控制風(fēng)閥采集的是單元內(nèi)和中央排風(fēng)通道之間的壓力差信號,因?yàn)閴毫Σ詈惋L(fēng)閥排風(fēng)速度之間有邏輯關(guān)系(v=i(2P/ρ)1/2),V:風(fēng)速;P;壓力差;ρ:氣體密度),因而當(dāng)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(fēng)量輸出一個(gè)信號控制直流24V的閥門電機(jī),調(diào)整閥門板開啟的角度。
中國養(yǎng)豬網(wǎng)
b. 中央排風(fēng)通道,目前實(shí)際使用的中央排風(fēng)通道都是設(shè)計(jì)在整個(gè)豬舍的吊頂空間里的,簡單的就把整個(gè)吊頂空間都作為中央排風(fēng)通道,更多的是單獨(dú)做一個(gè)密封的中央通風(fēng)道,截面形狀也有矩形、菱形、梯形等樣式。建議采取單獨(dú)做風(fēng)道這種方式。
雖然截面形狀不同,但風(fēng)道的面積都是按舍內(nèi)所有單元排風(fēng)量的綜合起來設(shè)計(jì)計(jì)算的,通常中央排風(fēng)道的截面風(fēng)速按照3m/s設(shè)計(jì)的,因此單獨(dú)做風(fēng)道截面積會精確,風(fēng)速就會控制的精準(zhǔn)一些。低于3m/s那么風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)風(fēng)阻太大,而且對每個(gè)單元的排風(fēng)量控制的難度加大。舉例整個(gè)豬舍有10個(gè)單元(育肥舍),每個(gè)單元的最大排風(fēng)量為20000m³/h,那么10個(gè)單元的總排風(fēng)量為10*20000=200000m³/h,中央風(fēng)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(fēng)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(fēng)道內(nèi)壁各個(gè)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?yàn)橹醒肱棚L(fēng)通道在使用一段時(shí)間后必須要對通道進(jìn)行清潔,這樣就要求整個(gè)通道的地面有足夠的強(qiáng)度,在人員進(jìn)去后能夠保證安全。在建成的實(shí)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(xì)菌,防止通道內(nèi)細(xì)菌過渡繁殖增生。
c.排風(fēng)用風(fēng)機(jī) 中央集中排風(fēng)方式的排風(fēng)風(fēng)機(jī)安裝在豬舍山墻上,不同于一般畜牧業(yè)的軸流負(fù)壓風(fēng)機(jī)(通常工作壓力區(qū)間在-15Pa到50Pa之間),中央集中排風(fēng)方式的風(fēng)機(jī)要選擇負(fù)壓更大一些的軸流風(fēng)機(jī),基本上工作負(fù)壓處于50Pa-100Pa之間,因此要選擇負(fù)工作壓范圍在0-150Pa之間的高壓軸流風(fēng)機(jī)。
d.單元送風(fēng)方式 設(shè)計(jì)中央集中通風(fēng)的出發(fā)點(diǎn)是為了后端做排氣過濾系統(tǒng),因此,排風(fēng)量的控制也是這種方式切實(shí)可行的關(guān)鍵點(diǎn)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(fù)荷。如果按傳統(tǒng)的混合通風(fēng)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(jìn)氣混合方式,夏季的參考進(jìn)風(fēng)量為300m³/h(歐洲標(biāo)準(zhǔn)),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(jìn)風(fēng)置換通風(fēng)模式計(jì)算,每頭妊娠母豬夏季參考換氣量為200m³/h(荷蘭廠家標(biāo)準(zhǔn)),比天花板進(jìn)風(fēng)混合通風(fēng)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(fēng)方式都是按地下進(jìn)風(fēng)置換通風(fēng)模式來設(shè)計(jì)的,置換通風(fēng)的主要優(yōu)點(diǎn)就是可以減少風(fēng)量負(fù)荷,并且可以讓豬只首先呼吸到未混合的新鮮空氣。
地下進(jìn)風(fēng)通道因?yàn)楹拓i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(jì)時(shí)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(jìn)風(fēng)通道的進(jìn)氣口設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為1m³進(jìn)氣量需要1.5-3c㎡,即截面風(fēng)速在1m/s和2m/s之間;另外重要一點(diǎn),通風(fēng)道和糞池壁、過道表面間要做隔熱保溫設(shè)計(jì),避免和糞池之間有熱交換,造成進(jìn)氣進(jìn)氣溫度變化。
地下進(jìn)風(fēng)置換通風(fēng)方式目前沒有標(biāo)準(zhǔn)化程序化的設(shè)計(jì)方法,而且這種通風(fēng)方式去除熱負(fù)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(fēng)方式,極端天氣下進(jìn)氣需要采取經(jīng)過預(yù)熱或預(yù)冷,才能達(dá)到置換通風(fēng)的效果。因此還是請有經(jīng)驗(yàn)的專家和團(tuán)隊(duì)進(jìn)行設(shè)計(jì)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(xué)處理、和生物處理三種工藝集中在一套設(shè)備里,標(biāo)準(zhǔn)低的(比如只強(qiáng)調(diào)氨的去除率)就可以省掉生物處理這個(gè)環(huán)節(jié)。豬舍排氣凈化裝置目前還未統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn)的,因此不但需要根據(jù)豬舍的總排風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)在豬舍的一端,要根據(jù)設(shè)備廠家的安裝要求在設(shè)計(jì)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(fēng)機(jī)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(jì)好單元內(nèi)的氣流組織和進(jìn)氣口面積。
d.要根據(jù)豬舍的排風(fēng)量及廢氣指標(biāo)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(jì)復(fù)雜,而且并不適應(yīng)所有的地區(qū),要慎重選擇。