一種新型畜禽舍生物除臭裝置的研制

王軍一，伏廣達(dá)，畢敬全

（1.臨沂市畜牧站，山東 臨沂 276000；2.山東九一生物科技股份有限公司，山東 淄博 255000）

隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大、集約化程度及養(yǎng)殖密度的不斷提高，在養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生了大量難聞具有惡臭味的有害氣體，這些氣體不僅危害到生豬的自身健康，還對(duì)周邊環(huán)境造成污染。近年來(lái)，伴隨著生態(tài)文明建設(shè)的步伐，人們對(duì)美好生活環(huán)境尤其是空氣質(zhì)量的要求越來(lái)越高，部分養(yǎng)殖場(chǎng)的養(yǎng)殖臭味帶來(lái)的擾民問(wèn)題，又成了困擾養(yǎng)殖生產(chǎn)的問(wèn)題之一。所以，如何有效控制生豬養(yǎng)殖場(chǎng)的臭味成為保證生豬產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，迫切需要解決的問(wèn)題。

1 生豬養(yǎng)殖場(chǎng)臭味的產(chǎn)生、危害及處理方法

1.1 臭味的產(chǎn)生

養(yǎng)豬場(chǎng)惡臭氣體是由生豬的糞便、污水、飼料殘?jiān)?、病死豬只、粉塵顆粒等物質(zhì)被腐敗微生物分解產(chǎn)生的，其中還混雜著豬只消化道排出的氣體、體表的分泌物及附著在體表的污物等散發(fā)出的難聞氣味，臭味氣體成分比較復(fù)雜。其中豬舍內(nèi)常見(jiàn)的多為氨氣、硫化氫、糞臭素等有害氣體。

1.2 臭味的危害

這些惡臭氣體多具有刺激氣味、腐敗氣味。對(duì)生豬的黏膜、上呼吸道系統(tǒng)損傷較大，可以引起生豬采食量下降，焦躁不安，嚴(yán)重時(shí)呼吸困難、肺水腫、嘔吐等。有的惡臭氣體如硫化氫還可進(jìn)入血液，引起機(jī)體組織缺氧。豬只長(zhǎng)期生活在這些惡臭氣體中，會(huì)導(dǎo)致其機(jī)體抵抗力下降，體質(zhì)變?nèi)?，阻礙了豬只正常生產(chǎn)性能的發(fā)揮，同時(shí)還會(huì)危害到豬場(chǎng)飼養(yǎng)人員的健康，其釋放進(jìn)入大氣后還有可能破壞臭氧層，或形成酸雨。

1.3 除臭的方法

目前，豬場(chǎng)除臭的方式和方法有很多：一是，在建設(shè)選址的時(shí)候，要符合國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)及養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)規(guī)范的要求，要遠(yuǎn)離河流、道路、村莊，應(yīng)優(yōu)先選擇遠(yuǎn)離居住區(qū)的背風(fēng)向陽(yáng)的高燥地勢(shì)上；二是，要場(chǎng)區(qū)內(nèi)合理規(guī)劃，四區(qū)分離，保持合理養(yǎng)殖密度，糞污處理區(qū)域要建在養(yǎng)殖場(chǎng)地勢(shì)較低的下風(fēng)口處；三是，可采用低蛋白日糧飼喂豬，適當(dāng)添加微生物、酶制劑、中草藥等調(diào)節(jié)腸道菌群的制劑，提高飼料利用率，起到減少氮排出的作用；四是，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)外搞好綠化，可起到一定吸附、防護(hù)作用；五是，要采用干清糞模式，并及時(shí)對(duì)產(chǎn)生的糞便采取合理的處理方法，防止腐敗微生物發(fā)酵產(chǎn)生惡臭氣體。

對(duì)于豬舍內(nèi)的惡臭氣體去除，多采用物理吸附法和稀釋法、化學(xué)藥液吸收法、催化氧化法等等。最常見(jiàn)的就是采用機(jī)械通風(fēng)稀釋法，直接對(duì)舍內(nèi)氣體進(jìn)行交換，保持了舍內(nèi)空氣清新，但是這個(gè)方法沒(méi)有在本質(zhì)上解決臭味氣體，仍對(duì)環(huán)境造成危害。豬場(chǎng)還常采用活性炭、沸石粉等吸附材料進(jìn)行物理吸附除臭，該方法雖具有除臭效果好的優(yōu)點(diǎn)，但由于畜禽舍內(nèi)空間較大，通風(fēng)量大且需長(zhǎng)年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使吸附裝置的吸附性能很快降低，而失去除臭能力，因而就需要不斷再生或更新吸附劑，成本顯然較高；同時(shí)，吸附裝置還會(huì)隨著溫度的升高，重新將吸附氣體顆粒粉塵重新釋放，造成二次污染。另外，目前還用到的藥液吸收法、化學(xué)法或催化氧化法也同樣存在二次污染（產(chǎn)生臭氧）等問(wèn)題。針對(duì)以上技術(shù)或裝置出現(xiàn)的種種問(wèn)題，為了保證除臭性能的安全高效，成本低廉和應(yīng)用方便，設(shè)計(jì)研發(fā)了一種新型畜禽生物除臭裝置，來(lái)解決養(yǎng)豬舍內(nèi)的惡臭氣體。

2 除臭裝置的設(shè)計(jì)原則

在開(kāi)展畜禽養(yǎng)殖舍內(nèi)空氣除臭的技術(shù)或設(shè)備的研究中，要符合畜禽養(yǎng)殖的行業(yè)特點(diǎn)，舍內(nèi)大量有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、粉塵混雜在一起，氣體成分比較復(fù)雜，除臭的同時(shí)還要保證畜禽的正常生理活動(dòng)不受影響，這就對(duì)除臭技術(shù)的要求較高，參與設(shè)計(jì)者必須遵循?“經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)有效、使用方便”?三個(gè)原則，研發(fā)的技術(shù)才能在生產(chǎn)中得到迅速推廣應(yīng)用。

經(jīng)濟(jì)可行的原則：不論技術(shù)還是產(chǎn)品，初始投資不宜過(guò)高，在使用過(guò)程中不會(huì)增加額外的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。例如活性炭、沸石粉等具有吸附功能的物理性方法，效果雖然不錯(cuò)，但是存在耗材損耗過(guò)快，不斷更新的成本過(guò)高問(wèn)題。

技術(shù)有效的原則：畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程不同與工業(yè)生產(chǎn)，技術(shù)的運(yùn)用不僅要考慮到除臭的實(shí)際效果，還要考慮到該技術(shù)是否會(huì)對(duì)畜禽生長(zhǎng)及其畜禽產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。這就要求利用的技術(shù)或設(shè)備能真正起到除臭作用的同時(shí)，而且不會(huì)帶來(lái)二次污染。

使用方便的原則：簡(jiǎn)單易行，便于操作，不會(huì)增加勞動(dòng)強(qiáng)度和人工成本。目前應(yīng)用的飼料添加型除臭劑，在飼喂過(guò)程中添加，會(huì)增加勞動(dòng)強(qiáng)度，還不易混合均勻，大規(guī)模養(yǎng)殖使用效果不均勻。隨著自動(dòng)化程度的提高，大型畜禽養(yǎng)殖舍采用自動(dòng)給料系統(tǒng)，該技術(shù)使用起來(lái)就更不方便。

表 1?空氣指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果????????????????????????????????????????mg/m3?

3 除臭裝置的研發(fā)

3.1 除臭裝置的初步設(shè)計(jì)

在畜禽舍內(nèi)的排風(fēng)裝置上，安裝一個(gè)與排風(fēng)裝置風(fēng)量相當(dāng)?shù)拿荛]箱體裝備（見(jiàn)圖1），該箱體包括進(jìn)氣口、出氣口、均流網(wǎng)、微生物膜系統(tǒng)、溫控裝置、霧化噴淋裝置和電源控制模塊。

裝置的運(yùn)行方式為將舍內(nèi)污濁氣體通過(guò)進(jìn)氣口送入，進(jìn)氣口處設(shè)有均流網(wǎng)用于初步過(guò)濾掉大顆粒的粉塵雜質(zhì)；經(jīng)過(guò)濾后的空氣進(jìn)入溫控裝置區(qū)域，溫控裝置可自動(dòng)感應(yīng)氣體凈化室內(nèi)部溫度，進(jìn)而根據(jù)設(shè)定值調(diào)節(jié)溫度適宜微生物系統(tǒng)的生長(zhǎng)代謝；空氣再經(jīng)霧化噴淋和微生物膜系統(tǒng)降解、凈化后，經(jīng)出氣口排到大氣中。

其中該裝置中的微生物膜是在反應(yīng)器中添加填料，使微生物附著生長(zhǎng)在填料上形成了一層生物構(gòu)成的類(lèi)似于膜的結(jié)構(gòu)，高度富集好氧菌、厭氧菌、兼性菌等組成的生態(tài)系統(tǒng)；霧化噴淋裝置起到將水或營(yíng)養(yǎng)液均勻噴淋至微生物膜表面的作用。溫控系統(tǒng)位于密封箱體內(nèi)；霧化噴淋裝置位于微生物膜系統(tǒng)的上方，密封箱體的外部設(shè)有電源控制模塊，溫控系統(tǒng)和霧化噴淋裝置均與電源控制模塊連接。

圖1 密閉箱體裝置

3.2 除臭裝置的運(yùn)作原理

運(yùn)行狀態(tài)下，舍內(nèi)氣體被送至密閉箱體內(nèi)，經(jīng)過(guò)恒定的溫度環(huán)境后，霧化噴淋作用下，臭氣物質(zhì)首先溶解于水相，進(jìn)一步附著于微生物膜表面，通過(guò)微生物的分解利用達(dá)到凈化除臭的目的。

3.3 除臭裝置的運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)

微生物膜載體表面積大，無(wú)毒害作用，不易堵塞；處理效率高，除臭凈化效果好，并能降解廢氣產(chǎn)生無(wú)害氣體；不使用化學(xué)手段及催化劑，不產(chǎn)生二次污染，不生成臭氧；無(wú)需專(zhuān)人負(fù)責(zé)，連續(xù)工作穩(wěn)定，運(yùn)行成本低。

4 除臭裝置的初步應(yīng)用

選擇某生豬規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)某一棟圈舍，圈舍長(zhǎng)度為 50?m，寬度為 10?m，高度（檐高）為2.8?m，試驗(yàn)季節(jié)為冬季?，將裝置與風(fēng)機(jī)相連，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和除 臭 裝 置， 在 運(yùn) 行 30?min、60?min?、360?min三個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別對(duì)進(jìn)氣口氣體（風(fēng)機(jī)口）和出氣口氣體進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)為氨氣、硫化氫及惡臭氣體等。檢測(cè)儀器為 BW-GasAlertMicro?5(意大利)-氨氣、硫化氫；XP-329M(日本)-臭氣（見(jiàn)表1）。

試驗(yàn)結(jié)果表明：利用該裝置可有效降低排出舍外空氣中有害氣體的濃度，同時(shí)隨著時(shí)間的推移，舍內(nèi)氣體由于通風(fēng)換氣的原因，舍內(nèi)空氣質(zhì)量也得到大大改觀。

5 討論

這種新型畜禽舍生物除臭裝置的設(shè)計(jì)充分考慮養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)際，按照經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、方便的原則，充分利用微生物活性特點(diǎn)，通過(guò)通風(fēng)換氣，不僅僅能改善舍內(nèi)環(huán)境，而且能大大降低排出舍外空氣中有害氣體的濃度，效果明顯，可推廣應(yīng)用。下一步，如果能在智能化方面加以提升，根據(jù)舍內(nèi)空氣指標(biāo)參數(shù)的調(diào)整，自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行裝置，將更有效提高運(yùn)行效率，減少能源浪費(fèi)，更大限度發(fā)揮該裝置的作用。