“国药动保”推荐阅读【主题策划】浅谈楼房养猪除臭技术设计与应用
点击量:0时间:2020-07-27来源:猪业科学

原创 朱望武,韩雪超等 猪业科学 3天前



 

摘要

  楼房养猪相较于传统平房养猪,占用面积更小,可节省用地60%以上。楼房养猪同时方便集中管理,易于采光通风和保暖;但是楼房养猪也有明显的缺点,相较于传统的平房养猪,楼房养猪作为集约化、规模化、现代化养猪的集中表现模式,建造及运营维护成本相对较高,消毒及防疫工作较为困难。高楼环境易于通风的同时,猪舍的污染问题也更加突出。猪舍给空气带来的污染不仅会影响猪舍内外的空气质量,同时还会影响猪只的繁殖、生长和发育,并将会对养殖人员与附近居民的身体健康产生重要影响。所以,必须采取相应完善的系统科学措施,处理楼房养猪中的空气除臭问题,保证生猪生活环境的清洁。文章通过结合平房养猪以及楼房养猪的特点,浅谈一下楼房养猪的除臭技术的设计与应用。

关键词

楼房养猪;除臭;环境污染


  楼房养猪模式有利于节省土地,使许多原本土地资源紧张、不适合养猪的地方也可以养猪。运用楼房养猪,山区也可进行养猪,且只需同等规模养猪场30%面积的养殖用地即可,适用性强。楼房养猪同时便于集中安装与管理各种现代化养殖设备。

   然而,与传统平房养猪模式相比,楼房养猪模式环保问题较为突出,楼房养猪产生的不易扩散的污染臭气会影响养殖人员与周边居民的身体健康。目前,养猪恶臭气体的主要来源包括猪呼吸、排出粪便过程产生的气体及饲料腐败分解产生的气体。为了去除猪场异味,大部分企业使用喷雾除臭、除臭剂、生物过滤等简单、单一的除臭方法,治标不治本。因此,需要一套完整、可靠的除臭系统来解决楼房养猪污染问题。

 1  恶臭气体来源及其主要成分

  和平房养猪一样,楼房养猪废气主要来源于有机物腐败所产生的氨气、动物有机体中蛋白质腐败产生的硫化氢及饲料中纤维分解产生的甲烷等。空气污染最直接的表现恶臭主要来自猪只的粪便、污水、垫料、食物残渣、猪只的呼吸气体、猪只皮肤分泌物等。厌氧条件下,粪便发酵和污水中的碳水化合物分解产生恶臭。恶臭给环境造成很大污染。

 

  脂肪、蛋白质、碳水化合物、微生物等广泛存在于养殖场污水和猪只粪尿中,这些成分会促进微生物快速生长繁殖。碳水化合物厌氧情况下可分解为有机酸、甲烷和醇类等物质;经细菌消化降解作用,蛋白质、氨基酸等生成氨气(NH3)、硫化氢(H2S)等具有难闻气味的物质;猪只皮肤外激素、消化道排出的气体及黏附在猪只体表的污染物等同样散发特殊味道。

 

2  处理工艺流程

  楼房养猪场内会有一定量的粉尘产生,所以要通过湿式除尘方式沉降粉尘。根据现场情况,由于猪场通风换气量较大,如果简单采用工业化处理,单次投入成本和运营维护成本极高,不推荐采用,这里推荐采用多级沉降的方法进行废气处理,具体废气处理流程为:废气收集→沉降室水喷淋→水帘中和→生物质过滤→达标排放。

 

3  除臭工程设计

3.1  设计原则

  楼房养猪除臭设计包括每层楼单独除臭和设置除臭塔进行集中除臭两种模式。

 

  无论选择每层楼单独除臭还是设置除臭塔集中除臭,进行设计时都应符合国家有关法规、规范,经处理后排放的废气需达到国家相关排放标准;设计时还应坚持安全、经济、适用并兼顾美观原则;选择治理技术时,重点考虑工艺先进成熟、系统稳定可靠、管理方便的技术;本着可靠、适用原则对相关设备、仪表等进行选型。

 

3.2  原理说明

3.2.1  沉降

  尘埃是臭气的主要载体,首先利用沉降室对臭气进行沉降即对空气中的尘埃进行沉降。

 

3.2.2  除臭塑料水帘

  沉降后的气体经过混有化学药剂循环水的水帘,以此中和未溶于水的H2S、NH3等有害气体。

 

3.2.3  臭氧发生器

  常温下,臭氧发生器产生的臭氧可自行分解为单氧原子和O2,两个单氧原子同时可结合为O2。极活泼的单氧原子具有很强的氧化性和分解功能,可迅速对有机物、无机物等进行消毒、杀菌和氧化。

 

3.2.4  紫外(UV)光束

  具有特定波长的高能UV光束具备高效杀菌能力,可利用高能UV光束对恶臭气体中细菌分子键进行裂解,通过破坏菌体核酸(DNA),使分子链迅速降解为CO2、H2O等低分子化合物,达到脱臭及杀菌目的。

 

3.3  主要除臭方法

3.3.1  水喷淋除臭

  此方法主要在喷淋室内进行。在喷淋室内,运用均匀分布可高速喷出吸收液的喷嘴对进入喷淋室的外部废气进行喷淋,吸收液经雾化器雾化后形成的无数细小雾滴与外部废气充分接触后进行物理吸收或化学反应,中和或吸收后的液体进入贮液箱,被水泵抽走,中和或吸收后的达标气体通过除雾器除雾后排入到大气中。通过对滞贮时间及空气流速进行控制可使处理过程更充分、更稳定。废气从喷淋室低速进入反应室。

 

  处理过程中,应根据气体中主要臭气组分选用喷淋溶液。如主要为碱性气体(氨和类似物质),则应选用硫酸(H2SO4)溶液;如主要为酸性气体(低级脂肪酸),则应选用氢氧化钠(NaOH)溶液;如臭气组分中有机组分含量较高,则应选用次氯酸钠(NaClO)溶液;臭气组分复杂情况下应选用上述组合工艺。

 

  气体污染物中的氨气(NH3)与化学处理物的反应为:

3.3.2  生物质过滤

  生物质过滤方法即运用微生物将臭味气体中含有的有机污染物通过降解作用转化为无害或低害类物质的方法。生物质过滤方法主要包括生物滤墙、生物滴滤池和生物洗涤塔,高效生物质滤墙是生物质过滤除臭系统的核心。高效生物质滤墙中的微生物可在适宜环境条件下在填料表面形成生物膜,将废气中含有的无机物和有机物分别作为碳源和能源,降解恶臭物质,维持其生命活动,并将恶臭物质分解为水、二氧化碳和矿物质等无臭物,达到净化恶臭气体的目的。

 

  相较其他物理化学方法,生物质过滤方法运行费用低、污染物不会产生二次污染。实际应用中,选用生物滤墙、生物滴滤池还是生物洗涤塔应以污染物类型及污染物性质为依据进行确定。因细菌适于在水中等潮湿环境中生存,常规除臭生物反应器主要将细菌作为微生物主体,利用细菌对水溶性好的污染物进行生物降解去除效果较好。利用细菌处理水中溶解度低的物质处理效率会较低。

 

  楼房养猪模式中,无论是选择每层楼单独除臭的模式,还是选择设置除臭塔集中除臭模式,以上除臭原理和方法均可以混合使用来保证除臭效果。文章中主要介绍除臭塔集中除臭模式。带除臭塔的楼房猪舍如图1所示。

3.4  除臭塔集中除臭模式

  该模式是在每一栋楼房的中部或紧贴着侧面设置除臭塔,除臭塔高度一般比楼房猪舍高5~10m,用以容纳除臭用塑料水帘和喷淋系统。除臭塔上层喷淋系统如图2所示。

 

    除臭塔顶层内部设置有双层塑料水帘水平安装,两层塑料水帘间距离不小于3m。除臭塔双层水帘如图3所示。

  下层塑料水帘为第一道水帘(过滤墙、网格滤料),网格滤料如图4所示,材质为优质PP材料,常规厚度300mm以上。上层塑料水帘为第二道水帘(返水板如图5所示),材质为PVC材料,常规厚度150mm以上。形成缓冲空间,确保臭气能平稳通过每层塑料水帘。

  为了保证化学废气净化系统的运行过程,需要保持处理液的pH(4~6)和检测污染物浓度,因此,除臭塔底部设备安装有加药泵、控制喷淋液pH和液体电导率检测装置,用于控制正常系统运行。pH控制仪、电导率检测仪及检测控制系统分别如图6、图7及图8、图9所示。

  

   

  在下层塑料水帘的下方设置喷淋酸性液体的循环喷淋系统,同时向上下两个方向喷淋。猪舍排出的废气进入除臭塔后向上进入系统的第一道塑料水帘前,经过喷淋系统时湿度会增加,并且大部分粉尘会被喷淋水吸收,落到设备除臭塔底部的水池内;同时,氨气等废气通过滤墙(第一道塑料水帘)时,与喷淋液中的酸性材料发生中和反应,从而实现净化目的;循环喷淋装置通过循环泵把水池中液体抽上来,喷洒在滤料上,起到清洁滤料和避免滤料堵塞的作用;通过滤料的气体中含有大量水分,在第一道滤墙的上方设有返水板(第二道塑料水帘),经过返水板时,处理后的气体中大部分水分凝结后将再次回到系统内,为了避免系统内水分的大量流失,经除臭塔排出的气体应经过滤墙及返水帘之后再由负压风机排出到舍外。顶部烟筒风机的安装如图10所示,缓冲区喷淋效果图如图11所示。

  除臭塔内部有一定空间,根据每个单元猪舍内部计算设计的风机风量往往不够用,所以在除臭塔顶层,在比两道塑料水帘高的位置还应再设置一组排风用的烟筒风机,以此将除臭塔内的尾气顺利向上排出。该组风机根据楼房猪舍的结构与现场情况,可设置在除臭塔顶层的侧面,也可以设置在除臭塔顶部正上方。除臭塔顶层设计图如图12所示。

本文选自《猪业科学》2020年第7期“主题策划”栏目:P54-57(版权归《猪业科学》所有,如转载,请注明出处)。阅读更多内容可见网站:http://www.csis.cn。


 

 

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