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浅谈除臭技术在猪场的应用研究

2020-03-12 15:55 出处:现代农业装备 人气: 
       摘要:随着畜禽业规模化、集约化发展,在高治病性传染病爆发与环保政策持续加强的双重压力下,猪场环境问题亟待解决。文中系统性阐述了规模化养殖场臭气来源与危害,并以此为依据论述了猪场综合除臭技术的应用现状及未来发展方向。
       引言
       随着畜牧业现代化、集约化、规模化的发展,养殖业传染性疾病也大量出现,畜牧业环保问题也逐渐得到人们重视。其中,臭气污染是畜牧业环保问题中最严重的问题之一,不仅对动物健康水平、生产性能有影响,对畜牧业从业人员的健康也造成极大危害。世界各国及地区从法律、监管角度逐渐对臭气污染进行治理,发达国家趋于完善。2001年,我国也出台了相关标准,规定了不同规模的养殖场恶臭气体的排放浓度。当前猪场大多采取单一的除臭方法,未对猪场臭气进行综合治理,没有达到理想的除臭效果。因此,从臭气的来源与组成分析,采取系统性除臭措施,对于解决当前臭气污染的问题尤为重要。
1 臭气的来源与危害
       1.1 臭气的来源
       猪场发出的臭气成分复杂、浓度频变、挥发面大、滞留长久(连续产出、不断腐败),难以密闭、难以集中、排气量难减、难以有组织排放。猪场臭气来源于各方面,65%来源于养殖末端粪污的处理方面,25%来源于猪舍,10%来源于猪场饲料方面。猪场粪污、饲料为产生臭气的微生物提供丰富的培养基,在合适的温度与氧气浓度条件下,微生物利用碳水化合物,产生代谢物脂肪酸和醇类,这类物质为酸臭味;氮化合物经过代谢,产生代谢物氨气、硫化氢等,这类气体为臭鸡蛋味。臭气成分复杂,约有230多种,主要成分是吲哚、粪臭素、硫化氢、氨气、乙酸、丁酸,其中氨气和硫化氢为主要成分。
       1.2 臭气的危害
       低质量浓度和长时间猪场臭气的接触易对人畜造成慢性中毒,对人畜健康和家畜生产性能的发挥都有渐进性的危害。高浓度的氨气对人体及动物的眼睛与呼吸道均能直接造成严重的危害,主要通过溶解在黏膜表面的水中,形成强烈的刺激性,使黏膜产生炎症。因此,恶臭污染物浓度和猪舍空气卫生指标都有一系列控制标准,见表1—2。
表1 恶臭污染物厂界标准值                                                           mg/m3
控制项目 一级 二级 三级
新扩改建 现有 新扩改建 现有
1.0 1.5 2.0 4.0 5.0
三甲胺 0.05 0.08 0.15 0.45 0.80
硫化氢 0.03 0.06 0.10 0.32 0.60
甲硫醇 0.004 0.007 0.010 0.020 0.035
甲硫醚 0.03 0.07 0.15 0.55 1.10
二甲二硫 0.03 0.06 0.13 0.42 0.71
二硫化碳 2.0 3.0 5.0 8.0 10
苯乙烯 3.0 5.0 7.0 14 19
臭气浓度 10 20 30 60 70
表2 猪舍空气卫生指标(GB/T 17824.3—2008)
猪舍类别
/mg·m-3
硫化氢
/mg·m-3
二氧化碳
/mg·m-3
细菌总数/mg·m-3 粉尘
/mg·m-3
种公猪舍 25 10 1.500 6 1.5
空怀妊娠母猪舍 25 10 1.500 6 1.5
哺乳母猪舍 20 8 1.300 4 1.2
保育猪舍 20 9 1.300 4 1.2
生长育肥猪舍 25 10 1.500 6 1.5
2 当前除臭技术的应用
       从臭气来源可知,猪场除臭为一个系统工程。结合到实际生产过程中,将综合除臭养殖技术分为源头控制、养殖过程控制及末端控制。
       2.1 源头控制
       源头控制技术主要从臭气产生源头处理。
       2.1.1 优化畜舍结构
       畜舍结构对臭气中氮的转化和损失有很大的影响。优化猪舍粪沟与集粪池散发臭气表面积,能从排放路径使氨气排放量下降,见图1。发酵床养猪舍中发酵菌可以将猪粪尿中粗蛋白、粗脂肪等营养物质迅速降解、消化(室外粪污沟尽量封闭)。
猪舍除臭
图 1
       2.1.2 添加低蛋白饲料及饲料添加剂
       饲料中添加植物提取物添加剂(如樟科植物提取物、丝兰属植物提取物等)、微生态制剂、酸化剂和酶制剂等,也可有效从源头降低恶臭的产生,且对生猪来说更为健康合理。
       2.1.3 采用清洁饮水技术与设备
       采用清洁饮水技术和设备,可以从源头上减少水的浪费,并可降低畜禽舍恶臭的排放。
       2.2 养殖过程除臭
       养殖过程除臭技术主要为养殖过程中实施的除臭技术。
       2.2.1 采用新型干湿分离式机械清粪技术
       采用新型全自动干湿分离式机械清粪技术清粪,可减少液体部分体积,降低COD等污染物浓度及微生物降解的有机物等,进而降低在厌氧分解过程中产生的恶臭气体量。固体部分可以有效保留氮等对植物有益的营养成分。实践应用表明,新型固液分离式机械清粪可以减少50%以上的恶臭浓度,降低50%~60%的污水排放量,同时降低畜禽舍内湿度15%~20%,减少养殖人力。该技术的关键是清粪设备与清粪坑道的匹配,以及能否及时快速清理舍外的粪便,因此,建议在场地允许的情况下,建设舍外二次清粪系统。开放式污水管沟是臭气的重要来源,有条件的尽可能采用封闭式管道,或设置一定数量的较深的中间收集池,通过水泵将粪便提升到主管道,形成落差,再收集到总收集池中。
       2.2.2 控制舍内温湿度和通风量
       温度对畜禽舍氨气的排放有重要影响。一方面,温度越高,氨气由于布朗运动加剧挥发越快;另一方面,温度变高或变低,室内通风量、相对湿度等其它环控参数会变化,这些参数的变化对氨气的排放也有影响。
       2.2.3 安装舍内喷雾设备
       在舍内安装喷雾设备,定期进行喷雾,并在喷雾溶液中添加植物提取剂、微生物除臭剂,能有效去除舍内臭气浓度;或在空栏阶段喷洒微酸性电解水,在对畜舍内进行杀菌消毒的同时,有效降低舍内恶臭浓度。但由于液体蒸发会降温,所以该项技术不适用于冬天。
       2.2.4 紫外光用于猪场除臭
       紫外光主要通过2种方式除臭。一种是直接除臭,通过携带的光量子直接将臭气分子的化学键断开,从而分解臭气分子成为无臭分子;另一种是通过水与氧气产生强氧化化学键,再对恶臭气体进行氧化,产生无臭分子。紫外光应用于猪场除臭需要长时间照射,而长时间照射紫外光对猪不利,因此需要控制照射时间。
       2.2.5 应用电净法除臭技术
       电净化设备系统通常设在粪沟上方或者出风口处。电净化技术主要通过以下2种方式处理臭气。一种是直接除臭,通过强电形成的臭氧及强电粒子对臭气分子进行分解,产生无臭分子,效率高达30%~40%;另一种是通过电场对吸附有臭气分子的气溶胶进行吸附,捕获臭气分子,效率高达40%~70%。在粪沟上方处理比出风口处理效率更高,但设备安装复杂。电净化技术的缺点在于耗电高,设备应用复杂,不利于推广,有效面积小,仍然会有部分臭气分子逃逸,因此会有臭气残留。
       2.3 养殖末端除臭技术
       养殖末端除臭技术主要为猪舍末端、粪便末端处理技术。
       2.3.1 生物反应过滤器
       该过滤器在机械通风模式的猪舍应用较方便,可应用在自然通风的猪舍出风口、密闭粪池的出气口。
       2.3.2 喷雾方法
       在猪舍风机后端、堆肥场设置喷雾设备或装置添加菌液或其它处理剂,该方式投资成本低,但喷雾设备与装置距离风机较近时,会影响风机通风性能,因此需要合理设置喷雾设备与装置的位置。菌液或处理剂的高效率循环利用可以提高除臭的效果,降低运行的成本。
       2.3.3 养殖末端粪污环保处理系统
       现代规模化养猪场的粪污环保处理系统,引用工业污水处理工艺,固液分离作为第一步处理,后续通过厌氧发酵产生沼气,进行能量回收利用,好氧曝气处理产生的肥料也可以回收利用。
       2.3.4 喷淋塔除臭模式
       水洗模式,更适宜粪污处理中心。该方式采取化学吸收的方法,适合集中处理,效率高,通常在循环液中添加强酸以达到快速吸收臭气的效果。
3 除臭剂
       除臭剂是除臭系统中的重要角色,不同类型除臭剂作用机理不同,需要根据除臭剂自身特点合理选用。表3列出几种主要类型的除臭剂,阐述除臭剂基本作用机理、推荐使用方法与缺点。
4 结语
       目前除臭技术相关研究大多为单一措施的研究,缺少综合性除臭方案的报道。单一的除臭技术并不能达到全场除臭的效果;除臭剂方面的研究也比较单一,主要集中于研究除臭效果,并未对作用机理与综合性除臭剂深入研究。
       当前市面上生物除臭技术与相应的技术装备大量涌现,投资大,但产品质量良莠不齐,菌种来源与配方千差万别,发酵条件及物料控制难以保证,需要经过严格试验及相关机构认证方可选用。
       通过除臭技术在猪场的应用了解到,猪场除臭是一个系统性工程。甚至在前期的猪场布局、通风系统、周边环境的隔离、绿化植被设计阶段都需要将除臭问题考虑进去。

来源:现代农业装备


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