浅论畜禽场的空气污染及其净化技术.doc

浅论畜禽场的空气污染及其净化技术学术论坛垫Q:QScienceandTechnOIOgyConsultingHerald浅论畜禽场的空气污染及其净化技术耿如林董保成(农业部规划设计研究院北京100026)摘要:畜牧业引起的环境污染越来越受到政府与社会的关注,本文针对畜禽场空气污染状况,分析了其危害的主要表现,并深入阐述了当前的净化技术.关键词:畜禽场空气污染空气净化中图分类号:s5文献标识码:A文章编号:16730534(2007)01(b)一020302我国的畜牧业在改革开放的20多年里取得了举世瞩目的成就,但同时,随着社会与经济的发展,我国畜牧业生产面临着严峻的形势和巨大的挑战,除优质产品比重低,市场竞争能力弱,饲料饲养成本居高不下,兽医保护薄弱,畜禽死亡率高等主要问题外,畜牧业引起的环境污染越来越受到政府与社会的关注:一是畜禽养殖场排放的废弃物与气体对大气,水体,土壤造成了严重污染-二是畜禽场的空气质量直接影响到畜禽防疫,健康和产品质量.1我国畜禽场空气污染状况空气污染的主要来源是畜禽自身.动物不断向其生活环境中排出大量有害物质,这些病原微生物,有害气体与恶臭化合物等附着在悬浮颗粒物上可以长时间悬浮在空气中,另一方面,病原微生物在环境中有较长的存活期,一般为数天或数周,有的甚至达数月或数年.因此,病原体有充分的时间在畜禽舍积累,并达到惊人数量.同时,舍内空气通过通风向外排放,也造成了排风区甚至整个畜禽场的污染.测试表明:机械通风鸡舍的排风区,细菌总数高达十几至二十几万个/m,尤其是纵向通风鸡舍,舍内的细菌总数与大肠杆菌数小于横向通风鸡舍,排风区的细菌总数与大肠杆菌数却明显高于后者.按照空气清洁度标准,即菌落数>4.8万/m为严重污染,排风区的菌落数远远超标,空气严重污染.我国由空气质量引起的畜禽疫病损失十分巨大,对畜禽养殖业产生直接经济影响.据有关方面统计,我国的蛋鸡全程死淘率达253O%,猪的死亡率为1012%.每年因疫病造成的直接经济损失达260多亿元,因疫病造成的畜禽生产性能降低.产品质量下降和饲料浪费等间接经济损失达800亿元以上,每年防治畜禽疫病所需经费达1O0亿元.2畜禽场空气污染的危害分析畜禽场空气污染首先带来的危害是造成了疫病的传播.由于空气环流作用,大多数污浊空气仍停留在场区上空,成为其他畜禽舍进气的一部分,造成疫病的交叉感染.另外,畜禽场的空气污染直接影响周围环境空气的质量.我国大多数规模化畜禽场位于城市郊区,由于我国土地面积有限,畜禽场与周围居民区的距离较近.而大多数畜禽场未经处理就将污浊气体排入周围大气,其中的有害物质和臭气,严重影响居民区的环境空气质量,引起周围居民的不满.一些畜禽场就是因此被迫停产搬迁,给畜禽生产造成很大影响.无论是病原体,臭气或者氯气等有害物质,都是主要以颗粒物为载体来进行传播.畜禽舍的颗粒物除了其本身对人畜呼吸系统造成危害外,还会加重其他污染物对人畜及环境的影响.这些危害表现在以下几个方面:(1)畜禽舍粉尘对工人的呼吸系统产生有害影响.呼吸性粉尘能够引起支气管炎,过敏性肺泡炎,职业性哮喘等一系列呼吸系统疾病.这些都能导致肺机能下降,减弱对疾病的抵抗能力,甚至造成肺泡的永久性实变,减少肺的容积.非呼吸性粉尘中的蛋白质成分则会产生直接刺激和致敏作用,还可能导致鼻炎.(2)粉尘也是引起动物呼吸系统问题的主要原因.粉尘对动物呼吸道产生的生理影响会抑制颗粒清除机制.粉尘和细菌分泌的毒素的化学作用还会产生刺激,引起发炎.现在普遍认为呼吸性粉尘浓度是影响猪肺炎发生的因子之一.另外,粉尘降落在猪体表,可与皮脂腺分泌物,皮屑,微生物等混合,刺激皮肤发痒,继而发炎.粉尘还可堵塞皮脂腺,使皮肤干燥,易破损,抵抗力下降.粉尘落入眼睛会引起结膜炎.一般来说,动物比人类对空气污染物有更强的承受力但是,在某些情况下(如新生,过冷过热.营养不良或生病),它们会非常敏感,较低浓度的污染物也能对其产生有害影响.(3)粉尘除了其本身对人畜造成的危害外,更主要的是它是多种有害物质的载体.鸡舍疫病交叉传染的主要原因是病原微生物,但这些微生物在空气中是不能单独存在的,常常附着于大小不同的微粒上,以直径62Om的微粒为最多.大部分微生物正是借助于粉尘才能长时间的保持悬浮状态,并随气流向四周传播.有病原体或仅有少量的病原体并不能导致传染病的发作,只有病原体达到或超过一定数量的才能导致传染病的发作m所以,通过除尘可以减少病原体的积累而达到降低疫病发生的目的.(4)粉尘也是恶臭化合物和有害气体的携带者.直径范围在520m的微粒是畜舍臭气传播的主要原因.恶臭物质本身只能以气相进行分子扩散,一旦被吸附于悬浮微粒上后,含微粒的空气被人们吸入,微粒就粘结在鼻孔,呼吸道的粘膜上,加强了闻到的臭味.研究表明,由于粉尘粒子的存在,畜禽舍恶臭的扩散范围加大.如果去除掉颗粒物.猪舍,氧化塘的采样气体儿乎是无臭的.同样,氨气等有害气体以高浓度附着干粉尘随气流传播,并随呼吸过程进入呼吸系统的各个部分,引起呼吸系统疾病.粉尘与有害气体的相互作用引起猪的呼吸系统疾病.如果和lOOppm的氯气或者35ppm的二氧化硫相结合,粉尘能产生对结膜或鼻的刺激以及唾液的过度分泌.(5)粉尘沉积于畜舍表面,对建筑材料及舍内设备造成损耗.粉尘能进入电子设备并沉积在气候控制系统的温湿度探头上.沉积在风机上的粉尘能造成发动机温度过高.对畜舍热交换器腐蚀情况的研究发现,热交换器表面上的冷凝水的粉尘利于微生物的滋长,并造成一个腐蚀性的微环境.3畜禽场空气净化技术畜禽生产场所的空气净化一般以控制颗粒物浓度为途径,研究设计畜禽生产场所的空气净化技术及设备,改善畜禽舍内外的空气质量.主要工作原理是,净化畜禽场空气,隔断疫病在场区的交义传染,并减少畜禽生产对周围大气环境的污染的主要途径,通过清除流入与流出畜禽舍空气中的颗粒物来降低病原体,有害气体及臭气的传播.主要的净化技术包含以下三个方面:3.1进气净化技术畜禽舍空气中的部分微粒是由通风换气从舍外带进来的.对进气的除尘处理不仅可以减少舍内的粉尘浓度,更重要的是可以降低病原微生物在舍与舍之间的传播,同时也减少病原微生物在舍内的累积速度.对于幼畜禽来说,由于其特异性与非特异性抵抗力都较弱,只能抵御很少的病原体,病原积累期短,所以需要对进气进行净化.畜禽舍进气的主要净化技术是空气过滤.过滤装置经常用畜舍的进气除尘或对舍内空气进行循环过滤.过滤除尘与其他除尘技术相比,其主要特点是可以对呼吸性粉尘有较高的捕集效率,人们在不同的畜禽舍都进行过过滤除尘研究.3,2舍内颗粒物净化技术(下转205页)科技咨询导报ScienceandTechnologyConsultingHerald203学术论坛ScienceandTechnOIOgyConsuI性能,泥浆循环系统的要求与通常的防渗墙,钻孔灌注桩造孔没有本质的区别,只是冲切成槽对泥浆的循环要求更高.因为从冲切的机理来看,地层受冲击,泥渣难以悬浮,从冲切钻头的结构来看,扁板状的钻头也不象笼式钻头那样,泥渣容易被泥浆携带出,因此,加强泥浆循环,对于提高钻进速度显得尤其重要.施工时,除安装正循环系统外,在槽孔内还安设气举反循环装置定时抽吸.气举反循环采用2.6m/nain的空压机供风,出浆管为108mm的套管,出浆管径大,便于粗颗粒快速排出,大大提高了冲切速度.接头管采用146mm的套管,钢管外壁必须保证光滑,在下接头管前表面刷脱模剂.混凝土浇筑结束后,待混凝土初凝,转动接头管,混凝土终凝后及时用液压拔管机拔出接头管.一,二期槽孔形成半圆形搭接形式,保证了防渗墙接头的止水效果.由于塑性混凝土的强度不高,所以也可不埋接头管,直接采用钻凿法进行防渗墙接头的施工.3未来发展前景展望我国的水能资源开发程度仅为15%左右,远远低于发达国家水平.我国的水资源时空分布很不平衡,早涝灾害频繁.随着国民经济的快速发展,水利建设,水能资源的开发参考文献都面临着极大的机遇.我国的城市化进程任【1乔世珊.水利发展与技术装备.建筑机械,重道远,老城改造,新城建设,交通,环保2001.工程等等,都需要建设大量的混凝土防渗墙和【2】牛运光.土坝安全与加固.中国水利水电出其他地下连墙.可见,混凝土防渗墙技术有版社,l998.广泛的市场需求,其发展前景看好.因此,【3马建华.适用于长江中下游干流堤防堤基通过对现有状况的分析,根据水利建设现状垂直防渗的新技术.水利水电技术,2001.及发展的要求,混凝土防渗墙施工技术及设【4陈武林.混凝土及其在三峡工程二期围堰备主要研究方向为:首先是低成本,高质防渗墙的应用研究综述.重大工程,1996.量:以往的堤防工程中,除上述板柱灌注【5马迎春.混凝土防渗墙施工技术综述.黑龙法以外,普遍都因为技术及设备原因,使墙江水利科技,2005.体过厚,所需水泥量过多,成本很高.因【6】董哲仁.堤防除险加固实用技术【M】.2005.此,必须设计出超薄连续的防渗墙施工技术【7肖恩尚.混凝土防渗墙接头拔管工艺研究及设备.提高墙体深度:在堤防工程中,有【M】,2006.些地层要求墙体能够深入30m以下,而现有【8左凤霞,王腾飞.混凝土防渗墙施工新技术设备在实际应用中大多数都限制了墙体的施【M】,2006.工环境及深度.因此,开发研制出能适应任何不同地质条件并对墙体深度不限的防渗墙施工设备已成为重要课题.施工现场布置紧凑化,施工过程简单化:由于堤防建设的特殊性,在施工过程中,施工现场场面铺设不宜过大,而且必须尽量缩短施工工期,使施工过程简单.(上接203页)猪舍的主要粉尘来源是饲料,鸡舍的主要粉尘来源是动物自身和垫草,因此畜舍大部分粉尘是在舍内形成的.控制舍内粉尘有两个好处:一个是减少高浓度粉尘对人畜呼吸系统的危害t另一个就是能同时减少排出气体的粉尘浓度,从源上减少了对邻近畜舍以及对大气环境的污染(通风除外).1)增加通风速率通风是一种传统的除尘方式.大部分研究表明,高通风率能有效降低舍内粉尘浓度.在断奶仔猪舍和育肥舍,将通风速率从最小升至最大,粉尘浓度下降了61%.2)喷雾用油或水喷雾能使粉尘凝结降落,并粘在地面上,对总尘与呼吸性粉尘都有较好的效果.3)使用除尘设备过滤装置也用于畜舍内除尘.例如湿法除尘有较好的空气净化效果,它能同时去除水溶性的气体(如NH,cO,等),也无需频繁清洗除尘器.湿法除尘器能去除40%的猪舍粉尘,25%的NH,l5%的cO,及5o%的微生物.但是湿法除尘的耗水量大,而且存在污水处理和舍内湿度过大等问题.4)控制饲料粉尘大量研究证实粉尘最大的来源是饲料,从饲料上控制粉尘的产生,费用低操作简单,有较好的效果.而且,还可以与其它除尘措施配合使用,提高除尘效果.目前,控制饲料粉尘主要有三个途径:改变饲料种类,使用饲料添加剂,使用饲料涂层.3.3排气的颗粒物净化技术排气除尘是对已排出舍外的气体进行除尘处理,以减少微粒与气味对外界的污染,同时也降低疫病在场区的交叉感染.通常人们认为排气口的通风量大,含尘浓度高,在排气口除尘会花费很高的成本,所以应用很少.但近年来,出现了一些较为经济实用的排气口除尘技术.(1)生物质过滤器生物质过滤器的原理是在排风机的后面设置水平式或垂直式的过滤间,借助排风机的压力使排出空气通过秸杆等生物质材料,清除排出气流中的微粒,有害微生物和恶臭.(2)挡尘墙挡尘墙是现在畜禽舍环境研究中的一个热点问题.台湾己经有200多个鸡场的纵向通风舍使用挡尘墙来控制粉尘和恶臭.美国很多猪场采用负压纵向通风,人们也在试验各种挡尘墙来降低粉尘和臭味.挡尘墙的主要工作原理是:在风机排风气流附近设一个大的开放式沉降室,改变排出气流的方向与流速,使排出气流中的多数颗粒物沉降在挡尘墙以内,这也同时清除了附着于颗粒物上的恶臭化合物和病原微生物.与生物过滤器,生物质过滤器等畜禽舍排气处理技术不同,挡尘墙可以说不存在压力损失,也没有通风换气量的限制,尤其适用于排气集中于尾端的纵向通风舍.挡尘墙的投资运行费用都很低,使用简单,而有相当的空气净化效果.(3)防护林带防护林也被用于畜禽舍排出空气的治理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