一种新型畜禽舍生物除臭装置的研制

王军一，伏广达，毕敬全

（1.临沂市畜牧站，山东 临沂 276000；2.山东九一生物科技股份有限公司，山东 淄博 255000）

随着生猪养殖规模的不断扩大、集约化程度及养殖密度的不断提高，在养殖过程中产生了大量难闻具有恶臭味的有害气体，这些气体不仅危害到生猪的自身健康，还对周边环境造成污染。近年来，伴随着生态文明建设的步伐，人们对美好生活环境尤其是空气质量的要求越来越高，部分养殖场的养殖臭味带来的扰民问题，又成了困扰养殖生产的问题之一。所以，如何有效控制生猪养殖场的臭味成为保证生猪产业可持续发展，迫切需要解决的问题。

1 生猪养殖场臭味的产生、危害及处理方法

1.1 臭味的产生

养猪场恶臭气体是由生猪的粪便、污水、饲料残渣、病死猪只、粉尘颗粒等物质被腐败微生物分解产生的，其中还混杂着猪只消化道排出的气体、体表的分泌物及附着在体表的污物等散发出的难闻气味，臭味气体成分比较复杂。其中猪舍内常见的多为氨气、硫化氢、粪臭素等有害气体。

1.2 臭味的危害

这些恶臭气体多具有刺激气味、腐败气味。对生猪的黏膜、上呼吸道系统损伤较大，可以引起生猪采食量下降，焦躁不安，严重时呼吸困难、肺水肿、呕吐等。有的恶臭气体如硫化氢还可进入血液，引起机体组织缺氧。猪只长期生活在这些恶臭气体中，会导致其机体抵抗力下降，体质变弱，阻碍了猪只正常生产性能的发挥，同时还会危害到猪场饲养人员的健康，其释放进入大气后还有可能破坏臭氧层，或形成酸雨。

1.3 除臭的方法

目前，猪场除臭的方式和方法有很多：一是，在建设选址的时候，要符合国家有关法律、法规及养殖场建设规范的要求，要远离河流、道路、村庄，应优先选择远离居住区的背风向阳的高燥地势上；二是，要场区内合理规划，四区分离，保持合理养殖密度，粪污处理区域要建在养殖场地势较低的下风口处；三是，可采用低蛋白日粮饲喂猪，适当添加微生物、酶制剂、中草药等调节肠道菌群的制剂，提高饲料利用率，起到减少氮排出的作用；四是，在场区内外搞好绿化，可起到一定吸附、防护作用；五是，要采用干清粪模式，并及时对产生的粪便采取合理的处理方法，防止腐败微生物发酵产生恶臭气体。

对于猪舍内的恶臭气体去除，多采用物理吸附法和稀释法、化学药液吸收法、催化氧化法等等。最常见的就是采用机械通风稀释法，直接对舍内气体进行交换，保持了舍内空气清新，但是这个方法没有在本质上解决臭味气体，仍对环境造成危害。猪场还常采用活性炭、沸石粉等吸附材料进行物理吸附除臭，该方法虽具有除臭效果好的优点，但由于畜禽舍内空间较大，通风量大且需长年连续运转，使吸附装置的吸附性能很快降低，而失去除臭能力，因而就需要不断再生或更新吸附剂，成本显然较高；同时，吸附装置还会随着温度的升高，重新将吸附气体颗粒粉尘重新释放，造成二次污染。另外，目前还用到的药液吸收法、化学法或催化氧化法也同样存在二次污染（产生臭氧）等问题。针对以上技术或装置出现的种种问题，为了保证除臭性能的安全高效，成本低廉和应用方便，设计研发了一种新型畜禽生物除臭装置，来解决养猪舍内的恶臭气体。

2 除臭装置的设计原则

在开展畜禽养殖舍内空气除臭的技术或设备的研究中，要符合畜禽养殖的行业特点，舍内大量有机物、无机物、粉尘混杂在一起，气体成分比较复杂，除臭的同时还要保证畜禽的正常生理活动不受影响，这就对除臭技术的要求较高，参与设计者必须遵循 “经济可行、技术有效、使用方便” 三个原则，研发的技术才能在生产中得到迅速推广应用。

经济可行的原则：不论技术还是产品，初始投资不宜过高，在使用过程中不会增加额外的经济负担。例如活性炭、沸石粉等具有吸附功能的物理性方法，效果虽然不错，但是存在耗材损耗过快，不断更新的成本过高问题。

技术有效的原则：畜禽养殖生产过程不同与工业生产，技术的运用不仅要考虑到除臭的实际效果，还要考虑到该技术是否会对畜禽生长及其畜禽产品品质产生不良影响。这就要求利用的技术或设备能真正起到除臭作用的同时，而且不会带来二次污染。

使用方便的原则：简单易行，便于操作，不会增加劳动强度和人工成本。目前应用的饲料添加型除臭剂，在饲喂过程中添加，会增加劳动强度，还不易混合均匀，大规模养殖使用效果不均匀。随着自动化程度的提高，大型畜禽养殖舍采用自动给料系统，该技术使用起来就更不方便。

表 1 空气指标检测结果                                        mg/m3 

3 除臭装置的研发

3.1 除臭装置的初步设计

在畜禽舍内的排风装置上，安装一个与排风装置风量相当的密闭箱体装备（见图1），该箱体包括进气口、出气口、均流网、微生物膜系统、温控装置、雾化喷淋装置和电源控制模块。

装置的运行方式为将舍内污浊气体通过进气口送入，进气口处设有均流网用于初步过滤掉大颗粒的粉尘杂质；经过滤后的空气进入温控装置区域，温控装置可自动感应气体净化室内部温度，进而根据设定值调节温度适宜微生物系统的生长代谢；空气再经雾化喷淋和微生物膜系统降解、净化后，经出气口排到大气中。

其中该装置中的微生物膜是在反应器中添加填料，使微生物附着生长在填料上形成了一层生物构成的类似于膜的结构，高度富集好氧菌、厌氧菌、兼性菌等组成的生态系统；雾化喷淋装置起到将水或营养液均匀喷淋至微生物膜表面的作用。温控系统位于密封箱体内；雾化喷淋装置位于微生物膜系统的上方，密封箱体的外部设有电源控制模块，温控系统和雾化喷淋装置均与电源控制模块连接。

图1 密闭箱体装置

3.2 除臭装置的运作原理

运行状态下，舍内气体被送至密闭箱体内，经过恒定的温度环境后，雾化喷淋作用下，臭气物质首先溶解于水相，进一步附着于微生物膜表面，通过微生物的分解利用达到净化除臭的目的。

3.3 除臭装置的运行优点

微生物膜载体表面积大，无毒害作用，不易堵塞；处理效率高，除臭净化效果好，并能降解废气产生无害气体；不使用化学手段及催化剂，不产生二次污染，不生成臭氧；无需专人负责，连续工作稳定，运行成本低。

4 除臭装置的初步应用

选择某生猪规模养殖场某一栋圈舍，圈舍长度为 50 m，宽度为 10 m，高度（檐高）为2.8 m，试验季节为冬季 ，将装置与风机相连，开启风机和除 臭 装 置， 在 运 行 30 min、60 min 、360 min三个时间点分别对进气口气体（风机口）和出气口气体进行检测，检测指标为氨气、硫化氢及恶臭气体等。检测仪器为 BW-GasAlertMicro 5(意大利)-氨气、硫化氢；XP-329M(日本)-臭气（见表1）。

试验结果表明：利用该装置可有效降低排出舍外空气中有害气体的浓度，同时随着时间的推移，舍内气体由于通风换气的原因，舍内空气质量也得到大大改观。

5 讨论

这种新型畜禽舍生物除臭装置的设计充分考虑养殖生产实际，按照经济、实用、方便的原则，充分利用微生物活性特点，通过通风换气，不仅仅能改善舍内环境，而且能大大降低排出舍外空气中有害气体的浓度，效果明显，可推广应用。下一步，如果能在智能化方面加以提升，根据舍内空气指标参数的调整，自动启动运行装置，将更有效提高运行效率，减少能源浪费，更大限度发挥该装置的作用。