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生物过滤器可保障猪场生物安全和空气质量

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  猪场总是有一种特殊的味道,令猪场周边的人群敬而远之,甚至常常引发猪场和周边居民的争执,而猪场的空气质量也更是影响猪场动物和工作人员福利的重要因素。

  通过生物过滤器可以缓解猪场异味和空气污染,例如京鹏环宇畜牧就可以提供多种空气过滤系统,尺寸均可根据实际方案定制,为猪场的生物安全、环境控制和空气质量控制提供了有力支持。

  今天小编和大家分享的是Kevin A. Janni (明尼苏达大学), Richard K. Nicolai (南德科塔州立大学), Steven Hoff (依阿华州立大学)和Rose M. Stenglein (明尼苏达大学)撰写的关于生物过滤器的应用、主要设计和性能因素的综述。

  生物过滤器是一种经验证可有效降低异味和其它气体排放的方法,适用于机械通风的畜舍设施和粪便储存单元。生物过滤器的原理是,将有害气体吸收到生物膜当中,由微生物降解为二氧化碳、水和盐,微生物可利用降解过程产生的能量和养分来生长、繁殖。设计良好的生物过滤器可降低硫化氢(H2S)95%,降低氨气(NH3)生物过滤器方面的研究正在积极开展;未来几年关于污染物的减排效率、生物过滤器媒介、配置以及维护方面将会出现更多信息。其它潜在效益包括抑制病毒的空气传播和温室气体(GHG)的排放。

  何为生物过滤器?

  用于畜舍空气处理的生物过滤器包括生物过滤器媒介、管道系统、配风室和风机。下图显示了带有地下粪坑的畜舍当中采用的平床式生物过滤器的工作流程。生物过滤器的媒介上生有一层湿润的、具有生物活性的生物膜,空气经过的时候,里面的气体就被吸收、降解。来自畜舍或其它来源的空气经管道系统和风机输送到配风室,在这里均匀地分配到媒介当中。需要风机将空气从畜舍吸出,并推动经过管道系统和生物过滤器媒介。

  生物过滤器媒介对污染空气进行物理和生物的处理。物理处理指的是污染物(例如异味气体、悬浮汽雾和微小颗粒)吸收到潮湿的生物膜当中。生物处理指的是生物膜上的微生物将污染物降解为二氧化碳(CO2)、水(H2O)、矿物盐、挥发性有机化合物(VOC)和细菌生物质的过程。微生物的活动是生物过滤器与简单过滤器或湿洗设备之间的区别所在。

  生物过滤器在哪里应用?

  生物过滤器被用来对配有机械通风的建筑排出的空气进行处理。通过风机,可以将污染空气收集起来,导入生物过滤器。有些情况下,生物过滤器处理全部的通风排气。其它许多情况下,生物过滤器处理一部分的通风排气。粪坑风扇排气可通过生物过滤器来处理。

  生物过滤器还可用来处理来自加盖粪便储存单元或加盖处理设施的空气。可将顶盖下方积累的粪便气体吹过生物过滤器进行处理。

  生物过滤器无法用来处理自然通风的开放式畜舍的废气,因为这种畜舍的废气无法收集导入生物过滤器。生物过滤器可用来处理自然通风的畜舍的粪坑当中的风机排出的空气。这些风机从自然通风畜舍地下的风坑中抽取空气。在寒冷天气当中,这些风机可收集100%的废气,利用生物过滤器进行处理。在温暖天气当中,粪坑风机只能收集10%的废气。通过提高粪坑风机的容量至热天最大通风量的40%,可以提高温暖天气的空气处理率。通过增加粪坑风机容量,可以确保侧墙卷帘打开之前大部分粪坑气体由生物过滤器处理。

  生物过滤器还可用来在稳定的大气条件下对来自畜舍的最低通风空气进行处理,减少异味排放。稳定的大气条件在凌晨和傍晚很常见,大气底层几百英尺的范围内几乎没有空气流动。在此阶段,异味气体可沿地面传输很远的距离,可对机械通风输送的空气进行生物过滤,降低异味排放。这种方式应用生物过滤器可以减少异味引起的投诉,同时降低运营成本,比全时过滤全部空气的系统成本低。

  生物过滤器的类型

  生物过滤器的分类有几种方式,取决于布局。过滤器可分为开床式和闭床式。开床式过滤器的媒介不加盖,受天气影响,包括雨、雪和极端温度条件。闭床式过滤器大部分采用密封结构,有一个排气端排出清洁空气。开床式生物过滤器在畜牧设施空气处理当中最常见。有些开床式生物过滤器上方装有顶棚,可减少天气影响。

  生物过滤器还可分为水平式和直立式。水平式生物过滤器占地比直立式大。在水平式生物过滤器当中,污染空气均匀地从下方向上通过媒介。许多开放式平床水平式生物过滤器的媒介厚度为10至18英寸。这种生物过滤器的建造成本相对较低,且易于维护。

  有些水平式生物过滤器媒介厚度在三至七英寸之间。这种生物过滤器通常处理的气流量小,所需占地空间比浅床生物过滤器小,但需要更强大的风机,这会增加成本。

  直立式生物过滤器的设计是为了减少占地面积。直立式生物过滤器有多种设计。直立式生物过滤器的媒介安放在两个垂直的支撑结构之间,与顶部交叉。空气经垂直支撑结构或顶部水平通过。直立式生物过滤器处理等量气流所用的表面积小于水平式生物过滤器,但建造和维护成本更高。

  直立式生物过滤器使用过程中必须对媒介在垂直支撑结构之间的沉降进行补偿。随着媒介的沉降,底部媒介更加紧实。这会造成底部气流量小于顶部。克服气流不均的一个办法是让支撑结构逐渐变细,媒介厚度逐渐减小。垂直支撑结构顶部的媒介比底部厚。开始的时候,底部通过的气流量偏大,但过一段时间之后,媒介会越来越紧实,整个垂直支撑结构当中的气流都会变得均匀。

(审核编辑: 钱涛)