CN104437035A - 一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，包括安装在畜禽舍墙上的排风口，抽气风机，排风收集管道及废气排出畜禽舍时的三级过滤装置；所述的风机将空气以负压形式抽出畜禽舍；除臭装置分为挡尘导流模块、喷淋模块和生物过滤模块，喷淋模块下方连接地下排水口，生物过滤模块内安装土壤湿度传感器，上方安装自动防雨卷帘。本发明根据拟建地址实测数据进行计算设计畜禽舍的具体尺寸并进行评估，不仅有效杜绝了臭气排放到外界空气中从而污染空气，在排气清洁的同时还能防止畜禽疾病的传播，从长远角度比传统畜禽舍的排气除臭方式更具经济效益。

Description

一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置

技术领域

本发明涉及畜牧养殖领域，具体是涉及一种用于畜禽舍的排气除臭装置。

背景技术

中国一直是畜禽大国，对猪肉、羊肉、鸡肉等各类肉的需求量都非常惊人。随着我国人民的生活水平的提高、平衡饮食观念的建立和人口基数的不断增长，我国对于肉质食品的消费在相当一段时间内处于旺盛增长期，刺激了畜禽养殖业的繁荣发展。但是随着畜禽业的迅猛发展和集约化养殖成为主要养殖方式，畜禽集中产生大量恶臭而污染空气环境的现象也越来越严重。为响应我国国务院在2013年9月出台的《大气污染防治行动计划》，畜禽业养殖亟需解决的首要问题便是对恶臭的处理。

    畜禽的***物的污染成分十分复杂，主要包括：氮，磷等水体富营养物质；氨气、硫化氢、甲烷、甲胺、二甲基硫醚等恶臭气体；铁，锌、锰、钴、碘等矿物元素；铜、砷、汞、硒等重金属物质；抗生素、抗氧化剂、激素等兽药残留物；炭疽、禽流感、五号病、布鲁斯菌病、结核病等人畜共患传染病病菌，另外还有一些排出气体中的粉尘等等。其中需要主要集中处理的为氨气、硫化氢、VOCs、恶臭、微生物等。

目前，国内外主要的除臭技术有吸附法、除臭剂法、热氧化法、洗涤法、生物过滤法和氧离子基团除臭法等。国内大部分养殖场仍然沿用传统的除臭方法，如通风、喷洒等，而这些方法效率低且易造成二次污染。生物过滤技术采用过滤装置将其携带臭气混合物的悬浮粒子过滤分离，然后利用生物过滤器内附着在滤料表面的微生物将恶臭气体进行生物降解，从而为其自身的新陈代谢提供能源和养分，该除臭方法投资适中、能耗小、见效快、运行成本地、效率高、无二次污染，尤为适合处理畜禽养殖场散发出来的臭气，因此也成为当前该领域的研究热点。

    公开号为CN103721564A的专利文献公开了一种光催化-ClO₂联用除臭装置，包括隔离网和喷淋装置，通过设置于除臭空间周围的隔离网上的光催化剂降解空气重的恶臭物质，并向除臭空间喷淋ClO₂消毒液。虽然该发明以日光为光源降低除臭成本，但直接对开放环境消毒除臭难免发生二次污染。

公开号为CN101336616A的专利文献公开了一种养殖用除臭除湿装置，畜禽舍上部开设畜禽舍出风口，畜禽舍进风口连接一空气加热器，空气加热器进风口设置在畜禽舍外，畜禽舍进风口设置在畜禽舍内；空气加热器前端或后端或畜禽舍出风口安装一风扇。然而，该装置注重前端的除臭除湿应用，后端处理和排放并未过多考虑。

因此，从目前的角度来看，还没有一种理想技术能够有效经济地除去猪舍臭气并避免发生二次污染。本发明采用的排气除臭通过统一收集、喷淋、生物过滤、排气，避免了对外界环境的污染，同时结合生物处理和多级模块组装形式，创新性地提出了一套猪舍多级排气除臭装置。

发明内容

为了解决畜禽舍内的恶臭问题，本发明提供一种用于畜禽舍的排气多级除臭装置，从而改善畜牧业环境污染问题。

为此采用如下的技术方案：一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，包括安装在畜禽舍墙上的排风口，抽气风机，排风收集管道及废气排出畜禽舍时的三级过滤装置；抽气风机安装在过滤装置前端，过滤装置分为挡尘导流模块、喷淋模块和生物过滤模块，挡尘导流模块为第一级，喷淋模块下方连接地下排水口，其特征在于：畜禽舍内空气先通过通风集气模块，由风机进行负压通风抽气，通过排风口进入排风收集管道，而后通过包括挡尘导流模块、喷淋模块和生物过滤模块的三级过滤装置进行过滤处理，最终排出舍外。

进一步地，所述生物过滤模块采用质量比例为30:70的堆肥和木屑混合物作为填料，所述堆肥为养殖场有机固体废弃物，加入畜禽粪便发酵菌，升温至60-80C后，发酵5-10天而成；填料层中安装有土壤湿度传感器。

进一步地，所述通风集气模块包括排风口、排风收集管道和抽气风机。

进一步地，所述挡尘导流模块采用防腐木质材料构建，同时该装置对臭气排出具有导流作用。

进一步地，所述喷淋模块采用喷雾式喷淋。

进一步地，所述排风收集管道将猪舍排风一侧的排风口围隔。

进一步地，所述排风口的数量和面积大小以及位置通过实地所测参数计算以后确定。

进一步地，所述生物过滤模块上方安装自动防雨卷帘。

进一步地，所述土壤湿度传感器安装在填料一半的高度；填料下部具有一定空隙，并有塑料网来支撑填料。

进一步地，所述排风收集管道内的废气通过风机抽气进入过滤装置，进排气通风***采用正压送风、负压排风相结合的方式。

所述排风口的数量和面积大小以及位置通过计算以后确定。具体计算涉及实地采集的送风口处的温度、湿度和风速数据以及排风口拟设置位置和大小的信息、拟设定的通风口大小和数量和相关参考资料。主要根据质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律三大基本定律。

所建立的相应的质量守恒方程为：

         

ρ是密度，t是时间，u是速度矢量，u、v和w是速度矢量u在x、y和z方向的分量。

以温度为变量的能量守恒方程：

       

可展开为：

其中，Cp是比热容，T为温度，k为流体的传热系数，ST为流体的内热源及因粘性作用流体机械能转换为热能的部分，有时简称为粘性耗散项。

x、y、z方向上的动量守恒方程：

  

式中，p是流体微元体上的压力；等是因分子粘性作用而产生的作用在微元体表面上的粘性应力τ的分量；Fx、Fy、Fz分别是微元体上的体力。

由于猪舍环境中的空气气流基本为湍流形式，可建立其相应的湍流模型方程：

     

 G_k为平均速度梯度引起的湍动能； G_b为浮力引起的湍动能；Y_m为可压缩湍流脉动膨胀对总耗散率的影响；α_k和α_ε分别是湍动能k和耗散率ε的有效湍流普朗特的倒数。

经计算得到对应畜禽舍内污染物的分布状况，确定排放路径，从而最终确定排风口位置，并且通过合理的数量和大小设计达到废气排放的最优化。

所述喷淋模块采用喷雾式喷淋。用水喷淋以后可以使大量氨气溶于水中，且喷雾式能够在更加大的范围溶解氨气，从而排除大部分氨气。通过雾化喷淋还可使粉尘被吸附后下落至地面，同时也阻止了附着于粉尘表面微生物气溶胶的扩散。

所述生物过滤模块采用质量比例为30:70的堆肥和木屑混合物作为填料，所述堆肥为养殖场有机固体废弃物，加入畜禽粪便发酵菌，升温至60-80C后，发酵5-10天而成；填料层中安装有土壤湿度传感器，土壤湿度传感器可安装在填料一半的高度；填料下部有一定空隙，并有塑料网来支撑填料。

养殖场中本身就产生有机固体废弃物，如畜禽粪便等，畜禽粪便发酵菌也称堆肥快速腐熟发酵剂，具有使畜禽粪便除臭、快速发酵和腐熟的作用，发酵后完成可腐物的彻底发酵、腐熟、灭菌、除臭过程。再经一周左右的快速脱水、灭杀杂草种籽和稳定化的过程，垃圾可腐物总质量大大减少，大肠杆菌、虫卵和杂草籽被全部杀死，可腐物变成褐色、疏松、无臭无味，含水量约25%的生物活性肥料。在本发明中，既为生物过滤模块提供填料原料，同时畜禽粪便发酵菌本身自然附着在填料中形成生物层。

排出的废气由抽气风机抽气经排风口进入排风收集管道，由挡尘导流模块阻截一部分粉尘，再依次经过喷淋模块和生物过滤模块，最终完成排气。其中，喷淋模块采用喷雾式喷淋，通过产生雾状水滴，沉降恶臭气体中粉尘，并使水滴与臭气中的氨气反应，同时调节进入生物过滤***的恶臭气体的湿度。经过生物过滤模块时，废气从填料层底部由下向上均匀穿过填料，经过填料中的微生物层。在此微生物层中臭气被氧化分解成二氧化碳和水，形成的矿物质盐留在填料和生物体中。同时，为了能及时获取填料水分信息，生物过滤器内部安装土壤湿度传感器。传感器安装在填料一半高度的位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的多级排气除臭装置通过管道收集畜禽舍的排气进行统一处理，可以更加彻底、高效。采用的三级过滤装置，高效除臭。先通过挡尘导流模块阻截一部分粉尘，使其沉降，而后采用喷淋降尘装置，通过喷雾状水滴来去除大量粉尘和氨气，并调节臭气湿度，然后采用生物过滤器来去除臭气中的硫化氢、VOC等恶臭污染物。该方法成本低，生物过滤器的埋层厚度和形状可根据畜禽舍的实际情况设计建造，且其中的填料2~3年更换，适应性强，集风、喷淋和生物过滤均模块化设计，安装方便，在净化排气的同时还能防止畜禽疾病传播。

附图说明

图1为本实施例的整体安装示意图。

图2为本实施例中过滤装置的局部安装示意图。

图3为本实施例生物过滤模块的局部示意图。

图中，1、猪舍，2、排风口，3、排风收集管道，4、风机，5、过滤模块，51、喷头，6、防雨自动卷帘，7、地下排水口，8、生物过滤器，81、喷头，82、填料层，83、塑料网，84、土壤湿度传感器。

具体实施方式

参见附图。本实施例以包括安装在猪舍1墙体上的排风口2及挡尘导流排风口的排风收集管道3，所述排风口2设有九个，风口大小为直径275mm；所述风机4选用型号4-68型NO. 6.3D的正压变频离心风机，所述风机安装在排风收集管道和过滤模块之间；废气经风机4抽气由排风口2进入排风收集管道3，再通过过滤模块5和生物过滤器8处理，最终完成废气除臭排气过程。

除臭结构包括过滤模块5和生物过滤器8，所述过滤模块5采用喷雾式喷淋吸附，喷头51采用水雾喷头，保证抽出的臭气可以完全和水雾接触，使得臭气中的氨气充分溶于水中形成氨水，并通过地下排水口7经过收集沟将其排入废水处理管道。同时粉尘也在排气经过水幕时被阻拦，下落到地面而被去除。

经过喷淋处理对废气进行去尘增湿预处理，使得臭气从填料层82底部由下向上均匀穿过填料，即经过生物过滤器8，在该过程中臭气经过一个由于微生物附着在填料中而形成的生物层，在这个生物层上微生物将臭气氧化分解成二氧化碳和水，形成的矿物质盐留在填料和生物体中，而干净的空气离开生物过滤器8。填料层82的填料采用质量比例为30:70的堆肥和木屑，木屑有提供空隙和结构支持的作用，堆肥为微生物正常的生命活动提供必要的营养物质，采用的是石家庄沃特威公司生产的有机肥发酵专用菌种，能起到储水、保湿的作用，另有塑料网83支撑填料。填料的厚度定为400mm，采用5s的EBCT（气体滞留时间），在填料一半的高度安装土壤湿度传感器84以及时获取填料水分信息。夏天的高温会使生物过滤器8含水量过低，所以需要在生物过滤器的顶端安装五个喷头81，以便对整个生物过滤器8进行充分、均匀加湿。而冬天则一般不需要喷头81对其进额外的加湿。但是考虑到地理气候原因，南方地区在夏季一般会受台风影响而下暴雨，为防止生物过滤转置被破坏，则在生物过滤转置上方安装了自动防雨卷帘6。

废气从猪舍1被风机4抽气通过排风口2进入排风收集管道3，依次经过滤模块5和生物过滤器8处理，所处理的氨水通过地下排水口7进入排水管道，臭气通过处理从生物过滤器8排出。

Claims (10)

1.一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，包括安装在畜禽舍墙上的排风口，抽气风机，排风收集管道及废气排出畜禽舍时的三级过滤装置；抽气风机安装在过滤装置前端，过滤装置分为挡尘导流模块、喷淋模块和生物过滤模块，挡尘导流模块为第一级，喷淋模块下方连接地下排水口，其特征在于：畜禽舍内空气先通过通风集气模块，由风机进行负压通风抽气，通过排风口进入排风收集管道，而后通过包括挡尘导流模块、喷淋模块和生物过滤模块的三级过滤装置进行过滤处理，最终排出舍外。

2.根据权利要求1所述的一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，其特征在于，所述生物过滤模块采用质量比例为30:70的堆肥和木屑混合物作为填料，所述堆肥为养殖场有机固体废弃物，加入畜禽粪便发酵菌，升温至60-80C后，发酵5-10天而成；填料层中安装有土壤湿度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，其特征在于，所述通风集气模块包括排风口、排风收集管道和抽气风机。

4.根据权利要求1所述的一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，其特征在于，所述挡尘导流模块采用防腐木质材料构建，同时该装置对臭气排出具有导流作用。

5.根据权利要求1所述的一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，其特征在于，所述喷淋模块采用喷雾式喷淋。

6.根据权利要求1所述的一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，其特征在于，所述排风收集管道将猪舍排风一侧的排风口围隔。

7.根据权利要求1所述的一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，其特征在于，所述排风口的数量和面积大小以及位置通过实地所测参数计算以后确定。

8.根据权利要求1所述的一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，其特征在于，所述生物过滤模块上方安装自动防雨卷帘。

9.根据权利要求2所述的一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，其特征在于，所述土壤湿度传感器安装在填料一半的高度；填料下部具有一定空隙，并有塑料网来支撑填料。

10.根据权利要求3所述的一种用于畜禽舍的多级排气除臭装置，其特征在于，所述排风收集管道内的废气通过风机抽气进入过滤装置，进排气通风***采用正压送风、负压排风相结合的方式。