养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统和方法

1.本发明涉及养殖场设备技术领域，尤其涉及一种养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统和方法。


背景技术：

2.通风是畜牧养殖行业一个重点技术内容，良好的通风工艺不但可以提高舍内的动物健康福利，而且减少疫病的发生，降低场内以及场外的交叉感染，避免不必要的经济损失。通常通风由进风、舍内循环、出风环节组成，养殖场畜禽舍、畜禽粪便贮存及处理设施的出风由于携带有圈舍及粪便贮存处理过程产生的臭气、氨气、病原菌等有害物质，如果这部分不做专门处理，养殖场的生物安全就存在一种不确定性的未知状态，也不利于动物的管理。
3.经调查，目前国内大多数养殖场的圈舍及粪便贮存处理设施均未配置除臭装置，一些密闭式的圈舍及楼房圈舍也刚开始考虑除臭的设计，但由于缺乏相关技术指导和案例参考，这些除臭目前均采用纸质湿帘淋洗的方式，而单一的纸质湿帘处理方式对于臭气、氨气和病原菌等有害物质的处理效果较差。对于农业领域（畜禽舍）、农产品加工领域（饲料厂、食品厂）、农村环境领域（农村厕所）等均需要一种低成本且有效的除臭措施，目前，主流的除臭技术主要分为吸附法、吸收法、燃烧法、生物法、高级氧化法、植物液除臭法等。
4.吸收法采用水或弱酸性吸收剂在吸收塔或湿帘上进行吸收，吸收塔内部填料可采用乱堆填料及整砌填料。乱堆填料如拉西环、鞍形、θ网环，整砌填料如波纹板、波纹网等。也可选用喷雾塔，选择几种塔式除臭装置串联，整个系统的压降会非常大，风机的功率经常需要几十千瓦，风量也大多受到限制，因此这种多工艺的组合适合风量小，浓度较高的场合。当遇到大风量通风需求，对大风量臭气进行除臭时，就需要选择湿帘式组合方式进行吸收，保证风速在1-1.5 m/s的通过流速，进行截面面积的计算和配置。吸收液可选择水、有机溶剂，也可选择酸碱吸收剂，对一些有机恶臭物质，也可选用氧化还原吸收的方式进行设计。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统和方法，用以解决现有技术中单一的纸质湿帘处理方式对于臭气、氨气和病原菌等有害物质的处理效果较差的缺陷，在酸洗、碱洗、生物吸附降解和光催化工艺的组合下，实现高效除臭降氨除菌，最大程度阻断疫病的传播。
6.本发明实施例提供一种养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统，包括：箱体、第一级湿帘装置、第二级湿帘装置、第三级微生物菌液喷淋装置和光催化装置；其中，所述箱体包括依次连通的第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室的进气口与圈舍或畜禽粪便贮存、处理设施的臭气源排出口或收集口连接；所述第一级湿帘装置设于所述第一腔室内，所述第二级湿帘装置设于所述第二腔室内，所述第三级微生物菌液喷淋装置和所述光催化装置设于所述第三腔室内。
7.其中，还包括气液分离器，所述气液分离器固定于所述第三腔室的出气口处。
8.其中，还包括弧形挡板，所述弧形挡板安装于所述第三腔室的出气口处，且位于所述气液分离器的上方。
9.其中，所述第一级湿帘装置包括第一喷头、第一湿帘和第一循环水箱，所述第一循环水箱固定于所述第一腔室的底部，且与固定于第一腔室顶部的所述第一喷头连接，所述第一喷头朝向所述第一湿帘；所述第二级湿帘装置包括第二喷头、第二湿帘和第二循环水箱，所述第二循环水箱固定于所述第二腔室的底部，且与固定于所述第二腔室顶部的所述第二喷头连接，所述第二喷头朝向所述第二湿帘。
10.其中，所述第一级湿帘和所述第二级湿帘分别为塑料湿帘，或分别为纸质湿帘。
11.其中，所述第一喷头包括安装于所述第一腔室顶部和侧部的多个螺旋喷嘴，所述第二喷头包括安装于所述第二腔室顶部和侧部的多个螺旋喷嘴。
12.其中，还包括挡水条，所述挡水条分别设于所述第一循环水箱和所述第二循环水箱的顶部。
13.其中，所述第三级微生物菌液喷淋装置包括第三喷头、生物质填料箱和第三循环水箱，所述第三循环水箱固定于所述第三腔室的底部，且与所述第三喷头连接，所述第三喷头朝向所述生物质填料箱。
14.其中，所述光催化装置包括多孔导流板和紫外线灯，所述多孔导流板上涂覆有二氧化钛催化涂层，所述多孔导流板设置于所述生物质填料箱与所述第三腔室的出气口之间，所述紫外线灯朝向所述多孔导流板照射。
15.其中，所述第三喷头包括安装于所述第三腔室顶部和侧部的多个螺旋喷嘴。
16.本发明还提供一种养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统的方法，包括：a、第一级湿帘装置：洗涤液为酸性溶液，其中酸溶液通过硫酸、盐酸、磷酸、草酸或乳酸试剂配置，也可采用酸性电解水代替，酸性洗涤液ph值为1.5-4.5，气体停留时间为1-3 s，洗涤液连续喷淋或间歇喷淋；b、第二级湿帘装置：洗涤液为碱性溶液，其中碱溶液通过氢氧化钠或氢氧化钾试剂配置，碱性洗涤液ph值为10-12，气体停留时间为0.5-1 s，洗涤液连续喷淋或间歇喷淋；c、第三级微生物菌液喷淋装置：洗涤液为复合生物菌剂，所述复合生物菌剂优势微生物为克雷伯氏菌，ph值为5-7，气体停留时间为1-3 s，洗涤液喷淋频率为2 h/次；d、光催化装置：uv紫外线灯照射25 nm tio2催化剂，每次运行时需1-2个uv紫外线灯。
17.本发明实施例提供的一种养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统和方法，通过第一级湿帘装置、第二级湿帘装置、微生物菌液喷淋装置和光催化装置依次对圈舍或畜禽粪便贮存、处理设施排出的气体进行酸洗、碱洗、生物吸附降解和光催化工艺处理，实现圈舍、畜禽粪便贮存处理设施废气高效除臭降氨除菌，最大程度阻断疫病的传播；并且本发明的设备操作、维护简单，运行费用较低，符合应用领域的特点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明实施例提供的一种养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统的结构示意图。
20.附图标记：100：抽气装置；201：第一腔室；202：第二腔室；203：第三腔室；300：圈舍或畜禽粪便贮存、处理设施；400：气液分离器；500：弧形挡板；601：第一喷头；602：第一湿帘；603：第一循环水箱；701：第二喷头；702：第二湿帘；703：第二循环水箱；800：挡水条；901：第三喷头；902：生物质填料箱；903：第三循环水箱；904：多孔导流板；905：紫外线灯。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.下面结合图1描述本发明实施例的一种养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统，包括：箱体、第一级湿帘装置、第二级湿帘装置、第三级微生物菌液喷淋装置和光催化装置。
23.其中，箱体包括依次连通的第一腔室201、第二腔室202和第三腔室203，第一腔室201的进气口与圈舍或畜禽粪便贮存、处理设施300的排气口连接，采用抽气装置100将圈舍或畜禽粪便贮存、处理设施300的气体抽出并通入第一腔室201。可以理解的是，第一腔室201、第二腔室202和第三腔室203均设置进气口和出气口，且第一腔室201的进气口通过抽气装置100与圈舍或畜禽粪便贮存、处理设施300的出气口连接，第一腔室201的出气口与第二腔室202的进气口连接，第二腔室202的出气口与第三腔室203的进气口连接，第三腔室203的出气口与外界环境连通。
24.第一级湿帘装置设于第一腔室201内，第二级湿帘装置设于第二腔室202内，第三级微生物菌液喷淋装置和光催化装置设于第三腔室203内。第一腔室201、第二腔室202和第三腔室203分别作为各个处理流程的反应场所，采用抽气装置100将圈舍或畜禽粪便贮存、处理设施300的气体抽出并依次通过第一腔室201、第二腔室202和第三腔室203进行除臭降氨除菌等处理。
25.在实际使用时，可根据实际需要，第一级湿帘装置进行酸洗，之后第二级湿帘装置进行碱洗；或者第一级湿帘装置进行水洗，之后第二级湿帘装置进行酸洗。吸收法根据臭味的浓度选择喷雾装置或均匀喷水装置，低浓度时可选择喷雾装置，在高浓度时，需要大量吸收液时，改为均匀喷水装置。
26.本发明提供的养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统内部安装传感器，检测喷淋液的浓度和流量等参数，可根据传感器检测到的参数自动调节，在达到稳定处理效果的参数组合下，根据设定的参数控制喷淋液的加药和更换，具备自动运行的特点。
27.本发明实施例提供的一种养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统，通过第一级湿帘装置、第二级湿帘装置、第三级微生物菌液喷淋装置和光催化装置依次对圈舍或畜禽粪便贮存、处理设施排出的气体进行酸洗、碱洗、生物吸附降解和光催化工艺处理，实现圈舍或畜
禽粪便贮存、处理设施废气高效除臭降氨除菌，最大程度阻断疫病的传播；并且本发明的设备操作、维护简单，运行费用较低，符合应用领域的特点。
28.其中，本实施例的养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统还包括气液分离器400，气液分离器400固定于第三腔室203的出气口处。在本实施例中的气液分离器400可采用滴水分离器，在废气经过多层淋洗后，对系统排出的气溶胶、颗粒物等容易携带病原菌微生物的成分进行分离回流，以避免由于气体扰流的状态下，部分细菌和病毒随着气溶胶排出圈舍或畜禽粪便贮存、处理设施300，最大程度阻断疫病的传播途径。
29.其中，本实施例的养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统还包括弧形挡板500，弧形挡板500安装于第三腔室203的出气口处，且位于气液分离器400的上方。本实施例中的弧形挡板500能够改变经系统处理后的气体排出方向，另外，若存在没有被彻底分离的气雾，可在弧形挡板500的内端面凝结并回流至第三腔室203内，进一步减小细菌和病毒随着气溶胶排出的几率。
30.其中，第一级湿帘装置包括第一喷头601、第一湿帘602和第一循环水箱603，第一循环水箱603固定于第一腔室201的底部，且与固定于第一腔室201顶部的第一喷头601连接，第一喷头601朝向第一湿帘602；第二级湿帘装置包括第二喷头701、第二湿帘702和第二循环水箱703，第二循环水箱703固定于第二腔室202的底部，且与固定于第二腔室202顶部的第二喷头701连接，第二喷头701朝向第二湿帘702。具体地，在本实施例中的第一级湿帘装置和第二级湿帘装置的结构基本相同，只是喷头喷出的介质会根据实际需要进行调整。以第一级湿帘装置为例，在使用过程中，在第一循环水箱603注入清洗介质，通过泵将清洗介质输送到第一喷头601，由第一喷头601对第一湿帘602进行喷淋，之后气体通入到第一腔室201后，与第一湿帘602上的清洗介质接触反应，而从第一湿帘602流下的介质和从第一喷头601喷出的介质重新返回至第一循环水箱603内，循环使用介质。具体地，为了保证清洗过滤效果，第一湿帘602和第二湿帘702均为竖向设置，且分别临近于第一腔室201和第二腔室202的出气口处，保证将要排出该腔室的气体均与湿帘充分接触反应。
31.其中，第一湿帘602和第二湿帘702均为塑料湿帘。进一步地，第一湿帘602和第二湿帘702分别采用低风阻塑料湿帘（其风阻系数约为0.39 cd）或者分别采用纸质湿帘，这样对目前老旧圈舍适应性较强，也利于工艺的推广，另外大大提高了湿帘处理的通风量（即受风速影响的敏感度降低），具有寿命长(通常达10年以上)，不易堵塞，易冲刷清洗等优点，低风阻塑料湿帘采用了聚丙烯材质，在80℃以下的温度，能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀，是一种理想的湿帘材料。
32.其中，第一喷头601包括安装于第一腔室201顶部和侧部的多个螺旋喷嘴，第二喷头701包括安装于第二腔室202顶部和侧部的多个螺旋喷嘴。本实施例中的第一喷头601和第二喷头701均为螺旋喷嘴，此喷头具有流量大，喷射均匀，防堵塞等优点，多用于除尘、废气洗涤、烟气脱硫系统，用于本除臭工艺是一种合适的关键配件，可根据淋洗液的成分选择不锈钢、聚四氟、聚乙烯、聚偏二氟乙烯等材质制成。而螺旋喷嘴的设置位置可以为多个排列在顶部和侧部，且侧部的螺旋喷嘴可以设置在不同高度位置上，以保证清洗介质能够均匀全面喷洒至塑料湿帘上。
33.其中，本实施例的养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统还包括挡水条800，挡水条800分别设于第一循环水箱603和第二循环水箱703的顶部，用于避免循环介质由循环水箱
中溅出或流出。
34.其中，第三级微生物菌液喷淋装置包括第三喷头901、生物质填料箱902和第三循环水箱903，第三循环水箱903固定于第三腔室203的底部，且与第三喷头901连接，第三喷头901朝向生物质填料箱902。具体地，在使用过程中，在第三循环水箱903注入微生物菌液，通过泵将微生物菌液输送到第三喷头901，由第三喷头901对生物质填料箱902进行喷淋，由第二腔室202排出的气体通入到第三腔室203后，与生物质填料箱902上的微生物菌液接触反应，而从生物质填料箱902流下的介质和从第三喷头901喷出的介质重新返回至第三循环水箱903内，循环使用介质。生物质填料箱902包括框架和生物质填料，框架用于填充生物质填料，生物质填料可以为树皮等材料，一方面提供微生物菌液与废气接触反应的介质，另一方面为微生物提供生长营养和环境。
35.其中，光催化装置包括多孔导流板904和紫外线灯905，多孔导流板904上涂覆有二氧化钛催化涂层，多孔导流板904设置于生物质填料箱902与第三腔室203的出气口之间，紫外线灯905朝向多孔导流板904照射。紫外线灯905采用185-254 nm波段的紫外线，二氧化钛催化涂层选择25 nm粒径，通过与硅藻土的混合喷涂于多孔导流板904的侧板上。在制作催化涂层的过程中，根据处理舍内臭气的情况，有针对性的添加一定比例的银离子以及氧化锌等抗菌成分，协同提高除菌除病毒的效果。
36.同理，第三喷头901包括安装于第三腔室203顶部和侧部的多个螺旋喷嘴。第三喷头901的布置形式与第一喷头601、第二喷头701的布置形式相同，在此不再赘述。
37.由于本发明应用的领域市场准入门槛低、利润低，吸收法、植物液除臭法和高级氧化法是当前常用的除臭降氨控制方法，这些技术设备操作、维护简单，运行费用较低，符合应用领域的特点。
38.本组合工艺中选择光催化氧化作为高级氧化的主要方式，光源采用真空紫外灯人工光源，纳米二氧化钛材料为光催化剂；采用的催化剂为25 nm粒径，催化剂喷涂负载于板材上，要求废气的停留时间约为1.5-2 s，若一级光催化效果不佳，可选用两级光催化串联运行，以达到最大化的除臭杀菌效果。
39.图1为一种典型的多工艺组合方式，其中不同湿帘采用不同的吸收方式，也可根据不同来源的臭气浓度和成分进行不同湿帘的组合方式，湿帘可以是横向排布，也可做纵向组合（纵向吸收法仅限于一种），吸收法与光催化方法进行优化组合，在一定的空间内，尽量降低风速，增加臭气的停留时间，同时在末端加入气溶胶及颗粒的过滤回收装置，保证病原菌被留在净化系统内部。
40.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
41.本发明还提供一种养殖场多级组合除臭降氨杀菌系统的方法，所述方法包括：a、第一级湿帘装置：洗涤液为酸性溶液，其中酸溶液可通过硫酸、盐酸、磷酸、草酸或乳酸等试剂配置，也可采用酸性电解水代替，酸性洗涤液ph值为1.5-4.5（优选为4），气体停留时间为1-3 s（优选为1.7 s），洗涤液连续喷淋或间歇喷淋；
b、第二级湿帘装置：洗涤液为碱性溶液，其中碱溶液可通过氢氧化钠、氢氧化钾等试剂配置，碱性洗涤液ph值为10-12（优选为11），气体停留时间为0.5-1 s（优选为0.9 s），洗涤液连续喷淋或间歇喷淋；c、第三级微生物菌液喷淋装置：洗涤液为复合生物菌剂，复合生物菌剂优势微生物为克雷伯氏菌， ph值为5-7（优选为6），气体停留时间为1-3 s（优选为1.7 s），洗涤液喷淋频率为2 h/次；d、光催化装置：uv紫外线灯照射25 nm tio2催化剂，每次运行时需1-2个uv紫外线灯。
42.实施案例：酸洗涤、碱洗涤、生物洗涤与光催化组合工艺对氨气和微生物气溶胶减排效果控制密闭舍排出空气多级洗涤除臭控氨净化设备和停留时间1.7 s，一级酸洗涤（ph值为4.0），二级碱洗涤（氢氧化钠溶液，ph值11.0），三级生物洗涤（以克雷伯氏菌为主的复合生物菌剂）和光催化氧化技术（25 nm tio2，波长为185-254 nm 紫外光；处理组合运行7 d，试验运行期间酸洗涤、碱洗涤喷淋系统处于喷淋状态。运行7 d后，对装置入口和出口进行气体采样，分析得出，多级组合处理对氨气减排效率为82.9%、对臭气浓度减排效率为79.2%，对真菌气溶胶减排效率为62.5%，对细菌气溶胶减排效率为83.5%。
43.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。