畜禽舍用负压式空气过滤系统设计

赵坤 靳传道 李晓五 杨冠林

摘  要：过滤空气可以有效切断病原体在空气中的传播途径，对养畜禽养殖场的生物安全有着非常重要的意义。本文介绍了空气过滤的原理、负压式空气过滤系统各分系统的设计过程，为畜禽养殖场空气过滤系统设计提供了参考。

关键词：空气过滤;畜禽养殖场;生物安全;过滤器

中图分类号：S828 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2019）09-0069-04

随着现代化畜禽养殖场朝着规模化和集约化方向发展，畜禽的饲养量越来越多，生物安全也变得越来越重要。实践表明：空气传播是大多数病原体传播的主要途径，病毒、细菌等致病元凶都以微小颗粒为载体进入畜禽舍，进而在畜禽群传播，造成畜禽群疾病暴发和流行。过滤空气可以有效切断病原体在空气中的传播途径，对畜禽养殖场的畜禽健康有着非常重要的意义[1]。

1  病毒和细菌的传播途径及防控措施

病毒和细菌在畜禽养殖场传播的途径主要有：（1）昆虫等活体带入;（2）外来车辆、人员带入;（3）空气传播。外来车辆和人员携带的细菌和病毒可以通过消毒和隔离降低带入畜禽养殖场的风险;昆虫等活体和空气传播的途径可以采用空气过滤技术将病毒和细菌阻挡在畜禽舍外，从而降低畜禽的发病概率。

2  大气典型颗粒的尺寸及相应空气净化   方法

畜禽养殖场常见的病原体有流感病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒、圆环病毒II型及支原体等。由于病原微生物极少单个存在，即使存在，也极易被紫外线杀死，存活时间极短，因此大部分只能依附于载体上，在大气中悬浮，以生物性气溶胶的形式存在。据相关报道，生物性气溶胶的直径为 0.3 μm～1.0 μm[2]。大气中典型颗粒的尺寸及相应空气净化方法如图1所示。

3  空气过滤技术

空气过滤技术就是根据空气中的颗粒大小选择相应的过滤方案和空气过滤器，将绝大部分需要过滤的细菌和病毒阻挡在过滤器外面，最大程度降低感染外来致病微生物的风险。依据过滤器过滤粒径大小划分如下：初效过滤器主要过滤直径大于5 μm颗粒;中效过滤器主要过滤大于1 μm颗粒;亚高效及高效过滤器主要过滤大于0.3 μm颗粒。

4  负压通风模式空气过滤系统的设计

本段主要介绍负压通风模式空气过滤  系统。

4.1 负压通风模式空气过滤系统介绍

负压通风模式空气过滤系统主要是在进风处增加过滤和出风处增加防回风装置。负压通风模式空气过滤系统主要由两部分组成，夏季的进风处过滤和冬季的吊顶小窗过滤。负压通风模式的空气过滤系统示意图如图2   所示。

夏季通风：一侧安装负压风机，风机外套上防回风布袋，在风机的对面安装湿帘，湿帘外侧安装过滤墙及防虫防尘网。打开风机后，空气首先经过防虫防尘网过滤掉蚊虫及大的灰尘，再经过过滤墙过滤掉病菌，最后通过湿帘降温系统进入畜禽舍，这样畜禽舍内的畜禽就能呼吸到新鲜空气。

冬季通风：冬季主要通过天花板安装吊顶小窗，小窗顶部安装吊顶过滤系统。打开风机后，空气通过吊顶过滤系统被过滤后，新鲜空气经过小窗进入畜禽舍。

4.2 负压通风模式空气过滤系统设计

过滤系统设计前需要先了解过滤系统的设计要求、增加过滤后对其他设备的影响以及防疫等级需求。

（1）空气过滤系统必须满足畜禽舍通风需求，本文按过帘风速为1.8 m/s要求設计过滤系统。

（2）增加空气过滤系统后，会增加风阻，畜禽舍的负压会随之提高，对风机要求比   较高。

（3）由于不同畜禽舍饲养的畜禽类型不一样，防疫要求不一样，不同类型畜禽舍的防疫要求不同，按猪舍为例：公猪舍>产仔舍>保育舍>妊娠舍>育肥舍。

（4）病菌的发生具有季节性，春冬季是疫病最容易暴发的季节，这个季节的防护应该是全年的重点。

（5）过滤主材的正投影面积越大，风阻就越小，过滤主材的寿命越高，因此应选择较大投影面积的结构形式。

（6）安装有过滤设备的畜禽舍要做好密封，过滤设备更需要做好密封。

过滤系统主要由防虫防尘网、防护卷帘、过滤墙、吊顶过滤及防回风布袋几部分组成。

4.2.1  防虫防尘网

为了便于后期的更换和清洗，防虫防尘网用卡槽和卡簧固定在铝合金框架上，铝合金框架固定在外墙洞口内侧。

防蚊网：30目，筛孔尺寸590 μm，可过滤蚊虫等大的病菌携带体。

防尘网：100目，筛孔尺寸150 μm，可过滤大的灰尘。

4.2.2 过滤墙

过滤墙是配合湿帘使用的，是夏季通风的主要过滤装置。考虑到成本及防疫级别要求，本文母猪舍过滤墙采用部分过滤方式即G4级别的过滤方式，公猪舍采用G4+F9级别的过滤模式[3]，其中G4过滤器的作用是微生物防疫的预过滤及延长主过滤的寿命。

母猪舍：过滤主材采用G4级过滤棉，为了增加通风面积，结构形式采用“W”型过滤墙，如图3所示。

公猪舍：公猪舍由于防疫等级要求最高，故过滤主材选用G4板式过滤器+F9亚高效过滤器组合，结构形式采用“几”字型结构式，如图4所示，这种结构，可以增大通风面积，降低风阻，延长过滤器的使用寿命。

4.2.3 防护卷帘

防护卷帘安装在过滤墙前端，其主要目的是保护过滤墙的过滤主材，让其在不使用期间免受风沙及气溶胶的污染。由于过滤墙是和湿帘配合使用的，而且湿帘仅在夏季高温天气使用，故在湿帘需要工作时，打开防护卷帘，让过滤墙工作;在湿帘不工作时，关闭防护卷帘，避免风沙灰尘进入过滤墙，对过滤墙的主材起到保护作用，防护卷帘可以极大地延长过滤墙的使用寿命。