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浅谈初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器系统在养猪场的应用

发布日期:2020-06-20 20:35 浏览次数:

引言:

  很多研究和现实都证实病毒的传播最主要是通过空气传播进行,而且空气传播是造成阴性猪场重新感染的常见原因,因此对空气进行有效的过滤是阻隔病毒最有效的方式,多年的临床应用和研究证实通空气滤系统可以显著地切断病原体在动物中空气传播途径,被越来越多的规模化猪场所接受,特别是公猪站与GGP场。

  一、空气过滤器定义、分类、工作方式

  空气过滤器(Air Filter)是指空气过滤装置,是通过多孔过滤材料的作用从气固两相流中捕集粉尘,并使气体得以净化的设备,获得能够达到标准的洁净空气,常用通风用过滤器是针对空气中的不同粒径的粉尘粒子进行捕捉、吸附,使空气质量提高,一般用于洁净车间、洁净厂房、实验室及洁净室,或者用于电子机械通信设备等的防尘,原型是人们为保护呼吸而使用的呼吸保护器。

  序号分类功能作用

  1初效过滤器去除≥5μm的尘埃粒子 ,初阻力≤50Pa在空气净化系统中作为预过滤器保护中效和高效过滤器和其他配件以延长它们的使用寿命。

  2中效过滤器去除≥1.0μm的尘埃粒子,

  初阻力≤80Pa在空气净化系统中作为中间过滤器 减少高效过滤器的负荷,延长高效和其他配件的使用寿命。

  3亚高效过滤器去除≥0.5μm的尘埃粒子,初阻力≤120Pa在空气净化系统中作中间过滤器 在低级净化系统中可做终端过滤器使用

  4高效过滤器去除≥0.3μm的尘埃粒子,

  初阻力≤220Pa在空气净化系统中的终端过滤器 高级别洁净室中(0.3μm洁净室)必须使用的终端净化设备

  5超高效过滤器去除≥0.1μm的尘埃粒子,初阻力≤280在空气净化系统中的终端过滤器 高级别洁净室中(0.1μm洁净室)必须使用的终端净化设备。

  基本工作方式有五种:

  1.拦截效应:当某一粒径的粒子运动到纤维表面附近时,其中心线到纤维表面的距离小于微粒半径,灰尘粒子就会被滤料纤维拦截而沉积下来。

  2.惯性效应:当微粒质量较大或速度较大时,由于惯性而碰撞在纤维表面而沉积下来。

  3.扩散效应:小粒径的粒子布朗运动较强而容易碰撞到纤维表面上。

  4.重力效应:微粒通过纤维层时,因重力沉降而沉积在纤维上。

  5.静电效应:纤维或粒子都可能带电荷,产生吸引微粒的静电效应,而将粒子吸到纤维表面上

  二、如何选择过滤等级

  空气传播的主要猪病原的直径如下:

  Ø 猪流感病毒SIV: 0.080-0.120 um (Olsen等人,2006)

  Ø 蓝耳病毒PRRSV: 0.050-0.065 um (Zimmerman等人,2006)

  Ø 猪圆环病毒PCV2: 0.0017-0.0022 um (Quinn等人,2002)

  Ø 支原体:0.3-0.9 um (Quinn等人,2002)

  Ø 伪狂犬:0.15-0.918um (Nauwynck,1997)

  可见,SIV、PRRSV和PCV2应该能够通过HEPA过滤器。不过,携带这些病毒的微粒才是更重要的,因为汽雾颗粒的直径通常都在0.4至0.7微米之间, 0.3至1.0微米总计95%(如下表),同时,小型颗粒可通过拦截和扩散过程粘着在过滤纤维上。

  大气尘粒径(0.3μm以上)分布

  粒径/μm相对频率(%)粒径/μm相对频率(%)

  0.3461.22

  0.4201.51

  0.5111.81

  0.6112.40.7

  0.854.80.3

  12

  如下图:初效过滤:MERV 1-MERV 8级, 对0.3-1微米过滤效率几乎为零 。中效过滤:MERV 9-MERV 16级, 对0.3-1微米过滤效率 95%以上 ,防护的程度决定过滤方式及等级,要想达到有效阻断传播的目的,需使用中效以上的等级。

  三、空气过滤系统类型

  按照过滤比例分为:

  1.部分过滤:只在屋顶的进风口安装了过滤器,降温水帘不安装过滤器,也就是在疫病风险大的秋、冬季使用,风险相对小的春、夏季不使用,每年当中大约有6-8个月的时间是得不到过滤的,这样成本很低,但风险大。

  2.100%过滤:一种情况是夏季采用纵向通风的猪舍,需要同时在降温水帘和屋顶进气口前加装过滤器阵列以实现100%过滤,这肯定会增加建设成本。另一种情况是猪舍全年都通过屋顶进风口通风。这种情况下可以额外再开一排进风口,这些额外的进风口同样可以在夏季高温情况下作为通风系统的补充。当外界温度高于27°C时,可以将这些通风口打开,温度低于27°C时就将其关闭。这种方案成本低,可应付全年大部分的感染风险,是一种可行方案。但这种方案用在高风险或夏季高温地区可能就不太合适。

  按照通风类型分为三种:

  1.负压通风:同以往猪舍的常见通风模式相同,只是在进风口位置增加过滤器,如降温水帘和屋顶进气口前。此方式尤其要防止未过滤的空气通过猪舍缝隙进入舍内的风险,如果出现这样的结果也就意味着空气过滤系统失去意义,所以对猪舍的密封性要求极高,特别是空气过滤器接墙处、空气过滤器间、门、窗、吊顶板间及吊顶墙面接缝等,目前国内已有密封性极好的不锈钢门和窗户,吊顶板可采用公母槽的,同时上面加层塑料布,另外需要考虑风机的倒流,可以采用防倒流百叶或者风机外罩布袋;67888威尼斯下载app公司赵堡项目和高村项目均采用此种模式。

  负压模式下全过滤隧道通风

  2.正压通风:正压通风是将空气过滤后的空气吹进舍内,使舍内的气压高于舍外。正压通风的优势是未过滤空气进入舍内的风险较小,但对风机动力的要求较高,正压通风选用的风机应该在较高静压差下仍能提供足够的风量,正压通风通风的均匀性和夏季降温是设计时要着重考虑的点,67888威尼斯下载app公司与科普利信合资建的场采用此模式

  集成正压过滤机组通风示意

  3.中性通风:中性通风介于负压通风和正压通风之间,一般采用偏正压的方式。如67888威尼斯下载app公司梁沟公猪站

  猪舍中性空气过滤系统示意

  正压中性负压

  过滤器计数低中性高

  能源使用高高/中中/低

  现有结构适应性低低强

  未过滤空气渗透潜在性低中/低高

  成本高高/中中/低

  四、 应用及注意事项

  1.如何才能把猪舍密封起来?因为系统采用负压通风,如何把过滤器以外的地方堵严,这始终是个挑战,使用前用热感仪器检查气密性。虽然正压通风可以避免这个问题,但冬季正压通风会把温暖、潮湿的舍内空气吹入墙缝里,从而加速建筑的朽败;

  2.夏季的过滤。夏季要想满足无空调猪舍的通风需求,需要相当于冬季三倍数量的过滤器。目前的研究显示,夏季的夜晚仍然存在很大的风险,尤其是当有微风从感染的猪场吹来的时候。夜晚凉爽的温度也适合病毒的生存。解决这个风险的办法是采用100%过滤;

  3.所有的门都要关严。死猪和淘汰猪都是经过双门系统的隔离间运出。转入的猪只也要通过双门系统,将空气旁路的可能性降到最低,也可考虑在所有出入口处安装卡扣;

  4.停转风机的回风也是个大问题,因为风扇百页可能卡住,不能封严。可以在冬天从里面和外面给风机套上罩子,春天尽量延迟风机的启用。风机的正常运转也非常重要,每周至少应该检查一次;

  5.安装时不要把过滤器弄坏。不能损坏或划破过滤材料;

  6.更换过滤器时也要特别注意保证安全性,采用集成正压空气过滤机组的猪舍至少要采用两台机组,以保障更换过滤器时的舍内的正压环境。未采用机组的系统应有详细的过滤器更换操作指导;

  7.什么时间更换过滤器也是67888威尼斯下载app需要考虑的问题,最佳方案是根据每层过滤器的压力变换情况决定是否更换(正压空气过滤机组可以实现),但很多系统没有测试静压差可以采用过滤器按照周期更换,可以根据当地环境空气情况咨询过滤器厂商;

  8.安装过滤器会降低通风效率,设计时要有足够大的通风量;

  9.使用刮粪板时要防止空气交叉,一是通道密封性保证,二是直接利用排风风机;

  10.空气过滤系统必须和严格的生物安全流程相结合,才能起到应有的效果;

  11.空气过滤、环控、钢构、基建要充分沟通,最好在做施工图纸时就把空气过滤器考虑进去;

  11.监测舍内空气的流向,保证猪舍内新鲜空气可以均匀分布。空气过滤器对于春季注意防护植物棉絮,花粉等,夏季预防过滤器霉变,冬季预防雾凇,这几种情况都会增加堵塞过滤器的风险,对建筑,通风系统可能造成巨大损毁。

  五、成本及效益

  以67888威尼斯下载app公司已竣工的后备场项目为例,设计规模为年出栏6240头,采用100%中效过滤、负压通风模式,基建、空气过滤设备、环控设备成本等增加21.4%,折合每平方米增加185.67元,共计增加投资57.9万元,按10年折旧,相当于每出栏一头猪增加9.28元固定成本,在美国,蓝耳病造成的损失为3-20美元/头,加上投入的药费,损失远大于投入的成本,所以安装空气过滤系统的投入产出比应该是非常乐观的

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